RU2730069C1 - Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable - Google Patents

Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable Download PDF

Info

Publication number
RU2730069C1
RU2730069C1 RU2019132051A RU2019132051A RU2730069C1 RU 2730069 C1 RU2730069 C1 RU 2730069C1 RU 2019132051 A RU2019132051 A RU 2019132051A RU 2019132051 A RU2019132051 A RU 2019132051A RU 2730069 C1 RU2730069 C1 RU 2730069C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
input
reference signal
optic cable
synthesizer
Prior art date
Application number
RU2019132051A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Сергеевич Лялин
Тимофей Алексеевич Довгаль
Алексей Александрович Бирюк
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Priority to RU2019132051A priority Critical patent/RU2730069C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730069C1 publication Critical patent/RU2730069C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/01Arrangements thereon for guidance or control
    • F42B15/04Arrangements thereon for guidance or control using wire, e.g. for guiding ground-to-ground rockets

Abstract

FIELD: rocket equipment.SUBSTANCE: invention relates to rocket engineering and can be used in controlled missiles with control over fibre-optic cable using radio-frequency signals for data transmission and guidance. Device comprises a control station, a radio frequency signal amplification unit, a processing unit, a band-pass filter, a nonlinear modulation or demodulation device, an optical modulator and a demodulator. Device further comprises an external synthesizer of a highly stable reference signal for generating or receiving a radio-frequency signal located at the control station. Said synthesizer is configured to mix its signal with control signals. Output of the optical demodulator is connected to the input of the bandpass filter. Input of the optical modulator is connected to the output of the external synthesizer of the highly stable reference signal.EFFECT: high reliability of operation of the device owing to reduced level of phase noise of the reference signal, as well as simplification of the device and reduction of its cost.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике. Изобретение может быть использовано в управляемых ракетах с управлением по волоконно-оптическому кабелю, использующих радиочастотные сигналы для передачи информации и наведения.The invention relates to rocketry. The invention can be used in fiber-optic guided missiles using radio frequency signals for information transmission and guidance.

Блок-схема типичного устройства формирования или приема радиочастотного сигнала в ракете с управлением по оптоволоконному кабелю представлена на Фиг. 1. Примером использования подобного устройства может быть ракета SpikeNLOS/1/. Устройство состоит из блока усиления радиочастотного сигнала, синтезатора опорного сигнала, полосно-пропускающего фильтра, нелинейного устройства модуляции/демодуляции радиочастотного сигнала и блока обработки.A block diagram of a typical RF signal generating or receiving device in a fiber-optic missile is shown in FIG. 1. An example of using such a device can be the SpikeNLOS / 1 / rocket. The device consists of an RF signal amplification unit, a reference signal synthesizer, a bandpass filter, a nonlinear RF signal modulation / demodulation device, and a processing unit.

Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство приема радиочастотного сигнала в ракете RALAS которое содержит те же основные элементы, что и устройство приема на Фиг. 1/2/. Данное устройство было выбрано в качестве прототипа.Closest to the claimed invention is a device for receiving a radio frequency signal in a RALAS rocket, which contains the same basic elements as the receiving device in FIG. 1/2 /. This device was chosen as a prototype.

Описанные выше типичное устройство приема или передачи и прототип имеют основной недостаток, заключающийся в необходимости включения синтезатора опорного сигнала в состав ракеты, что приводит к невозможности использования термостатированных генераторов опорного сигнала для синтезатора частот, вследствие их больших габаритов, долгого выхода на режим и значительного энергопотребления.The above-described typical receiving or transmitting device and the prototype have the main disadvantage, which consists in the need to include a reference signal synthesizer in the rocket, which leads to the impossibility of using thermostated reference signal generators for the frequency synthesizer, due to their large dimensions, long run times and significant power consumption.

Задачей изобретения является уменьшение уровня фазовых шумов опорного сигнала, упрощение конструкции и уменьшение стоимости устройства.The objective of the invention is to reduce the level of phase noise of the reference signal, simplify the design and reduce the cost of the device.

Устройство формирования или приема радиочастотного сигнала в управляемой ракете с управлением по волоконно-оптическому кабелю состоит из блока усиления радиочастотного сигнала (1), который соединен с нелинейным устройством модуляции или демодуляции (2), второй вход которого соединен с выходом полосно-пропускающего фильтра (4), вход которого соединен с выходом оптического демодулятора (6), вход которого соединен волоконно-оптическим кабелем (7), вход которого соединен с выходом оптического модулятора (8), вход которого соединен с синтезатором высокостабильного опорного сигнала (5), обработчик (16) соединен с устройством модуляции или демодуляции (3).A device for generating or receiving a radio frequency signal in a guided missile controlled via a fiber optic cable consists of a radio frequency signal amplification unit (1), which is connected to a nonlinear modulation or demodulation device (2), the second input of which is connected to the output of a bandpass filter (4 ), the input of which is connected to the output of the optical demodulator (6), the input of which is connected by a fiber-optic cable (7), the input of which is connected to the output of the optical modulator (8), the input of which is connected to the synthesizer of a highly stable reference signal (5), the processor (16 ) is connected to a modulation or demodulation device (3).

Сформированный на станции управления сигнал, переданный по волоконно-оптическому кабелю, обладает меньшим уровнем фазовых шумов, чем достижимый уровень при использовании синтезатора опорного сигнала в составе ракеты. Так как конструкция ракеты предполагает наличие волоконно-оптического демодулятора для получения сигналов управления, сложность устройства ракеты в сравнении с традиционным подходом в виде использования синтезатора частот на борту ракеты уменьшается.The signal generated at the control station and transmitted over the fiber-optic cable has a lower phase noise level than the level achievable when using the reference signal synthesizer in the rocket. Since the design of the rocket assumes the presence of a fiber-optic demodulator for receiving control signals, the complexity of the rocket design is reduced in comparison with the traditional approach in the form of using a frequency synthesizer on board the rocket.

Задача достигается путем использования внешнего генератора высокостабильного сигнала. На станции управления в генераторе высокостабильного опорного сигнала Сформируется высокостабильный сигнал с низким уровнем фазовых шумов. Данный сигнал переносится оптическим модулятором (8) в оптический диапазон. По волоконно-оптическому кабелю (7) сигнал поступает в ракету. В ракете сигнал с помощью оптического демодулятора (6) переносится в радиочастотный диапазон и поступает на полосно-пропускающий фильтр (4). С выхода полосно-пропускающего фильтра (4) сигнал поступает на нелинейное устройство для формирования/приема радиочастотного сигнала (2). Станция управления допускает использование устройств с большими массогабаритными показателями и обладает большим ресурсом по энергопотреблению, чем ракета, что позволяет использовать термостатированный генератор опорного сигнала для синтезатора частот. Волоконно-оптический кабель обладает крайне низкими потерями на распространение.The task is achieved by using an external high-stability signal generator. At the control station, a highly stable reference signal generator will generate a highly stable signal with low phase noise. This signal is transferred by an optical modulator (8) into the optical range. A fiber optic cable (7) sends a signal to the rocket. In a rocket, the signal is transferred to the radio frequency range using an optical demodulator (6) and fed to a bandpass filter (4). From the output of the bandpass filter (4), the signal is fed to a nonlinear device for generating / receiving an RF signal (2). The control station allows the use of devices with large weight and dimensions and has a greater resource in energy consumption than a rocket, which allows the use of a thermostated reference signal generator for a frequency synthesizer. Fiber optic cable has extremely low propagation loss.

На Фиг. 1 представлена структурная схема типичная устройства приема радиочастотного сигнала, где:FIG. 1 shows a block diagram of a typical RF signal receiving device, where:

1. Блок усиления радиочастотного сигнала;1. RF signal amplification unit;

2. Нелинейное устройство модуляции или демодуляции;2. Non-linear modulation or demodulation device;

3. Обработчик.3. Processor.

4. Полосно-пропускающий фильтр;4. Bandpass filter;

5. Синтезатор опорного сигнала;5. Reference signal synthesizer;

6. Оптический демодулятор;6. Optical demodulator;

7. Волоконно-оптический кабель;7. Fiber optic cable;

8. Оптический модулятор.8. Optical modulator.

На Фиг. 2 представлена структурная схема предлагаемого изобретения,FIG. 2 shows a block diagram of the invention,

где:Where:

1. Блок усиления радиочастотного сигнала;1. RF signal amplification unit;

2. Нелинейное устройство модуляции или демодуляции;2. Non-linear modulation or demodulation device;

3. Обработчик.3. Processor.

4. Полосно-пропускающий фильтр;4. Bandpass filter;

5. Синтезатор высокостабильного опорного сигнала;5. Synthesizer of a highly stable reference signal;

6. Оптический демодулятор;6. Optical demodulator;

7. Волоконно-оптический кабель;7. Fiber optic cable;

8. Оптический модулятор.8. Optical modulator.

Пример конкретного исполнения устройства приема радиочастотного сигнала.An example of a specific implementation of a device for receiving a radio frequency signal.

На станции управления установлен синтезатор высокостабильного сигнала частотой 14.3 ГГц, с термостатированным кварцевым опорным генератором. Сигнал смешивается с сигналами управления и поступает на оптический модулятор. С выхода оптического модулятора сигнал через волоконно-оптический кабель поступает на борт ракеты на вход оптического демодулятора. С выхода оптического демодулятора сигнал частотой 14.3 ГГц поступает на вход полосно-пропускающего фильтра с центральной частотой полосы пропускания 14.3 ГГц. С выхода полосно-пропускающего фильтра сигнал поступает на вход демодулятора. На второй вход демодулятора поступает сигнал с выхода малошумящего усилителя. Низкочастотный информационный сигнал с выхода демодулятора поступает на вход обработчика, установленного на ракете.The control station has a 14.3 GHz high-stability signal synthesizer with a thermostated quartz reference oscillator. The signal is mixed with control signals and fed to the optical modulator. From the output of the optical modulator, the signal through a fiber-optic cable enters the rocket board to the input of the optical demodulator. From the output of the optical demodulator, a signal with a frequency of 14.3 GHz is fed to the input of a bandpass filter with a central frequency of the passband of 14.3 GHz. From the output of the bandpass filter, the signal goes to the demodulator input. The signal from the output of the low-noise amplifier is fed to the second input of the demodulator. The low-frequency information signal from the demodulator output goes to the input of the handler installed on the rocket.

Пример конкретного исполнения устройства формирования радиочастотного сигнала.An example of a specific implementation of a device for generating a radio frequency signal.

На станции управления установлен синтезатор высокостабильного сигнала частотой 34 ГГц, с опорным генератором из цирконата-титаната свинца. Сигнал смешивается с сигналами управления и поступает на оптический модулятор. С выхода оптического модулятора сигнал через волоконно-оптический кабель поступает на борт ракеты на вход оптического демодулятора. С выхода оптического демодулятора сигнал частотой 34 ГГц поступает на вход полосно-пропускающего фильтра с центральной частотой полосы пропускания 34 ГГц. С выхода полосно-пропускающего фильтра сигнал поступает на вход модулятора. На второй вход модулятора поступают модулирующие сигналы из обработчика. С выхода модулятора сигнал поступает на вход усилителя мощности.The control station is equipped with a 34 GHz high-stability signal synthesizer with a lead zirconate-titanate reference generator. The signal is mixed with control signals and fed to the optical modulator. From the output of the optical modulator, the signal through a fiber-optic cable enters the rocket board to the input of the optical demodulator. From the output of the optical demodulator, the signal with a frequency of 34 GHz is fed to the input of a band-pass filter with a center frequency of the pass-band of 34 GHz. From the output of the band-pass filter, the signal goes to the input of the modulator. The modulating signals from the processor are received at the second input of the modulator. From the output of the modulator, the signal goes to the input of the power amplifier.

Таким образом, предлагаемое изобретение использует генератор опорного сигнала, находящийся на станции управления. Данное решение позволяет упростить устройство ракеты, что уменьшает стоимость устройства. Кроме того, синтезатор, размещенный на станции управления, позволяет использовать более дорогой термостатированный опорный генератор, так как он не пострадает в процессе эксплуатации. Как следствие, предлагаемое изобретение обладает лучшим уровнем фазовых шумов. Предлагаемое изобретение обладает меньшей сложностью, стоимостью устройства и лучшим уровнем фазовых шумов по сравнению с прототипом.Thus, the present invention uses a reference signal generator located at the control station. This solution allows to simplify the rocket device, which reduces the cost of the device. In addition, the synthesizer located at the control station allows the use of a more expensive thermostated reference oscillator, since it will not suffer during operation. As a consequence, the proposed invention has a better phase noise level. The proposed invention has less complexity, cost of the device and a better level of phase noise in comparison with the prototype.

Источники информации:Sources of information:

1. Техника и вооружение. 2014. №10. С. 9.1. Equipment and weapons. 2014. No. 10. P. 9.

2. Тактический ракетный комплекс RALAS [Электронный ресурс] / Юферев Сергей. - Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: https://army-news.ru/2019/02/protivotankovyj-raketnyj-kompleks-ralas/, свободный - прототип.2. Tactical missile system RALAS [Electronic resource] / Sergey Yuferev. - Electron, text data. - Access mode: https://army-news.ru/2019/02/protivotankovyj-raketnyj-kompleks-ralas/, free - prototype.

Claims (1)

Устройство формирования или приема радиочастотного сигнала в управляемой ракете с управлением по волоконно-оптическому кабелю, содержащее станцию управления, блок усиления радиочастотного сигнала, блок обработки, полосно-пропускающий фильтр, нелинейное устройство модуляции или демодуляции, оптические модулятор и демодулятор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внешний синтезатор высокостабильного опорного сигнала для формирования или приема радиочастотного сигнала, расположенный на станции управления и выполненный с возможностью смешивания его сигнала с сигналами управления, выход оптического демодулятора соединен со входом полосно-пропускающего фильтра, а вход оптического модулятора соединен с выходом внешнего синтезатора высокостабильного опорного сигнала.A device for generating or receiving a radio frequency signal in a guided missile with control over a fiber optic cable, containing a control station, a radio frequency signal amplification unit, a processing unit, a bandpass filter, a nonlinear modulation or demodulation device, an optical modulator and a demodulator, characterized in that it additionally contains an external synthesizer of a highly stable reference signal for generating or receiving an RF signal, located at the control station and configured to mix its signal with control signals, the output of the optical demodulator is connected to the input of the bandpass filter, and the input of the optical modulator is connected to the output of the external synthesizer of the highly stable reference signal.
RU2019132051A 2019-10-10 2019-10-10 Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable RU2730069C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132051A RU2730069C1 (en) 2019-10-10 2019-10-10 Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132051A RU2730069C1 (en) 2019-10-10 2019-10-10 Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730069C1 true RU2730069C1 (en) 2020-08-17

Family

ID=72086259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019132051A RU2730069C1 (en) 2019-10-10 2019-10-10 Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730069C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096139A (en) * 1990-08-16 1992-03-17 Hughes Aircraft Company Missile interface unit
RU28402U1 (en) * 2002-09-30 2003-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Рубин" APPARATUS FOR ACCEPTANCE AND IMPLEMENTATION OF TARGET
RU2236666C2 (en) * 2002-09-30 2004-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Рубин" Target indication reception and realization equipment
RU56000U1 (en) * 2006-02-06 2006-08-27 Лев Федорович Олейников LAND-SPACE DETECTION-1 DETECTION SYSTEM
RU2439611C1 (en) * 2011-03-09 2012-01-10 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов Radar station with pulse-by-pulse carrier frequency tuning, neural network recognition of objects and inverse antenna aperture synthesis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096139A (en) * 1990-08-16 1992-03-17 Hughes Aircraft Company Missile interface unit
RU28402U1 (en) * 2002-09-30 2003-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Рубин" APPARATUS FOR ACCEPTANCE AND IMPLEMENTATION OF TARGET
RU2236666C2 (en) * 2002-09-30 2004-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Рубин" Target indication reception and realization equipment
RU56000U1 (en) * 2006-02-06 2006-08-27 Лев Федорович Олейников LAND-SPACE DETECTION-1 DETECTION SYSTEM
RU2439611C1 (en) * 2011-03-09 2012-01-10 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов Radar station with pulse-by-pulse carrier frequency tuning, neural network recognition of objects and inverse antenna aperture synthesis

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Тактический ракетный комплекс RALAS (Сербия)" [онлайн], дата выкладки на сайт 26.02.2019 в соответствии с сайтом http://web-arhive.ru/view?url=http%3A%2F%2Fnevskii-bastion.ru%3A80%2Fcomplex-ralas-serbia%2F&time=20190226175842&f=1 [найдено 09.04.2020] найдено в Интернете в соответствии с сайтом http://nevskii-bastion.ru/complex-ralas-serbia/. *
"Управляемые ракеты семейства Spake (Израиль)" [онлайн], дата выкладки на сайт 04.07.2018 в соответствии с сайтом http://web-arhive.ru/view?url=http%3A%2F%2Ftopwar.ru%3A80%2F65529-upravlyaemye-rakety-semeystva-spike-izrail.html&time=20180704072550&f=1 [найдено 09.04.2020] найдено в Интернете в соответствии с сайтом https://topwar.ru/65529-upravlyaemye-rakety-semeystva-spike-izrail.html. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3752992A (en) Optical communication system
SE461936B (en) DEVICE FOR MEASURING MICROWAVE NOISE
US20180138978A1 (en) Opto-electronic oscillator with stimulated brillouin scattering feedbac,
CN108933379A (en) Laser frequency-offset-lock system
CN106027153A (en) Method for generating 60GHz millimeter waves based on new double-sideband Mach-Zehnder modulator
GB636467A (en) Improvements in or relating to transmitters and receivers for single-sideband signals
CN104467967A (en) Microwave signal optical fiber steady-phase transmission system based on phase compensation
CN104202090A (en) Microwave signal long distance optical fiber stationary phase transmission device based on optical phase conjugation
CN204886978U (en) Equal 36 adjustable frequency -doubled signal generating device of no filtering compensation suppressed carrier system
RU2730069C1 (en) Device for generating or receiving radio-frequency signal in controlled missile with control over fibre-optic cable
CN111987995A (en) Comb signal source based on mixing modulation feedback loop
KR101266020B1 (en) Method and apparatus for optically filtering a communication signal
CN112636837A (en) Dual-waveband dual-chirp microwave signal generation and transmission device and method
CN210111948U (en) Comb signal source based on mixing modulation feedback loop
US9935717B2 (en) Optical synthesizer
RU103431U1 (en) NANOSTRUCTURAL FORMER OF FREQUENCY-MODULATED SIGNALS
Wang et al. Generation of frequency 16‐tupling millimeter wave without filtering based on cascaded Mach–Zehnder modulator
KR0150143B1 (en) If frequency generating circuit in radio communication system
SU886194A1 (en) Modulator of single side frequency
RU2758708C1 (en) Device for quantum distribution of a symmetric bit sequence at a subcarrier frequency of modulated radiation using a double homodyne reception method
GB804200A (en) Microwave transmission systems
RU176290U1 (en) ACTIVE RADAR SYSTEM WITH APPLICATION OF ARBITRARY MODULATION AND COMPENSATION SYSTEM
SU1434537A1 (en) Two-channel power amplifier
JP2871277B2 (en) High power small millimeter wave radar equipment
SU807480A1 (en) Device for adding microwave powers