RU2193278C1

RU2193278C1 - Radio communication link

Info

Publication number: RU2193278C1
Application number: RU2001109777A
Authority: RU
Inventors: В.И. Штефан; Ю.В. Заплетин; И.Г. Безгинов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи"
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: radio communications; space and ground frequency-reuse radio communication systems. SUBSTANCE: proposed radio communication link has transmitting and receiving devices. Introduced in transmitting device are series-connected single-pulse generator, Barker signal shaper, and balance modulator. Introduced in receiving device is optimal Barker signal filter. Barker signal shaper has multitapped delay line, three phase inverters, and adder. Optimal Barker signal filter has matched single-pulse filter, multitapped receiver delay line, three phase inverters, and third adder. EFFECT: enhanced security and stability of data transmitted. 2 cl, 6 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 сигналов с эллиптической поляризацией поля. Поляризационная модуляция сигналов с эллиптической поляризацией осуществляется путем изменения либо угла ориентации, либо угла эллиптичности, либо угла ориентации и угла эллиптичности одновременно (А.П.Сополев, К.Г.Гусев, А.Д.Филатов, М., "Сов.радио", 1974, стр. 63-161). Однако описанные в этой книге устройства имеют следующие недостатки. Known devices using polarization modulation of signals with elliptical polarization of the field. Polarization modulation of signals with elliptical polarization is carried out by changing either the orientation angle, or the ellipticity angle, or the orientation angle and the ellipticity angle simultaneously (A.P. Sopolev, K.G. Gusev, A.D. Filatov, M., "Sov.radio ", 1974, pp. 63-161). However, the devices described in this book have the following disadvantages.

Они могут быть использованы только в тех условиях, когда параметры распространения сигналов на трассе и взаимное положение передающей и приемной антенн постоянны. Если эти условия не выполняются, то возникает большой уровень взаимных помех между отдельными каналами радиолинии. They can be used only in those conditions when the propagation parameters of the signals on the path and the relative position of the transmitting and receiving antennas are constant. If these conditions are not met, then a large level of mutual interference occurs between the individual channels of the radio link.

На практике в большинстве случаев изменяются как параметры распространения, так и взаимное расположение антенн. In practice, in most cases, both the propagation parameters and the relative position of the antennas change.

Известны также устройства для формирования с повторным использованием частоты (ПИЧ) (пат. США 4087818, Н 04 В 7/02, заявка Японии 54-41851, Н 04 В 7/10), в которых ПИЧ 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. Эти устройства в силу высоких требований необходимой точности обеспечения ортогональности по поляризации передаваемых сигналов име.т сложную систему автоподстройки, использующую специальные пилот-сигналы. Использование пилот-сигналов требует выделения дополнительных частотных каналов, не совпадающих со спектром передаваемых сигналов, что существенно усложняет конструкцию устройства и ухудшает его помехоустойчивость. Also known devices for forming with frequency reuse (PI) (US Pat. US 4087818, H 04 B 7/02, Japanese application 54-41851, H 04 B 7/10), in which the PIC under conditions of changing parameters of the signal propagation environment and the relative position of the antennas is achieved by ensuring orthogonality in polarization of two transmitted simultaneously signals with circular or linear polarization. These devices, due to the high requirements of the necessary accuracy of ensuring orthogonality in the polarization of the transmitted signals, have a sophisticated auto-tuning system using special pilot signals. The use of pilot signals requires the allocation of additional frequency channels that do not coincide with the spectrum of the transmitted signals, which significantly complicates the design of the device and impairs its noise immunity.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство с повторным использованием частоты по патенту 2161865, Н 04 В, 7/22 (з-ка 99101624/09 от 27. 2000), принятое за прототип. The closest in technical essence to the proposed is a device with frequency reuse according to patent 2161865, H 04 B, 7/22 (cc 99101624/09 from 27. 2000), adopted as a prototype.

На фиг. 1 и 4 изображена функциональная схема устройства-прототипа, где обозначено:
1 - генератор сигналов основных сообщений;
2 - разветвитель мощности;
3, 4 - первый и второй амплитудные модуляторы;
5 - парафазный усилитель;
6, 7 - облучатели передающей антенны;
8 - передающая антенна;
9, 10 - возбудители приемной антенны;
11 - приемная антенна;
12, 36 - первый и второй сумматоры;
13 - вычитающее устройство;
14 - синхронный детектор;
15 - амплитудный ограничитель;
16 - демодулятор основных сообщений;
17 - узкополосный низкочастотный фильтр;
18 - устройство поворота поляризации;
19 - синтезатор частот передатчика;
20 - дешифратор;
21 - генератор ПСП;
22 - опорный генератор передатчика;
23, 26, 35₁÷35_n - первый, второй и третьи полосовые фильтры;
24 - фильтр нижних частот;
25 - блок обработки;
27 - опорный генератор приемника;
28 - формирователь тактовых импульсов;
29 - синхронизатор;
30 - делитель;
31 - регистр сдвига;
32 - кодопреобразователь;
33 - синтезатор частот приемника;
34₁÷34_n - ключи;
37 - смеситель.In FIG. 1 and 4 depict a functional diagram of a prototype device, where it is indicated:
1 - signal generator of the main messages;
2 - power splitter;
3, 4 - the first and second amplitude modulators;
5 - paraphase amplifier;
6, 7 - transmitting antenna feeds;
8 - transmitting antenna;
9, 10 - pathogens of the receiving antenna;
11 - receiving antenna;
12, 36 - the first and second adders;
13 - subtractive device;
14 - synchronous detector;
15 - amplitude limiter;
16 - demodulator of the main messages;
17 - narrow-band low-pass filter;
18 - polarization rotation device;
19 - transmitter frequency synthesizer;
20 - decoder;
21 - generator PSP;
22 - reference transmitter generator;
23, 26, 35 ₁ ÷ 35 _n - the first, second and third band-pass filters;
24 - low-pass filter;
25 - processing unit;
27 - reference generator of the receiver;
28 - shaper of clock pulses;
29 - synchronizer;
30 - a divider;
31 - shift register;
32 - code converter;
33 - receiver frequency synthesizer;
34 ₁ ÷ 34 _n - keys;
37 - mixer.

Устройство-прототип содержит передатчик и приемник. Передатчик содержит последовательно соединенные генератор сигналов основных сообщений 1 и разветвитель мощности 2, два выхода которого соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов соответственно, выходы которых подсоединены к первому 6 и второму 7 облучателям передающей антенны 8 соответственно. Два выхода парафазного усилителя 5 соединены со вторыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов соответственно. Выход опорного генератора передатчика 22 соединен с входом генератора ПСП 21, два выхода которого соединены с двумя входами дешифратора 20 соответственно, n выходов которого соединены с соответствующими входами синтезатора частот передатчика 19, выход которого соединен с первым входом генератора сигналов основных сообщений, второй вход которого является входом основной информации S_o.The prototype device contains a transmitter and a receiver. The transmitter contains a series-connected signal generator of the main messages 1 and a power splitter 2, the two outputs of which are connected to the first inputs of the first 3 and second 4 amplitude modulators, respectively, the outputs of which are connected to the first 6 and second 7 irradiators of the transmitting antenna 8, respectively. Two outputs of the paraphase amplifier 5 are connected to the second inputs of the first 3 and second 4 amplitude modulators, respectively. The output of the reference generator of the transmitter 22 is connected to the input of the generator PSP 21, two outputs of which are connected to two inputs of the decoder 20, respectively, n outputs of which are connected to the corresponding inputs of the frequency synthesizer of the transmitter 19, the output of which is connected to the first input of the signal generator of the main messages, the second input of which is input basic information S _o .

Приемник содержит первый 9 и второй 10 возбудители приемной антенны 11, которые соединены с соответствующими входами устройства поворота поляризации 18, один выход которого соединен с первым входом первого сумматора 12 и первым входом вычитающего устройства 13, а другой выход блока 18 соединен со вторым входом первого сумматора 12 и вторым входом вычитающего устройства 13, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр 23, синхронный детектор 14 и фильтр нижних частот 24 соединен с входом блока обработки 25. При этом выход синхронного детектора 14 через узкополосный низкочастотный фильтр 17 соединен с управляющим входом устройства поворота поляризации 18. Выход первого сумматора 12 через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 26 и амплитудный ограничитель 15 соединен со вторым входом синхронного детектора 14 и первыми входами ключей 34₁÷34_n, выходы которых через соответствующие полосовые фильтры 35₁÷35_n подсоединены к входам второго сумматора 36 соответственно. Выход второго сумматора через смеситель 37 соединен с входом демодулятора основных сообщений 16, выход которого является выходом устройства.The receiver contains the first 9 and second 10 drivers of the receiving antenna 11, which are connected to the corresponding inputs of the polarization rotation device 18, one output of which is connected to the first input of the first adder 12 and the first input of the subtractor 13, and the other output of the block 18 is connected to the second input of the first adder 12 and the second input of the subtractor 13, the output of which is through a series-connected first band-pass filter 23, a synchronous detector 14 and a low-pass filter 24 is connected to the input of the processing unit 25. The output Synchro detector 14 through a narrow band pass filter 17 is connected to a control input of the polarization rotation unit 18. The output of the first adder 12 through the serially connected second band pass filter 26 and the amplitude limiter 15 is connected to the second input of the synchronous detector 14 and the first inputs of keys 34 ₁ 34 ÷ _n, outputs which through the corresponding band-pass filters 35 ₁ ÷ 35 _{n are} connected to the inputs of the second adder 36, respectively. The output of the second adder through the mixer 37 is connected to the input of the demodulator of the main messages 16, the output of which is the output of the device.

Кроме того, выход опорного генератора приемника через последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов 28, синхронизатор 29 и делитель 30 соединен с входом регистра сдвига 31, n выходов которого соединены с n входами кодопреобразователя 32, а также со вторыми входами ключей 34₁÷34_n соответственно. Выходы кодопреобразователя 32 соединены с соответствующими входами анализатора частот приемника 33, вход которого соединен с выходом опорного генератора приемника 27, а выход - со вторым входом смесителя 37.In addition, the output of the reference generator of the receiver through a serially connected clock shaper 28, a synchronizer 29 and a divider 30 is connected to the input of the shift register 31, n outputs of which are connected to n inputs of the code converter 32, as well as to the second inputs of the keys 34 ₁ ÷ 34 _n, respectively. The outputs of the encoder 32 are connected to the corresponding inputs of the frequency analyzer of the receiver 33, the input of which is connected to the output of the reference generator of the receiver 27, and the output to the second input of the mixer 37.

Недостатками устройства-прототипа являются невысокие скрытность и устойчивость передаваемой информации для быстрой синхронизации по каналу дополнительной поляризационной модуляции. The disadvantages of the prototype device are the low stealth and stability of the transmitted information for quick synchronization through the channel of additional polarization modulation.

Для устранения указанного недостатка в линию радиосвязи, содержащую передающее и приемное устройства, причем передающее устройство содержит последовательно соединенные генератор сигналов основных сообщений и разветвитель мощности, два выхода которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго амплитудных модуляторов, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму облучателям передающей антенны, два выхода парафазного усилителя соединены со вторыми входами первого и второго амплитудных модуляторов соответственно, выход опорного генератора передатчика соединен с входом генератора псевдослучайной последовательности (ПСП), два выхода которого соединены с соответствующими входами дешифратора, n выходов которого соединены с n входами синтезатора частот, выход которого соединен с первым входом генератора сигналов основных сообщений, второй вход которого является входом основной информации, приемное устройство содержит первый и второй возбудители приемной антенны, которые соединены с двумя входами устройства поворота поляризации, два выхода которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого сумматора и вычитающего устройства, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр нижних частот соединен с входом блока обработки, при этом выход синхронного детектора через узкополосный низкочастотный фильтр соединен с управляющим входом устройства поворота поляризации, выход первого сумматора через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и амплитудный ограничитель соединен со вторым входом синхронного детектора и первыми входами n ключей, выходы которых через соответствующие третьи полосовые фильтры соединены с соответствующими входами второго сумматора, выход которого через смеситель соединен с входом демодулятора основных сообщений, выход которого является выходом устройства, выход опорного генератора приемника через последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, синхронизатор и делитель соединен с входом регистра сдвига, n выходов которого соединены с n входами кодопреобразователя и вторыми входами n ключей соответственно, n выходов кодопреобразователя соединены с n входами анализатора частот приемника, выход которого соединен со вторым входом смесителя, вход анализатора частот приемника соединен с выходом опорного генератора приемника, введены в передающее устройство последовательно соединенные генератор одиночного импульса, формирователь сигнала Баркера и балансный модулятор, в приемное устройство введен оптимальный фильтр сигнала Баркера. При этом в передающем устройстве вход генератора одиночного импульса соединен с третьим выходом генератора ПСП, выход балансного модулятора соединен с входом парафазного усилителя, а второй вход балансного модулятора соединен с выходом опорного генератора передатчика. Кроме того, в приемном устройстве вход оптимального фильтра сигнала Баркера соединен с выходом блока обработки, а выход оптимального фильтра сигнала Баркера соединен со вторыми входами синхронизатора и регистра сдвига. To eliminate this drawback, a radio link containing a transmitting and receiving device, the transmitting device comprising a series-connected signal generator of the main messages and a power splitter, two outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second amplitude modulators, the outputs of which are connected respectively to the first and second transmitting antenna irradiators, two outputs of the paraphase amplifier are connected to the second inputs of the first and second amplitude modulator Accordingly, the output of the transmitter reference generator is connected to the input of the pseudo-random sequence generator (PSP), two outputs of which are connected to the corresponding inputs of the decoder, n outputs of which are connected to n inputs of the frequency synthesizer, the output of which is connected to the first input of the main message generator, the second input of which is the input of the basic information, the receiving device contains the first and second pathways of the receiving antenna, which are connected to the two inputs of the polarization rotation device , the two outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the first adder and subtractor, the output of which is connected through a first-pass filter, a synchronous detector, and a low-pass filter connected to the input of the processing unit, while the output of the synchronous detector through a narrow-band low-pass filter is connected to the control the input of the polarization rotation device, the output of the first adder through a second bandpass filter and an amplitude limiter connected in series to the second the first input of the synchronous detector and the first inputs of n keys, the outputs of which through the corresponding third bandpass filters are connected to the corresponding inputs of the second adder, the output of which through the mixer is connected to the input of the main message demodulator, the output of which is the output of the device, the output of the receiver reference generator through series-connected clock generator pulses, a synchronizer and a divider connected to the input of the shift register, n outputs of which are connected to n inputs of the code converter and the second with n inputs of n keys, respectively, n outputs of the code converter are connected to n inputs of the receiver frequency analyzer, the output of which is connected to the second input of the mixer, the input of the receiver frequency analyzer is connected to the output of the receiver reference oscillator, sequentially connected single pulse generator, Barker signal conditioner and balanced modulator, an optimal Barker signal filter is introduced into the receiver. In this case, in the transmitting device, the input of the single pulse generator is connected to the third output of the PSP generator, the output of the balanced modulator is connected to the input of the paraphase amplifier, and the second input of the balanced modulator is connected to the output of the reference generator of the transmitter. In addition, in the receiver, the input of the optimal Barker signal filter is connected to the output of the processing unit, and the output of the optimal Barker signal filter is connected to the second inputs of the synchronizer and the shift register.

Формирователь сигнала Баркера содержит многоотводную линию задержки, первый, второй, третий и шестой выходы которой соединены с соответствующими входами сумматора, а четвертый, пятый и седьмой выходы многоотводной линии задержки соединены с входами первого, второго и третьего фазоинверторов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом формирователя сигнала Баркера, а его вход - входом многоотводной линии задержки. The Barker signal generator contains a multi-tap delay line, the first, second, third and sixth outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder, and the fourth, fifth and seventh outputs of the multi-tap delay line are connected to the inputs of the first, second and third phase inverters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder whose output is the output of the Barker signal conditioner, and its input is the input of the multi-tap delay line.

Оптимальный фильтр сигнала Баркера содержит последовательно соединенные согласованный фильтр одиночного импульса и многоотводную линию задержки приемника, второй, пятый, шестой и седьмой выходы которой соединены с соответствующими входами третьего сумматора, первый, третий и четвертый выходы многоотводной линии задержки приемника соединены с входами первого, второго и третьего фазоинверторов, выходы которых соединены с соответствующими входами третьего сумматора, выход которого является выходом оптимального фильтра сигнала Баркера, а его входом - вход согласованного фильтра одиночного импульса. The optimal Barker signal filter contains a consistent single-pulse filter and a multi-tap receiver delay line, the second, fifth, sixth and seventh outputs of which are connected to the corresponding inputs of the third adder, the first, third and fourth outputs of the multi-tap receiver delay line are connected to the inputs of the first, second and third phase inverters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the third adder, the output of which is the output of the optimal Barke signal filter a and its input - input single-pulse matched filter.

На фиг. 3 приведена функциональная схема передающего устройства, а на фиг.5 - предлагаемая схема приемного устройства, где введены следующие обозначения:
передающее устройство:
1 - генератор сигналов основных сообщений;
2 - разветвитель мощности;
3, 4 - первый и второй амплитудные модуляторы;
5 - парафазный усилитель;
6,7 - первый и второй облучатели передающей антенны;
8 - передающая антенна;
19 - синтезатор частот;
20 - дешифратор;
21 - генератор ПСП;
22 - опорный генератор передатчика;
38 - генератор одиночного импульса;
39 - многоотводная линия задержки;
40₁÷40₃ - первый, второй и третий фазоинверторы;
41 - сумматор;
42 - балансный модулятор;
47 - формирователь сигнала Баркера;
приемное устройство:
9, 10 - первый и второй возбудители приемной антенны;
11 - приемная антенна;
12, 36, 46 - первый, второй и третий сумматоры;
13 - вычитающее устройство;
14 - синхронный детектор;
15 - амплитудный ограничитель;
16 - демодулятор основных сообщений;
17 - узкополосный низкочастотный фильтр;
18 - устройство поворота поляризации;
23, 26, 35₁÷35_n - первый, второй и третий полосовые фильтры;
24 - фильтр нижних частот;
25 - блок обработки;
27 - опорный генератор приемника;
28 - формирователь тактовых импульсов;
29 - синхронизатор;
30 - делитель;
31 - регистр сдвига;
32 - кодопреобразователь;
33 - анализатор частот приемника;
34₁÷34_n - ключи;
37 - смеситель;
43 - многоотводная линия задержки приемника;
44 - согласованный фильтр одиночного импульса;
45₁÷45₃ - первый, второй и третий фазоинверторы;
48 - оптимальный фильтр сигнала Баркера.In FIG. 3 shows a functional diagram of a transmitting device, and Fig. 5 is a proposed diagram of a receiving device, where the following notation is introduced:
transmitting device:
1 - signal generator of the main messages;
2 - power splitter;
3, 4 - the first and second amplitude modulators;
5 - paraphase amplifier;
6.7 - the first and second transmitting antenna feeds;
8 - transmitting antenna;
19 - frequency synthesizer;
20 - decoder;
21 - generator PSP;
22 - reference transmitter generator;
38 - single pulse generator;
39 - multi-tap delay line;
40 ₁ ÷ 40 ₃ - the first, second and third phase inverters;
41 - adder;
42 - balanced modulator;
47 - shaper signal Barker;
receiving device:
9, 10 - the first and second pathogens of the receiving antenna;
11 - receiving antenna;
12, 36, 46 - the first, second and third adders;
13 - subtractive device;
14 - synchronous detector;
15 - amplitude limiter;
16 - demodulator of the main messages;
17 - narrow-band low-pass filter;
18 - polarization rotation device;
23, 26, 35 ₁ ÷ 35 _n - the first, second and third band-pass filters;
24 - low-pass filter;
25 - processing unit;
27 - reference generator of the receiver;
28 - shaper of clock pulses;
29 - synchronizer;
30 - a divider;
31 - shift register;
32 - code converter;
33 - receiver frequency analyzer;
34 ₁ ÷ 34 _n - keys;
37 - mixer;
43 - multi-tap delay line of the receiver;
44 - matched single-pulse filter;
45 ₁ ÷ 45 ₃ - the first, second and third phase inverters;
48 is an optimal Barker signal filter.

Предлагаемая линия радиосвязи содержит передающее и приемное устройство. Передающее устройство содержит последовательно соединенные генератор сигналов основных сообщений 1 и разветвитель мощности 2, два выхода которого соединены соответственно с первыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов, выходы которых подсоединены соответственно к первому 6 и второму 7 облучателям передающей антенны 8. Два выхода парафазного усилителя 5 соединены со вторыми входами первого 3 и второго 4 амплитудных модуляторов соответственно. Выход опорного генератора передатчика 22 соединен через последовательно соединенные генератор ПСП 21 и генератор одиночного импульса 38 с входом формирователя сигнала Баркера 47, выход которого соединен через балансный модулятор 42 с входом парафазного усилителя 5. Второй вход балансного модулятора 42 соединен с выходом опорного генератора передатчика 22. Два выхода генератора ПСП 21 соединены с соответствующими входами дешифратора 20, n выходов которого соединены с n входами синтезатора частот 19 соответственно, выход которого соединен с первым входом генератора сигналов основных сообщений 1, второй вход которого является входом основной информации S_o.The proposed radio link contains a transmitting and receiving device. The transmitting device contains a series-connected signal generator of the main messages 1 and a power splitter 2, the two outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first 3 and second 4 amplitude modulators, the outputs of which are connected respectively to the first 6 and second 7 illuminators of the transmitting antenna 8. Two outputs of the paraphase amplifier 5 are connected to the second inputs of the first 3 and second 4 amplitude modulators, respectively. The output of the reference generator of the transmitter 22 is connected through a series-connected generator PSP 21 and a single pulse generator 38 with the input of the signal generator Barker 47, the output of which is connected through the balanced modulator 42 to the input of the paraphase amplifier 5. The second input of the balanced modulator 42 is connected to the output of the reference generator of the transmitter 22. Two outputs of the PSP generator 21 are connected to the corresponding inputs of the decoder 20, n outputs of which are connected to n inputs of the frequency synthesizer 19, respectively, the output of which is connected from the first an input signal generator main posts 1, the second input of which is the input S _o basic information.

Формирователь сигналов Баркера 47 содержит многоотводную линию задержки 39, первый, второй, третий и шестой выходы которой соединены с соответствующими входами сумматора 41. А четвертый, пятый и седьмой выходы линии задержки 39 соединены со входами первого 40₁, второго 40₂ и третьего 40₃ фазоинверторов соответственно. При этом выходы фазоинверторов 40₁, 40₂ и 40₃ соединены с соответствующими входами сумматора 41, выход которого является выходом формирователя сигнала Баркера, входом которого является вход линии задержки 39.The signal generator Barker 47 contains a multi-tap delay line 39, the first, second, third and sixth outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder 41. And the fourth, fifth and seventh outputs of the delay line 39 are connected to the inputs of the first 40 ₁ , second 40 ₂ and third 40 ₃ phase inverters, respectively. The outputs of the phase inverters 40 ₁ , 40 ₂ and 40 _{3 are} connected to the corresponding inputs of the adder 41, the output of which is the output of the signal generator Barker, the input of which is the input of the delay line 39.

Приемное устройство содержит первый 9 и второй 10 возбудители приемной антенны 11, которые соединены с двумя входами устройства поляризации 18, два выхода которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого сумматора 12 и вычитающего устройства 13, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр 23, синхронный детектор 14, фильтр нижних частот 24 и блок обработки 25 соединен с входом оптимального фильтра сигнала Баркера 48. Причем выход синхронного детектора 14 через узкополосный низкочастотный фильтр 17 соединен с управляющим входом устройства поворота поляризации 18. Выход первого сумматора 12 через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 26 и амплитудный ограничитель 15 соединен со вторым входом синхронного детектора 14 и первыми входами n ключей 34₁÷34_n, выходы которых через соответствующие третьи полосовые фильтры 35₁÷35_n соединены с соответствующими входами второго сумматора 36, выход которого через смеситель 37 соединен с входом демодулятора основных сообщений 16, выход которого является выходом устройства. Выход опорного генератора приемника 27 через последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов 28, синхронизатор 29 и делитель 30 соединен с входом регистра сдвига 31, n выходов которого соединены с n входами кодопреобразователя 32 и вторыми входами n ключей 34₁÷34_n.The receiving device contains the first 9 and second 10 exciters of the receiving antenna 11, which are connected to two inputs of the polarization device 18, the two outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the first adder 12 and the subtractor 13, the output of which is through the series-connected first band-pass filter 23, a synchronous detector 14, a low-pass filter 24 and a processing unit 25 is connected to the input of the optimal Barker signal filter 48. Moreover, the output of the synchronous detector 14 through a narrow-band low-pass filter 17 connected to the control input of the polarization rotation device 18. The output of the first adder 12 through the second bandpass filter 26 and the amplitude limiter 15 connected in series with the second input of the synchronous detector 14 and the first inputs of n keys 34 ₁ ÷ 34 _n , the outputs of which are through the corresponding third bandpass filters 35 ₁ ÷ 35 _{n are} connected to the corresponding inputs of the second adder 36, the output of which through the mixer 37 is connected to the input of the main message demodulator 16, the output of which is the output of the device. The output of the reference oscillator of the receiver 27 through a series-connected clock shaper 28, a synchronizer 29 and a divider 30 is connected to the input of the shift register 31, n outputs of which are connected to n inputs of the code converter 32 and the second inputs of n keys 34 ₁ ÷ 34 _n .

Выходы кодопреобразователя 32 соединены соответственно с n входами анализатора частот 33, выход которого соединен со вторым входом смесителя 37, а вход - с выходом опорного генератора приемника 27. The outputs of the code converter 32 are connected respectively to the n inputs of the frequency analyzer 33, the output of which is connected to the second input of the mixer 37, and the input is connected to the output of the reference generator of the receiver 27.

Оптимальный фильтр сигнала Баркера 48 содержит последовательно соединенные согласованный фильтр одиночного импульса 44 и многоотводную линию задержки 43, второй, третий, шестой и седьмой выходы которой соединены с соответствующими входами третьего сумматора 46, а первый, третий и четвертый выходы многоотводной линии задержки 43 соединены с входами первого 45₁, второго 45₂ и третьего 45₃ фазоинверторов, выходы которых соединены с соответствующими входами третьего сумматора 46, выход которого является выходом оптимального фильтра сигнала Баркера 48, а его входом является вход согласованного фильтра одиночного импульса 44.The optimal Barker signal filter 48 contains a matched single pulse filter 44 and a multi-tap delay line 43, the second, third, sixth and seventh outputs of which are connected to the corresponding inputs of the third adder 46, and the first, third and fourth outputs of the multi-tap delay line 43 are connected to the inputs the first 45 ₁ , second 45 ₂ and third 45 ₃ phase inverters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the third adder 46, the output of which is the output of the optimal Barke signal filter ra 48, and its input is the input of the matched filter of a single pulse 44.

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

Гармонические колебания определенной частоты, вырабатываемые опорным генератором 22, поступают на генератор ПСП 21, где из этих колебаний формируется псевдослучайная последовательность заданной структуры. Генератор ПСП 21, кроме того, вырабатывает установочные импульсы, начало которых совпадает с началом ПСП и периодом ПСП. Реализация таких генераторов приведена в книге Н. Т. Петрович, М.К.Рахманин "Система связи с шумоподобными сигналами", М., Сов.радио, 1969, стр.146. Harmonic oscillations of a certain frequency generated by the reference generator 22 are supplied to the PSP 21 generator, where a pseudorandom sequence of a given structure is formed from these oscillations. The generator PSP 21, in addition, generates installation pulses, the beginning of which coincides with the beginning of the SRP and the period of the SRP. The implementation of such generators is given in the book by N. T. Petrovich, M. K. Rakhmanin, "Communication System with Noise-Like Signals," M., Sov.radio, 1969, p. 146.

Установочные импульсы с периодом Т, вырабатываемые генератором ПСП 21, используются для быстрой синхронизации по каналу дополнительной поляризационной модуляции. Причем T = n•τ, где n - число частотных дискрет, τ - длительность одной частотной дискреты (фиг.2, поз.1). Сигнал с генератора ПСП 21 подается с первого и второго выходов (канал "1" и канал "0") на дешифратор 20 и формирует синхроимпульсы (фиг.2, поз.2), период следования которых равен длительности сигнала Баркера. В данном случае приведена блок-схема устройства для сигнала Баркера с числом импульсов N=7. Число N может быть выбрано из таблицы 3.2, стр.45 книги Л.Е.Варакина "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Радио и связь, 1985. Setting pulses with a period T generated by the PSP 21 generator are used for fast synchronization along the channel of additional polarization modulation. Moreover, T = n • τ, where n is the number of frequency discrete, τ is the duration of one frequency discrete (figure 2, item 1). The signal from the generator PSP 21 is supplied from the first and second outputs (channel "1" and channel "0") to the decoder 20 and generates clock pulses (figure 2, position 2), the repetition period of which is equal to the duration of the Barker signal. In this case, a block diagram of the device for the Barker signal with the number of pulses N = 7 is shown. The number N can be selected from table 3.2, p. 45 of the book of L.E. Varakin "Communication systems with noise-like signals", M., Radio and communication, 1985.

Причем T = N•τ = 7•τ для данного случая импульсы, поступающие с генератора ПСП 21, запускают генератор одиночных импульсов 38, который в свою очередь формирует одиночные прямоугольные импульсы длительностью τ и с периодом Т, которые поступают на вход многоотводной линии задержки 39. Многоотводная линия задержки 39 имеет N-1=6 секций (для N=7 в данном случае) с отводами через интервалы времени, равные τ. Так как кодовая последовательность Баркера с N=7 имеет вид III-I-II-I, то импульсы с первого, второго, третьего и шестого выходов поступают на соответствующие входы сумматора 41. А импульсы с четвертого, пятого и седьмого выходов поступают на входы фазоинверторов 40₁, 40₂ и 40₃ соответственно.Moreover, T = N • τ = 7 • τ for this case, the pulses from the PSP 21 generator start the single pulse generator 38, which in turn generates single rectangular pulses of duration τ and with a period T, which are input to the multi-tap delay line 39 The multi-tap delay line 39 has N-1 = 6 sections (for N = 7 in this case) with taps at time intervals equal to τ. Since the Barker code sequence with N = 7 has the form III-I-II-I, the pulses from the first, second, third and sixth outputs go to the corresponding inputs of the adder 41. And the pulses from the fourth, fifth and seventh outputs go to the inputs of the phase inverters 40 ₁ , 40 ₂ and 40 ₃ respectively.

Фазоинверторы 40₁, 40₂, 40₃ превращают положительные одиночные импульсы в отрицательные, то есть осуществляют поворот фазы на π. Эти импульсы подаются на соответствующие входы сумматора 41, на выходе которого формируется видеосигнал Баркера, который поступает на второй вход балансного модулятора 42, на первый вход которого подается сигнал с выхода опорного генератора передатчика 22. Модулированный в балансном модуляторе 42 сигнал поступает на вход парафазного усилителя 5.Phase inverters 40 ₁ , 40 ₂ , 40 ₃ turn positive single pulses into negative ones, that is, they rotate the phase by π. These pulses are fed to the corresponding inputs of the adder 41, the output of which is the Barker video signal, which is fed to the second input of the balanced modulator 42, the first input of which is fed from the output of the reference generator of the transmitter 22. The signal modulated in the balanced modulator 42 is fed to the input of the paraphase amplifier 5 .

В дешифраторе 20 структура ПСП преобразуется в код, необходимый для получения частот в синтезаторе 19. Синтезатор 19 вырабатывает частоты, например, так, как изображено на фиг.6, где показана частотно-временная плоскость, на которой штриховкой выделено распределение энергии дискретных составных частотных-фазоманипулированных (ДСЧ - ФМ) сигналов. In the decoder 20, the structure of the SRP is converted into the code necessary to obtain frequencies in the synthesizer 19. The synthesizer 19 generates frequencies, for example, as shown in Fig.6, which shows the time-frequency plane, on which the energy distribution of the discrete composite frequency phase-manipulated (DSCH - FM) signals.

Сигнал с синтезатора частот 19 поступает на первый вход генератора сигналов основных сообщений 1, на второй вход которого подается основная информация S_o. В генераторе 1 формируется сигнал, модулированный по фазе основным сообщением S_o, в каждой из n частотных дискрет. Этот сигнал поступает на разветвитель мощности 2, где осуществляется разделение его мощности пополам и каждая половина выдается соответственно на два выхода и поступает на первые входы амплитудных модуляторов 3 и 4.The signal from the frequency synthesizer 19 is fed to the first input of the signal generator of the main messages 1, to the second input of which the basic information S _o is supplied. In the generator 1, a signal is generated that is modulated in phase by the main message S _o in each of n frequency discretes. This signal is fed to a power splitter 2, where its power is divided in half and each half is issued to two outputs, respectively, and fed to the first inputs of the amplitude modulators 3 and 4.

В модуляторах 3 и 4 амплитуда приходящих сигналов изменяется противофазно по закону устанавливающих импульсов с помощью напряжений, снимаемых с парафазного усилителя 5. С выходов амплитудных модуляторов 3 и 4 сигнал поступает на антенные облучатели 6 и 7 передающей антенны 8. Облучатели 6 и 7 создают поля с ортогональной одна относительно другой линейной или круговой поляризацией. In modulators 3 and 4, the amplitude of the incoming signals changes out of phase according to the law of the setting pulses using the voltages taken from the paraphase amplifier 5. From the outputs of the amplitude modulators 3 and 4, the signal is fed to the antenna irradiators 6 and 7 of the transmitting antenna 8. The irradiators 6 and 7 create fields with orthogonal to one another with respect to linear or circular polarization.

Сигналы, излучаемые передающей антенной 8, принимаются приемной антенной 11 с возбудителями 9 и 10, выполненными аналогично облучателям 6 и 7 передающей антенны. The signals emitted by the transmitting antenna 8 are received by the receiving antenna 11 with pathogens 9 and 10, made similar to the irradiators 6 and 7 of the transmitting antenna.

Сигналы, принятые приемной антенной 11, поступают на входы устройства поворота поляризации 18, с выходов которого подаются на входы первого сумматора 12 и вычитающего устройства 13. В сумматоре 12 производится частичное сглаживание амплитудной модуляции. Сигнал с выхода сумматора 12 через полосовой фильтр 26, имеющий полосу пропускания ΔF = n•Δf, где n - число частотных дискрет, равное числу ПСП, и через амплитудный ограничитель 15 поступает на второй вход синхронного детектора 14 в качестве опорного сигнала, на первый вход которого поступает сигнал с выхода вычитающего устройства 13, прошедший через полосовой фильтр 23 с полосой пропускания ΔF = n•Δf. С выхода синхронного детектора 14 сигнал через узкополосный низкочастотный фильтр 17 поступает на управляющий вход устройства поворота поляризации 18. Этот сигнал содержит постоянную составляющую, знак которой зависит от знака угла рассогласования. Постоянная составляющая выделяется фильтром 17 и поворачивает облучатели 9 и 10 так, чтобы угол рассогласования стал равным нулю. Сигнал с синхронного детектора 14 через фильтр нижних частот 24 подается на блок обработки 25, выполненный в виде усилителя, который выделяет сигнал Баркера с N=7 (для нашего случая). The signals received by the receiving antenna 11 are fed to the inputs of the polarization rotation device 18, from the outputs of which are fed to the inputs of the first adder 12 and subtractor 13. In the adder 12, the amplitude modulation is partially smoothed. The signal from the output of the adder 12 through a band-pass filter 26, having a passband ΔF = n • Δf, where n is the number of frequency discrete equal to the number of SRP, and through the amplitude limiter 15 is fed to the second input of the synchronous detector 14 as a reference signal, to the first input which receives a signal from the output of the subtractor 13, passed through a band-pass filter 23 with a passband ΔF = n • Δf. From the output of the synchronous detector 14, the signal through a narrow-band low-pass filter 17 is fed to the control input of the polarization rotation device 18. This signal contains a constant component, the sign of which depends on the sign of the mismatch angle. The constant component is selected by the filter 17 and rotates the irradiators 9 and 10 so that the mismatch angle becomes equal to zero. The signal from the synchronous detector 14 through the low-pass filter 24 is fed to the processing unit 25, made in the form of an amplifier, which selects the Barker signal with N = 7 (for our case).

Сигнал Баркера с блока 25 поступает на согласованный фильтр одиночного импульса 44, который производит оптимальную обработку (фильтрацию) одиночного прямоугольного радиоимпульса с центральной частотой, равной центральной частоте блока обработки 25. На выходе 44 радиоимпульс имеет треугольную огибающую (рис.2.8, стр.30, Л.Е.Варакин "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Р. И С., 1985). Треугольные радиоимпульсы с длительностью по основанию 2τ поступают на линию задержки 43, которая имеет для нашего случая 6 секций и 7 отводов, следующие через τ. Так как импульсная характеристика согласованного фильтра 44 совпадает с зеркально отраженным сигналом, то кодовую импульсную характеристику фильтра 44 для сигнала Баркера с N=7 (для нашего случая) следует устанавливать в соответствии с последовательностью - II-I-IIII (табл. 3.2, стр.45, Л.Е.Варакин "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Р. и С., 1985). The Barker signal from block 25 is fed to a matched single-pulse filter 44, which performs the optimal processing (filtering) of a single rectangular radio pulse with a central frequency equal to the central frequency of the processing block 25. At the output 44, the radio pulse has a triangular envelope (Fig. 2.8, p. 30, L.E. Varakin "Communication systems with noise-like signals", M., R. And S., 1985). Triangular radio pulses with a base duration of 2τ arrive at a delay line 43, which for our case has 6 sections and 7 taps following through τ. Since the impulse response of the matched filter 44 coincides with the mirror-reflected signal, the code impulse response of the filter 44 for the Barker signal with N = 7 (for our case) should be set in accordance with the sequence II-I-IIII (Table 3.2, p. 45, L.E. Varakin "Communication systems with noise-like signals", M., R. and S., 1985).

Поэтому радиоимпульсы со второго, пятого, шестого и седьмого выходов многоотводной линии задержки 39 поступают на соответствующие входы сумматора 46. С первого, третьего и четвертого выходов линии задержки 39 радиоимпульсы подаются соответственно на фазоинверторы 45₁÷45₃, которые меняют фазу сигнала на π.
На выходе сумматора 46 имеет место автокорреляционная функция (АКФ) сигнала Баркера, огибающая которой приведена на рис.3.6 книги Л.Е.Варакина "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Р. и С., 1985.Therefore, the radio pulses from the second, fifth, sixth and seventh outputs of the multi-tap delay line 39 are supplied to the corresponding inputs of the adder 46. From the first, third and fourth outputs of the delay line 39, the radio pulses are fed to the phase inverters 45 ₁ ÷ 45 ₃ , which change the phase of the signal to π.
At the output of adder 46, there is an autocorrelation function (ACF) of the Barker signal, the envelope of which is shown in Fig.3.6 of the book by L.E. Varakin "Communication systems with noise-like signals", M., R. and S., 1985.

Автокорреляционная функция (АКФ) совпадает с установочными импульсами с периодом Т, вырабатываемыми генератором ПСП 21 передающей части. The autocorrelation function (ACF) coincides with the installation pulses with a period T generated by the generator of the PSP 21 of the transmitting part.

С выхода сумматора 46 установочные импульсы подаются на синхронизатор 29, где по ним осуществляется синхронизация тактовых импульсов, формируемых в блоке 28 (фиг.2, поз.1) из колебаний опорного генератора приемника 27. С выхода блока 29 импульсы поступают через делитель 30 на вход регистра сдвига 31, на второй вход которого подаются установочные импульсы с выхода сумматора 46. Импульсы с n выходов регистра сдвига 31 поступают на n входы кодопреобразователя 32, где формируются коды, поступающие на n входы синтезатора частот, откуда сигналы n частот подаются на второй вход смесителя 37, на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго сумматора 36. Одновременно импульсы с n выходов регистра сдвига 31 подаются на вторые входы n ключей 34₁÷34_n в определенной последовательности, определяемой сигналами с выходов регистра сдвига 31, и далее - на входы фильтров 33₁÷35_n, имеющих полосу пропускания Δf = ΔF/n, где n - число частотных дискрет (равное числу ПСП), ΔF - ширина полосы частот передающего устройства и входной части приемного устройства. Прием и обработка сигнала всегда будут начинаться с позиции 4 (фиг.2).From the output of the adder 46, the installation pulses are fed to the synchronizer 29, where they synchronize the clock pulses generated in block 28 (Fig. 2, item 1) from the oscillations of the reference generator of the receiver 27. From the output of block 29, the pulses are transmitted through the divider 30 to the input the shift register 31, to the second input of which the set pulses from the output of the adder 46 are supplied. The pulses from the n outputs of the shift register 31 are fed to the n inputs of the code converter 32, where the codes are generated, which arrive at the n inputs of the frequency synthesizer, from where I send n frequency signals camping on the second input of the mixer 37, a first input of which receives the signal output from the second adder 36. At the same time pulses of n outputs of the shift register 31 are fed to second inputs of the n keys 34 ₁ 34 ÷ _n in a certain sequence determined by signals from the shift register 31 outputs, and further, to the inputs of filters 33 ₁ ÷ 35 _n having a passband Δf = ΔF / n, where n is the number of frequency discretes (equal to the number of SRPs), ΔF is the bandwidth of the transmitting device and the input part of the receiving device. Reception and processing of the signal will always start from position 4 (figure 2).

С выхода смесителя 37 сигнал поступает на демодулятор 16, с выхода которого снимается основная информация. From the output of the mixer 37, the signal enters the demodulator 16, from the output of which the basic information is removed.

Claims

1. A radio link comprising a transmitting and receiving device, the transmitting device comprises series-connected signal generator of the main messages and a power splitter, the two outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second amplitude modulators, the outputs of which are connected respectively to the first and second transmitting antenna feeds, two outputs of the paraphase amplifier are connected to the second inputs of the first and second amplitude modulators, respectively, the output of the reference generator the transmitter is connected to the input of the pseudo-random sequence generator (PSP), two outputs of which are connected to the corresponding inputs of the decoder, n outputs of which are connected to n inputs of the frequency synthesizer, the output of which is connected to the first input of the signal generator of the main messages, the second input of which is the input of the main information, the receiving the device contains the first and second drivers of the receiving antenna, which are connected to two inputs of the device of rotation of the polarization, the two outputs of which are connected respectively о with the first and second inputs of the first adder and subtractor, the output of which is connected through the first bandpass filter, synchronous detector, low-pass filter to the input of the processing unit, while the output of the synchronous detector through a narrow-band low-pass filter is connected to the control input of the polarization rotation device, the output of the first adder through a second bandpass filter and an amplitude limiter connected in series is connected to the second input of the synchronous detector and the first inputs there are n keys, the outputs of which through the corresponding third bandpass filters are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which through the mixer is connected to the input of the main message demodulator, the output of which is the output of the device, the output of the receiver reference oscillator through series-connected clock shaper, synchronizer and divider the shift register input, n outputs of which are connected to n inputs of the code converter and second inputs of n keys, respectively, n outputs of the code converter a developer are connected to n inputs of a frequency analyzer of the receiver, the output of which is connected to the second input of the mixer, the input of the frequency analyzer of the receiver is connected to the output of the reference generator of the receiver, characterized in that a single pulse generator, a Barker signal conditioner and a balanced modulator are introduced into the transmitting device, output which is connected to the input of the paraphase amplifier, and the second input of the balanced modulator is connected to the output of the reference generator of the transmitter, in addition, the input of the generator is a binary pulse is connected to the third output of the SRP generator, the optimal Barker signal filter is input into the receiver, the input of which is connected to the output of the processing unit, and the output of the optimal Barker signal filter is connected to the second inputs of the synchronizer and the shift register.

2. The radio communication line according to claim 1, characterized in that the BARKER signal conditioner contains a multi-tap delay line, the first, second, third and sixth outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder, and the fourth, fifth and seventh outputs of the multi-tap delay line are connected to the inputs of the first , the second and third phase inverters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which is the output of the Barker signal conditioner, whose input is the input of the multi-tap delay line, the optimal The Barker signal filter contains a consistent single pulse filter and a multi-tap receiver delay line, the second, fifth, sixth and seventh outputs of which are connected to the corresponding inputs of the third adder, the first, third and fourth outputs of the multi-tap receiver delay line are connected to the inputs of the first, second and third phase inverters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the third adder, the output of which is the output of the optimal Barker signal filter, the input to one is the input of a matched single pulse filter.