RU2188504C1

RU2188504C1 - Data transmitting and receiving equipment

Info

Publication number: RU2188504C1
Application number: RU2001109778/09A
Authority: RU
Inventors: В.И. Чугаева
Original assignee: Федеральное Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: radio communications; communication systems of tactical units of management. SUBSTANCE: proposed equipment provides for simultaneous transmission of narrow-band analog signal and digital signal in the form of broadband phase-keyed signal whose expansion is effected within desired frequency band of narrow-band analog signal. Equipment has low-frequency amplifier, modulator, exciter, power amplifier, transmitting and receiving antennas, two frequency synthesizers, high-frequency amplifier, intermediate-frequency channel, broadband phase-keyed signal receiver, delay circuit, rejection unit, and also broadband phase-keyed signal shaper, demodulator, adder, and three switches. EFFECT: provision for hiding broadband analog and digital signal transmission; enhanced amount of data transmitted. 6 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах передачи информации. The invention relates to the field of radio engineering and may find application in information transmission systems.

Известна аппаратура для передачи и приема информации, представляющая собой серийно выпускаемые радиостанции P-168-2,5, P-159, принцип работы которых изложен в технических описаниях "Радиостанция P-168-2,5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ШИI.106.047 ТО"; "Радиостанция Р-159. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИПI.100.663 ТО", недостатком которых являются низкая помехоустойчивость к узкополосным помехам, а также низкая скрытность. Known equipment for transmitting and receiving information, which is a commercially available radio station P-168-2.5, P-159, the principle of operation of which is described in the technical descriptions "Radio P-168-2.5. Technical description and operating instructions for ShII. 106.047 TO "; "Radio station R-159. Technical description and operating instructions. IPI.100.663 TO", the disadvantage of which is low noise immunity to narrow-band interference, as well as low stealth.

Наиболее близкой к предлагаемой аппаратуре является радиостанция P-l63-50K, описанная в "Радиостанция P-163-50K. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ДЛЯ. 201.005 TO", недостатком которой являются низкая помехоустойчивость к узкополосным помехам, а также низкая скрытность. Closest to the proposed equipment is the radio station P-l63-50K, described in "Radio station P-163-50K. Technical description and operating instructions. FOR. 201.005 TO", the disadvantage of which is low noise immunity to narrowband interference, as well as low stealth.

Структурная схема прототипа приведена на фиг.1, где приведены следующие обозначения:
1 - усилитель низкой частоты (УНЧ);
2 - модулятор;
3 - возбудитель;
4 - усилитель мощности;
5 - передающая антенна;
6 - первый синтезатор частот;
7 - приемная антенна;
8 - усилитель высокой частоты (УВЧ);
9 - тракт промежуточных частот;
10 - второй синтезатор частот;
11 - демодулятор.The structural diagram of the prototype is shown in figure 1, which shows the following notation:
1 - low frequency amplifier (VLF);
2 - modulator;
3 - pathogen;
4 - power amplifier;
5 - transmitting antenna;
6 - the first frequency synthesizer;
7 - receiving antenna;
8 - high frequency amplifier (UHF);
9 - a path of intermediate frequencies;
10 - second frequency synthesizer;
11 - demodulator.

Устройство-прототип имеет следующие функциональные связи: передающая часть содержит последовательно соединенные усилитель низкой частоты (УНЧ) 1, вход которого также является входом устройства, модулятор 2, возбудитель 3, усилитель мощности 4 и передающую антенну 5, причем второй вход модулятора 2 соединен с первым выходом первого синтезатора частот 6, второй и третий выходы которого соединены со вторым и третьим опорными входами возбудителя 3 соответственно; приемная часть содержит последовательно соединенные приемную антенну 7, усилитель высокой частоты (УВЧ) 8, тракт промежуточных частот 9 и демодулятор 11, выход которого является выходом устройства, а также второй синтезатор частот 10, первый и второй выходы которого присоединены ко второму и третьему опорным входам тракта промежуточной частоты 9 соответственно. The prototype device has the following functional relationships: the transmitting part contains a series-connected low-frequency amplifier (VLF) 1, the input of which is also the input of the device, modulator 2, exciter 3, power amplifier 4 and transmitting antenna 5, and the second input of modulator 2 is connected to the first the output of the first frequency synthesizer 6, the second and third outputs of which are connected to the second and third reference inputs of the pathogen 3, respectively; the receiving part contains a receiving antenna 7 connected in series, a high frequency amplifier (UHF) 8, an intermediate frequency path 9 and a demodulator 11, the output of which is the output of the device, and a second frequency synthesizer 10, the first and second outputs of which are connected to the second and third reference inputs intermediate frequency path 9, respectively.

Устройство-прототип работает следующим образом. The prototype device operates as follows.

На вход блока 1, являющегося входом передающей части устройства, поступает аналоговый речевой сигнал, который в блоке 2 модулирует гармоническое колебание, поступающее на его опорный вход с первого выхода блока 6. At the input of block 1, which is the input of the transmitting part of the device, an analog speech signal is received, which in block 2 modulates the harmonic oscillation received at its reference input from the first output of block 6.

Модулированный с использованием методов модуляции (например, амплитудной или частотной) сигнал с выхода блока 2 подается на первый сигнальный вход блока 3, на второй и третий опорные входы которого поступают гармонические колебания разных частот, с использованием которых осуществляется перенос модулированного колебания сначала на промежуточную, а затем на выходящую частоту, которая затем усиливается по мощности в блоке 4 и излучается передающей антенной 5. A signal modulated using modulation methods (for example, amplitude or frequency) from the output of block 2 is fed to the first signal input of block 3, to the second and third reference inputs of which harmonic oscillations of different frequencies are received, using which the modulated oscillation is transferred first to the intermediate, and then to the output frequency, which is then amplified by power in block 4 and radiated by the transmitting antenna 5.

В приемной части устройства сигнал принимается блоком 7, усиливается в блоке 8 и поступает на первый, сигнальный вход блока 9, на второй и третий опорные входы которого подаются гармонические колебания от блока 10, с использованием которых в блоке 9 производится преобразование принятого сигнала сначала на первую, а затем на вторую промежуточные частоты. Сигнал на второй промежуточной частоте поступает на блок 11, где он демодулируется. In the receiving part of the device, the signal is received by block 7, amplified in block 8, and fed to the first, signal input of block 9, to the second and third reference inputs of which harmonic oscillations from block 10 are applied, using which, in block 9, the received signal is converted first to the first and then to the second intermediate frequency. The signal at the second intermediate frequency is fed to block 11, where it is demodulated.

Недостатком устройства-прототипа являются малый объем передаваемой информации и низкая помехоустойчивость и скрытность информации. The disadvantage of the prototype device is the small amount of transmitted information and low noise immunity and secrecy of information.

Для устранения указанного недостатка в аппаратуру для передачи и приема информации, содержащую в передающей части первый синтезатор частот, последовательно соединенные усилитель низкой частоты, вход которого является первым информационным входом устройства, выходом присоединенный к первому сигнальному входу модулятора, а также последовательно соединенные возбудитель, усилитель мощности и передающую антенну, причем второй, опорный вход модулятора соединен с первым выходом первого синтезатора частот, второй и третий выходы которого соединены с вторым и третьим опорными входами возбудителя соответственно; в приемной части последовательно соединенные приемную антенну и усилитель высокой частоты, выходом присоединенный к первому сигнальному входу тракта промежуточных частот, второй и третий опорные входы которого соединены с первым и вторым выходами второго синтезатора частот соответственно, и демодулятор, выход которого является первым информационным выходом устройства, в передающую часть введен формирователь широкополосного фазоманипулированного сигнала, вход которого является вторым информационным входом устройства, выходом присоединенный к третьему сигнальному входу первого коммутатора и второму входу сумматора, первый вход которого соединен с выходом модулятора и с первым сигнальным входом первого коммутатора, второй сигнальный вход которого соединен с выходом сумматора, четвертый управляющий вход первого коммутатора является управляющим входом передающей части устройства, а выход первого коммутатора соединен с первым сигнальным входом возбудителя. В приемную часть введены последовательно соединенные элемент задержки, блок режекции широкополосного фазоманипулированного сигнала и третий коммутатор, выходом соединенный с входом демодулятора, а также приемник широкополосных фазоманипулированных сигналов, сигнальный вход которого соединен с выходом тракта промежуточных частот и с входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым сигнальным входом третьего коммутатора, третий, управляющий вход которого соединен с третьим, управляющим входом второго коммутатора и с третьим выходом приемника широкополосных фазоманипулированных сигналов, первый и второй выходы которого через второй коммутатор соединены с вторым и третьим опорными входами блока режекции соответственно, а четвертый выход приемника широкополосных сигналов является вторым информационным выходом аппаратуры. To eliminate this drawback in equipment for transmitting and receiving information, containing in the transmitting part a first frequency synthesizer, a low-frequency amplifier connected in series, the input of which is the first information input of the device, an output connected to the first signal input of the modulator, as well as a pathogen, a power amplifier connected in series and a transmitting antenna, the second, reference input of the modulator connected to the first output of the first frequency synthesizer, the second and third outputs of which oedineny with the second and third reference inputs of agent, respectively; in the receiving part, a receiving antenna and a high-frequency amplifier connected in series with an output connected to the first signal input of the intermediate frequency path, the second and third reference inputs of which are connected to the first and second outputs of the second frequency synthesizer, respectively, and a demodulator, the output of which is the first information output of the device, a shaper of a broadband phase-shift keyed signal, the input of which is the second information input of the device, the output of connected to the third signal input of the first switch and the second input of the adder, the first input of which is connected to the output of the modulator and the first signal input of the first switch, the second signal input of which is connected to the output of the adder, the fourth control input of the first switch is the control input of the transmitting part of the device, and the output the first switch is connected to the first signal input of the pathogen. A delayed element, a rejection unit for a broadband phase-shifted signal, and a third switch connected to the input of the demodulator as well as a receiver for wideband phase-shifted signals, the signal input of which is connected to the output of the intermediate frequency path and to the input of the delay element, the output of which is connected to the second signal input of the third switch, the third, the control input of which is connected to the third, the control input of the second switch and from the third m broadband PSK receiver output signals, first and second outputs which are connected via a second switch with the second and third reference inputs rejection unit accordingly, and fourth output signals is a wideband receiver second information output apparatus.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг.2, где приведены следующие обозначения:
1 - усилитель низкой частоты (УНЧ);
2 - модулятор;
3 - возбудитель;
4 - усилитель мощности;
5 - передающая антенна;
6 - первый синтезатор частот;
7 - приемная антенна;
8 - усилитель высокой частоты (УВЧ);
9 - тракт промежуточных частот;
10 - второй синтезатор частот;
11 - приемник широкополосных фазоманипулированных сигналов;
12 - элемент задержки;
13 - блок режекции широкополосного фвзоманипулированного сигнала;
14 - демодулятор;
15 - формирователь широкополосного фазоманипулированного сигнала;
16 - сумматор;
17, 18 и 19 - первый, второй и третий коммутатор.The structural diagram of the proposed device is shown in figure 2, which shows the following notation:
1 - low frequency amplifier (VLF);
2 - modulator;
3 - pathogen;
4 - power amplifier;
5 - transmitting antenna;
6 - the first frequency synthesizer;
7 - receiving antenna;
8 - high frequency amplifier (UHF);
9 - a path of intermediate frequencies;
10 - second frequency synthesizer;
11 - a receiver of broadband phase-shifted signals;
12 - delay element;
13 - block rejection broadband fvzomanipuli signal;
14 - demodulator;
15 - shaper broadband phase-shift keyed signal;
16 - adder;
17, 18 and 19 - the first, second and third switch.

Предлагаемая аппаратура имеет следующие функциональные связи. The proposed equipment has the following functional relationships.

Передающая часть содержит последовательно соединенные усилитель низкой частоты (УНЧ) 1, вход которого является первым информационным входом устройства, модулятор 2, сумматор 16, первый коммутатор 17, возбудитель 3, усилитель мощности 4 и передающую антенну 5, а также формирователь широкополосного фазоманипулированного сигнала 15, вход которого является вторым информационным входом устройства, а выход соединен с третьим сигнальным входом первого коммутатора 17 и вторым входом сумматора 16, первый вход которого соединен с первым сигнальным входом первого коммутатора 17; кроме того, опорный вход модулятора 2 соединен с первым выходом первого синтезатора частот 6, второй и третий выходы которого соединены с вторым и третьим опорными входами возбудителя 3 соответственно; четвертый вход первого коммутатора 17 является управляющим от внешнего источника (например, от вынесенного пульта управления); приемная часть аппаратуры содержит последовательно соединенные приемную антенну 7, усилитель высокой частоты 8, тракт промежуточных частот 9, элемент задержки 12, блок режекции широкополосного фазоманипулированного сигнала 13, третий коммутатор 19 и демодулятор l4, выход которого является первым информационным выходом аппаратуры; а также второй синтезатор частот 10, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим опорными входами тракта промежуточных частот 9 соответственно, выход которого соединен с сигнальным входом приемника широкополосных фазоманипулированных сигналов 11, четвертый выход которого является вторым информационным выходом аппаратуры, при этом первый и второй выходы приемника 11 соединены с первым и вторым сигнальными входами второго коммутатора 18, третий управляющий вход которого соединен с третьим выходом приемника 11 и управляющим входом третьего коммутатора 19, второй сигнальный вход которого соединен с сигнальным входом блока режекции широкополосного фазоманипулированного сигнала 13 и выходом элемента задержки 12 соответственно. The transmitting part contains a series-connected low-frequency amplifier (VLF) 1, the input of which is the first information input of the device, a modulator 2, an adder 16, a first switch 17, a driver 3, a power amplifier 4 and a transmitting antenna 5, as well as a broadband phase-shifted signal shaper 15, the input of which is the second information input of the device, and the output is connected to the third signal input of the first switch 17 and the second input of the adder 16, the first input of which is connected to the first signal input ohm of the first switch 17; in addition, the reference input of the modulator 2 is connected to the first output of the first frequency synthesizer 6, the second and third outputs of which are connected to the second and third reference inputs of the exciter 3, respectively; the fourth input of the first switch 17 is control from an external source (for example, from a remote control panel); the receiving part of the equipment comprises a receiving antenna 7 connected in series, a high-frequency amplifier 8, an intermediate frequency path 9, a delay element 12, a notch block for a broadband phase-shifted signal 13, a third switch 19 and a demodulator l4, the output of which is the first information output of the equipment; as well as a second frequency synthesizer 10, the first and second outputs of which are connected to the second and third reference inputs of the intermediate frequency path 9, respectively, the output of which is connected to the signal input of the receiver of the broadband phase-shifted signals 11, the fourth output of which is the second information output of the equipment, while the first and the second outputs of the receiver 11 are connected to the first and second signal inputs of the second switch 18, the third control input of which is connected to the third output of the receiver 11 and the control the input of the third switch 19, the second signal input of which is connected to the signal input of the rejection unit of the broadband phase-shifted signal 13 and the output of the delay element 12, respectively.

Предлагаемая аппаратура работает следующим образом. The proposed equipment operates as follows.

На вход блока 1, являющегося первым информационным входом передающей части устройства, поступает аналоговый сигнал, спектр которого лежит в полосе частот 300-3400 Гц. После усиления в блоке 1 аналоговый сигнал поступает на сигнальный вход блока 2, на опорный вход которого с первого выхода блока 6 поступает гармоническое колебание, которое модулируется аналоговым сигналом с использованием узкополосных методов модуляции (амплитудной, частотной или фазовой). The input of block 1, which is the first information input of the transmitting part of the device, receives an analog signal, the spectrum of which lies in the frequency band 300-3400 Hz. After amplification in block 1, the analog signal is fed to the signal input of block 2, the reference input of which from the first output of block 6 receives harmonic oscillation, which is modulated by an analog signal using narrow-band modulation methods (amplitude, frequency or phase).

Модулированное колебание подается на первый вход блока 16 и первый сигнальный вход блока 17. На вход блока 15, являющийся вторым информационным входом передающей части аппаратуры, подается низкоскоростной цифровой сигнал. В блоке 15 формируется широкополосный фазоманипулированный сигнал, несущая частота которого выбирается равной средней частоте спектра модулированного узкополосного сигнала блока 2, а тактовая частота блока 15 (F_т) выбирается в соответствии с соотношением

где ΔF_у - ширина спектра модулированного узкополосного сигнала, сформированного в блоке 2.Modulated oscillation is fed to the first input of block 16 and the first signal input of block 17. At the input of block 15, which is the second information input of the transmitting part of the equipment, a low-speed digital signal is supplied. In block 15, a broadband phase-shifted signal is generated, the carrier frequency of which is chosen equal to the average frequency of the spectrum of the modulated narrowband signal of block 2, and the clock frequency of block 15 (F _t ) is selected in accordance with the ratio

where ΔF _у is the spectral width of the modulated narrowband signal generated in block 2.

При таком выборе параметров полоса спектра широкополосного фазоманипулированного сигнала (по первым нулям огибающей спектра) определяется соотношением Δf_ш=2F_т=ΔF_у. Таким образом, спектры двух каналов (узкополосного и широкополосного) занимают одну и ту же полосу ΔF_м, равную выделенной для данного канала полосе частот Δf.With this choice of parameters, the spectrum band of the broadband phase-shift keyed signal (from the first zeros of the spectral envelope) is determined by the relation Δf _w = 2F _t = ΔF _y . Thus, the spectra of two channels (narrowband and broadband) occupy the same band ΔF _m equal to the frequency band Δf allocated for this channel.

Заметим, что под широкополосным сигналом понимается сигнал, для которого отношение ширины излучаемого спектра к спектру информационного сигнала (база сигнала Б) значительно больше 1. Поэтому чем ниже скорость цифрового сигнала, тем больше база широкополосного сигнала при выделенной для связи полосе частот Δf = ΔF_у = Δf_ш.
Широкополосный фазоманипулированный сигнал подается на второй вход блока 16 и на третий сигнальный вход блока 17, на второй сигнальный вход которого подается суммарный сигнал с выхода блока 16.Note that a broadband signal means a signal for which the ratio of the width of the emitted spectrum to the spectrum of the information signal (signal base B) is significantly greater than 1. Therefore, the lower the speed of the digital signal, the greater the base of the broadband signal with the frequency band allocated for communication Δf = ΔF _у = Δf _w
The broadband phase-shifted signal is supplied to the second input of block 16 and to the third signal input of block 17, to the second signal input of which a total signal is supplied from the output of block 16.

Блок 17 в соответствии с командами, поступающими на его управляющий вход от внешнего источника управления (например, выносного пульта управления), обеспечивает передачу только узкополосного сигнала блока 2, только широкополосного фазоманипулированного сигнала блока 15 или суммарного сигнала, которые с выхода блока 17 подаются на первый сигнальный вход блока 3. На второй и третий опорные входы блока 3 поступают гармонические колебания с второго и третьего выходов блока 6, с использованием которых в блоке 3 осуществляется перенос спектра сигналов, поступающих с выхода блока 17 на промежуточную, а затем выходную частоты с последующей их фильтрацией и усилением. С выхода блока 3 указанные сигналы поступают на блоки 4, осуществляющие усиление по мощности и излучение. Block 17, in accordance with the commands received at its control input from an external control source (for example, a remote control panel), provides transmission of only the narrow-band signal of block 2, only the broadband phase-shifted signal of block 15 or the total signal, which are output from the output of block 17 to the first signal input of block 3. The second and third reference inputs of block 3 receive harmonic oscillations from the second and third outputs of block 6, using which the signal spectrum is transferred in block 3 fishing coming from the output of block 17 to the intermediate, and then the output frequency with their subsequent filtering and amplification. From the output of block 3, these signals are sent to blocks 4, which perform power amplification and radiation.

На приемном конце радиолинии сигналы принимаются блоком 7, усиливаются в блоке 8 и подаются на первый сигнальный вход блока 9, где с использованием сигналов, поступающих от блока 10 на второй и третий опорные входы блока 9, осуществляется преобразование принятых сигналов сначала на первую, а затем на вторую промежуточные частоты. С выхода блока 9 сигнал подается на сигнальный вход блока 11, где осуществляется прием широкополосного фазоманипулированного сигнала и его демодуляция, выделенный информационный низкоскоростной цифровой сигнал с четвертого выхода блока 11 подается на второй информационный выход приемной аппаратуры. At the receiving end of the radio link, the signals are received by block 7, amplified in block 8, and fed to the first signal input of block 9, where using the signals from block 10 to the second and third reference inputs of block 9, the received signals are converted first to the first, and then to the second intermediate frequency. From the output of block 9, the signal is fed to the signal input of block 11, where a broadband phase-shifted signal is received and demodulated, a dedicated information low-speed digital signal from the fourth output of block 11 is fed to the second information output of the receiving equipment.

Опорные псевдослучайные последовательности блока 11 с его первого и второго выходов поступают соответственно на первый и второй сигнальные входы блока 18. С третьего выхода блока 11 на третий управляющий вход блока 16 и управляющий вход блока 19 подается "сигнал синхронизации", свидетельствующий об установлении синхронизации с входным широкополосным сигналом в блоке 11. The reference pseudorandom sequences of block 11 from its first and second outputs respectively arrive at the first and second signal inputs of block 18. From the third output of block 11, a "synchronization signal" is supplied to the third control input of block 16 and the control input of block 19, indicating the establishment of synchronization with the input broadband signal in block 11.

Одновременно с выхода блока 9 суммарный сигнал через элемент задержки 12 подается на первый сигнальный вход блока 13 и на второй сигнальный вход блока 19. На второй и третий опорные входы блока 13 подается (только при наличии синхронизации блока 11 с входным широкополосным сигналом) с первого и второго выходов от блока 18 опорные псевдослучайные последовательности блока 11. Simultaneously with the output of block 9, the total signal through the delay element 12 is supplied to the first signal input of block 13 and to the second signal input of block 19. The second and third reference inputs of block 13 are supplied (only if there is synchronization of block 11 with the input broadband signal) from the first and second outputs from block 18 reference pseudo-random sequences of block 11.

В блоке 13 с использованием опорных псевдослучайных последовательностей блока 11 осуществляется режекция из входной смеси широкополосного фазоманипулированного сигнала. С выхода блока 13 узкополосный сигнал, очищенный от широкополосного сигнала, через блок 19 подается на блок 14, осуществляющий демодуляцию узкополосного сигнала. Выход блока 14 является первым информационным выходом аппаратуры. In block 13, using reference pseudorandom sequences of block 11, a notch from the input mixture of the broadband phase-shifted signal is rejected. From the output of block 13, the narrow-band signal, cleared of the broad-band signal, is sent through block 19 to block 14, which demodulates the narrow-band signal. The output of block 14 is the first information output of the equipment.

Блок 19 подключает выход блока 13 ко входу блока 14 только в том случае, если блок 11 вошел в синхронизм, что свидетельствует об одновременной передаче широкополосного и узкополосного сигналов и возможности режекции широкополосного фазоманипулированного сигнала. При отсутствии команды синхронизации на 4-ом выходе блока 11 сигнал с выхода блока 6 подается на второй сигнальный вход блока 19 непосредственно. Этот режим соответствует режиму передачи только узкополосного аналогового сигнала. Block 19 connects the output of block 13 to the input of block 14 only if block 11 is in synchronism, which indicates the simultaneous transmission of broadband and narrowband signals and the possibility of notching a broadband phase-shifted signal. In the absence of a synchronization command at the 4th output of block 11, the signal from the output of block 6 is fed directly to the second signal input of block 19. This mode corresponds to the transmission mode of a narrow-band analog signal only.

Величина задержки блока 12 выбирается с учетом задержки сигнала в блоке 11 таким образом, чтобы обеспечивалась синхронность широкополосного сигнала и опорных псевдослучайных последовательностей, поступающих от блока 11 через блок 18. The delay value of block 12 is selected taking into account the delay of the signal in block 11 so that the synchronization of the broadband signal and the reference pseudorandom sequences coming from block 11 through block 18 is ensured.

Блоки 15 и 11 представляют собой типовые приемник и передатчик широкополосного сигнала и могут быть выполнены так, как это представлено в а.с. СССР 300946, при этом блок 15 полностью аналогичен передающей части по а.с. СССР 300946, а блок 11 аналогичен приемной части по а.с. СССР 300946, с тем лишь отличием, что его генераторы псевдослучайных последовательностей являются выходами блока 11, что показано на фиг.4, где приведена структурная схема блока 11. На фиг.4 обозначено:
111 - блок синхронизации;
112 и 113 - первый и второй генераторы псевдослучайной последовательности;
114 и 115 - первый и второй перемножители;
116 - блок фазирования;
117 и 118 - первый и второй полосовые фильтры;
119 - фазовый детектор,
Блок 11 содержит блок синхронизации 111, вход которого является входом блока 11 и присоединен к первым входам первого и второго перемножителей 114 и 115, а выход блока 111 является третьим, управляющим выходом блока 11 и присоединен к первым входам первого и второго генераторов псевдослучайной последовательности 112 и 113, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами блока фазирования 116 соответственно, при этом выходы первого и второго генераторов псевдослучайной последовательности 112 и 113 являются первым и вторым опорными выходами блока 11, а также присоединены к вторым, опорным входам первого и второго перемножителей 114 и 115, выходы которых через первый и второй полосовые фильтры 117 и 118 присоединены к первому опорному и второму сигнальному входам фазового детектора 119 соответственно, выход которого является четвертым, информационным выходом блока 11.Blocks 15 and 11 are typical receiver and transmitter of a broadband signal and can be performed as presented in A.S. USSR 300946, while block 15 is completely analogous to the transmitting part as. USSR 300946, and block 11 is similar to the receiving part on the AS USSR 300946, with the only difference being that its pseudorandom sequence generators are outputs of block 11, as shown in FIG. 4, which shows the block diagram of block 11. FIG. 4 indicates:
111 - block synchronization;
112 and 113 - the first and second pseudo-random sequence generators;
114 and 115 - the first and second multipliers;
116 - phasing unit;
117 and 118 - the first and second band-pass filters;
119 is a phase detector
Block 11 contains a synchronization block 111, the input of which is the input of block 11 and connected to the first inputs of the first and second multipliers 114 and 115, and the output of block 111 is the third control output of the block 11 and connected to the first inputs of the first and second generators of the pseudo-random sequence 112 and 113, the second inputs of which are connected to the first and second outputs of the phasing unit 116, respectively, while the outputs of the first and second pseudo-random sequence generators 112 and 113 are the first and second reference outputs of a 11, as well as connected to the second, reference inputs of the first and second multipliers 114 and 115, the outputs of which through the first and second band-pass filters 117 and 118 are connected to the first reference and second signal inputs of the phase detector 119, respectively, the output of which is the fourth, information output block 11.

Блок 11 работает следующим образом. Block 11 operates as follows.

Входной широкополосный фазоманипулированный сигнал поступает одновременно на входы блоков 111, 114 и 115. Блок 111 обеспечивает синхронизацию приемника с входным широкополосным сигналом и формирование команды "сигнал синхронизации", которая подается на блоки 112 и 113, обеспечивая их синхронность с входным широкополосным сигналом. Блок 116 обеспечивает фазирование псевдослучайных последовательностей, формируемых блоками 112 и 113. The input broadband phase-shifted signal is supplied simultaneously to the inputs of blocks 111, 114, and 115. Block 111 synchronizes the receiver with the input broadband signal and generates a “synchronization signal” command, which is supplied to blocks 112 and 113, ensuring their synchronism with the input broadband signal. Block 116 provides phasing of pseudorandom sequences generated by blocks 112 and 113.

В блоках 114 и 115 за счет перемножения с опорными псевдослучайными последовательностями, синхронными с входным широкополосным сигналом, формируемыми блоками 112 и 113, осуществляется свертка синхросигнала и информационного сигнала с последующей фильтрацией результата свертки в блоках 117 и 118 соответственно. In blocks 114 and 115, due to multiplication with reference pseudorandom sequences synchronous with the input broadband signal generated by blocks 112 and 113, the clock signal and the information signal are convolved, followed by filtering the result of the convolution in blocks 117 and 118, respectively.

Одновременно выходы блоков 112 и 113 подаются на первый и второй выходы блока 11. В блоке 119 осуществляется фазовое детектирование принятого сигнала, выделенный в нем информационный сигнал является вторым информационным выходом приемной аппаратуры. At the same time, the outputs of blocks 112 and 113 are fed to the first and second outputs of block 11. In block 119, phase detection of the received signal is carried out, the information signal highlighted in it is the second information output of the receiving equipment.

Команда "сигнал синхронизации", принимающая значение "1" при наличии синхронизации блока 11 с входным широкополосным сигналом и значение "0" при отсутствии синхронизации с выхода блока 111, подается на третий выход блока 11. The command "synchronization signal", taking the value "1" in the presence of synchronization of block 11 with the input broadband signal and the value "0" in the absence of synchronization from the output of block 111, is sent to the third output of block 11.

Структурная схема блока 17 приведена на фиг.3, где использованы следующие обозначения:
17l₁-173₃ - первый, второй и третий дешифраторы;
172₁-172₃ - первый, второй и третий ключи;
173 - сумматор.The block diagram of the block 17 is shown in figure 3, where the following notation is used:
17l ₁ -173 ₃ - the first, second and third decoders;
172 ₁ -172 ₃ - the first, second and third keys;
173 - adder.

Блок 17 содержит первый, второй и третий дешифраторы 171₁, 171₂ и 171₃, входы которых соединены между собой и являются управляющим входом блока 17, а выход соединен с управляющими входами первого, второго и третьего ключей 172₁-172₃ соответственно, выход каждого из ключей соединен с одним из входов сумматора 173, выход которого является выходом блока 117. Сигнальный вход каждого из ключей 172₁-172₃ является соответствующим сигнальным входом блока 17.Block 17 contains the first, second and third decoders 171 ₁ , 171 ₂ and 171 ₃ , the inputs of which are interconnected and are the control input of block 17, and the output is connected to the control inputs of the first, second and third keys 172 ₁ -172 _3, respectively, the output each of the keys is connected to one of the inputs of the adder 173, the output of which is the output of block 117. The signal input of each of the keys 172 ₁ -172 ₃ is the corresponding signal input of the block 17.

Блок 17 работает следующим образом. Block 17 operates as follows.

На управляющий вход блока 17 от внешнего управляющего устройства, например пульта управления, поступает кодовая последовательность из трех символов, которая подается на входы трех дешифраторов, каждый из которых настроен на определенную кодовую комбинацию. The control input of block 17 from an external control device, such as a control panel, receives a three-character code sequence, which is fed to the inputs of three decoders, each of which is configured for a specific code combination.

При совпадении входной кодовой комбинации с кодом, на который настроен данный дешифратор, на его выходе формируется команда "1", которая открывает соответствующий ключ, обеспечивая прохождение соответствующего сигнала на вход сумматора 173 и через него - на выход устройства. If the input code combination coincides with the code for which this decoder is configured, an “1” command is generated at its output, which opens the corresponding key, ensuring the passage of the corresponding signal to the input of the adder 173 and through it to the output of the device.

Структурная схема блока 13 приведена на фиг.5, где обозначено:
131,133,134 и 136 - первый, второй, третий и четвертый перемножители;
132 и 135 - первый и второй режекторные фильтры;
137 и 138 - первый и второй элементы задержки.The structural diagram of block 13 is shown in figure 5, where indicated:
131,133,134 and 136 - the first, second, third and fourth multipliers;
132 and 135 - the first and second notch filters;
137 and 138 are the first and second delay elements.

Блок 13 содержит последовательно соединенные блоки 131-136, при этом вход блока 131 является первым сигнальным входом блока 13, а выход блока 136 является выходом блока 136, содержит блоки 137 и 138, при этом второй, опорный, вход блока 13 соединен с опорным входом блока 131 непосредственно, а с опорным входом блока 133 через блок 137. Третий, опорный, вход блока 13 соединен с опорным входом блока 134 непосредственно, а с опорным входом блока 136 через блок 138. Block 13 contains series-connected blocks 131-136, while the input of block 131 is the first signal input of block 13, and the output of block 136 is the output of block 136, contains blocks 137 and 138, while the second, supporting, input of block 13 is connected to the reference input block 131 directly, and with the reference input of block 133 through block 137. The third, reference, input of block 13 is connected to the reference input of block 134 directly, and with the reference input of block 136 through block 138.

Блок 13 работает следующим образом. Block 13 operates as follows.

Широкополосный фазоманипулированный сигнал на промежуточной частоте поступает на блок 13 от блока 9 через элемент задержки 12. Широкополосный фазоманипулированный сигнал, формируемый блоком 15, поступающий на вход блока 13, представляет собой четырехфазный сигнал, состоящий из широкополосного фазоманипулированного синхросигнала (не модулированного информацией) и широкополосного фазоманипулированного информационного сигнала (широкополосного сигнала, модулированного информацией). A broadband phase-shifted signal at an intermediate frequency is supplied to block 13 from block 9 via a delay element 12. The wideband phase-shifted signal generated by block 15, which is input to block 13, is a four-phase signal consisting of a wideband phase-shifted clock signal (not modulated by information) and a wideband phase-shifted phase information signal (broadband signal modulated by information).

В блоке 131 за счет перемножения входного сигнала с псевдослучайной последовательностью синхросигнала, поступающей на первый опорный вход блока 13 от блока 112 (блока 11), осуществляется свертка широкополосного синхросигнала в узкополосный сигнал, который режектируется в блоке 132 и поэтому не проходит на выход устройства. В то же время на другие сигналы в блоке 131 накладывается манипуляция, которая затем снимается в блоке 133 за счет перемножения с тем же опорным сигналом. In block 131, by multiplying the input signal with a pseudo-random sequence of the clock signal supplied to the first reference input of block 13 from block 112 (block 11), the broadband clock signal is convolved into a narrow-band signal, which is rejected in block 132 and therefore does not pass to the output of the device. At the same time, manipulation is superimposed on other signals in block 131, which is then removed in block 133 due to multiplication with the same reference signal.

Аналогичным образом осуществляется режекция из входной смеси широкополосного фазоманипулированного информационного сигнала. Это осуществляется за счет перемножения входной смеси (из которой отрежектирован синхросигнал) в блоке 134 с опорной псевдослучайной последовательностью, поступающей от блока 113 (блока 11), и режекции результата свертки в блоке l35, при этом обеспечивается прохождение через блоки 134, 135, 136 других сигналов практически без искажения. In a similar manner, a notch from the input mixture of a broadband phase-shifted information signal is performed. This is done by multiplying the input mixture (from which the clock signal is detected) in block 134 with a reference pseudorandom sequence coming from block 113 (block 11), and notching the result of the convolution in block l35, while others passing through blocks 134, 135, 136 Signals with virtually no distortion.

Действительно, в блоке 134 за счет манипуляции опорным сигналом осуществляется расширение спектров других сигналов (структура которых не совпадает со структурой опорной псевдослучайной последовательности). Малая часть расширенного спектра режектируется в блоке 135, остальная часть спектра подается на блок 136, где за счет повторного перемножения с тем же сигналом сигнал восстанавливается. Indeed, in block 134, due to manipulation of the reference signal, the spectra of other signals are expanded (the structure of which does not coincide with the structure of the reference pseudorandom sequence). A small part of the spread spectrum is rejected in block 135, the rest of the spectrum is fed to block 136, where due to repeated multiplication with the same signal, the signal is restored.

Искажение сигнала, прошедшего через блоки 131-136, зависит от полосы режекции блоков 132 и 135, при этом блок 132 режектирует гармоническое колебание (свернутый синхросигнал), поэтому полоса его режекции чрезвычайно мала и его влиянием можно пренебречь. Полоса режекции блока 135 определяется информационной скоростью сигнала, передаваемого по широкополосному каналу. При малых скоростях цифрового сигнала (10-20 бит/с), передаваемого по широкополосному каналу, влиянием блока 135 на качество аналогового речевого сигнала также можно пренебречь. The distortion of the signal passing through blocks 131-136 depends on the notch band of blocks 132 and 135, while block 132 rejects harmonic oscillation (a minimized clock signal), therefore, its notch band is extremely small and its effect can be neglected. The notch band of block 135 is determined by the information rate of the signal transmitted over the broadband channel. At low speeds of the digital signal (10-20 bit / s) transmitted over the broadband channel, the influence of block 135 on the quality of the analog speech signal can also be neglected.

Величина задержки блоков 137 и 138 подбирается в процессе регулировки таким образом, чтобы в блоках 133 и 136 обеспечивалась синхронность перемножаемых сигналов. The delay value of blocks 137 and 138 is selected during the adjustment process so that synchronization of the multiplied signals is ensured in blocks 133 and 136.

Структурная схема блока 19 приведена на фиг.6, где обозначено:
191 и 192 - первый и второй ключи;
193 - инвертор;
194 - сумматор.The block diagram of the block 19 is shown in Fig.6, where indicated:
191 and 192 - the first and second keys;
193 - inverter;
194 - adder.

Блок 19 содержит первый ключ 191 и второй ключ 192, а также инвертор 193 и сумматор 194, при этом первый, сигнальный, вход блока 19 через первый ключ 191 соединен с первым входом сумматора 194, второй, сигнальный, вход блока 19 через второй ключ 192 соединен с вторым входом сумматора 194, выход которого является выходом блока 19; управляющий вход блока 19 соединен с управляющим входом блока 191 непосредственно, а с управляющим входом блока 192 через инвертор 193. Block 19 contains the first key 191 and the second key 192, as well as the inverter 193 and the adder 194, while the first signal input of the block 19 through the first key 191 is connected to the first input of the adder 194, the second, signal, the input of the block 19 through the second key 192 connected to the second input of the adder 194, the output of which is the output of block 19; the control input of block 19 is connected directly to the control input of block 191, and to the control input of block 192 through an inverter 193.

Блок 19 работает следующим образом. Block 19 operates as follows.

При наличии команды "1" на управляющем входе блока 19 ключ 191 отпирается, пропуская сигнал, поступающий от блока 13 на блок 19 и даже на выход блока 19. Команда "1", инвертируясь в блоке 193, запирает блок 192, запрещая прохождение сигнала от блока 12 на выход блока 19. При появлении команды "0" блок 191 запирается, а блок 192 отпирается, обеспечивая прохождение сигнала с выхода блока 12 на выход блока 19. In the presence of command "1" at the control input of block 19, key 191 is unlocked, passing the signal from block 13 to block 19 and even to the output of block 19. Command "1", inverting in block 193, locks block 192, preventing the signal from block 12 to the output of block 19. When the command "0" appears, block 191 is locked, and block 192 is unlocked, providing a signal from the output of block 12 to the output of block 19.

Устройство-прототип обеспечивает передачу и прием аналоговых сообщений с использованием узкополосных методов модуляции (АМ, ФМ, ОМ и т.д.). Такие сигналы обладают низкой помехоустойчивостью и скрытностью. Другим недостатком прототипа является малый объем передаваемой информации. The prototype device provides the transmission and reception of analog messages using narrowband modulation methods (AM, FM, OM, etc.). Such signals have low noise immunity and stealth. Another disadvantage of the prototype is the small amount of information transmitted.

В предлагаемом устройстве, помимо аналоговых сигналов, передаваемых с использованием узкополосных методов модуляции, обеспечивается возможность передачи низкоскоростных цифровых сообщений с использованием широкополосного фазоманипулированного сигнала, помехоустойчивость и скрытность которого растет с увеличением базы (Б), которая определяется соотношением

где Δf_ш - ширина спектра широкополосного фазоманипулированного сигнала, равная в данном устройстве выделенной полосе канала Δf_ш=Δf;
ΔF - ширина спектра передаваемого сообщения, определяемая его скоростью.In the proposed device, in addition to analog signals transmitted using narrow-band modulation methods, it is possible to transmit low-speed digital messages using a broadband phase-shifted signal, noise immunity and stealth of which grows with an increase in base (B), which is determined by the ratio

where Δf _w - the spectrum width of the broadband phase-shift key signal, equal in this device to the allocated channel band Δf _w = Δf;
ΔF is the width of the spectrum of the transmitted message, determined by its speed.

База широкополосного сигнала при заданной ширине спектра Δf растет с уменьшением скорости передачи сообщения (V). Допустим Δf_ш=Δf=10 кГц, а скорость передачи цифровой информации, передаваемой с использованием широкополосного фазоманипулированного сигнала, составляет 10 бит/с. В этом случае ΔF= (1-2)V ≈ 10 Гц, при этом Б=1000, то есть помехоустойчивость передачи информации с использованием широкополосного фазоманипулированного сигнала значительно выше, чем при передаче аналоговой информации с использованием узкополосных методов модуляции.The base of a broadband signal at a given spectrum width Δf grows with decreasing message rate (V). Suppose Δf _w = Δf = 10 kHz, and the transmission rate of digital information transmitted using a broadband phase-shifted signal is 10 bit / s. In this case, ΔF = (1-2) V ≈ 10 Hz, while B = 1000, i.e., the noise immunity of information transmission using a broadband phase-shifted signal is significantly higher than when transmitting analog information using narrow-band modulation methods.

При одновременной передаче цифровых и аналоговых речевых сообщений широкополосный сигнал маскирует речевой сигнал, при этом качественное выделение речевой информации обеспечивается за счет режекции широкополосного сигнала из смеси на входе демодулятора узкополосного сигнала. Это возможно только при знании структуры псевдослучайных последовательностей, используемых при формировании широкополосного фазоманипулированного сигнала, что исключает возможность прослушивания речевого сообщения. Таким образом, помехоустойчивость и скрытность в заявляемой аппаратуре выше, чем у прототипа. With the simultaneous transmission of digital and analog voice messages, the broadband signal masks the speech signal, while the high-quality selection of speech information is ensured by notching the broadband signal from the mixture at the input of the narrowband signal demodulator. This is possible only with knowledge of the structure of pseudorandom sequences used in the formation of a broadband phase-shifted signal, which excludes the possibility of listening to a speech message. Thus, the noise immunity and stealth in the claimed equipment is higher than that of the prototype.

Кроме того, в предлагаемой аппаратуре увеличивается объем передаваемых сообщений за счет введения дополнительного канала. In addition, the proposed equipment increases the amount of transmitted messages by introducing an additional channel.

Claims

Equipment for transmitting and receiving information, comprising in the transmitting part a first frequency synthesizer, a low-frequency amplifier connected in series, the input of which is the first information input of the device, an output connected to the first signal input of the modulator, as well as a pathogen, a power amplifier and a transmitting antenna connected in series, the second, reference input of the modulator is connected to the first output of the first frequency synthesizer, the second and third outputs of which are connected to the second and third reference inputs odes of the pathogen, respectively; in the receiving part, a receiving antenna and a high-frequency amplifier connected in series with an output connected to the first signal input of the intermediate frequency path, the second and third reference inputs of which are connected to the first and second outputs of the second frequency synthesizer, respectively, and a demodulator, the output of which is the first information output of the device, characterized in that a shaper of a broadband phase-shifted signal is introduced into the transmitting part, the input of which is the second information input of the amplifier The output connected to the third signal input of the first switch and the second input of the adder, the first input of which is connected to the output of the modulator and the first signal input of the first switch, the second signal input of which is connected to the output of the adder, the fourth control input of the first switch is the control input of the transmitting part of the device , and the output of the first switch is connected to the first signal input of the pathogen; a delayed element, a rejection unit for a broadband phase-shifted signal and a third switch connected to the input of the demodulator as well as a receiver for wideband phase-shifted signals, the signal input of which is connected to the output of the intermediate frequency path and to the input of the delay element, the output of which is connected to the second signal input of the third switch, the third, the control input of which is connected to the third, the control input of the second switch and from the third m broadband PSK receiver output signals, first and second outputs which are connected via a second switch with the second and third reference inputs rejection unit, respectively, and the fourth output of the receiver is of broadband phase-manipulated signals a second data output apparatus.