RU2618518C1

RU2618518C1 - Underwater communication unilateral system

Info

Publication number: RU2618518C1
Application number: RU2016113052A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Селиверстович Рябоконь; Татьяна Дмитриевна Рябоконь
Original assignee: Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП")
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-05-04

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: one-way radio communication system uses a communication channel in the form of air and water and comprises a first and a second surface objects and underwater object. The first surface object contains connected in series to the source, an encoder, modulator, transmitter and aerial antenna. The second surface object contains connected in series air antenna, radio receiver, the transmitter, the transmitter antenna device and water. Underwater object contains connected in series antenna device, radio receiver, decoder and recorder, in an underwater object antenna device includes an antenna and an input device. The input device comprises first and second input terminals, an output terminal and a common bus, a first capacitor whose first terminal is connected to the first input terminal and a second terminal connected to first terminals of the first digitally controlled inductive element, the second and third capacitors, the second terminal of the first inductive element via first electronic potentiometer coupled to the common bus, the second terminal of the second capacitor is connected to the common bus, the second terminal of the third capacitor is connected to the first input of the differential amplifier.

EFFECT: expansion of the arsenal of means for one-way radio communication with the underwater surface objects by using the communication channel in the form of air and water.

4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к системам односторонней радиосвязи, в частности к командным радиолиниям, для связи наземного объекта с подводным объектом и использующим канал связи в виде воздушной и водной среды, роль которой выполняет морская вода.The invention relates to radio engineering, in particular to one-way radio communication systems, in particular to command radio links, for communication of a ground object with an underwater object and using a communication channel in the form of air and water, the role of which is sea water.

Известна система односторонней радиосвязи, использующая канал связи в виде воздушной среды и содержащая два объекта. Первый объект содержит последовательно соединенные источник сообщения, кодирующее устройство, радиопередающее устройство, антенну.A known system of one-way radio communication using a communication channel in the form of an air medium and containing two objects. The first object contains a series-connected message source, encoder, radio transmitting device, antenna.

Второй объект содержит соединенные последовательно антенну, радиоприемное устройство, декодирующее устройство, регистратор или получатель сообщения. Оба объекта размещены в воздушной среде [1].The second object comprises an antenna, a radio receiver, a decoding device, a recorder, or a message recipient connected in series. Both objects are placed in the air [1].

Известна система односторонней электромагнитной связи для связи надводный объект - водолаз. Канал связи выполнен в виде морской воды. Система односторонней связи содержит надводный передатчик типа SWL-30 с антенной, размещенной в водной среде, и приемник SWL-50, размещенный в водной среде и укрепленный при помощи нейлоновых лент на водолазе [2]. Для связи используется частотный диапазон 100-3000 Гц.A known system of one-way electromagnetic communication for communication surface object - a diver. The communication channel is made in the form of sea water. The one-way communication system contains a surface transmitter type SWL-30 with an antenna located in the aquatic environment, and a receiver SWL-50 located in the aquatic environment and reinforced with nylon straps on a diver [2]. For communication, the frequency range of 100-3000 Hz is used.

Однако дальность связи не более 100 м.However, the communication range is not more than 100 m.

Наиболее близкой по технической сущности и совокупности признаков является система односторонней подводной радиосвязи, описание которой приведено в патенте РФ №110575 [3].The closest in technical essence and combination of features is a system of unilateral underwater radio communications, the description of which is given in the patent of the Russian Federation No. 110575 [3].

Известная система односторонней радиосвязи, использующая канал связи в виде воздушной и водной среды, роль которой выполняет морская вода, содержит первый и второй надводные объекты, подводный объект, при этом первый надводный объект содержит соединенные последовательно источник сообщения, кодирующее устройство, модулятор, радиопередатчик и воздушную антенну. Второй надводный объект содержит соединенные последовательно воздушную антенну, радиоприемное устройство, преобразователь, передатчик и водное антенное устройство. Подводный объект содержит соединенные последовательно антенное устройство, радиоприемное устройство, декодирующее устройство и регистратор. У подводного объекта антенное устройство содержит антенну и входное устройство, у которого входные клеммы соединены с антенной, а выходные с входом радиоприемника.The known system of one-way radio communication using a communication channel in the form of air and water, the role of which is played by sea water, contains the first and second surface objects, an underwater object, while the first surface object contains a message source, encoder, modulator, radio transmitter and air the antenna. The second surface object comprises an aerial antenna, a radio receiver, a converter, a transmitter, and a water antenna device connected in series. The underwater object comprises an antenna device connected in series, a radio receiver, a decoding device and a recorder. For an underwater object, the antenna device contains an antenna and an input device, in which the input terminals are connected to the antenna and the output terminals to the radio input.

Однако известная система имеет ограниченные возможности при наличии помех в зоне приема.However, the known system has limited capabilities in the presence of interference in the reception area.

Задача изобретения - расширение арсенала технических средств для односторонней радиосвязи надводного объекта с подводным, при использовании канала связи в виде воздушной и водной среды.The objective of the invention is the expansion of the arsenal of technical means for one-way radio communication of a surface object with an underwater one, using a communication channel in the form of air and water.

Технический результат - увеличение надежности прохождения команды при дальней радиосвязи.The technical result is an increase in reliability of the passage of the team with long-distance radio communications.

Технический результат достигается тем, что в системе односторонней радиосвязи, использующей канал связи в виде воздушной и водной среды и содержащей первый и второй надводные объекты и подводный объект, первый надводный объект содержит соединенные последовательно источник сообщения, кодирующее устройство, модулятор, радиопередатчик и воздушную антенну, второй надводный объект содержит соединенные последовательно воздушную антенну, радиоприемное устройство, преобразователь, передатчик и водное антенное устройство, подводный объект содержит соединенные последовательно антенну, входное устройство, радиоприемное устройство, декодирующее устройство и регистратор, согласно изобретению у подводного объекта входное устройство содержит первую и вторую входные клеммы, выходную клемму и общую шину, первый конденсатор, у которого первый вывод соединен с первой входной клеммой, а второй вывод соединен с первыми выводами первого индуктивного элемента, второго и третьего конденсаторов, второй вывод первого индуктивного элемента посредством первого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первым входом дифференциального усилителя, ко второй входной клемме подключен первый вывод четвертого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами пятого и шестого конденсаторов и второго индуктивного элемента, второй вывод пятого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод второго индуктивного элемента посредством второго электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод шестого конденсатора соединен со вторым входом дифференциального усилителя, к первому выходу дифференциального усилителя подключен первый вывод седьмого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами восьмого и девятого конденсаторов и третьего индуктивного элемента, второй вывод восьмого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего индуктивного элемента посредством третьего электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод девятого конденсатора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, ко второму выходу дифференциального усилителя подключен первый вывод десятого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами одиннадцатого и двенадцатого конденсаторов и четвертого индуктивного элемента, второй вывод одиннадцатого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод четвертого индуктивного элемента посредством четвертого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод двенадцатого конденсатора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, к выходу которого подключен первый вывод тринадцатого конденсатора, второй вывод которого соединен с первыми выводами четырнадцатого и пятнадцатого конденсаторов и пятого индуктивного элемента, второй вывод четырнадцатого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод пятого индуктивного элемента посредством пятого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод пятнадцатого конденсатора соединен с выходной клеммой устройства, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый индуктивные элементы выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит первый резистор, первый вывод которого является входом конвертора и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и первым выводом второго резистора, у которого второй вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а также с первым выводом третьего резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и является выходом обобщенного конвертора.The technical result is achieved in that in a one-way radio communication system using a communication channel in the form of an air and water medium and containing the first and second surface objects and an underwater object, the first surface object comprises a message source, an encoder, a modulator, a radio transmitter and an air antenna connected in series the second surface object comprises an aerial antenna connected in series, a radio receiver, a converter, a transmitter and a water antenna device, an underwater object comprises an antenna, an input device, a radio receiver, a decoding device and a recorder connected in series, according to the invention, the input device at the underwater object comprises a first and second input terminal, an output terminal and a common bus, a first capacitor in which the first terminal is connected to the first input terminal, and the second terminal is connected to the first terminals of the first inductive element, the second and third capacitors, the second terminal of the first inductive element by the first electronic digital control the desired potentiometer is connected to a common bus, the second terminal of the second capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the third capacitor is connected to the first input of the differential amplifier, the first terminal of the fourth capacitor is connected to the second input terminal, in which the second terminal is connected to the first terminals of the fifth and sixth capacitors and the second inductive element, the second terminal of the fifth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the second inductive element by means of a second electronically controlled sweat the nanometer is connected to a common bus, the second terminal of the sixth capacitor is connected to the second input of the differential amplifier, the first terminal of the seventh capacitor is connected to the first output of the differential amplifier, in which the second terminal is connected to the first terminals of the eighth and ninth capacitors and the third inductive element, the second terminal of the eighth capacitor is connected with a common bus, the second terminal of the third inductive element is connected to a common bus via a third electronic digitally-controlled potentiometer, the second the output of the ninth capacitor is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, the first output of the tenth capacitor is connected to the second output of the differential amplifier, in which the second output is connected to the first terminals of the eleventh and twelfth capacitors and the fourth inductive element, the second terminal of the eleventh capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the fourth the inductive element through the fourth electronic digitally controlled potentiometer connected to a common bus, the second output twelve the capacitor is connected to the inverting input of the operational amplifier, the output of which is connected to the first terminal of the thirteenth capacitor, the second terminal of which is connected to the first terminals of the fourteenth and fifteenth capacitors and the fifth inductive element, the second terminal of the fourteenth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the fifth inductive element by the fifth an electronic digitally controlled potentiometer is connected to a common bus, the second terminal of the fifteenth capacitor is connected to the output terminal three, the first, second, third, fourth and fifth inductive elements are made according to identical circuits of the generalized resistance converter, each of which contains a first resistor, the first output of which is the input of the converter and connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of the first resistor is connected with the output of the second operational amplifier and the first output of the second resistor, in which the second output is connected to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, and that the first terminal of the third resistor, whose second terminal is connected to the output of the first operational amplifier and the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is connected to the noninverting input of the second operational amplifier and the output is a generalized converter.

Сущность изобретения состоит в том, что у подводного объекта входное устройство содержит первую и вторую входные клеммы, выходную клемму и общую шину, первый конденсатор, у которого первый вывод соединен с первой входной клеммой, а второй вывод соединен с первыми выводами первого индуктивного элемента, второго и третьего конденсаторов, второй вывод первого индуктивного элемента посредством первого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первым входом дифференциального усилителя, ко второй входной клемме подключен первый вывод четвертого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами пятого и шестого конденсаторов и второго индуктивного элемента, второй вывод пятого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод второго индуктивного элемента посредством второго электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод шестого конденсатора соединен со вторым входом дифференциального усилителя, к первому выходу дифференциального усилителя подключен первый вывод седьмого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами восьмого и девятого конденсаторов и третьего индуктивного элемента, второй вывод восьмого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего индуктивного элемента посредством третьего электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод девятого конденсатора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, ко второму выходу дифференциального усилителя подключен первый вывод десятого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами одиннадцатого и двенадцатого конденсаторов и четвертого индуктивного элемента, второй вывод одиннадцатого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод четвертого индуктивного элемента посредством четвертого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод двенадцатого конденсатора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, к выходу которого подключен первый вывод тринадцатого конденсатора, второй вывод которого соединен с первыми выводами четырнадцатого и пятнадцатого конденсаторов и пятого индуктивного элемента, второй вывод четырнадцатого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод пятого индуктивного элемента посредством пятого электронного цифроуправляемого потенциометра соединен с общей шиной, второй вывод пятнадцатого конденсатора соединен с выходной клеммой устройства, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый индуктивные элементы выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит первый резистор, первый вывод которого является входом конвертора и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и первым выводом второго резистора, у которого второй вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а также с первым выводом третьего резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и является выходом обобщенного конвертора.The essence of the invention lies in the fact that the input device for the underwater object contains the first and second input terminals, the output terminal and the common bus, the first capacitor, in which the first terminal is connected to the first input terminal and the second terminal is connected to the first terminals of the first inductive element, the second and a third capacitor, the second terminal of the first inductive element is connected to the common bus via the first electronic digitally controlled potentiometer, the second terminal of the second capacitor is connected to the common bus, the second pin the third capacitor is connected to the first input of the differential amplifier, the first terminal of the fourth capacitor is connected to the second input terminal, in which the second terminal is connected to the first terminals of the fifth and sixth capacitors and the second inductive element, the second terminal of the fifth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the second inductive element by means of a second electronic digitally controlled potentiometer connected to a common bus, the second terminal of the sixth capacitor is connected to the second input of the differential a starter, the first output of the seventh capacitor is connected to the first output of the differential amplifier, in which the second output is connected to the first outputs of the eighth and ninth capacitors and the third inductive element, the second output of the eighth capacitor is connected to a common bus, the second output of the third inductive element is connected via the third electronic digitally controlled potentiometer with a common bus, the second terminal of the ninth capacitor is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, to the second output of the differential the first output of the tenth capacitor, in which the second output is connected to the first outputs of the eleventh and twelfth capacitors and the fourth inductive element, the second output of the eleventh capacitor is connected to the common bus, the second output of the fourth inductive element is connected to the common bus by the fourth electronic digital-controlled potentiometer, the second the output of the twelfth capacitor is connected to the inverting input of the operational amplifier, the output of which is connected to the first output one of the thirteenth capacitor, the second terminal of which is connected to the first terminals of the fourteenth and fifteenth capacitors and the fifth inductive element, the second terminal of the fourteenth capacitor is connected to the common bus, the second terminal of the fifth inductive element is connected to the common bus by the fifth electronic digital-controlled potentiometer, the second terminal of the fifteenth capacitor is connected to the output terminal of the device, while the first, second, third, fourth and fifth inductive elements are made according to identical circuits general resistor converter, each of which contains a first resistor, the first output of which is the input of the converter and connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of the first resistor is connected to the output of the second operational amplifier and the first output of the second resistor, in which the second output is connected to the inverting inputs the first and second operational amplifiers, as well as with the first output of the third resistor, in which the second output is connected to the output of the first operational amplifier and the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and is the output of the generalized converter.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемой системы односторонней радиосвязи, на фиг. 2 приведена электрическая схема входного устройства радиоприемника, на фиг. 3 приведена электрическая схема обобщенного конвертора сопротивлений, на фиг. 4 приведена эквивалентная схема входного устройства радиоприемника.In FIG. 1 is a functional diagram of the proposed one-way radio communication system; FIG. 2 is an electrical diagram of an input device of a radio receiver, FIG. 3 is a circuit diagram of a generalized resistance converter; FIG. 4 shows the equivalent circuit of the input device of the radio.

Система односторонней радиосвязи (см. фиг. 1) содержит первый наземный объект 1, второй наземный объект 2 и подводный объект 3.A one-way radio communication system (see FIG. 1) comprises a first ground object 1, a second ground object 2, and an underwater object 3.

Первый наземный объект 1 содержит последовательно соединенные источник сообщений 4, кодирующее устройство 5, модулятор, радиопередатчик 6 и воздушную антенну 7. Второй наземный объект 2 содержит последовательно соединенные воздушную антенну 8, радиоприемное устройство 9, преобразователь 10, передатчик 11, выходное устройство 12 и водную антенную систему 13. Водная антенная система 13 размещена в водной среде и содержит первый металлический электрод, соединенный посредством проводника с выходной потенциальной клеммой передатчика, второй металлический электрод, соединенный посредством проводника с выходной низкопотенциальной клеммой передатчика.The first ground-based object 1 contains a series-connected message source 4, an encoder 5, a modulator, a radio transmitter 6 and an air antenna 7. The second ground-based object 2 contains a series-connected air antenna 8, a radio receiver 9, a converter 10, a transmitter 11, an output device 12, and a water antenna system 13. The water antenna system 13 is located in the aquatic environment and contains a first metal electrode connected via a conductor to the output potential terminal of the transmitter, a second metal A natural electrode connected via a conductor to the low-potential output terminal of the transmitter.

Подводный объект 3 содержит последовательно соединенные антенную систему 14, входное устройство 15, радиоприемное устройство 16, декодирующее устройство 17 и регистратор 18. Антенная система 14 выполнена в виде первого и второго металлических электродов, которые посредством проводников соединены с входными клеммами входного устройство соответственно. Входное устройство радиоприемника помещено в герметический корпус. На фиг. 2 приведена электрическая схема устройства.The underwater object 3 contains a series-connected antenna system 14, an input device 15, a radio receiver 16, a decoding device 17 and a recorder 18. The antenna system 14 is made in the form of a first and second metal electrodes, which are connected via wires to the input terminals of the input device, respectively. The input device of the radio is placed in a sealed enclosure. In FIG. 2 shows the electrical circuit of the device.

Входное устройство радиоприемника содержит первую 19, вторую 20 входные клеммы, выходную клемму 21 и общую шину 22. К первой входной клемме 19 подключен первый вывод конденсатор 23, у которого второй вывод соединен с первыми выводами индуктивного элемента 24 и конденсаторов 25 и 26. Второй вывод конденсатора 25 соединен с общей шиной. Второй вывод конденсатора 26 соединен с первым входом дифференциального усилителя 27. Второй вывод первого индуктивного элемента 24 посредством электронного цифроуправляемого потенциометра 28 соединен с общей шиной. К входной клемме 20 подключен первый вывод конденсатора 29, у которого второй вывод соединен с первыми выводами индуктивного элемента 30, и конденсаторов 31 и 32. Второй вывод индуктивного элемента 30 посредством электронного цифроуправляемого потенциометра 33 соединен с общей шиной. Второй вывод конденсатора 31 соединен с общей шиной. Второй вывод конденсатора 32 соединен со вторым входом дифференциального усилителя 27.The input device of the radio receiver includes a first 19, a second 20 input terminals, an output terminal 21, and a common bus 22. A first terminal is connected to a first terminal 19, a capacitor 23, in which a second terminal is connected to the first terminals of the inductive element 24 and capacitors 25 and 26. The second terminal a capacitor 25 is connected to a common bus. The second terminal of the capacitor 26 is connected to the first input of the differential amplifier 27. The second terminal of the first inductive element 24 is connected to a common bus via an electronic digital-controlled potentiometer 28. The first terminal of the capacitor 29 is connected to the input terminal 20, in which the second terminal is connected to the first terminals of the inductive element 30 and the capacitors 31 and 32. The second terminal of the inductive element 30 is connected to a common bus via an electronically controlled digital potentiometer 33. The second terminal of the capacitor 31 is connected to a common bus. The second terminal of the capacitor 32 is connected to the second input of the differential amplifier 27.

К первому выходу дифференциального усилителя 27 подключен первый вывод конденсатора 34, у которого второй вывод соединен с первыми выводами конденсаторов 35 и 36, и индуктивного элемента 37. Второй вывод конденсатора 35 соединен с общей шиной. Второй вывод индуктивного элемента 37 посредством электронного цифроуправляемого потенциометра 38 соединен с общей шиной. Второй вывод конденсатора 36 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 39. Ко второму выходу дифференциального усилителя 27 подключен первый вывод конденсатора 40, у которого второй вывод соединен с первыми выводами конденсаторов 41 и 42, и индуктивного элемента 43. Второй вывод конденсатора 41 соединен с общей шиной. Второй вывод индуктивного элемента 43 посредством электронного цифроуправляемого потенциометра 44 соединен с общей шиной. Второй вывод конденсатора 42 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 39. К выходу операционного усилителя 39 подключен первый вывод конденсатора 45, второй вывод которого соединен с первыми выводами конденсаторов 46 и 47, и индуктивного элемента 48. Второй вывод конденсатора 46 соединен с общей шиной. Второй вывод индуктивного элемента 48 посредством электронного цифроуправляемого потенциометра 49 соединен с общей шиной. Второй вывод конденсатора 47 соединен с выходной клеммой устройства 3.The first output of the capacitor 34 is connected to the first output of the differential amplifier 27, in which the second output is connected to the first outputs of the capacitors 35 and 36, and the inductive element 37. The second output of the capacitor 35 is connected to a common bus. The second output of the inductive element 37 by means of an electronic digital potentiometer 38 is connected to a common bus. The second terminal of the capacitor 36 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 39. A first terminal of the capacitor 40 is connected to the second output of the differential amplifier 27, in which the second terminal is connected to the first terminals of the capacitors 41 and 42, and the inductive element 43. The second terminal of the capacitor 41 is connected to a common bus . The second output of the inductive element 43 by means of an electronic digital potentiometer 44 is connected to a common bus. The second terminal of the capacitor 42 is connected to the inverting input of the operational amplifier 39. The first terminal of the capacitor 45 is connected to the output of the operational amplifier 39, the second terminal of which is connected to the first terminals of the capacitors 46 and 47, and the inductive element 48. The second terminal of the capacitor 46 is connected to a common bus. The second output of the inductive element 48 through an electronic digital potentiometer 49 is connected to a common bus. The second output of the capacitor 47 is connected to the output terminal of the device 3.

Индуктивные элементы 24, 30, 37, 43 и 48 выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений (см. фиг. 3) [4]. Например, индуктивный элемент 24 содержит резистор 50, первый операционный усилитель 51, второй операционный усилитель 52, а также резисторы 53 и 54, и конденсатор 55. При этом резистор 50 подключен первым выводом к входу обобщенного конвертора и к неинвертирующему входу операционного усилителя 51. Второй вывод резистора 50 соединен с первым выводом резистора 53 и с выходом операционного усилителя 52. Второй вывод резистора 53 соединен с инвертирующими входами операционных усилителей 51 и 52 и с первым выводом резистора 54, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя 51 и с первым выводом конденсатора 55, у которого второй вывод соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 52 и выходом обобщенного конвертора 24. Выход обобщенного конвертора соединен с входом цифроуправляемого потенциометра 28, второй вывод которого соединен с общей шиной.Inductive elements 24, 30, 37, 43 and 48 are made according to identical circuits of the generalized resistance converter (see Fig. 3) [4]. For example, the inductive element 24 contains a resistor 50, a first operational amplifier 51, a second operational amplifier 52, as well as resistors 53 and 54, and a capacitor 55. In this case, the resistor 50 is connected by the first output to the input of the generalized converter and to the non-inverting input of the operational amplifier 51. The second the output of the resistor 50 is connected to the first output of the resistor 53 and to the output of the operational amplifier 52. The second output of the resistor 53 is connected to the inverting inputs of the operational amplifiers 51 and 52 and to the first output of the resistor 54, the second output of which is connected with the output of the operational amplifier 51 and with the first output of the capacitor 55, in which the second output is connected to a non-inverting input of the operational amplifier 52 and the output of the generalized converter 24. The output of the generalized converter is connected to the input of the digital-controlled potentiometer 28, the second output of which is connected to a common bus.

На фиг. 4 представлена эквивалентная схема входного устройства радиоприемника.In FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a radio input device.

Элементы 24, 30, 37, 43 и 48 выполняют роль катушек с переменной индуктивностью.Elements 24, 30, 37, 43 and 48 act as coils with variable inductance.

Изменение величины индуктивности элементов 6, 12, 17, 24 и 29 производится синхронно путем изменения величины сопротивления потенциометров 28, 33, 38, 44 и 49. Все контуры, в которые входят индуктивные элементы, настроены на частоту приема.The magnitude of the inductance of the elements 6, 12, 17, 24 and 29 is made synchronously by changing the resistance value of the potentiometers 28, 33, 38, 44 and 49. All circuits that include the inductive elements are tuned to the receive frequency.

В сравнении с прототипом предлагаемое радиоприемное устройство имеет более высокую избирательность из-за большего числа селективных элементов и более высокой добротности индуктивных элементов.Compared with the prototype, the proposed radio receiver has higher selectivity due to the greater number of selective elements and higher quality factor of inductive elements.

Входное устройство работает следующим образом.The input device operates as follows.

На клеммах 19 и 20 присутствует сигнал, принятый антенной 14 с уровнем Е.At terminals 19 and 20, there is a signal received by antenna 14 with level E.

К клеммам 19 и 20 подключен вход четырехполюсника, который на входе содержит первый и второй параллельные колебательные контуры, соединенные последовательно и подключенные к входным клеммам устройства 19 и 20 посредством конденсаторов 23 и 29. Средняя точка соединения двухполюсников соединена с общей шиной 22.A four-terminal input is connected to the terminals 19 and 20, which at the input contains the first and second parallel oscillatory circuits connected in series and connected to the input terminals of the device 19 and 20 by means of capacitors 23 and 29. The midpoint of the two-terminal connection is connected to a common bus 22.

В предлагаемом устройстве не происходит шунтирование каждого из контуров сопротивлением антенны.In the proposed device, there is no shunting of each of the circuits by the resistance of the antenna.

Оба контура настроены на частоту принимаемого сигнала. Практически, напряжение на каждом из контуров будет равно

, где Е - напряжение в антенне, Q - эффективная добротность контура. Для первого колебательного контура второй колебательный контур является элементом связи, и наоборот, для второго колебательного контура первый колебательный контур является элементом связи.Both circuits are tuned to the frequency of the received signal. In practice, the voltage across each circuit will be equal to

where E is the voltage in the antenna, Q is the effective quality factor of the circuit. For the first oscillatory circuit, the second oscillatory circuit is a communication element, and vice versa, for the second oscillatory circuit, the first oscillatory circuit is a communication element.

Реактивное сопротивление первого колебательного контура Roe1 шунтируется цепью, состоящей из соединенных последовательно конденсатора 23, сопротивления антенны, конденсатора 29 и реактивного сопротивления второго колебательного контура Roe2.The reactance of the first oscillatory circuit Roe1 is shunted by a circuit consisting of a capacitor 23 connected in series, the resistance of the antenna, capacitor 29 and the reactance of the second oscillatory circuit Roe2.

Степень шунтирования зависит от сопротивления антенны. Наибольшая будет при сопротивлении, близком к нулю. При нуле величина реактивного сопротивления первого колебательного контура практически будет равна Roe1/2. Величина реактивного сопротивления определяет избирательность контура.The degree of shunting depends on the resistance of the antenna. The greatest will be at a resistance close to zero. At zero, the reactance of the first oscillatory circuit will be practically equal to Roe1 / 2. The magnitude of the reactance determines the selectivity of the circuit.

Аналогично и для реактивного сопротивления второго колебательного контура. Реально, параллельно первому входу дифференциального усилителя 27 включено реактивное сопротивление первого колебательного контура, а параллельно второму входу - реактивное сопротивление второго колебательного контура.Similarly for the reactance of the second oscillatory circuit. Actually, the reactance of the first oscillatory circuit is connected parallel to the first input of the differential amplifier 27, and the reactance of the second oscillatory circuit is parallel to the second input.

С выходов дифференциального усилителя 27 усиленные сигналы поступают на входы выходных селективных четырехполюсников, а затем на входы операционного усилителя 39.From the outputs of the differential amplifier 27, the amplified signals are fed to the inputs of the output selective four-terminal, and then to the inputs of the operational amplifier 39.

С выхода операционного усилителя 39 усиленный сигнал поступает на вход выходного селективного четырехполюсника и затем на выходную клемму 21.From the output of the operational amplifier 39, the amplified signal is fed to the input of the output selective quadripole and then to the output terminal 21.

Если бы входное устройство содержало только один параллельный колебательный контур, то он был бы зашунтирован сопротивлением антенны, которая практически имеет малую величину. В этом случае колебательный контур не будет обладать резонансными свойствами. Входная цепь не будет ослаблять мешающие сигналы, отличные по частоте от принимаемого сигнала. Для получения избирательности необходимо иметь дополнительную обмотку связи у катушки индуктивности входного контура, что приведет к значительному уменьшению коэффициента передачи сигнала.If the input device contained only one parallel oscillatory circuit, then it would be shunted by the resistance of the antenna, which is practically small. In this case, the oscillatory circuit will not have resonance properties. The input circuit will not attenuate interfering signals other than the frequency of the received signal. To obtain selectivity, it is necessary to have an additional coupling winding at the inductance coil of the input circuit, which will lead to a significant decrease in the signal transfer coefficient.

Для морской воды у второго надводного объекта водное антенное устройство выполнено в виде двух металлических электродов, соединенных при помощи проводников с выходными клеммами выходного устройства, у подводного объекта водное антенное устройство содержит антенну, выполненную из двух металлических электродов, соединенных при помощи проводников с входными клеммами входного устройства. Электроды выполнены из нержавеющей стали или титана.For seawater at the second surface object, the water antenna device is made in the form of two metal electrodes connected by means of conductors to the output terminals of the output device; on the underwater object, the water antenna device contains an antenna made of two metal electrodes connected by means of conductors to the input terminals of the input device devices. The electrodes are made of stainless steel or titanium.

Применение в качестве катушек с переменной индуктивностью схем конверторов обобщенных сопротивлений позволяет решить вопрос настройки колебательных контуров на частоту принимаемого сигнала и значительно уменьшить объем входного устройства.The use of converters of generalized resistances as coils with variable inductance makes it possible to solve the problem of tuning the oscillatory circuits to the frequency of the received signal and significantly reduce the volume of the input device.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Предлагаемая система односторонней радиосвязи работает следующим образом.The proposed one-way radio communication system operates as follows.

В первом наземном объекте 1 сигнал от источника сообщения 4, пройдя устройства кодирования 5, поступает на модулятор передатчика 6. После модуляции несущей частоты F1 передатчика 6 через антенну 7 высокочастотный модулированный сигнал излучается в эфир. Этот сигнал через антенну 8 второго наземного объекта 2 поступает на вход радиоприемника 9, а затем на вход преобразователя 10. Преобразованный сигнал поступает на вход передатчика 11. С выхода передатчика 11 сигнал с несущей частотой F2 посредством элементов 12 и 13 антенного устройства излучается в водную среду. Посредством антенного устройства 14 подводного объекта 3 сигнал из водной среды принимается и поступает на вход входного устройства 15, а затем на вход радиоприемника 16, с выхода радиоприемника 16 сигнал поступает на вход декодирующего устройства 17, а затем на вход регистратора 18 для исполнения команды.In the first ground object 1, the signal from the message source 4, passing through the encoding device 5, is fed to the modulator of the transmitter 6. After modulating the carrier frequency F1 of the transmitter 6 through the antenna 7, a high-frequency modulated signal is broadcast. This signal through the antenna 8 of the second ground object 2 is fed to the input of the radio receiver 9, and then to the input of the converter 10. The converted signal is fed to the input of the transmitter 11. From the output of the transmitter 11, the signal with the carrier frequency F2 is emitted into the aquatic environment through the elements 12 and 13 of the antenna device . By means of the antenna device 14 of the underwater object 3, a signal from the aquatic environment is received and fed to the input of the input device 15, and then to the input of the radio receiver 16, from the output of the radio receiver 16, the signal is fed to the input of the decoding device 17, and then to the input of the recorder 18 to execute the command.

Радиоприемные устройства 9 и 15 постоянно находятся в режиме приема. Техническим результатом предложения является повышение надежности дальней связи.Radio receivers 9 and 15 are constantly in receive mode. The technical result of the proposal is to increase the reliability of long-distance communications.

Источники информацииInformation sources

1. И.М. Тепляков и др., Радиолинии космических систем передачи информации. - М.: Сов. Радио, 1975, с. 6.1. I.M. Teplyakov et al., Radio lines of space information transmission systems. - M .: Owls. Radio, 1975, p. 6.

2. Н.А. Стопцов и др., Связь под водой. - Л.: Судостроение, 1990.2. N.A. Stoptsov et al. Communication under water. - L .: Shipbuilding, 1990.

3. Патент РФ №110575, МПК H04B 13/00, опубл. 20.11.2011 Бюл. №32.3. RF patent No. 110575, IPC H04B 13/00, publ. 11/20/2011 Bull. Number 32.

4. Справочник по расчету и проектированию ARC-схем. Букашкин С.А., Власов В.П., Змий Б.Ф. и др. Под редакцией Ланнэ А.А. Москва, «Радио и связь», 1984.4. Reference on the calculation and design of ARC-schemes. Bukashkin S.A., Vlasov V.P., Zmiy B.F. and others. Edited by Lanne A.A. Moscow, Radio and Communication, 1984.

Claims

A one-way underwater radio communication system using a communication channel in the form of an air and water environment, the role of which is sea water containing the first and second surface objects and an underwater object, the first surface object contains a message source, encoder, modulator, radio transmitter and air antenna connected in series the second surface object comprises an aerial antenna connected in series, a radio receiver, a converter, a transmitter and a water antenna device, an underwater object comprises an antenna device connected in series, a radio receiver, a decoding device and a recorder, the antenna device at the underwater object contains an antenna and an input device, characterized in that the input device at the underwater object contains a first and second input terminals, an output terminal and a common bus, a first capacitor, in which the first terminal is connected to the first input terminal, and the second terminal is connected to the first terminals of the first inductive element, the second and third capacitors, the second terminal is not the first inductance element by means of the first electronic digitally-controlled potentiometer is connected to the common bus, the second terminal of the second capacitor is connected to the common bus, the second terminal of the third capacitor is connected to the first input of the differential amplifier, the first terminal of the fourth capacitor is connected to the second input terminal, in which the second terminal is connected to the first the terminals of the fifth and sixth capacitors and the second inductive element, the second terminal of the fifth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the second inductor of the active element by means of a second electronic digitally controlled potentiometer connected to a common bus, the second terminal of the sixth capacitor is connected to the second input of the differential amplifier, the first terminal of the seventh capacitor is connected to the first output of the differential amplifier, in which the second terminal is connected to the first terminals of the eighth and ninth capacitors and the third inductive element , the second terminal of the eighth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the third inductive element by means of a third a throne digitally-controlled potentiometer is connected to a common bus, the second terminal of the ninth capacitor is connected to a non-inverting input of the operational amplifier, the first terminal of the tenth capacitor is connected to the second output of the differential amplifier, whose second terminal is connected to the first terminals of the eleventh and twelfth capacitors and the fourth inductive element, the second terminal of the eleventh the capacitor is connected to a common bus, the second output of the fourth inductive element through the fourth electronic digital the controlled potentiometer is connected to a common bus, the second output of the twelfth capacitor is connected to the inverting input of the operational amplifier, the output of which is connected to the first terminal of the thirteenth capacitor, the second terminal of which is connected to the first terminals of the fourteenth and fifteenth capacitors and the fifth inductive element, the second terminal of the fourteenth capacitor is connected to a common bus, the second output of the fifth inductive element through the fifth electronic digital potentiometer is connected to a common the second, the output of the fifteenth capacitor is connected to the output terminal of the device, while the first, second, third, fourth and fifth inductive elements are made according to identical circuits of the generalized resistance converter, each of which contains a first resistor, the first output of which is the input of the converter and connected to a non-inverting the input of the first operational amplifier, the second output of the first resistor is connected to the output of the second operational amplifier and the first output of the second resistor, in which the second output is connected to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, and a first terminal of the third resistor, whose second terminal is connected to the output of the first operational amplifier and the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is connected to the noninverting input of the second operational amplifier and the output is a generalized converter.