RU2188510C1 - Data transmission method and device - Google Patents
Data transmission method and device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2188510C1 RU2188510C1 RU2001110216A RU2001110216A RU2188510C1 RU 2188510 C1 RU2188510 C1 RU 2188510C1 RU 2001110216 A RU2001110216 A RU 2001110216A RU 2001110216 A RU2001110216 A RU 2001110216A RU 2188510 C1 RU2188510 C1 RU 2188510C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- microwave
- mirror
- cassegrain
- pattern
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам передачи информации с помощью электромагнитного излучения, один из параметров которого модулируется по закону передаваемой информации. The invention relates to methods for transmitting information using electromagnetic radiation, one of the parameters of which is modulated according to the law of transmitted information.
Известен способ передачи информации с помощью ИК излучения полупроводникового лазера [1]. Недостатком этого способа является невозможность обеспечения высокой надежности передаваемой информации если передача осуществляется в приземном слое. Одной из причин этого является пересечение луча лазера пролетающими птицами, что приводит к прерыванию связи. A known method of transmitting information using infrared radiation of a semiconductor laser [1]. The disadvantage of this method is the inability to ensure high reliability of the transmitted information if the transmission is carried out in the surface layer. One of the reasons for this is the intersection of the laser beam by flying birds, which leads to interruption of communication.
Для повышения надежности связи в [2] предлагается производить дублирование передаваемой информации за счет передачи ее по двум идентичным ИК каналам. Однако этот способ передачи информации имеет недостатки:
- во-первых, на приемных концах линии возникает проблема синхронизации сигналов, передаваемых по разным каналам;
- во-вторых, полностью не исключена вероятность перекрытия обоих каналов, например при пролете стаи птиц.To improve the reliability of communication in [2], it is proposed to duplicate the transmitted information by transmitting it through two identical IR channels. However, this method of transmitting information has disadvantages:
- firstly, at the receiving ends of the line there is a problem of synchronization of signals transmitted over different channels;
- secondly, the probability of overlapping of both channels, for example, during the flight of a flock of birds, is not completely ruled out.
Данное изобретение направлено на решение задачи повышения надежности связи. Его реализация обеспечивает получение технического результата повышения качества связи за счет уменьшения вероятности прерывания канала связи. This invention is aimed at solving the problem of improving the reliability of communication. Its implementation provides a technical result of improving the quality of communication by reducing the likelihood of interruption in the communication channel.
Предлагаемый способ передачи информации заключается в том, что на передающем конце линии связи передаваемой информацией модулируют один из параметров ВЧ или оптического излучения: амплитуду, частоту, фазу или поляризацию, при этом для передачи одной и той же информации используют излучение двух длин волн, а на приемном конце линии связи оба излучения принимают, детектируют и выделяют передаваемую информацию. The proposed method for transmitting information is that at the transmitting end of the communication line the transmitted information modulates one of the parameters of the RF or optical radiation: amplitude, frequency, phase or polarization, while radiation of two wavelengths is used to transmit the same information, and the receiving end of the communication line, both radiation receive, detect and allocate the transmitted information.
От наиболее близкого способа заявляемый способ отличается тем, что частоту одного из излучений выбирают такой, чтобы оно активно воздействовало на биологические объекты, например птиц, и диаграмму направленности одного из излучений формируют таким образом, чтобы она была заключена внутри диаграммы направленности другого излучения, и ширину диаграммы направленности первого излучения выбирают не менее чем на порядок больше ширины диаграммы направленности второго излучения. The claimed method differs from the closest method in that the frequency of one of the radiation is chosen so that it actively affects biological objects, such as birds, and the radiation pattern of one of the radiation is formed so that it is enclosed inside the radiation pattern of the other radiation, and the width the radiation patterns of the first radiation are selected at least an order of magnitude greater than the width of the radiation pattern of the second radiation.
Сущность предлагаемого способа будет ясна из рассмотрения принципа работы устройства, его реализующего. На фиг.1 и фиг.2 показаны схемы устройств для передачи и приема информации, построенные на основе предлагаемого способа. The essence of the proposed method will be clear from consideration of the principle of operation of the device that implements it. Figure 1 and figure 2 shows a diagram of a device for transmitting and receiving information, built on the basis of the proposed method.
Устройство включает передающую часть, схема которой представлена на фиг. 1 и приемную часть - фиг.2. The device includes a transmitting part, the circuit of which is shown in FIG. 1 and the receiving part - figure 2.
Передающая часть содержит: блок формирования сигнала СВЧ (сантиметрового или миллиметрового) диапазонов (1), нагруженного на рупор (2), блок формирования сигнала оптического диапазона (3), нагруженного на оптический излучатель (4) (например полупроводниковый ИК лазер). Кроме того, в состав передающей части входит комбинированная (СВЧ - оптическая) антенна, построенная по схеме Кассейгрена. Антенна содержит: дихроичный элемент (5), зеркало СВЧ (6), комбинированное (СВЧ - оптическое) зеркало (7), имеющее отверстие в центре, и оптическое зеркало (8). Комбинированное зеркало (7) с одной стороны имеет покрытие (7а) с максимумом коэффициента отражения на частоте СВЧ-передатчика, а с другой стороны покрытие (7б) с максимумом коэффициента отражения на длине волны ИК-лазера (4). The transmitting part contains: a block for generating a microwave signal (centimeter or millimeter) ranges (1) loaded on a horn (2), a block for generating a signal in the optical range (3) loaded on an optical emitter (4) (for example, a semiconductor IR laser). In addition, the transmitting part includes a combined (microwave - optical) antenna, constructed according to the Casseigren scheme. The antenna contains: a dichroic element (5), a microwave mirror (6), a combined (microwave - optical) mirror (7) with a hole in the center, and an optical mirror (8). The combined mirror (7) on the one hand has a coating (7a) with a maximum reflection coefficient at the frequency of the microwave transmitter, and on the other hand, a coating (7b) with a maximum reflection coefficient at the wavelength of the infrared laser (4).
Рупор (2), дихроичный элемент (5), зеркала (6),(7) и (8) установлены соосно. А дихроичный элемент (5), кроме того, установлен так, чтобы оптическое излучение излучателя (4) проходило через отверстия в зеркалах (6) и (7) и попадало на зеркало (8). The horn (2), the dichroic element (5), the mirrors (6), (7) and (8) are mounted coaxially. And the dichroic element (5), in addition, is installed so that the optical radiation of the emitter (4) passes through the holes in the mirrors (6) and (7) and enters the mirror (8).
Приемная часть устройства состоит из отдельных СВЧ и оптических трактов. СВЧ тракт включает приемную антенну, построенную по схеме Кассейгрена, и образованную зеркалами (9) и (10), СВЧ конвертер (11) и собственно приемник и устройство выделения информации (12). The receiving part of the device consists of individual microwave and optical paths. The microwave path includes a receiving antenna, constructed according to the Casseigren scheme, and formed by the mirrors (9) and (10), the microwave converter (11) and the actual receiver and information extraction device (12).
Оптический тракт приемной части содержит линзовый объектив (13), фотодетектор (14) и устройство выделения информации (15). The optical path of the receiving part comprises a lens objective (13), a photodetector (14) and an information extraction device (15).
Функционирует устройство, реализующее предлагаемый способ следующим образом. Передаваемая информация поступает одновременно на входы блоков формирования сигналов СВЧ (1) и оптического (3) диапазонов. Частоту передатчика СВЧ выбирают в сантиметровом (или миллиметровом) диапазоне, например в диапазоне 20 ГГц. Опыт эксплуатации радиорелейных станций показывает, что к излучению на этих частотах чувствительны некоторые биологические объекты, например птицы. Попадая в поле этого излучения они стремятся повернуть назад и выйти из него. A device that implements the proposed method as follows. The transmitted information arrives simultaneously at the inputs of the microwave signal generation blocks (1) and optical (3) ranges. The frequency of the microwave transmitter is selected in the centimeter (or millimeter) range, for example in the range of 20 GHz. The operational experience of radio relay stations shows that certain biological objects, such as birds, are sensitive to radiation at these frequencies. Once in the field of this radiation, they tend to turn back and get out of it.
Выход передатчика СВЧ блока (1) нагружен на рупор (2). СВЧ излучение из рупора (2) проходит через дихроичный элемент (5), отверстие в зеркале (6) и попадает на зеркало (7). Так как поверхность зеркала (7), обращенная к зеркалу (6), имеет максимум коэффициента отражения на частоте СВЧ передатчика блока (1), то СВЧ излучение отражается от нее и попадает на поверхность зеркала (6), а затем в свободное пространство. Дихроичный элемент (5) изготавливают из материала радиопрозрачного на частоте передатчика блока (1). Таким образом рупор (2) и зеркала (6) и (7) формируют поле излучение СВЧ диапазона. The output of the microwave transmitter (1) is loaded on the speaker (2). Microwave radiation from the horn (2) passes through the dichroic element (5), the hole in the mirror (6) and enters the mirror (7). Since the surface of the mirror (7), facing the mirror (6), has a maximum reflection coefficient at the frequency of the microwave transmitter of the unit (1), microwave radiation is reflected from it and enters the surface of the mirror (6), and then into free space. The dichroic element (5) is made of a material radio-transparent at the frequency of the transmitter unit (1). Thus, the horn (2) and the mirrors (6) and (7) form the microwave radiation field.
Кроме блока (1) передаваемая информация поступает на вход блока формирования сигнала оптического диапазона (3). С его выхода сформированный сигнал поступает на вход оптического излучателя (4). В качестве излучателя может быть использован, например, полупроводниковый лазер ИК диапазона. Излучение лазера (4) попадает на поверхность дихроичного элемента (5), отражается от нее и через отверстия в зеркалах (6) и (7) попадает на поверхность зеркала (8). Поверхность зеркала (8), как и поверхность зеркала (7), обращенная к нему, имеет максимум коэффициента отражения на длине волны излучателя (4). Отразившись от зеркал (8) и (7), ИК излучение уходит в свободное пространство. Таким образом излучатель (4), дихроичный элемент (5), зеркала (8) и (7) формируют поле излучения ИК диапазона. Размеры отверстий в зеркалах (6) и (7), кривизну поверхностей зеркал и расстояние между ними выбирают исходя из длин волн передатчиков (1) и (4), ширины диаграммы излучения рупора (2) и излучателя (4). Для их расчета может быть использована методика, изложенная в [3]. In addition to block (1), the transmitted information is fed to the input of the optical signal conditioning block (3). From its output, the generated signal is fed to the input of the optical emitter (4). As the emitter, for example, an infrared semiconductor laser can be used. Laser radiation (4) hits the surface of the dichroic element (5), is reflected from it and through the holes in the mirrors (6) and (7) falls on the surface of the mirror (8). The surface of the mirror (8), like the surface of the mirror (7) facing it, has a maximum reflection coefficient at the wavelength of the emitter (4). Reflected from mirrors (8) and (7), IR radiation goes into free space. Thus, the emitter (4), the dichroic element (5), the mirrors (8) and (7) form the radiation field of the IR range. The dimensions of the holes in the mirrors (6) and (7), the curvature of the mirror surfaces and the distance between them are selected based on the wavelengths of the transmitters (1) and (4), the width of the radiation pattern of the horn (2) and emitter (4). For their calculation, the technique described in [3] can be used.
Так как рупор (2), дихроичный элемент (5), зеркала (6), (7) и (8) расположены соосно, то диаграммы направленности передающей части заявляемого устройства в СВЧ- и оптическом диапазонах оказываются также соосными. При этом диаграмма направленности передатчика оптического диапазона из-за своей значительно меньшей ширины находится как бы внутри диаграммы направленности СВЧ диапазона. Since the horn (2), the dichroic element (5), the mirrors (6), (7) and (8) are aligned, the radiation patterns of the transmitting part of the inventive device in the microwave and optical ranges are also coaxial. In this case, the radiation pattern of the transmitter of the optical range due to its significantly smaller width is located as if inside the radiation pattern of the microwave range.
Поскольку длина волны СВЧ излучения как минимум на два порядка больше длины волны ИК излучения, то, выбирая соответствующие размеры зеркал (6), (7) и (8) формируют диаграмму направленности СВЧ передатчика таким образом, чтобы она была не менее чем на порядок шире диаграммы направленности оптического излучения. И при работе предлагаемого устройства оптическое излучение распространяется от передающей части к приемной внутри конуса СВЧ излучения. Since the wavelength of microwave radiation is at least two orders of magnitude greater than the wavelength of infrared radiation, choosing the appropriate mirror sizes (6), (7) and (8) form the radiation pattern of the microwave transmitter so that it is no less than an order of magnitude wider radiation patterns. And during the operation of the proposed device, optical radiation propagates from the transmitting part to the receiving part inside the microwave radiation cone.
Прием и выделение передаваемой информации осуществляется приемной частью устройства, содержащей раздельные оптические и СВЧ тракты. Оптическое излучение через линзовый объектив (13) попадает на фотодетектор (14), преобразующий его в электрический сигнал. Электрический сигнал с выхода фотодетектора поступает на вход устройства выделения информации (15). Reception and isolation of the transmitted information is carried out by the receiving part of the device containing separate optical and microwave paths. Optical radiation through a lens objective (13) is incident on a photodetector (14), which converts it into an electrical signal. An electrical signal from the output of the photodetector is fed to the input of the information extraction device (15).
СВЧ излучение собирается антенной, образованной зеркалами (9) и (10) и конвертером (11), преобразуется в электрический сигнал, который поступает на вход устройства выделения информации (12). Microwave radiation is collected by an antenna formed by mirrors (9) and (10) and a converter (11), is converted into an electrical signal, which is fed to the input of the information extraction device (12).
В случае, если какой либо биологический объект, например птица, попадает в конус излучения СВЧ, то под его воздействием он испытает неприятные ощущения и повернет назад, не успев пересечь оптический луч. Прерывания связи в оптическом канале не произойдет. А так как апертура зеркала (6) в сантиметровом и миллиметровом диапазонах превышает средний мидель большинства птиц, то вероятность прерывания связи в СВЧ канале значительно меньше, чем в оптическом. In the event that any biological object, such as a bird, falls into the microwave radiation cone, then under its influence it will experience unpleasant sensations and turn back before it has time to cross the optical beam. Interruption of communication in the optical channel will not occur. And since the aperture of the mirror (6) in the centimeter and millimeter ranges exceeds the average midsection of most birds, the probability of interruption in the microwave channel is much less than in the optical.
Кроме того, предлагаемый способ передачи информации и устройство, его реализующее, повышают надежность связи за счет использования двух существенно различающихся по диапазону каналов передачи: СВЧ и оптического. Условия распространения оптического и СВЧ излучений в атмосфере неодинаковы. При появлении на трассе распространения туманов, мелких аэрозолей оптическое излучение будет поглощаться, в то время как СВЧ излучение практически не испытает поглощения. В то же время во время дождя более интенсивно ослабляется СВЧ излучение, а оптическое испытывает меньшее ослабление. То есть в зависимости от атмосферных условий или один или второй канал обеспечат уверенную передачу информации. In addition, the proposed method of transmitting information and a device that implements it increase the reliability of communication by using two transmission channels that differ significantly in the range of frequencies: microwave and optical. The propagation conditions of optical and microwave radiation in the atmosphere are not the same. When fogs and small aerosols appear on the propagation path, optical radiation will be absorbed, while microwave radiation will hardly experience absorption. At the same time, during the rain, microwave radiation is more intensively attenuated, while the optical one experiences less attenuation. That is, depending on atmospheric conditions, either one or the second channel will provide reliable information transfer.
Таким образом, из изложенного выше описания видно, что предложенный способ и устройство его реализующее обеспечивают достижение положительного технического эффекта - увеличение надежности передачи информации. Thus, it can be seen from the above description that the proposed method and device implementing it ensure the achievement of a positive technical effect - an increase in the reliability of information transfer.
Литература
1. Иванов П. Инфракрасные системы фирмы PAV. Сети, 8, 2000.Literature
1. Ivanov P. Infrared systems from PAV. Networks, 8, 2000.
2. Чачин П. Осваиваем ИК диапазон. Компьютерная неделя, 45 (219), 1999. 2. Chachin P. Mastering the IR range. Computer Week, 45 (219), 1999.
3. Приемопередающее устройство для атмосферной оптической линии связи. Патент России 2120185, МКИ 6, Н 04 В 10/10, 10/24, заявлен 20.01.97, опублик. 10.10.98. 3. Transceiver for atmospheric optical communication line. Patent of Russia 2120185, MKI 6, H 04
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110216A RU2188510C1 (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Data transmission method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110216A RU2188510C1 (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Data transmission method and device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2188510C1 true RU2188510C1 (en) | 2002-08-27 |
Family
ID=20248485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001110216A RU2188510C1 (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Data transmission method and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2188510C1 (en) |
-
2001
- 2001-04-17 RU RU2001110216A patent/RU2188510C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИВАНОВ П. Инфракрасные системы, фирма PAV, сети № 8, 2000. ЧАЧИН П. Осваиваем ИК диапазон. Компьютерная неделя № 45 (219), 1999. Журнал Мир связи - Connect, 2000, № 7, с.93. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7460787B2 (en) | Communication system with external synchronisation | |
NO792063L (en) | RADAR SYSTEM. | |
CN105991170B (en) | A kind of signal transmitting method and device | |
US20180302160A1 (en) | Intensity modulated direct detection broad optical-spectrum source communication | |
US6490066B1 (en) | Laser/microwave dual mode communications system | |
US6768963B2 (en) | Geo-location systems | |
EP2087597B1 (en) | Cold noise source system | |
US6437890B1 (en) | Laser communications link | |
RU2188510C1 (en) | Data transmission method and device | |
WO2007004931A1 (en) | A point-to-point telecommunications system | |
US20030060171A1 (en) | Millimeter-wave communications link with adaptive transmitter power control | |
Mulholland et al. | Intersatellite laser crosslinks | |
KR101912519B1 (en) | Hybrid microwave imaging system and operating method thereof | |
CN113557678A (en) | Free space optical communication method, transmitter and receiver | |
Derakhshandeh et al. | Underwater Wireless Laser-Based Communications Using Optical Phased Array Antennas | |
JP4550321B2 (en) | Method and transceiver for aerial optical communication | |
JPH0646718B2 (en) | Satellite communication method | |
JPS5920115B2 (en) | Obstacle detection device | |
US11047967B2 (en) | Removal of directwave high frequency signal for ionospheric sounder return processing | |
RU2691759C1 (en) | Information transmission system using radio and optoelectronic channels | |
RU2725758C1 (en) | Wide-range intelligent on-board communication system using radio-photon elements | |
Futatsumori et al. | Feasibility evaluation of interference mitigation methodology for optically-connected millimeter-wave radar based on common transmission signal | |
JPS62501113A (en) | Method and device for transmitting information outdoors using a directional beam of electromagnetic waves with a wavelength of 10 mm or less | |
KR20100081531A (en) | Transmission apparatus for radio frequency identification, radio frequency identification reader comprising the same and radio frequency identification apparatus including the reader | |
Bosu et al. | Link budget profile for infrared FSO link with aerial platform |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090418 |