RU2408138C1 - Information transmission system with frequency separation of signals - Google Patents

Information transmission system with frequency separation of signals Download PDF

Info

Publication number
RU2408138C1
RU2408138C1 RU2009118661/09A RU2009118661A RU2408138C1 RU 2408138 C1 RU2408138 C1 RU 2408138C1 RU 2009118661/09 A RU2009118661/09 A RU 2009118661/09A RU 2009118661 A RU2009118661 A RU 2009118661A RU 2408138 C1 RU2408138 C1 RU 2408138C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bandpass filter
input
output
frequency
signal
Prior art date
Application number
RU2009118661/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Федоренко (RU)
Владимир Васильевич Федоренко
Алексей Михайлович Винограденко (RU)
Алексей Михайлович Винограденко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет"
Priority to RU2009118661/09A priority Critical patent/RU2408138C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408138C1 publication Critical patent/RU2408138C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering. ^ SUBSTANCE: information transmission system with frequency separation of signals includes message source (1), modulator (2), master generator (3), five band-pass filters (4, 6, 9, 12, 13), two buffer amplifiers (5, 10), mixer (7), auxiliary generator (8), communication line (11), two amplitude detectors (14, 15) and voltage divider (16). ^ EFFECT: increasing interference immunity to signal depressions. ^ 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиопередатчиках радиорелейной и тропосферной связи, в системе передачи сигналов, разнесенных по частоте.The invention relates to radio engineering and can be used in radio transmitters of radio-relay and tropospheric communication, in a transmission system of signals spaced in frequency.

Известно устройство для передачи информации по двум параллельным каналам, содержащее опорный генератор, умножитель, смеситель, управляемый генератор, усилители мощности, фазовый детектор, первый усилитель, блок памяти, модулятор, формирователь сигнала управления, фазовый детектор, второй усилитель, фильтр, управляющий элемент. Управляемый генератор и дифференцирующий элемент (авторское свидетельство СССР №938417, кл. H04B 7/12, 1982 г., опубл. 23.06.1982 г., бюл. №23).A device for transmitting information through two parallel channels, comprising a reference generator, a multiplier, a mixer, a controlled generator, power amplifiers, a phase detector, a first amplifier, a memory unit, a modulator, a control signal shaper, a phase detector, a second amplifier, a filter, a control element. Controlled generator and differentiating element (USSR author's certificate No. 938417, class H04B 7/12, 1982, publ. 06/23/1982, bull. No. 23).

Недостатком известного устройства является низкая защищенность передаваемой информации от различного рода помех.A disadvantage of the known device is the low security of the transmitted information from various kinds of interference.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является передающее устройство синхронных сигналов с частотным разнесением, содержащее два канала, каждый из которых состоит из умножителя, полосового фильтра, смесителя и буферного усилителя; кроме того, задающий генератор, частотный модулятор, сумматор, преобразователь, узкополосный фильтр, блок сдвига частоты (авторское свидетельство СССР №678688, кл. H04B 7/12, 1979 г., опубл. 05.08.1979 г., бюл. №29 (прототип)).The closest in technical essence to the claimed device is a transmitting device of synchronous signals with frequency diversity, containing two channels, each of which consists of a multiplier, a bandpass filter, a mixer and a buffer amplifier; in addition, the master oscillator, frequency modulator, adder, converter, narrow-band filter, frequency shift unit (USSR author's certificate No. 678688, class H04B 7/12, 1979, published 05.08.1979, bulletin No. 29 ( prototype)).

Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость передачи информации при одновременных замираниях сигналов в разнесенных каналах, что приводит к ошибочному восстановлению (детектированию) исходной информации на приемной стороне.The disadvantage of this device is the low noise immunity of information transmission with simultaneous fading of signals in diversity channels, which leads to erroneous restoration (detection) of the original information on the receiving side.

Технический результат - повышение помехоустойчивости к замираниям сигналов путем передачи в соседних частотных диапазонах сигналов с амплитудами, пропорциональными амплитудам первой и второй гармоник выходного тока модулятора, с дальнейшим восстановлением исходной информации по отношению огибающих амплитуд переданных сигналов.The technical result is an increase in noise immunity to signal fading by transmitting signals with amplitudes proportional to the amplitudes of the first and second harmonics of the output current of the modulator in adjacent frequency ranges, with further restoration of the initial information with respect to the envelope amplitudes of the transmitted signals.

Данный технический результат достигается тем, что в систему передачи информации с частотным разнесением сигналов, содержащую задающий генератор, первый полосовой фильтр, последовательно соединенные второй полосовой фильтр и смеситель, вспомогательный генератор и два буферных усилителя, согласно изобретению введены последовательно соединенные источник сообщения и модулятор, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, выход модулятора подключен к входам первого и второго полосовых фильтров, третий полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход третьего полосового фильтра подключен ко входу второго усилителя, линия связи, вход которой подключен к выходам двух усилителей, последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу линии связи, первый амплитудный детектор, делитель напряжения, пятый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу линии связи, второй амплитудный детектор, выход которого подключен ко второму делителю напряжения.This technical result is achieved by the fact that in the information transmission system with frequency diversity, comprising a master oscillator, a first bandpass filter, a second bandpass filter and mixer connected in series, an auxiliary generator and two buffer amplifiers, according to the invention, a message source and a modulator are connected in series, the second the input of which is connected to the output of the master oscillator, the output of the modulator is connected to the inputs of the first and second band-pass filters, the third band-pass filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and the output of the third bandpass filter is connected to the input of the second amplifier, the communication line, the input of which is connected to the outputs of two amplifiers, is connected in series to the fourth bandpass filter, the input of which is connected to the output of the communication line, the first amplitude detector, voltage divider, the fifth bandpass filter, the input of which is connected to the output of the communication line, the second amplitude detector, the output of which is connected to the second voltage divider.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемой системы.Figure 1 shows the structural electrical diagram of the proposed system.

Система передачи информации с частотным разнесением сигналов содержит источник 1 сообщения, модулятор 2, задающий генератор 3, первый полосовой фильтр 4, первый буферный усилитель 5, второй полосовой фильтр 6, смеситель 7, вспомогательный генератор 8, третий полосовой фильтр 9, второй буферный усилитель 10, линию 11 связи, четвертый полосовой фильтр 12, пятый полосовой фильтр 13, первый амплитудный детектор 14, второй амплитудный детектор 15 и делитель 16 напряжения.The frequency diversity information transmission system comprises a message source 1, a modulator 2, a master oscillator 3, a first bandpass filter 4, a first buffer amplifier 5, a second bandpass filter 6, a mixer 7, an auxiliary generator 8, a third bandpass filter 9, a second buffer amplifier 10 , a communication line 11, a fourth bandpass filter 12, a fifth bandpass filter 13, a first amplitude detector 14, a second amplitude detector 15, and a voltage divider 16.

На фиг.2 представлена зависимость коэффициентов косинусоидального разложения выходного тока (коэффициентов Берга) αК от угла отсечки θ (Андреев B.C. Теория нелинейных электрических цепей - М., Радио и связь, 1982 г.). Здесь αК=Imk/Imax, где Imk - амплитуда косинусоидального импульса выходного тока.Figure 2 shows the dependence of the coefficients of the cosine decomposition of the output current (Berg coefficients) α K from the cutoff angle θ (Andreev BC Theory of nonlinear electric circuits - M., Radio and communications, 1982). Here α K = I mk / I max , where I mk is the amplitude of the cosine pulse of the output current.

На фиг.3 представлены спектры колебаний на выходах отдельных блоков системы передачи информации.Figure 3 presents the spectra of oscillations at the outputs of individual blocks of the information transmission system.

Система передачи информации работает следующим образом.The information transfer system operates as follows.

Первичный информационный (модулирующий) сигнал

Figure 00000001
с шириной спектра ΔΩ=ΩВ-ΩH поступает с выхода источника 1 сообщения на первый вход модулятора 2, на второй вход которого подается высокочастотное несущее колебание
Figure 00000002
с выхода задающего генератора 3. Спектр выходного сигнала модулятора 2, содержащего нелинейный элемент, имеет высшие гармоники несущего колебания ωН,2ωН,3ωН,… и комбинационные колебания с частотами kωH±nΔΩ, где k,n=1,2,3,… - целые числа. Амплитуды гармоник несущего колебания зависят от угла отсечки θ выходного тока модулятора 2, содержащего нелинейный элемент, и могут быть легко определены через коэффициенты αк разложения косинусоидального импульса (коэффициенты Берга). Амплитуды боковых полос модулированного колебания, расположенные на частотах kωH±nΔΩ, зависят от амплитуды высшей гармоники на соответствующей частоте kωH, являющейся несущей частотой для данных боковых полос. Следовательно, амплитуды боковых полос на частотах kωH±ΔΩ пропорциональны соответствующим коэффициентам Берга αk, зависящим от угла отсечки θ выходного тока модулятора 2, определяемого амплитудой модулирующего колебания UΩ(t). При этом режим работы модулятора 2 выбирается таким, чтобы угол отсечки выходного тока изменялся в пределах 90°<θ<120°.Primary information (modulating) signal
Figure 00000001
with the width of the spectrum ΔΩ = Ω V -Ω H comes from the output of the message source 1 to the first input of modulator 2, the second input of which is fed a high-frequency carrier oscillation
Figure 00000002
from the output of the master oscillator 3. The spectrum of the output signal of the modulator 2 containing a nonlinear element has the highest harmonics of the carrier oscillation ω Н , 2ω Н , 3ω Н , ... and combination oscillations with frequencies kω H ± nΔΩ, where k, n = 1,2, 3, ... are integers. The amplitudes of the harmonics of the carrier oscillation depend on the cutoff angle θ of the output current of the modulator 2 containing the nonlinear element, and can be easily determined through the coefficients α to the expansion of the cosine pulse (Berg coefficients). The amplitudes of the sidebands of the modulated oscillation located at frequencies kω H ± nΔΩ depend on the amplitude of the higher harmonic at the corresponding frequency kω H , which is the carrier frequency for these sidebands. Consequently, the amplitudes of the sidebands at frequencies kω H ± ΔΩ are proportional to the corresponding Berg coefficients α k depending on the cutoff angle θ of the output current of modulator 2, determined by the amplitude of the modulating oscillation U Ω (t). In this case, the operating mode of the modulator 2 is selected so that the cutoff angle of the output current varies within 90 ° <θ <120 °.

Модулированное колебание с выхода модулятора 2 поступает на входы 1-го и 2-го полосового фильтра, а после первого полосового фильтра - на первый буферный усилитель. В первом полосовом фильтре 4 выделяется боковая полоса на частоте ωH+ΔΩ с амплитудой, пропорциональной коэффициенту α1, которая усиливается в первом буферном усилителе 5.The modulated oscillation from the output of modulator 2 is fed to the inputs of the 1st and 2nd bandpass filters, and after the first bandpass filter, to the first buffer amplifier. In the first bandpass filter 4, a sideband is allocated at a frequency ω H + ΔΩ with an amplitude proportional to the coefficient α 1 , which is amplified in the first buffer amplifier 5.

Второй полосовой фильтр 6 выделяет боковую полосу на частоте 2ωH+ΔΩ с амплитудой, пропорциональной амплитуде второй гармоники выходного тока модулятора 2, а следовательно, коэффициенту α2.The second bandpass filter 6 selects a sideband at a frequency of 2ω H + ΔΩ with an amplitude proportional to the amplitude of the second harmonic of the output current of modulator 2, and therefore, to the coefficient α 2 .

Выделенный во втором полосовом фильтре сигнал поступает на первый вход смесителя 7, на второй вход которого подается гетеродинное колебание с выхода вспомогательного генератора 8.The signal allocated in the second bandpass filter is fed to the first input of the mixer 7, to the second input of which a local oscillation is supplied from the output of the auxiliary generator 8.

Гетеродинная частота генератора 8 выбирается такой, чтобы обеспечить трансформацию спектра модулированного сигнала с диапазона 2ωH+ΔΩ в полосу частот, соседнюю со спектром ωH+ΔΩ сигнала, выделенного первым полосовым фильтром 4. Третий полосовой фильтр 9, подключенный к выходу смесителя 7, выделяет модулированный сигнал в полосе ωH-ΔΩ, который затем подается на вход второго буферного усилителя 10.The heterodyne frequency of the generator 8 is chosen so as to ensure the transformation of the spectrum of the modulated signal from the range 2ω H + ΔΩ into the frequency band adjacent to the spectrum ω H + ΔΩ of the signal extracted by the first band-pass filter 4. The third band-pass filter 9, connected to the output of the mixer 7, selects a modulated signal in the band ω H -ΔΩ, which is then fed to the input of the second buffer amplifier 10.

Обязательным условием является выполнение равенства коэффициента усиления первого буферного усилителя 5 и коэффициента передачи тракта: смеситель 7 - фильтр 9 - усилитель 10, которое обеспечивает пропорциональность амплитуд сигналов на выходах усилителей 5 и 10 соответствующим коэффициентам Берга α1 и α2.A prerequisite is the equality of the gain of the first buffer amplifier 5 and the transmission coefficient of the path: mixer 7 — filter 9 — amplifier 10, which ensures proportional amplitudes of the signals at the outputs of amplifiers 5 and 10 to the corresponding Berg coefficients α 1 and α 2 .

С выходов буферных усилителей 5 и 10 сигналы поступают в линию 11 связи, где претерпевают одинаковые затухания, поскольку расположены в соседних областях частот. С выхода линии связи сигналы поступают в приемный тракт на входы четвертого и пятого полосовых фильтров 12 и 13, настроенных на выделение частот в спектре ωH+ΔΩ и ωH-ΔΩ. Выходные сигналы полосовых фильтров 12, 13 поступают на входы соответственно первого и второго амплитудных детекторов 14 и 15, предназначенных для определения огибающих амплитуд сигналов. Выходы амплитудных детекторов 14 и 15 подключены к соответствующим входам делителя 16 напряжения, предназначенного для нахождения отношения огибающих амплитуд сигналов, переданных по линии связи в полосе частот ωH+ΔΩ и ωH-ΔΩ, которые пропорциональны амплитудам соответственно первой и второй гармонических составляющих выходного тока модулятора 2. Но так как отношение амплитуд гармоник выходного тока

Figure 00000003
From the outputs of the buffer amplifiers 5 and 10, the signals enter the communication line 11, where they undergo the same attenuation, since they are located in neighboring frequency regions. From the output of the communication line, the signals enter the receiving path to the inputs of the fourth and fifth band-pass filters 12 and 13, tuned to the allocation of frequencies in the spectrum of ω H + ΔΩ and ω H -ΔΩ. The output signals of the bandpass filters 12, 13 are fed to the inputs of the first and second amplitude detectors 14 and 15, respectively, designed to determine the envelopes of the amplitudes of the signals. The outputs of the amplitude detectors 14 and 15 are connected to the corresponding inputs of the voltage divider 16, designed to find the ratio of the envelopes of the amplitudes of the signals transmitted over the communication line in the frequency band ω H + ΔΩ and ω H -ΔΩ, which are proportional to the amplitudes of the first and second harmonic components of the output current, respectively modulator 2. But since the ratio of the amplitudes of the harmonics of the output current
Figure 00000003

определяется только углом отсечки θ выходного тока в любой момент времени, то напряжение на выходе делителя 16 также будет определяться углом отсечки θ, а следовательно, первичным модулирующим напряжением UΩ(t) на выходе источника 1 сообщения.is determined only by the cutoff angle θ of the output current at any time, the voltage at the output of the divider 16 will also be determined by the cutoff angle θ, and therefore, the primary modulating voltage U Ω (t) at the output of the message source 1.

Поскольку спектры передаваемых сигналов находятся в соседних областях частот, то при прохождении по линии 11 связи данные сигналы будут подвержены одним и тем же затуханиям, то есть коэффициенты затухания сигналов в любой момент времени будут равны. Но так как исходный модулирующий сигнал восстанавливается как отношение огибающих амплитуд сигналов, то коэффициенты затухания в числителе и знаменателе данного отношения сокращаются. Следовательно, предлагаемая система передачи информации позволяет повысить помехоустойчивость к замираниям сигнала в линии связи.Since the spectra of the transmitted signals are in neighboring frequency ranges, when passing through the communication line 11, these signals will be subject to the same attenuation, i.e., the attenuation coefficients of the signals at any time will be equal. But since the original modulating signal is restored as the ratio of the envelopes of the amplitudes of the signals, the attenuation coefficients in the numerator and denominator of this ratio are reduced. Therefore, the proposed information transmission system allows to increase the noise immunity to signal fading in the communication line.

Claims (1)

Система передачи информации с частотным разнесением сигналов, содержащая последовательно соединенные источник информационного модулирующего сигнала и модулятор, задающий генератор, первый полосовой фильтр, второй полосовой фильтр, смеситель, вспомогательный генератор, третий полосовой фильтр, первый и второй буферные усилители, линию связи, последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, первый амплитудный детектор и делитель напряжения, последовательно соединенные пятый полосовой фильтр и второй амплитудный детектор, при этом второй вход модулятора подключен к выходу задающего генератора, выход модулятора подключен к входам первого и второго полосовых фильтров, к выходу второго полосового фильтра подключен первый вход смесителя, второй вход которого соединен с выходом вспомогательного генератора, вход третьего полосового фильтра подключен к выходу смесителя, выходы первого и третьего полосовых фильтров соединены с выходами соответственно первого и второго буферных усилителей, вход линии связи подключен к выходам первого и второго буферных усилителей, вход четвертого полосового фильтра и вход пятого полосового фильтра подключены к выходу линии связи, вход второго амплитудного детектора подключен к второму входу делителя напряжения, при этом первый полосовой фильтр выделяет сигнал с полосой частот от ωн до ωн+ΔΩ, где ωн - несущая частота, a ΔΩ - ширина спектра информационного модулирующего сигнала, второй полосовой фильтр выделяет сигнал с полосой частот от 2ωн до 2ωн+ΔΩ, третий полосовой фильтр выделяет сигнал с полосой частот от ωн-ΔΩ до ωн, четвертый полосовой фильтр выделяет сигнал с полосой частот от ωн до ωн+ΔΩ, а пятый полосовой фильтр выделяет сигнал с полосой частот от ωн-ΔΩ до ωн, частота вспомогательного генератора выбирается такой, чтобы обеспечить трансформацию спектра модулированного сигнала с диапазона частот от 2ωн до 2ωн+ΔΩ в диапазон частот от ωн-ΔΩ до ωн. A frequency diversity information transmission system comprising serially connected information modulating signal source and a modulator, a driving oscillator, a first bandpass filter, a second bandpass filter, a mixer, an auxiliary generator, a third bandpass filter, a first and second buffer amplifiers, a communication line, a fourth connected in series a bandpass filter, a first amplitude detector and a voltage divider, connected in series to the fifth bandpass filter and a second amplitude detector, when the second input of the modulator is connected to the output of the master oscillator, the output of the modulator is connected to the inputs of the first and second bandpass filters, the first input of the mixer is connected to the output of the second bandpass filter, the second input of which is connected to the output of the auxiliary generator, the input of the third bandpass filter is connected to the output of the mixer, the outputs the first and third bandpass filters are connected to the outputs of the first and second buffer amplifiers, respectively, the input of the communication line is connected to the outputs of the first and second buffer amplifiers th, the input of the fourth bandpass filter and the input of the fifth bandpass filter are connected to the output of the communication line, the input of the second amplitude detector is connected to the second input of the voltage divider, while the first bandpass filter selects a signal with a frequency band from ω n to ω n + ΔΩ, where ω n is the carrier frequency, a ΔΩ is the width of the spectrum of the information modulating signal, the second band-pass filter selects a signal with a frequency band from 2ω n to 2ω n + ΔΩ, the third band-pass filter selects a signal with a frequency band from ω n -ΔΩ to ω n , the fourth band-pass filter allocates si with cash bandwidth from ω to ω n n + ΔΩ, and the fifth bandpass filter extracts a signal with a bandwidth of n ω n ω -ΔΩ up, the auxiliary oscillator frequency is chosen such as to ensure transformation of the modulated signal with a frequency range of up to n 2ω 2ω n + ΔΩ in the frequency range from ω n -ΔΩ to ω n
RU2009118661/09A 2009-05-18 2009-05-18 Information transmission system with frequency separation of signals RU2408138C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009118661/09A RU2408138C1 (en) 2009-05-18 2009-05-18 Information transmission system with frequency separation of signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009118661/09A RU2408138C1 (en) 2009-05-18 2009-05-18 Information transmission system with frequency separation of signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2408138C1 true RU2408138C1 (en) 2010-12-27

Family

ID=44055917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009118661/09A RU2408138C1 (en) 2009-05-18 2009-05-18 Information transmission system with frequency separation of signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408138C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8135288B2 (en) System and method for a photonic system
KR101045984B1 (en) Receiving time measuring device and distance measuring device using this receiving time measuring device
CN108809437B (en) Microwave photon down-conversion device and method
CN103248594A (en) Method for realizing co-frequency full duplex wireless communication
JP4332616B2 (en) Method and apparatus for signal processing of modulated light
RU2408138C1 (en) Information transmission system with frequency separation of signals
CN114062781B (en) Multichannel Doppler reflectometer system and implementation method
CN111323649A (en) Microwave photon broadband spectrum measuring method and device
CN116626693A (en) Coherent microwave photon radar detection method and system based on photon frequency multiplication
CN217238209U (en) Multichannel Doppler reflectometer system
JP2008042255A (en) Optical transmitter and optical transmission device
CN113691321B (en) Low-power microwave signal integrated processing method and integrated receiver
JP4102272B2 (en) Optical transmitter for optical-wireless communication system
RU2232464C2 (en) Method for suppressing narrow-band noise in broadband communication system
JP2015213228A (en) Optical receiver
JP2006246031A (en) Device and system for coherent light communication
SU862372A1 (en) Stereo signal transmission channel
KR0150143B1 (en) If frequency generating circuit in radio communication system
RU2318291C1 (en) Frequency discriminator of radio electronic equipment
RU102445U1 (en) INTERFERENCE RADIO MODEM WITH FAST DOWNLOADING FREQUENCY CHANGE
JP2004040242A (en) Signal transmission method and signal transmission system
RU2106746C1 (en) Receiver of modulated periodic signal
RU2583706C1 (en) Method of receiving noise-like phase-shift keyed signals
SU1128397A1 (en) Communication system with single-sideband modulation of signal
RU2114507C1 (en) Method and device for receiving signals transmitted over three-phase power transmission line

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120519