RU2160506C2

RU2160506C2 - Radio transmission line using frequency recycling

Info

Publication number: RU2160506C2
Application number: RU99101773A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Безгинов; Ю.В. Заплетин
Original assignee: Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: radio communication. SUBSTANCE: transmitting part of device has signal generator for main messages, power distributor, first and second amplitude modulators, paraphase amplifier, and transmitting antenna. Receiving part of device has receiving antenna, adder, subtraction unit, synchronous detector, amplitude clipper, demodulator of main messages, narrow-band low-pass filter, and device for polarization rotation. However, transmission of increased information amount requires increase in transmission rate or number of radio channels. This in both cases results in increased radio bandwidth. At the moment, complete set of radio frequencies, starting from very low frequency up to microwaves, is overloaded. Thus, allocation of radio frequency set is more and more problematic. Goal of invention is achieved by carrier frequency oscillator and clock oscillator, generator of orthogonal pseudorandom sequence, generator of pseudorandom sequence, phasing unit, first and second multipliers, adder, generator of carrier frequencies, commutator, two mixers, two band-pass filters, and two gates, which are introduced at transmitting part of device. Also, two multipliers, two band-pass filters, recirculation unit, gate, reference generator with clock shaping, synchronizer, solving circuit, quarter phase shifter and phase detector are introduced at the receiving part of device to accomplish the goal of invention. EFFECT: transmission of additional information. 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области радиосвязи и может быть использовано в космических и наземных системах радиосвязи с повторным использованием частоты. The proposed device relates to the field of radio communications and can be used in space and ground-based radio communication systems with frequency reuse.

Известны устройства с использованием поляризационной модуляции радиосигналов, в частности с эллиптической поляризацией волны путем изменения параметров эллипса поляризации (К.Г. Гусев, А.Д. Филатов, А.П. Сопалев "Поляризационная модуляция", М., "Сов. радио", 1994 г., стр. 63-161). Known devices using polarization modulation of radio signals, in particular with elliptical polarization of the wave by changing the parameters of the polarization ellipse (KG Gusev, AD Filatov, AP Sopalev "Polarization modulation", M., "Sov. Radio" , 1994, pp. 63-161).

Недостатком этих устройств является то, что они могут быть использованы в условиях, когда параметры распространения сигналов на трассе и взаимное положение передающей и приемной антенн постоянны, т.к. в противном случае возникает большой уровень взаимных помех между отдельными каналами радиолинии. Однако в большинстве практических случаев изменяются как параметры распространения сигналов, так и взаимное расположение антенн. The disadvantage of these devices is that they can be used in conditions where the parameters of signal propagation along the path and the relative position of the transmitting and receiving antennas are constant, because otherwise, a large level of mutual interference occurs between the individual channels of the radio link. However, in most practical cases, both the propagation parameters of the signals and the relative position of the antennas change.

Известно также устройство по патенту США N 4087818, в котором повторное использование частоты 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. Эта ортогональность поддерживается с помощью автоматической цепи в виде замкнутого контура регулирования с применением специальных пилот-сигналов. Оно содержит передающее устройство, формирующее два сигнала с одинаковой частотой со взаимно ортогональной поляризацией волны и приемное устройство, обеспечивающее раздельный прием указанных сигналов за счет их ортогональной поляризации. A device is also known according to US patent N 4087818, in which frequency reuse in conditions of changing the parameters of the signal propagation medium and the relative position of the antennas is achieved by ensuring polarization orthogonality of two simultaneously transmitted signals with circular or linear polarization. This orthogonality is maintained using an automatic circuit in the form of a closed loop control using special pilot signals. It contains a transmitting device that generates two signals with the same frequency with mutually orthogonal polarization of the wave and a receiving device that provides separate reception of these signals due to their orthogonal polarization.

Однако это устройство в силу высоких требований к необходимой точности обеспечения ортогональности по поляризации передаваемых сигналов имеет сложную систему автоподстройки. Кроме того, реализация этого устройства требует специальной дополнительной линии связи. However, this device, due to the high requirements for the necessary accuracy of ensuring orthogonality in the polarization of the transmitted signals, has a complex auto-tuning system. In addition, the implementation of this device requires a special additional communication line.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является "Устройство радиосвязи с повторным использованием частоты" по а. с. N 1385305, принятое за прототип. Closest to the technical nature of the claimed object is a "Radio communication device with frequency reuse" by a. with. N 1385305, adopted as a prototype.

Но в данном устройстве-прототипе объем передаваемой информации недостаточен. But in this prototype device, the amount of information transmitted is insufficient.

Для передачи все возрастающего объема информации необходимо увеличивать скорость передачи или число радиоканалов, что в том и в другом случаях приводит к расширению полосы радиочастот. А как известно, диапазон радиочастот, начиная от самых низких - ОНЧ и кончая самыми высокими - СВЧ, в настоящее время весьма перегружен. Поэтому задача выделения какого-либо участка диапазона радиочастот становится все более проблематичной. To transmit an ever-increasing amount of information, it is necessary to increase the transmission speed or the number of radio channels, which in both cases leads to an expansion of the radio frequency band. And as you know, the range of radio frequencies, from the lowest - VLF to the highest - microwave, is currently very congested. Therefore, the task of allocating any part of the radio frequency range is becoming increasingly problematic.

Предлагаемое устройство в некоторой степени решает проблему увеличения объема передаваемой информации. The proposed device to some extent solves the problem of increasing the amount of transmitted information.

Для увеличения объема передаваемой информации в устройство, содержащее на передающей стороне разветвитель мощности, два выхода которого соединены соответственно с высокочастотными входами первого и второго амплитудных модуляторов, вторые входы которых подключены соответственно к двум выходам парафазного усилителя, выходы амплитудных модуляторов подключены соответственно к первому и второму облучателям передающей антенны, на приемной стороне - два облучателя (возбудителя) приемной антенны через устройство управления поляризацией подключены к двум входам сумматора и двум входам вычитающего устройства, выход которого соединен с одним из входов синхронного детектора, второй вход которого через ограничитель соединен с выходом сумматора, а выход синхронного детектора через узкополосный низкочастотный фильтр подключен к управляющему входу устройства управления поляризацией, введено на передающей стороне - генератор колебаний несущей и тактовой частот, один из выходов которого соединен с первыми входами формирователя ортогональной псевдослучайной последовательности и генератора псевдослучайной последовательности, вторые входы которых соединены соответственно с двумя выходами устройства фазирования, выход формирователя ортогональной псевдослучайной последовательности через первый перемножитель соединен с первым входом сумматора, а выход генератора псевдослучайной последовательности через второй перемножитель соединен со вторым входом сумматора, второй выход генератора колебаний несущей и тактовой частот соединен со входами фазовращателя на 90^o, выход которого соединен со вторым входом первого перемножителя и фазового манипулятора, выход которого соединен со вторым входом второго перемножителя, на второй вход фазового манипулятора подается "ИНФ1" (S₀), выход сумматора соединен с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя несущих частот, вход которого соединен с вторым выходом генератора колебаний несущей и тактовой частот, выходы первого и второго смесителей соответственно через первый и второй полосовые фильтры соединены соответственно со входами первого и второго ключей, управляющие входы которых подключены к первому и второму выходам коммутатора соответственно, на вход которого подается "ИНФ2" (S₁), выходы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого соединен со входом разветвителя мощности, на приемной стороне - ФНЧ, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а с выхода снимается "ИНФ3" (S_доп), первый и второй перемножители, входы которых соединены между собой и выходом ограничителя, выход первого перемножителя через первый полосовой фильтр соединен с одним из входов фазового детектора и с одним из входов рециркулятора, выход которого через амплитудный детектор и пороговое устройство соединен с одним из входов решающей схемы, а через пиковый детектор - с другим входом той же решающей схемы, третий вход которой соединен со входом блока обработки информации и с одним из выходов блока синхронизации, второй выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен со вторым входом рециркулятора, третий вход которого соединен со входом ключа, выход решающей схемы соединен со входом ключа, выход решающей схемы соединен со входом блока выделения информации "ИНФ2" (S₁) и с одним из входов блока синхронизации, третий выход блока синхронизации соединен со вторым входом второго перемножителя, выход которого через второй полосовой фильтр, фазовращатель на 90^o соединен со вторым входом фазового детектора, с выхода которого снимается "ИНФ1" (S₀), опорный генератор, выход которого через формирователь тактовых импульсов соединен со входом формирователя несущих частот и вторым входом блока синхронизации, четвертый выход которого соединен со вторым выходом первого перемножителя.To increase the amount of information transmitted to a device containing a power splitter on the transmitting side, the two outputs of which are connected respectively to the high-frequency inputs of the first and second amplitude modulators, the second inputs of which are connected respectively to the two outputs of the paraphase amplifier, the outputs of the amplitude modulators are connected respectively to the first and second irradiators transmitting antenna, on the receiving side - two feeds (pathogens) of the receiving antenna through the polarization control device connected to two inputs of the adder and two inputs of the subtractor, the output of which is connected to one of the inputs of the synchronous detector, the second input of which is connected through the limiter to the output of the adder, and the output of the synchronous detector is connected to the control input of the polarization control device through a narrow-band low-pass filter and is inputted to the transmitter side - the oscillator of the carrier and clock frequencies, one of the outputs of which is connected to the first inputs of the shaper orthogonal pseudorandom in series pseudorandom sequence generator and the second inputs of which are connected respectively to the two outputs of the phasing device, the output of the orthogonal pseudorandom sequence generator through the first multiplier is connected to the first input of the adder, and the output of the pseudo-random sequence generator through the second multiplier is connected to the second input of the adder, the second output of the carrier oscillator and the clock frequency is connected to the inputs of the phase shifter 90 ^o, the output of which is connected to the second input ervogo multiplier and phase manipulator, whose output is connected to a second input of the second multiplier, the second input of the phase manipulator served "INF1" (S _0), the adder output being coupled to the first inputs of the first and second mixers, the second inputs of which are respectively connected to first and second inputs carrier frequency shaper, the input of which is connected to the second output of the oscillator of the carrier and clock frequencies, the outputs of the first and second mixers, respectively, through the first and second bandpass filters are connected respectively GOVERNMENTAL to the inputs of the first and second keys, the control inputs of which are connected to first and second outputs of the switch, respectively, the input of which is supplied "INF2" (S _1), the outputs of the first and second keys are respectively connected to first and second inputs of the second adder, which is connected to the output with the input of the power splitter, on the receiving side - the low-pass filter, the input of which is connected to the output of the synchronous detector, and "INF3" (S _add ), the first and second multipliers, the inputs of which are connected to each other and the output of the limiter, are removed from the output, the output of the first multiplier through the first bandpass filter is connected to one of the inputs of the phase detector and to one of the inputs of the recirculator, the output of which is connected through the amplitude detector and threshold device to one of the inputs of the decision circuit, and through the peak detector to the other input of the same decision circuit, the third input of which is connected to the input of the information processing unit and to one of the outputs of the synchronization unit, the second output of which is connected to the control input of the key, the output of which is connected to the second input of the recirculator, the third the path of which is connected to the key input, the output of the decision circuit is connected to the input of the key, the output of the decision circuit is connected to the input of the information extraction unit "INF2" (S ₁ ) and to one of the inputs of the synchronization block, the third output of the synchronization block is connected to the second input of the second multiplier, the output of which through a second bandpass filter, a phase shifter 90 ^o connected to the second input of the phase detector, the output of which is removed "INF1" (S _0), a reference oscillator, the output of which through a clock generator coupled to the input of the carrier frequencies and a second input of the synchronization unit, fourth output of which is connected to the second output of the first multiplier.

На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, где обозначено:
Передающее устройство.In FIG. 2 presents a functional diagram of the proposed device, where it is indicated:
Transmitting device.

1 - генератор колебаний несущей и тактовой частоты,
2 - формирователь ортогональной псевдослучайной последовательности,
3 - генератор псевдослучайной последовательности,
4 - устройство фазирования,
5, 6 - первый и второй перемножители,
7 - фазовращатель на 90^o,
8 - фазовый манипулятор,
9, 18 - первый и второй сумматоры,
10 - формирователь несущих частот,
11, 12 - первый и второй смесители,
13, 14 - первый и второй полосовые фильтры,
15 - коммутатор,
16, 17 - первый и второй ключи,
19 - разветвитель мощности,
20, 21 - первый и второй амплитудные модуляторы,
22 - парафазный усилитель,
23, 24 - первый и второй облучатели передающей антенны,
25 - передающая антенна.1 - oscillator carrier and clock frequency,
2 - shaper orthogonal pseudo-random sequence,
3 - pseudo-random sequence generator,
4 - phasing device,
5, 6 - the first and second multipliers,
7 - phase shifter 90 ^o
8 - phase manipulator,
9, 18 - the first and second adders,
10 - shaper carrier frequencies,
11, 12 - the first and second mixers,
13, 14 - the first and second band-pass filters,
15 - switch
16, 17 - the first and second keys,
19 - power splitter,
20, 21 - the first and second amplitude modulators,
22 - paraphase amplifier,
23, 24 - the first and second transmitting antenna feeds,
25 - transmitting antenna.

Приемное устройство
26, 27 - первый и второй возбудители приемной антенны,
29 - устройство поворота поляризации,
30 - сумматор,
31 - амплитудный ограничитель,
32 - вычитающее устройство,
33 - узкополосный низкочастотный фильтр,
34 - синхронный детектор,
35, 49 - первый и второй перемножители,
36 - ФНЧ,
37, 50 - первый и второй полосовые фильтры,
38 - ключ,
39 - рециркулятор,
40 - формирователь тактовых импульсов,
41 - формирователь несущих частот,
42 - опорный генератор,
43 - решающая схема,
44 - пиковый детектор,
45 - амплитудный детектор,
46 - блок выделения информации,
47 - блок синхронизации,
48 - формирователь порога,
51 - фазовращатель на π/2
52 - фазовый детектор,
Предлагаемое устройство имеет следующие функциональные связи:
Передающее устройство
Генератор колебаний несущей и тактовой частот (ГНТЧ) 1 одним выходом соединен со входами формирователя ортогональной псевдослучайной последовательности (ФОПП) 2 и генератора псевдослучайной последовательности (ГПП) 3, выход ФОПП2 через первый перемножитель 5 соединен с первым входом сумматора 9, а выход ГПП3 через перемножитель 6 соединен со вторым входом сумматора 9. Второй выход ГНТЧ1 через фазовращатель на 90^o 7 соединен со вторым входом первого перемножителя 5, а через фазовый манипулятор 8 - со вторым входом второго перемножителя 6. На второй вход фазового манипулятора 8 подается информация S₀. Выход сумматора 9 соединен со входами первого 11 и второго 12 смесителей, выходы которых соответственно через первый 13 и второй 14 полосовые фильтры соединены с первыми входами первого 16 и второго 17 ключей соответственно. Вторые входы первого 11 и второго 12 смесителей соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя несущих частот 16, вход которого соединен со вторым выходом ГНТЧ1, а вторые входы первого 16 и второго 17 ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора 15. Выходы первого 16 и второго 17 ключей соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора 18, выход которого подключен ко входу разветвителя мощности 19, первый выход которого через первый амплитудный модулятор 20 соединен с первым облучателем передающей антенны 25, а второй выход разветвителя мощности 19 через второй амплитудный модулятор 21 соединен со вторым облучателем 24 передающей антенны 25.Receiving device
26, 27 - the first and second pathways of the receiving antenna,
29 - device rotation polarization,
30 - adder
31 - amplitude limiter
32 is a subtractive device,
33 - narrowband low-pass filter,
34 - synchronous detector,
35, 49 - the first and second multipliers,
36 - low-pass filter,
37, 50 - the first and second band-pass filters,
38 is the key
39 - recirculator
40 - shaper of clock pulses,
41 - shaper carrier frequencies
42 - reference generator
43 is a decision scheme
44 - peak detector,
45 - amplitude detector,
46 - block information allocation,
47 - block synchronization
48 - shaper threshold
51 - phase shifter on π / 2
52 phase detector
The proposed device has the following functional relationships:
Transmitting device
The carrier and clock oscillation generator (GNTC) 1 is connected by one output to the inputs of the orthogonal pseudorandom sequence generator (FOPP) 2 and the pseudorandom sequence generator (GPP) 3, the output of the FOPP2 through the first multiplier 5 is connected to the first input of the adder 9, and the output of the GPP3 through the multiplier 6 is connected to the second input of the adder 9. a second output GNTCH1 through the phase shifter 90 ^o 7 is connected to a second input of the first multiplier 5, and through the phase manipulator 8 - with a second input of the second multiplier 6 at the second input of the phase manipulator 8 is supplied information S _0. The output of the adder 9 is connected to the inputs of the first 11 and second 12 mixers, the outputs of which, respectively, through the first 13 and second 14 bandpass filters are connected to the first inputs of the first 16 and second 17 keys, respectively. The second inputs of the first 11 and second 12 mixers are connected respectively to the first and second outputs of the carrier frequency driver 16, the input of which is connected to the second output of GNST1, and the second inputs of the first 16 and second 17 keys are connected respectively to the first and second outputs of the switch 15. The outputs of the first 16 and the second 17 keys are connected respectively to the first and second inputs of the second adder 18, the output of which is connected to the input of the power splitter 19, the first output of which is connected through the first amplitude modulator 20 to the first irradiator m of the transmitting antenna 25, and the second output of the power splitter 19 through the second amplitude modulator 21 is connected to the second feed 24 of the transmitting antenna 25.

Приемное устройство
Первый 26 и второй 27 возбудители приемной антенны 28 подключены соответственно к первому и второму входам устройства поворота поляризации 29, третий вход которого соединен с выходом узкополосного низкочастотного фильтра 33. Два выхода устройства поворота поляризации 29 соединены соответственно с двумя входами сумматора 30 и двумя входами вычитающего устройства 32. Выход сумматора 30 через амплитудный ограничитель 31 соединен с одним из входов первого 35 и второго 49 перемножителей и одним из входов синхронного детектора 34, второй вход которого соединен с выходом вычитающего устройства 32. Выход синхронного детектора 34 соединен со входами узкополосного низкочастотного фильтра 33 и ФНЧ 36, с выхода которого снимается "ИНФ3" (S_доп). Выход первого перемножителя 36 через первый полосовой фильтр 37 соединен с одним из входов фазового детектора 52 и одним их входов рециркулятора 39, второй и третий входы рециркулятора 39 соединены соответственно с выходом ключа 38 и с выходом формирователя несущих частот 41, а выход того же рециркулятора соединен со входом пикового детектора 44 и через амплитудный детектор 45 со входом формирователя порога 48, выход которого соединен с одним из входов решающей схемы 43, второй вход которой соединен с выходом пикового детектора 44. Опорный генератор 42 своим выходом через формирователь тактовых импульсов 40 соединен с одним из входов блока синхронизации 47 и входом формирователя несущих частот 41, второй выход которого соединен с одним из входов ключа 38, второй вход которого соединен с одним из входов блока синхронизации 47, второй выход этого блока синхронизации соединен со вторым входом второго перемножителя 49, выход которого через второй полосовой фильтр 50, фазовращатель на 90^o 51 соединен со вторым входом фазового детектора 52, с выхода которого снимается информация S₀, третий вход решающей схемы 43 соединен с четвертым выходом блока синхронизации 47, и одним из входов блока выделения информации S₁, второй вход которого соединен со вторым входом блока синхронизации 47.Receiving device
The first 26 and second 27 drivers of the receiving antenna 28 are connected respectively to the first and second inputs of the polarization rotation device 29, the third input of which is connected to the output of the low-pass low-pass filter 33. Two outputs of the polarization rotation device 29 are connected respectively to two inputs of the adder 30 and two inputs of the subtracting device 32. The output of the adder 30 through the amplitude limiter 31 is connected to one of the inputs of the first 35 and second 49 multipliers and one of the inputs of the synchronous detector 34, the second input of which one with a yield of subtractor 32. The output of the synchronous detector 34 is connected to the inputs of a narrowband lowpass filter 33 and the LPF 36, the output of which is removed "INF3" (S _add). The output of the first multiplier 36 through the first bandpass filter 37 is connected to one of the inputs of the phase detector 52 and one of the inputs of the recirculator 39, the second and third inputs of the recirculator 39 are connected respectively to the output of the key 38 and to the output of the carrier frequency driver 41, and the output of the same recirculator is connected with the input of the peak detector 44 and through the amplitude detector 45 with the input of the threshold shaper 48, the output of which is connected to one of the inputs of the decision circuit 43, the second input of which is connected to the output of the peak detector 44. Reference generator 4 2 through its output through the clock generator 40 is connected to one of the inputs of the synchronization unit 47 and the input of the carrier frequency generator 41, the second output of which is connected to one of the inputs of the key 38, the second input of which is connected to one of the inputs of the synchronization unit 47, the second output of this block synchronization connected to the second input of the second multiplier 49, whose output is via a second bandpass filter 50, phase shifter 90 ^o 51 connected to the second input of the phase detector 52, which is removed from the output information S _0, the third input decide s circuit 43 is connected to the fourth output of the synchronization unit 47, and one of the inputs allocation information S ₁ block, a second input coupled to a second input of the synchronization unit 47.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. The proposed device operates as follows.

В передатчике генератор несущей и тактовой частоты ГНТЧ1 формирует две частоты: тактовую частоту для формирователя ортогональной псевдослучайной последовательности ФОПП2 и генератора псевдослучайной последовательности ГПП3 и несущую частоту сигнала. Тактовая частота с выхода ГНТЧ1 поступает на вход ФОПП2 и ГПП3, которые вырабатывают двоичные псевдослучайные последовательности. Эти последовательности представляют собой совокупности биполярных импульсов постоянного тока одинаковой величины и длительности, которая определяется величиной тактовой частоты. Законы образования псевдослучайных последовательностей выбираются такими, чтобы обеспечить малую взаимную корреляцию между псевдослучайными последовательностями ФОПП2 и ГПП3 при любом фазовом сдвиге между ними. Это условие необходимо для их эффективного разделения и подавления ЭХО-сигнала в приемнике. Устройство фазирования 4 устанавливает сдвиговые регистры ФОПП2 и ГПП3 в одинаковое начальное состояние, что обеспечивает связь по фазе их псевдослучайных последовательностей. Устройство фазирования 4 состоит из дешифраторов начальных состояний ФОПП2 и ГПП3 и импульсной схемы фазирования, которая обеспечивает совмещение их начальных состояний по фазе. In the transmitter, the carrier and clock generator GNTC1 generates two frequencies: the clock frequency for the generator of the orthogonal pseudorandom sequence FOPP2 and the generator of the pseudorandom sequence GPP3 and the carrier frequency of the signal. The clock frequency from the output of GNTC1 is fed to the input of FOPP2 and GPP3, which generate binary pseudorandom sequences. These sequences are collections of bipolar DC pulses of the same magnitude and duration, which is determined by the magnitude of the clock frequency. The laws of the formation of pseudo-random sequences are chosen so as to provide a small cross-correlation between the pseudo-random sequences of FOPP2 and GLP3 at any phase shift between them. This condition is necessary for their effective separation and suppression of the ECHO signal in the receiver. The phasing device 4 sets the shift registers FOPP2 and GLP3 in the same initial state, which provides phase communication of their pseudo-random sequences. Phasing device 4 consists of initial phase decoders FOPP2 and GPP3 and a pulsed phasing scheme, which ensures the combination of their initial states in phase.

Двоичная псевдослучайная последовательность с выхода ФОПП2 поступает на умножитель 5. На второй вход умножителя 5 через фазовращатель на 90^o 7 с выхода ГНТЧ1 поступает колебание несущей частоты, которое в умножителе 5 умножается на двоичную псевдослучайную последовательность. В результате на выходе умножителя 5 образуется сигнал, представляющий собой колебание несущей частоты с постоянной амплитудой, манипулированное по фазе на 180^o по закону двоичной псевдослучайной последовательности. Двоичная псевдослучайная последовательность с выхода ГПП3 поступает на умножитель 6, на второй вход которого через фазовый манипулятор с выхода ГНТЧ1 поступает колебание несущей частоты. На выходе умножителя 6 образуется сигнал, представляющий собой колебание несущей частоты с достоянной амплитудой, манипулированное по фазе на 180^o по закону двоичной псевдослучайной последовательности. В зависимости от знака передаваемой информации S₀, фазовый манипулятор 8 осуществляет поворот фазы несущей частоты сигнала на выходе умножителя 6 относительно несущей частоты сигнала на выходе умножителя 5 на 0 или 180^o. Таким образом, в зависимости от знака передаваемой информации несущие частоты этих сигналов сдвинуты между собой по фазе. С выходов умножителей 5 и 6 сигналы поступают на схему сложения 9, которая образует сигнал, представляющий собой колебание несущей частоты с постоянной амплитудой, манипулированное по фазе на 0^o, 90^o, 180^o и 270^o, причем моменты манипуляции и порядок следования этих величин фаз определяются соотношением знаков элементов двоичных псевдослучайных последовательностей ФОПП2 и ГПП3 и передаваемой разностью фаз. Со схемы сложения 9 сигнал поступает на входы первого 11 и второго 12 смесителей, на вторые входы которых подаются сигналы гетеродинов с выходов формирователя несущих частот 10. Сигнал с выхода смесителя 11 на несущей частоте поступает на полосовой фильтр 13, где производится отфильтровка побочных гармоник и затем подается на сигнальный вход ключа 16. Аналогично сигнал со смесителя 12 через полосовой фильтр 14 подается на сигнальный вход ключа 17. Управляющие ключами 16, 17 сигналы поступают соответственно с первого и второго выходов коммутатора 15, переключение выходов которого происходит по программе информации "ИНФ 2" (S₁). С выходов ключей 16 и 17 сигнал поступает на сумматор 10, откуда затем подается на разветвитель мощности 19, где осуществляется разделение его мощности пополам и каждая половина выдается соответственно по двум выходам на амплитудные модуляторы 20 и 21. В этих модуляторах амплитуда приходящих сигналов изменяется противофазно по закону передаваемых дополнительных сообщений S_доп с помощью напряжений, снимаемых с парафазного усилителя 22. Эти сигналы поступают на входы облучателей 23 и 24 передающей антенны 25, которая может быть реализована в виде зеркальной антенны с двумя облучателями или в виде вибраторных антенн с соответствующими возбудителями. Облучатели 23 и 24 создают поля с ортогональной одно относительно другого линейной или круговой поляризацией.The binary pseudo-random sequence from the output of FOPP2 is fed to the multiplier 5. The oscillation of the carrier frequency, which in the multiplier 5 is multiplied by a binary pseudo-random sequence, is supplied to the second input of the multiplier 5 through a 90 ^o 7 phase shifter from the output of the GNST1. As a result, at the output of the multiplier 5, a signal is formed, which is a carrier frequency oscillation with a constant amplitude, phase-manipulated by 180 ^o according to the law of a binary pseudo-random sequence. The binary pseudo-random sequence from the output of GPP3 is supplied to the multiplier 6, to the second input of which, through the phase manipulator, the carrier frequency oscillates from the output of GNTC1. At the output of the multiplier 6, a signal is formed, which is an oscillation of the carrier frequency with a well-defined amplitude, phase-manipulated by 180 ^o according to the law of a binary pseudo-random sequence. Depending on the sign of the transmitted information S ₀ , the phase manipulator 8 rotates the phase of the carrier frequency of the signal at the output of the multiplier 6 relative to the carrier frequency of the signal at the output of the multiplier 5 by 0 or 180 ^o . Thus, depending on the sign of the transmitted information, the carrier frequencies of these signals are shifted in phase with each other. From the outputs of the multipliers 5 and 6, the signals are fed to the addition circuit 9, which forms a signal representing a carrier frequency oscillation with a constant amplitude, phase-manipulated by 0 ^o , 90 ^o , 180 ^o and 270 ^o , and the moments of manipulation and the sequence of these values phases are determined by the ratio of the signs of the elements of binary pseudorandom sequences FOPP2 and GPP3 and the transmitted phase difference. From the addition circuit 9, the signal is supplied to the inputs of the first 11 and second 12 mixers, the second inputs of which are supplied by the local oscillator signals from the outputs of the carrier frequency former 10. The signal from the output of the mixer 11 at the carrier frequency is fed to a band-pass filter 13, where side harmonics are filtered and then served on the signal input of the key 16. Similarly, the signal from the mixer 12 through the band-pass filter 14 is fed to the signal input of the key 17. The control keys 16, 17 the signals are received respectively from the first and second outputs of the switch 15, p The switching of the outputs of which occurs according to the information program "INF 2" (S ₁ ). From the outputs of the keys 16 and 17, the signal enters the adder 10, from where it is then fed to a power splitter 19, where its power is divided in half and each half is outputted respectively to the two outputs to the amplitude modulators 20 and 21. In these modulators, the amplitude of the incoming signals changes out of phase the law of the transmitted additional messages S _add using voltages removed from the paraphase amplifier 22. These signals are fed to the inputs of the irradiators 23 and 24 of the transmitting antenna 25, which can be implemented as Mirror antenna with two irradiators or in the form of vibrator antennas with corresponding pathogens. Irradiators 23 and 24 create fields with orthogonal linear or circular polarization relative to one another.

Сигналы, которые излучает передающая антенна 25, принимаются приемной антенной 28. Ее облучатели 26, 27 (возбудители) имеют ортогональную одна относительно другой линейную или круговую поляризации. Приемная антенна 28 с возбудителями 26, 27 выполнена аналогично передающей. Принятый на приемную антенну 28 сигнал поступает на входы сумматора 30 и вычитающего устройства 32. В сумматоре 30 производится частичное сглаживание амплитудной модуляции (фиг. 1 эпюра U_д). Сигнал с выхода сумматора 30 через амплитудный ограничитель 31 поступает на один из входов синхронного детектора 34, который используется в качестве опорного сигнала, на другой вход этого детектора поступает сигнал с выхода вычитающего устройства 32. С выхода синхронного детектора 34 через ФНЧ 36 выделяется передаваемая информация "ИНФ 3" (S_доп), обусловленная дополнительной поляризационной модуляцией. Сигнал с выхода синхронного детектора 34, кроме того, через узкополосный ФНЧ 33 поступает на управляющий вход устройства управления положением осей поляризации облучателей (возбудителей) 29, которое повернет облучатели так, что угол рассогласования между поляризацией приходящего сигнала и поляризацией облучателей приемной антенны будет минимальным и в пределе равен нулю.The signals emitted by the transmitting antenna 25 are received by the receiving antenna 28. Its irradiators 26, 27 (pathogens) are linearly or circularly orthogonal relative to one another. The receiving antenna 28 with pathogens 26, 27 is made similar to the transmitting one. The signal received at the receiving antenna 28 is fed to the inputs of the adder 30 and the subtracting device 32. In the adder 30, the amplitude modulation is partially smoothed (Fig. 1 plot U _d ). The signal from the output of the adder 30 through the amplitude limiter 31 is fed to one of the inputs of the synchronous detector 34, which is used as a reference signal, the signal from the output of the subtracting device 32 is sent to the other input of the detector. The transmitted information is extracted from the output of the synchronous detector 34 through the low-pass filter 36 " INF 3 "(S _add ), due to additional polarization modulation. The signal from the output of the synchronous detector 34, in addition, through a narrow-band low-pass filter 33 is fed to the control input of the device for controlling the position of the polarization axes of the irradiators (pathogens) 29, which will turn the irradiators so that the mismatch angle between the polarization of the incoming signal and the polarization of the irradiators of the receiving antenna will be minimal and the limit is zero.

Сигнал с выхода амплитудного ограничителя 21 поступает на два перемножителя 35 и 49. Для устранения неопределенности по задержке необходимо осуществлять поиск принятого сигнала, для чего с блока синхронизации 47 на перемножитель 25 поступает опорная псевдослучайная последовательность (ПСП) с периодом T. В случае отсутствия превышения порога в блоке 43 опорная псевдослучайная последовательность каждый раз сдвигается на τ (τ- длительность элемента ПСП) до тех пор, пока фазы принятого и опорного сигналов не совпадут, т.е. не устранится рассогласование по задержке. The signal from the output of the amplitude limiter 21 is fed to two multipliers 35 and 49. To eliminate the uncertainty in the delay, it is necessary to search for the received signal, for which a reference pseudorandom sequence (SRP) with period T is sent from synchronization unit 47 to multiplier 25. If the threshold is not exceeded in block 43, the reference pseudorandom sequence is shifted each time by τ (τ is the duration of the SRP element) until the phases of the received and reference signals coincide, i.e. the delay mismatch will not be resolved.

С выхода перемножителя 35 сигнал поступает на интегратор, в качестве которого используется обычный полосовой фильтр 37, полоса пропускания которого выбирается из требования обеспечения помехозащищенности с учетом изменения несущей частоты ШПС на передающей стороне. Благодаря тому, что на выходе полосового фильтра 37 включен блок рециркулятора 39 со смещением частоты во всей изменяющейся полосе несущей в предлагаемом устройстве снижения помехозащищенности не происходит. From the output of the multiplier 35, the signal is supplied to the integrator, which is used as a conventional band-pass filter 37, the passband of which is selected from the requirement of ensuring noise immunity, taking into account changes in the carrier frequency of the BSS on the transmitting side. Due to the fact that at the output of the band-pass filter 37 a recirculator 39 unit is switched on with a frequency offset in the entire changing carrier band in the proposed device, noise reduction does not occur.

Принцип работы рециркулятора со смещением частоты описан в статье Соловьева И. В. и Свиреденко С.С. "Зарубежная радиоэлектроника" N 8, 1961 г., стр. 3-36. The principle of operation of the recirculator with a frequency offset is described in the article by Soloviev I.V. and Sviredenko S.S. "Foreign Radio Electronics" N 8, 1961, pp. 3-36.

С основного генератора 42 поступает сигнал опорной частоты на формирователь тактовых импульсов 40. С помощью тактовых импульсов в синхронизаторе 47 формируются опорный сигнал ПСП, импульсы считывания (U_сч (фиг. 1 эпюра U_сч и импульсы гашения U_гаш (фиг. 1 эпюра U_гаш). Для лучшей фильтрации побочных продуктов преобразования рециркулятор 39 выполнен с двойным преобразованием частоты, для чего генератор несущих частот 41 формирует две частотные подставки. Кольцо рециркулятора разрывается каждый раз импульсом гашения (U_гаш) с периодом T (T - период ПСП). Передний фронт импульса гашения (U_гаш) является задним фронтом импульса считывания (U_сч). Длительность импульса гашения выбирается равной длительности импульса считывания. Длительность импульса считывания выбирается исходя из разноса информации S₁, находящейся на передающей стороне.From the main generator 42, the reference frequency signal is supplied to the clock pulse generator 40. Using the clock pulses in the synchronizer 47, the reference SRP signal, read pulses (U _cf (Fig. 1 diagram of U _cf and blanking pulses of U _gash (Fig. 1 plot of U _{gash) are formed} .). for the best filtering byproducts conversion recirculator 39 is formed with a double frequency conversion, which frequency generator 41 generates a carrier frequency supports two ring recirculator torn each time blanking pulse (U _gash) with a period T (T - between P P). The front edge blanking pulse (U _gash) is the trailing edge of the read pulse (U _MF). The pulse length is chosen equal to the duration blanking read pulse. The pulse length is chosen based on the readout information spacing S _1, located on the transmitting side.

С выхода рециркулятора 39 сигнал поступает на пиковый детектор 44 и формирователь порога, состоящий из амплитудного детектора 45 и формирователя порога 48. В конце периода T пиковый детектор 44 выдает максимальное напряжение, которое сравнивается в решающей схеме 43 с порогом в момент действия импульса считывания (U_сч). Импульсом гашения производится обнуление в рециркуляторе 39 и пиковом детекторе 44. В случае превышения порога в решающей схеме 43 блок синхронизации 47 не производит перестройки на τ. Фаза опорного и принимаемого сигналов совпала. Сигнал с выхода решающей схемы 43 поступает также в блок обработки информации 46, куда поступает и импульс считывания. В этом блоке импульс считывания делится на два равных импульса считывания U_сч1 и U_сч2 (фиг. 1 эпюры U_сч1 и U_сч2). Если отклик с решающей схемы 43 попал в интервал длительности обоих импульсов считывания U_сч1 и U_сч2, то передавалась условно "единица". Если отклик попал в интервал только импульса считывания U_сч2 то передавался "ноль". Таким образом, на выходе блока 46 выделяется информация S₁.From the output of the recirculator 39, the signal is supplied to a peak detector 44 and a threshold shaper, consisting of an amplitude detector 45 and a threshold shaper 48. At the end of the period T, the peak detector 44 gives the maximum voltage, which is compared in the decision circuit 43 with the threshold at the time of the read pulse (U _cf ). The quenching pulse is zeroed in the recirculator 39 and the peak detector 44. If the threshold is exceeded in the decision circuit 43, the synchronization unit 47 does not perform tuning to τ. The phase of the reference and received signals coincided. The signal from the output of the decision circuit 43 also enters the information processing unit 46, where the read pulse also arrives. In this block, the read pulse is divided into two equal read pulses U _sc1 and U _sc2 (Fig. 1 _plot U _sc1 and U _sc2 ). If the response from the decision circuit 43 fell into the interval of the duration of both read pulses U _sc1 and U _sc2 , then the conditionally “unit” was transmitted. If the response fell within the interval of only the read pulse U _cf2, then “zero” was transmitted. Thus, at the output of block 46, information S ₁ is extracted.

В момент синхронизации с блока синхронизации 47 поступает другая опорная ПСП на перемножитель 49, в результате чего снимается модуляция с информационной ПСП. Сигнал, пройдя через полосовой фильтр 50 и фазовращатель 51 на π/2 сравнивается с другим сигналом в фазовом детекторе 52. При совпадении фаз или противоположных фазах фазовый детектор 52 будет менять фронт согласно передаваемой информации S₀.At the time of synchronization from the synchronization unit 47, another reference memory bandwidth is supplied to the multiplier 49, as a result of which the modulation is removed from the informational memory bandwidth. The signal passing through the bandpass filter 50 and the phase shifter 51 by π / 2 is compared with another signal in the phase detector 52. If the phases coincide or the phases are opposite, the phase detector 52 will change the edge according to the transmitted information S ₀ .

Claims

A frequency reuse radio link containing a power splitter on the transmitting side, the two outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second amplitude modulators, the second inputs of which are connected respectively to the two outputs of the paraphase amplifier, the input of which is an input for additional information, the outputs of the amplitude modulators are connected respectively, with the first and second transmitting antenna irradiators, on the receiving side, two receiving antenna irradiators through the unit polarization equations are connected to two inputs of the adder and two inputs of the subtractor, the output of which is connected to one of the inputs of the synchronous detector, the second input of which is connected through the limiter to the output of the adder, and the output of the synchronous detector is connected to a narrow-band low-pass filter, characterized in that it is introduced on the transmitting side oscillator carrier and clock frequencies, one of the outputs of which is connected to the first inputs of the shaper of the orthogonal pseudorandom sequence and the generator torus of a pseudo-random sequence, the second inputs of which are connected respectively to the two outputs of the phasing device, the output of the orthogonal pseudo-random sequence generator through the first multiplier is connected to the first input of the adder, and the output of the pseudo-random sequence generator through the second multiplier is connected to the second input of the adder, the second output of the carrier oscillator and clock frequencies coupled to inputs of the phase shifter 90 ^o, the output of which is coupled to second inputs of the first intersection nozhitelya and phase manipulator, whose output is connected to a second input of the second multiplier, the second input of the phase manipulator is the data input to S _0, the adder output being coupled to the first inputs of the first and second mixers, the second inputs of which are respectively connected to first and second outputs of the carrier frequency, the input of which is connected to the second output of the oscillator of the carrier and clock frequencies, the outputs of the first and second mixers, respectively, through the first and second bandpass filters are connected to responsible with the inputs of the first and second keys, the control inputs of which are connected to the first and second outputs of the switch, respectively, whose input is an information input for S ₁ , the outputs of the first and second keys are connected respectively to the first and second inputs of the second adder, the output of which is connected to the input of the splitter power at the receiving end - a lowpass filter whose input is connected to the output of the synchronous detector, and the output is a data output S for _additional first and second multipliers, the inputs to They are connected to each other and to the output of the amplitude limiter, the output of the first multiplier through the first bandpass filter is connected to one of the inputs of the phase detector and one of the inputs of the recirculator, the output of which is connected through the amplitude detector and threshold device to one of the inputs of the decision circuit and through the peak detector - with another input of the same decision circuit, the third input of which is connected to the input of the information extraction unit and one of the outputs of the synchronization unit, the second output of which is connected to the control input of the key, the output of which is connected to the second input of the recirculator, the third input of which is connected to the first output of the carrier frequency driver, the second output of which is connected to the key input, the output of the decision circuit is connected to the input of the information extraction unit, the output of which is an information output for S ₁ and one of the outputs of the block synchronization, the third output of the synchronization unit is connected to the second input of the second multiplier, the output of which through the second bandpass filter and phase shifter on π / 2 is connected to the second input of the phase detector, the output to orogo a data output to S _0, a reference oscillator, the output of which through a driver clock coupled to an input of the carrier frequency and the second input of the synchronization unit, fourth output of which is coupled to a second input of the first multiplier, the output of the narrowband low-pass filter connected to the control input of the polarization control device .