RU214168U1

RU214168U1 - Superheterodyne transceiver for radio relay communication line

Info

Publication number: RU214168U1
Application number: RU2022120633U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НОВЫЕ ТЕЛЕКОМ РЕШЕНИЯ"
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2022-10-13

Abstract

Полезная модель относится к радиорелейным линиям связи и может быть применена в отрасли информационных технологий. Сущность полезной модели заключается в супергетеродинном приемопередатчике для радиорелейной линии связи, у которого схема повышающего преобразователя частот дополнительно включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи. Технический результат заключается в снижении искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

The utility model relates to radio relay communication lines and can be applied in the information technology industry. The essence of the utility model lies in a superheterodyne transceiver for a radio relay communication line, in which the frequency boost converter circuit additionally includes a microcontroller containing four digital-to-analog and analog-to-digital converters. The technical result consists in reducing the distortion of the output information signal of the transceiver. 2 w.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к радиорелейным линиям связи и может быть применена в отрасли информационных технологий.The utility model relates to radio relay communication lines and can be applied in the information technology industry.

В качестве прототипа выбран супергетеродинный приемопередатчик, содержащий схемы повышающего и понижающего преобразователей частот, подключенные друг к другу через диплексер, при этом схема повышающего преобразователя частот включает смесители, к входам которых подключен гетеродинный синтезатор частот [RU 84654, дата публикации: 10.07.2009 г., МПК H04B 7/14]. As a prototype, a superheterodyne transceiver was chosen, containing up- and down-converter circuits connected to each other through a diplexer, while the up-converter circuit includes mixers, to the inputs of which a heterodyne frequency synthesizer is connected [RU 84654, publication date: 10.07.2009 , IPC H04B 7/14].

Недостаток прототипа заключается в присутствии в выходном информационном сигнале побочных составляющих и искажений из-за двойного преобразования частоты приемопередатчиком, вследствие чего требуется применение в схемотехнической конструкции приемопередатчика фильтра зеркального канала, что негативно сказывается на динамическом диапазоне приемопередатчика, его массогабаритных характеристиках и долговечности, существенным образом ухудшая эксплуатационные характеристики супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.The disadvantage of the prototype is the presence of side components and distortions in the output information signal due to double frequency conversion by the transceiver, as a result of which it is required to use an image channel filter in the circuit design of the transceiver, which negatively affects the dynamic range of the transceiver, its weight and size characteristics and durability, significantly worsening operational characteristics of a superheterodyne transceiver for a radio relay communication line.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик супергетеродинного приемопередатчик для радиорелейной линии связиThe technical problem to be solved by the utility model is the need to improve the operational characteristics of a superheterodyne transceiver for a radio relay communication line.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика.The technical result, which the utility model is aimed at, is to reduce the risk of distortion of the output information signal of the transceiver.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи содержит схемы повышающего и понижающего преобразователей частот, подключенные друг к другу через диплексер, при этом схема повышающего преобразователя частот включает смеситель, к входу которого подключен гетеродин. В отличие от прототипа схема повышающего преобразователя частот дополнительно включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи, при этом выходы четырех цифроаналоговых преобразователей подключены к входам смесителей, а вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходам смесителей.A superheterodyne transceiver for a radio relay communication line contains up-converter and down-converter circuits connected to each other through a diplexer, while the upconverter circuit includes a mixer, to the input of which a local oscillator is connected. Unlike the prototype, the boost converter circuit additionally includes a microcontroller containing four digital-to-analog and analog-to-digital converters, while the outputs of the four digital-to-analog converters are connected to the mixer inputs, and the analog-to-digital converter input is connected to the mixer outputs.

Схемы повышающего и понижающего преобразователей частот, подключенные друг к другу через диплексер, обеспечивают возможность преобразования цифрового сигнала в радиочастотный и наоборот. The up-converter and down-converter circuits connected to each other via a diplexer provide the ability to convert a digital signal to an RF signal and vice versa.

Схема повышающего преобразователя частот включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи, что обеспечивает реализацию в схеме прямой квадратурной модуляции и суммирование двух сигналов, которые находятся в квадратуре, за счет чего исключается необходимость формирования промежуточной частоты, негативно сказывающейся на качестве выходного информационного сигнала приемопередатчика, что снижает риск искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика.The frequency upconverter circuit includes a microcontroller containing four digital-to-analog and analog-to-digital converters, which ensures the implementation of direct quadrature modulation in the circuit and the summation of two signals that are in quadrature, thereby eliminating the need to form an intermediate frequency that negatively affects the quality of the output information signal transceiver, which reduces the risk of distortion of the output information signal of the transceiver.

Дополнительно, схема повышающего преобразователя может включать детектор выходной мощности сигнала, вход которого может быть подключен к выходам смесителей, а выход может быть подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, что обеспечивает возможность вычисления микроконтроллером постоянной составляющей балансных смесителей и дополнительного снижения риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика.Additionally, the boost converter circuit may include a signal output power detector, the input of which can be connected to the outputs of mixers, and the output can be connected to the input of an analog-to-digital converter, which makes it possible for the microcontroller to calculate the DC component of balanced mixers and further reduce the risk of distortion of the output information signal transceiver.

Дополнительно для снижения риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика, схема повышающего преобразователя частот может быть смонтирована на одной плате и дополнительно содержать умножитель частоты опорного генератора с каскадами усиления, имеющими фиксированный ток потребления и усилитель мощности, снабженный блоком стабилизации выходной мощности, реализованным на операционных усилителях.Additionally, to reduce the risk of distortion of the output information signal of the transceiver, the frequency boost converter circuit can be mounted on one board and additionally contain a reference oscillator frequency multiplier with amplification stages having a fixed current consumption and a power amplifier equipped with an output power stabilization unit implemented on operational amplifiers.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».A utility model can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion "industrial applicability".

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи, при этом выходы четырех цифроаналоговых преобразователей подключены к входам смесителей, а вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходам смесителей, что обеспечивает возможность прямой квадратурной модуляции схемой повышающего преобразователя частот, за счет чего исключается необходимость формирования промежуточной частоты и появляется возможность ее единичного преобразования приемопередатчиком, исключая необходимость применения в устройстве фильтра зеркального канала, что снижает риск появления в выходном информационном сигнале побочных составляющих.The utility model is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that it includes a microcontroller containing four digital-to-analog and analog-to-digital converters, while the outputs of four digital-to-analog converters are connected to the mixer inputs, and the analog-to-digital converter input is connected to the mixer outputs, which provides the possibility of direct quadrature modulation by the frequency upconverter circuit, due to which the need for the formation of an intermediate frequency is eliminated and the possibility of its single conversion by the transceiver appears, eliminating the need to use an image channel filter in the device, which reduces the risk of side components appearing in the output information signal.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.This ensures the achievement of the technical result, which consists in reducing the risk of distortion of the output information signal of the transceiver, thereby improving the performance of the superheterodyne transceiver for a radio relay link.

Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The utility model has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the “novelty” patentability criterion.

Полезная модель поясняется следующими фигурами.The utility model is illustrated by the following figures.

Фиг.1 - функциональная схема супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.Figure 1 is a functional diagram of a superheterodyne transceiver for a microwave link.

Фиг.2 - функциональная схема элементов квадратурного смесителя супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.2 is a functional diagram of the elements of a quadrature mixer of a superheterodyne transceiver for a microwave link.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the utility model, an embodiment of its implementation is presented below, which can be modified or supplemented in any way, while the present utility model is by no means limited to the presented embodiment.

Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи в соответствии с функциональными схемами, представленными на фиг.1 и фиг.2 содержит смонтированные на печатной плате опорный генератор 100, к которому подключены схемы 200 и 300 повышающего и понижающего преобразователей частот, в свою очередь подключенные друг к другу через диплексер 400, к которому в свою очередь подключена антенна 410.A superheterodyne transceiver for a radio relay link in accordance with the functional diagrams presented in Fig.1 and Fig.2 contains a reference oscillator 100 mounted on a printed circuit board, to which the up and down converter circuits 200 and 300 are connected, in turn connected to each other through the diplexer 400, which in turn is connected to the antenna 410.

Схема 200 повышающего преобразователя частот включает микроконтроллер 210 с интегрированными в него четырьмя ЦАП 211,212,213,214 и АЦП 215, усилитель 220 промежуточной частоты, квадратурный смеситель 230, включающий низкочастотные фильтры 231, сумматоры 232, фазовращатель 233, гетеродин 234, активные балансные смесители 235, блок 240 фазовой автоподстройки частоты, управляемый напряжением генератор 241, блок 242 усиления мощности, фильтров низких и высоких частот, умножитель 243 частоты опорного генератора с каскадами усиления, имеющими фиксированный ток потребления, усилитель 250 с регулируемым усилением, блок 251 управления выходной мощностью, детектор 252 огибающей, усилитель 260 мощности, снабженный блоком 261 стабилизации выходной мощности, реализованным на операционных усилителях, детектор 270 выходной мощности сигнала.The boost converter circuit 200 includes a microcontroller 210 with four DACs 211,212,213,214 and an ADC 215 integrated into it, an intermediate frequency amplifier 220, a quadrature mixer 230, including low-pass filters 231, adders 232, a phase shifter 233, a local oscillator 234, active balanced mixers 235, a phase block 240 frequency lock, voltage controlled oscillator 241, power amplification unit 242, low and high pass filters, reference oscillator frequency multiplier 243 with amplification stages having a fixed current consumption, variable gain amplifier 250, output power control unit 251, envelope detector 252, amplifier 260 power, equipped with an output power stabilization unit 261 implemented on operational amplifiers, a signal output power detector 270.

Схема 300 понижающего преобразователя частот включает малошумящий усилитель 310 с блоком 311 управления коэффициентом преобразования, балансный смеситель 320, блок 330 фазовой автоподстройки частоты, управляемый напряжением генератор 331, блок 332 усиления мощности, фильтров низких и высоких частот, умножитель 333 частоты опорного генератора с каскадами усиления, имеющими фиксированный ток потребления, усилитель 340 промежуточной частоты.Downconverter circuit 300 includes a low noise amplifier 310 with a conversion gain control 311, a balanced mixer 320, a phase locked loop 330, a voltage controlled oscillator 331, a power amplification unit 332, low and high pass filters, a reference oscillator frequency multiplier 333 with gain stages having a fixed current consumption, the intermediate frequency amplifier 340.

Подключение элементов друг к другу осуществлено в соответствии с функциональными схемами, представленными на фиг.1 и фиг.2.The elements are connected to each other in accordance with the functional diagrams shown in Fig.1 and Fig.2.

Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи работает следующим образом.The superheterodyne transceiver for a microwave link operates as follows.

На цифровой вход схемы 200 повышающего преобразователя частот поступают синфазные I P и I N и квадратурные Q P и Q N составляющие информационного радиосигнала каждый в дифференциальном виде, которые выравниваются и корректируются упомянутой схемой 200, после чего происходит перенос информационного сигнала в радиочастотный диапазон, который посредством диплексера 400 и антенны 410 направляется в сеть связи. На вход схемы 300 понижающего преобразователя частот посредством антенны 410 и диплексера 400 поступает сигнал в радиочастотном диапазоне, который преобразуется в цифровой сигнал и поступает на цифровой выход вышеупомянутой схемы. The in-phase I P and I N and quadrature Q P and Q N components of the information radio signal each in differential form are fed to the digital input of the upconverter circuit 200, which are aligned and corrected by the mentioned circuit 200, after which the information signal is transferred to the radio frequency range, which, by means of the diplexer 400 and the antenna 410 is sent to the communication network. The downconverter circuit 300 receives an RF signal through the antenna 410 and the diplexer 400, which is converted into a digital signal and fed to the digital output of the above circuit.

За счет применения в схеме 200 повышающего преобразователя частот прямой квадратурной модуляции исключается необходимость формирования промежуточной частоты и применения в устройстве фильтра зеркального канала, вследствие чего в выходном информационном сигнале отсутствуют побочные составляющие, достигается увеличение динамического частотного диапазона устройства и компенсируются возможные температурные и частотные искажения, связанные со старением компонентов.Due to the use of a direct quadrature modulation upconverter in the circuit 200, the need for forming an intermediate frequency and using an image channel filter in the device is eliminated, as a result of which there are no side components in the output information signal, an increase in the dynamic frequency range of the device is achieved and possible temperature and frequency distortions associated with with aging components.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в снижении риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.Thus, a technical result is achieved, which consists in reducing the risk of distortion of the output information signal of the transceiver, thereby improving the performance of the superheterodyne transceiver for a radio relay communication line.

Claims

1. A superheterodyne transceiver for a radio relay communication line, containing up-converter and down-converter circuits connected to each other through a diplexer, while the up-converter circuit includes a mixer, to the input of which a local oscillator is connected, characterized in that the up-converter circuit additionally includes a microcontroller , containing four digital-to-analog and analog-to-digital converters, while the outputs of four digital-to-analog converters are connected to the mixer inputs, and the analog-to-digital converter input is connected to the mixer outputs.

2. The transceiver according to claim 1, characterized in that the boost converter circuit includes a signal output power detector, the input of which is connected to the outputs of the mixers, and the output is connected to the input of the microcontroller.

3. The transceiver according to claim 1, characterized in that the boost converter circuit additionally contains a reference oscillator frequency multiplier with amplification stages having a fixed current consumption and a power amplifier equipped with an output power stabilization unit implemented on operational amplifiers.