линия радиосвязи
Классы МПК: | H04B7/22 системы, основанные на распространении радиоволн со вторичным излучением при отражении (например тропосферное распространение радиоволн) |
Автор(ы): | Штефан В.И., Заплетин Ю.В., Безгинов И.Г. |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-04-11 публикация патента:
20.11.2002 |
Линия радиосвязи относится к области радиосвязи и может быть использована в космических и наземных системах радиосвязи с повторным использованием частоты. Предлагаемая линия радиосвязи содержит передающее и приемное устройство. В передающее устройство введены последовательно соединенные генератор одиночного импульса, формирователь сигнала Баркера и балансный модулятор. В приемное устройство введен оптимальный фильтр сигнала Баркера. При этом формирователь сигнала Баркера содержит многоотводную линию зедержки, три фазоинвертора и сумматор. Оптимальный фильтр сигнала Баркера содержит согласованный фильтр одиночного импульса, многоотводную линию задержки приемника, три фазоинвертора и третий сумматор. Введение этих блоков позволяет повысить скрытность и устойчивость передаваемой информации, что является техническим результатом. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Линия радиосвязи, содержащая передающее и приемное устройства, передающее устройство содержит последовательно соединенные генератор сигналов основных сообщений и разветвитель мощности, два выхода которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго амплитудных модуляторов, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму облучателям передающей антенны, два выхода парафазного усилителя соединены со вторыми входами первого и второго амплитудных модуляторов соответственно, выход опорного генератора передатчика соединен с входом генератора псевдослучайной последовательности (ПСП), два выхода которого соединены с соответствующими входами дешифратора, n выходов которого соединены с n входами синтезатора частот, выход которого соединен с первым входом генератора сигналов основных сообщений, второй вход которого является входом основной информации, приемное устройство содержит первый и второй возбудители приемной антенны, которые соединены с двумя входами устройства поворота поляризации, два выхода которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого сумматора и вычитающего устройства, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр нижних частот соединен с входом блока обработки, при этом выход синхронного детектора через узкополосный низкочастотный фильтр соединен с управляющим входом устройства поворота поляризации, выход первого сумматора через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и амплитудный ограничитель соединен с вторым входом синхронного детектора и первыми входами n ключей, выходы которых через соответствующие третьи полосовые фильтры соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого через смеситель соединен с входом демодулятора основных сообщений, выход которого является выходом устройства, выход опорного генератора приемника через последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, синхронизатор и делитель соединен с входом регистра сдвига, n выходов которого соединены с n входами кодопреобразователя и вторыми входами n ключей соответственно, n выходов кодопреобразователя соединены с n входами анализатора частот приемника, выход которого соединен с вторым входом смесителя, вход анализатора частот приемника соединен с выходом опорного генератора приемника, отличающаяся тем, что в передающее устройство введены последовательно соединенные генератор одиночного импульса, формирователь сигнала Баркера и балансный модулятор, выход которого соединен с входом парафазного усилителя, а второй вход балансного модулятора соединен с выходом опорного генератора передатчика, кроме того, вход генератора одиночного импульса соединен с третьим выходом генератора ПСП, в приемное устройство введен оптимальный фильтр сигнала Баркера, вход которого соединен с выходом блока обработки, а выход оптимального фильтра сигнала Баркера соединен с вторыми входами синхронизатора и регистра сдвига. 2. Линия радиосвязи по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь сигнала БАРКЕРА содержит многоотводную линию задержки, первый, второй, третий и шестой выходы которой соединены с соответствующими входами сумматора, а четвертый, пятый и седьмой выходы многоотводной линии задержки соединены с входами первого, второго и третьего фазоинверторов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом формирователя сигнала Баркера, входом которого является вход многоотводной линии задержки, оптимальный фильтр сигнала Баркера содержит последовательно соединенные согласованный фильтр одиночного импульса и многоотводную линию задержки приемника, второй, пятый, шестой и седьмой выходы которой соединены с соответствующими входами третьего сумматора, первый, третий и четвертый выходы многоотводной линии задержки приемника соединены с входами первого, второго и третьего фазоинверторов, выходы которых соединены с соответствующими входами третьего сумматора, выход которого является выходом оптимального фильтра сигнала Баркера, входом которого является вход согласованного фильтра одиночного импульса.Описание изобретения к патенту
Предлагаемое устройство относится к области радиосвязи и может быть использовано в космических и наземных системах радиосвязи с повторным использованием частоты. Известны устройства с использованием поляризационной модуляции сигналов с эллиптической поляризацией поля. Поляризационная модуляция сигналов с эллиптической поляризацией осуществляется путем изменения либо угла ориентации, либо угла эллиптичности, либо угла ориентации и угла эллиптичности одновременно (А.П.Сополев, К.Г.Гусев, А.Д.Филатов, М., "Сов.радио", 1974, стр. 63-161). Однако описанные в этой книге устройства имеют следующие недостатки. Они могут быть использованы только в тех условиях, когда параметры распространения сигналов на трассе и взаимное положение передающей и приемной антенн постоянны. Если эти условия не выполняются, то возникает большой уровень взаимных помех между отдельными каналами радиолинии. На практике в большинстве случаев изменяются как параметры распространения, так и взаимное расположение антенн. Известны также устройства для формирования с повторным использованием частоты (ПИЧ) (пат. США 4087818, Н 04 В 7/02, заявка Японии 54-41851, Н 04 В 7/10), в которых ПИЧ в условиях изменения параметров среды распространения сигналов и взаимного положения антенн достигается за счет обеспечения ортогональности по поляризации двух передаваемых одновременно сигналов с круговой или линейной поляризацией. Эти устройства в силу высоких требований необходимой точности обеспечения ортогональности по поляризации передаваемых сигналов име.т сложную систему автоподстройки, использующую специальные пилот-сигналы. Использование пилот-сигналов требует выделения дополнительных частотных каналов, не совпадающих со спектром передаваемых сигналов, что существенно усложняет конструкцию устройства и ухудшает его помехоустойчивость. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство с повторным использованием частоты по патенту 2161865, Н 04 В, 7/22 (з-ка 99101624/09 от 27. 2000), принятое за прототип. На фиг. 1 и 4 изображена функциональная схема устройства-прототипа, где обозначено:1 - генератор сигналов основных сообщений;
2 - разветвитель мощности;
3, 4 - первый и второй амплитудные модуляторы;
5 - парафазный усилитель;
6, 7 - облучатели передающей антенны;
8 - передающая антенна;
9, 10 - возбудители приемной антенны;
11 - приемная антенна;
12, 36 - первый и второй сумматоры;
13 - вычитающее устройство;
14 - синхронный детектор;
15 - амплитудный ограничитель;
16 - демодулятор основных сообщений;
17 - узкополосный низкочастотный фильтр;
18 - устройство поворота поляризации;
19 - синтезатор частот передатчика;
20 - дешифратор;
21 - генератор ПСП;
22 - опорный генератор передатчика;
23, 26, 351
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
24 - фильтр нижних частот;
25 - блок обработки;
27 - опорный генератор приемника;
28 - формирователь тактовых импульсов;
29 - синхронизатор;
30 - делитель;
31 - регистр сдвига;
32 - кодопреобразователь;
33 - синтезатор частот приемника;
341
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
37 - смеситель. Устройство-прототип содержит передатчик и приемник. Передатчик содержит последовательно соединенные генератор сигналов основных сообщений 1 и разветвитель мощности 2, два выхода которого соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов соответственно, выходы которых подсоединены к первому 6 и второму 7 облучателям передающей антенны 8 соответственно. Два выхода парафазного усилителя 5 соединены со вторыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов соответственно. Выход опорного генератора передатчика 22 соединен с входом генератора ПСП 21, два выхода которого соединены с двумя входами дешифратора 20 соответственно, n выходов которого соединены с соответствующими входами синтезатора частот передатчика 19, выход которого соединен с первым входом генератора сигналов основных сообщений, второй вход которого является входом основной информации So. Приемник содержит первый 9 и второй 10 возбудители приемной антенны 11, которые соединены с соответствующими входами устройства поворота поляризации 18, один выход которого соединен с первым входом первого сумматора 12 и первым входом вычитающего устройства 13, а другой выход блока 18 соединен со вторым входом первого сумматора 12 и вторым входом вычитающего устройства 13, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр 23, синхронный детектор 14 и фильтр нижних частот 24 соединен с входом блока обработки 25. При этом выход синхронного детектора 14 через узкополосный низкочастотный фильтр 17 соединен с управляющим входом устройства поворота поляризации 18. Выход первого сумматора 12 через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 26 и амплитудный ограничитель 15 соединен со вторым входом синхронного детектора 14 и первыми входами ключей 341
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
передающее устройство:
1 - генератор сигналов основных сообщений;
2 - разветвитель мощности;
3, 4 - первый и второй амплитудные модуляторы;
5 - парафазный усилитель;
6,7 - первый и второй облучатели передающей антенны;
8 - передающая антенна;
19 - синтезатор частот;
20 - дешифратор;
21 - генератор ПСП;
22 - опорный генератор передатчика;
38 - генератор одиночного импульса;
39 - многоотводная линия задержки;
401
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
41 - сумматор;
42 - балансный модулятор;
47 - формирователь сигнала Баркера;
приемное устройство:
9, 10 - первый и второй возбудители приемной антенны;
11 - приемная антенна;
12, 36, 46 - первый, второй и третий сумматоры;
13 - вычитающее устройство;
14 - синхронный детектор;
15 - амплитудный ограничитель;
16 - демодулятор основных сообщений;
17 - узкополосный низкочастотный фильтр;
18 - устройство поворота поляризации;
23, 26, 351
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
24 - фильтр нижних частот;
25 - блок обработки;
27 - опорный генератор приемника;
28 - формирователь тактовых импульсов;
29 - синхронизатор;
30 - делитель;
31 - регистр сдвига;
32 - кодопреобразователь;
33 - анализатор частот приемника;
341
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
37 - смеситель;
43 - многоотводная линия задержки приемника;
44 - согласованный фильтр одиночного импульса;
451
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
48 - оптимальный фильтр сигнала Баркера. Предлагаемая линия радиосвязи содержит передающее и приемное устройство. Передающее устройство содержит последовательно соединенные генератор сигналов основных сообщений 1 и разветвитель мощности 2, два выхода которого соединены соответственно с первыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов, выходы которых подсоединены соответственно к первому 6 и второму 7 облучателям передающей антенны 8. Два выхода парафазного усилителя 5 соединены со вторыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов соответственно. Выход опорного генератора передатчика 22 соединен через последовательно соединенные генератор ПСП 21 и генератор одиночного импульса 38 с входом формирователя сигнала Баркера 47, выход которого соединен через балансный модулятор 42 с входом парафазного усилителя 5. Второй вход балансного модулятора 42 соединен с выходом опорного генератора передатчика 22. Два выхода генератора ПСП 21 соединены с соответствующими входами дешифратора 20, n выходов которого соединены с n входами синтезатора частот 19 соответственно, выход которого соединен с первым входом генератора сигналов основных сообщений 1, второй вход которого является входом основной информации So. Формирователь сигналов Баркера 47 содержит многоотводную линию задержки 39, первый, второй, третий и шестой выходы которой соединены с соответствующими входами сумматора 41. А четвертый, пятый и седьмой выходы линии задержки 39 соединены со входами первого 401, второго 402 и третьего 403 фазоинверторов соответственно. При этом выходы фазоинверторов 401, 402 и 403 соединены с соответствующими входами сумматора 41, выход которого является выходом формирователя сигнала Баркера, входом которого является вход линии задержки 39. Приемное устройство содержит первый 9 и второй 10 возбудители приемной антенны 11, которые соединены с двумя входами устройства поляризации 18, два выхода которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого сумматора 12 и вычитающего устройства 13, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр 23, синхронный детектор 14, фильтр нижних частот 24 и блок обработки 25 соединен с входом оптимального фильтра сигнала Баркера 48. Причем выход синхронного детектора 14 через узкополосный низкочастотный фильтр 17 соединен с управляющим входом устройства поворота поляризации 18. Выход первого сумматора 12 через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 26 и амплитудный ограничитель 15 соединен со вторым входом синхронного детектора 14 и первыми входами n ключей 341
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193008/8226.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193008/8226.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193008/8226.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193158/960.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193008/8226.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193008/8226.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193122/964.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193158/960.gif)
На выходе сумматора 46 имеет место автокорреляционная функция (АКФ) сигнала Баркера, огибающая которой приведена на рис.3.6 книги Л.Е.Варакина "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Р. и С., 1985. Автокорреляционная функция (АКФ) совпадает с установочными импульсами с периодом Т, вырабатываемыми генератором ПСП 21 передающей части. С выхода сумматора 46 установочные импульсы подаются на синхронизатор 29, где по ним осуществляется синхронизация тактовых импульсов, формируемых в блоке 28 (фиг.2, поз.1) из колебаний опорного генератора приемника 27. С выхода блока 29 импульсы поступают через делитель 30 на вход регистра сдвига 31, на второй вход которого подаются установочные импульсы с выхода сумматора 46. Импульсы с n выходов регистра сдвига 31 поступают на n входы кодопреобразователя 32, где формируются коды, поступающие на n входы синтезатора частот, откуда сигналы n частот подаются на второй вход смесителя 37, на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго сумматора 36. Одновременно импульсы с n выходов регистра сдвига 31 подаются на вторые входы n ключей 341
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193014/247.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
![линия радиосвязи, патент № 2193278](/images/patents/277/2193005/916.gif)
Класс H04B7/22 системы, основанные на распространении радиоволн со вторичным излучением при отражении (например тропосферное распространение радиоволн)