RU2649897C1 - Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band - Google Patents

Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band Download PDF

Info

Publication number
RU2649897C1
RU2649897C1 RU2017114765A RU2017114765A RU2649897C1 RU 2649897 C1 RU2649897 C1 RU 2649897C1 RU 2017114765 A RU2017114765 A RU 2017114765A RU 2017114765 A RU2017114765 A RU 2017114765A RU 2649897 C1 RU2649897 C1 RU 2649897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
outputs
radio
signal
serial number
Prior art date
Application number
RU2017114765A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Березовский
Борис Григорьевич Шадрин
Борис Семенович Боганков
Владимир Серафимович Будяк
Дмитрий Евгеньевич Зачатейский
Original Assignee
Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП")
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 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") filed Critical Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП")
Priority to RU2017114765A priority Critical patent/RU2649897C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2649897C1 publication Critical patent/RU2649897C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/024Co-operative use of antennas of several sites, e.g. in co-ordinated multipoint or co-operative multiple-input multiple-output [MIMO] systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radio communication, in particular to radio receiving centers in the radio communication units of the short-wave range of stationary and mobile versions. Automated radio receiving center of the short-wave radio communication unit comprises an antenna-feeder system connected to the input of a corresponding multi-channel digital radio receiver, the voltage of the n-th sample of the received signal of the m-th radio subscriber is fed through the multiplexer to the corresponding inputs of the devices of the coherent addition of signals, representing a closed system of self-regulation with feedback, providing a geometric addition of the corresponding noise voltages and in-phase addition of samples of the signal of the m-th radio subscriber, which is fed to the workstation.
EFFECT: invention is intended to improve the noise immunity of receiving a signal from each of the M radio subscribers.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при разработке и модернизации радиоприемных центров в составе узлов радиосвязи коротковолнового (КB) диапазона стационарного и мобильного вариантов исполнения.The invention relates to the field of radio communications and can be used in the development and modernization of radio reception centers as part of the short-wave (KB) radio communication nodes of the stationary and mobile versions.

Известны автоматизированные радиоприемные центры в составе стационарных территориально разнесенных многоканальных приемопередающих узлов радиосвязи (УРС) КB диапазона, каждый из которых содержит комплект приемных антенн, коммутируемых на входы М каналов приема с помощью аппаратуры коллективного использования антенн, в которых управление радиоприемным центром (РПмЦ) и радиопередающим центром (РПдЦ), входящими в состав УРС, осуществляется посредством линий внутриузловой связи (ВУС), как при использовании в составе УРС отдельной станции управления, так и при совмещении станции управления с РПмЦ [1], [2].Automated radio receiving centers are known as part of stationary geographically separated multichannel transceiving radio communication nodes (URS) of the KB range, each of which contains a set of receiving antennas that are switched to the inputs of the M receiving channels using antenna sharing equipment, in which the radio receiving center (RPMC) and the radio transmitting are controlled the center (RPdTs), which are part of the URS, is carried out via intra-node communication lines (HUS), as when using a separate station as part of the URS control and management station when combined with RPmTs [1] and [2].

Недостатками таких РПмЦ в составе УРС КB диапазона являются:The disadvantages of these RPMC in the composition of the URS KB range are:

- необходимость использования больших площадей для размещения комплектов КB приемных антенн средней и высокой эффективности типа ВГДШ, БС, БС-2, СГД и др. [1], [3], обеспечивающих в диапазоне рабочих частот прием сигналов от радиоабонентов на радиотрассах различных азимутальных направлений и различных протяженностей;- the need to use large areas to accommodate sets of KB receiving antennas of medium and high efficiency such as VGDSH, BS, BS-2, SRS, etc. [1], [3], providing in the operating frequency range the reception of signals from radio subscribers on radio paths of various azimuth directions and various lengths;

- снижение помехоустойчивости приема сигналов из-за применения аппаратуры коллективного использования приемных антенн с широкополосными антенными усилителями, служащих для компенсации затухания сигнала в многоканальных распределяющих и коммутирующих устройствах [2];- reduction of noise immunity of signal reception due to the use of equipment for the collective use of receiving antennas with broadband antenna amplifiers, which serve to compensate for signal attenuation in multichannel distribution and switching devices [2];

- энергетические потери в КB радиолиниях из-за расходящегося характера процессов изменения угла возвышения биссектрис диаграмм направленностей большинства типов приемных антенн высокой эффективности и необходимого угла возвышения радиолуча, падающего на отражающий слой ионосферы, при изменении значения оптимальной рабочей частоты (ОРЧ) в условиях изменяющихся геофизических условий [4].- energy losses in KB radio lines due to the diverging processes of changing the elevation angle of the bisectors of the radiation patterns of most types of high-efficiency receiving antennas and the necessary elevation angle of the radio beam incident on the reflecting layer of the ionosphere, when changing the value of the optimal operating frequency (ORF) under changing geophysical conditions [four].

Известен автоматизированный РПмЦ в составе мобильного территориально разнесенного УРС КB диапазона, приведенный в [5], содержащий N многоканальных приемных трактов, каждый из которых содержит коммутатор, входы-выходы которого соединены с соответствующими выходами-входами формирователя сигналов управления, выходы-входы коммутатора соединены с соответствующими входами - выходами аппаратуры внутриузловой связи (ВУС), состоящей из аппаратуры беспроводного доступа и аппаратуры проводной связи.Known automated RPMC as part of a mobile geographically dispersed URS KB range, given in [5], containing N multi-channel receive paths, each of which contains a switch, the inputs and outputs of which are connected to the corresponding outputs and inputs of the driver of control signals, the outputs and inputs of the switch are connected to corresponding inputs - outputs of intra-node communication equipment (VUS), consisting of wireless access equipment and wired communication equipment.

Управление РПмЦ осуществляется по проводным каналам ВУС от первой станции управления, которая может также управлять РПдЦ через вторую станцию управления, подключенную к РПдЦ по проводным каналам ВУС и связанную с первой станцией управления посредством беспроводной линии ВУС.RPMC control is carried out via WUS channel channels from the first control station, which can also control RPC through a second control station connected to the RPC via wired channel channels and connected to the first control station via a WUS wireless line.

Недостатками приведенного выше автоматизированного РПмЦ в составе УРС КB диапазона являются:The disadvantages of the above automated RPMC as part of the URS KB range are:

- все недостатки, присущие вышеописанным радиоприемным центрам узлов радиосвязи КB диапазона [1], [2];- all the disadvantages inherent in the above-described radio receiving centers of the radio communication nodes KB range [1], [2];

- использование в составе УРС разнесенных на местности РПмЦ и РПдЦ соответствующих станций управления усложняет РПмЦ и УРС в целом, увеличивает цену РПмЦ при промышленном его выпуске, кроме того, станция управления требует дополнительного обслуживающего персонала - радистов-операторов, а также дополнительных трудозатрат по проведению регламентных работ при обслуживании комплекса аппаратуры станции.- the use of appropriate control stations in the RPMC and RPdTs complex as part of the URS complicates the RPMTs and URS as a whole, increases the cost of the RPMTs for its industrial production, in addition, the control station requires additional maintenance personnel - radio operators, as well as additional labor costs for routine works when servicing a complex of station equipment.

Из известных автоматизированных радиоприемных центров узлов радиосвязи КB диапазона наиболее близким по сущности решаемых задач и большинству совпадающих существенных признаков является автоматизированный РПмЦ КB диапазона, приведенный в [6], содержащий антенно-фидерную систему (АФС), состоящую из N антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N, размещенных определенным образом на местности в виде антенной решетки выбранной конфигурации (линейная, кольцевая, плоская прямоугольная или гексагональная) [3], [7] с регулярным размещением антенных элементов.Of the well-known automated radio receiving centers of the KB range radio communication nodes, the closest in essence to the tasks to be solved and the majority of the essential features coinciding is the automated RPMC KB range given in [6], containing the antenna-feeder system (APS), consisting of N antenna elements with serial numbers from 1 to N, placed in a certain way on the ground in the form of an antenna array of the selected configuration (linear, annular, flat rectangular or hexagonal) [3], [7] with regular placement a ntenny elements.

Выходное напряжение каждого антенного элемента с порядковым номером n (n=1,2,…, N) представляет собой напряжение образца с таким же порядковым номером n принимаемых с эфира высокочастотных сигналов и помех.The output voltage of each antenna element with serial number n (n = 1,2, ..., N) is the voltage of the sample with the same serial number n received from the air of high-frequency signals and interference.

Выход каждого антенного элемента с порядковым номером n соединен с входом соответствующего многоканального приемного тракта с таким же порядковым номером n, содержащего М независимых каналов приема с порядковыми номерами от 1 до М. В настоящее время такой многоканальный приемный тракт с выводом выходных напряжений каналов приема в цифровой форме называют многоканальным цифровым радиоприемным устройством (МЦРПУ) ([3], с. 159), поэтому в дальнейшем будем использовать современное наименование (аббревиатуру) многоканального приемного тракта - МЦРПУ.The output of each antenna element with serial number n is connected to the input of the corresponding multi-channel receive path with the same serial number n, containing M independent receive channels with serial numbers from 1 to M. Currently, such a multi-channel receive path with the output voltage of the receive channels to digital form is called a multichannel digital radio receiver (ICRPU) ([3], p. 159), therefore, in the future we will use the modern name (abbreviation) of the multichannel receiving path - DRR.

Каждый из N МЦРПУ с порядковыми номерами от 1 до N содержит М независимых каналов приема с порядковыми номерами от 1 до М, где М - максимальное количество взаимодействующих с автоматизированным РПмЦ радиоабонентов с порядковыми номерами от 1 до М, излучающих сигналы на соответствующих несущих частотах. При этом каждый канал приема с порядковым номером m (m=1,2,…,M) в составе каждого МЦРПУ с порядковым номером n устанавливается в режим приема сигнала радиоабонента с таким же порядковым номером m.Each of the N MCRPUs with serial numbers from 1 to N contains M independent receive channels with serial numbers from 1 to M, where M is the maximum number of radio subscribers interacting with an automated RPMC with serial numbers from 1 to M emitting signals at the corresponding carrier frequencies. Moreover, each receive channel with serial number m (m = 1,2, ..., M) as part of each MCRPU with serial number n is set to the reception mode of the radio subscriber signal with the same serial number m.

Выходы-входы каждого МЦРПУс порядковым номером n соединены с соответствующими входами-выходами мультиплексора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока формирования диаграмм направленностей (БФДН), в котором производится формирование М диаграмм направленностей с порядковыми номерами от 1 до М.The outputs-inputs of each MCRPU with serial number n are connected to the corresponding inputs and outputs of the multiplexer, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the beam forming unit (BFDN), in which M beam patterns are generated with serial numbers from 1 to M.

Формирование каждой диаграммы направленности с порядковым номером m в БФДН производится путем синфазного суммирования напряжений N образцов принимаемого сигнала радиоабонента с порядковым номером m с выходов соответствующих каналов приема, каждый с порядковым номером m в составе каждого из N МЦРПУ с порядковым номером n. При этом фазирование напряжений N образцов принимаемого сигнала радиоабонента с порядковым номером m осуществляется путем их задержки во времени на величины, рассчитываемые с использованием исходных данных о координатах местоположения каждого антенного элемента АФС и значений параметров радиотрасс (протяженности, азимуты), определяющих пространственное направление прихода сигналов (радиолучей), что эквивалентно тому, что пространственное направление максимума каждой сформированной диаграммы направленности с порядковым номером m соответствует пространственному направлению прихода сигнала радиоабонента с порядковым номером m.The formation of each radiation pattern with serial number m in the BFDN is carried out by in-phase summation of the voltages N of the samples of the received signal of the radio subscriber with serial number m from the outputs of the respective receive channels, each with serial number m in each of the N ICRPUs with serial number n. In this case, the phasing of the voltages N of the samples of the received signal of the radio subscriber with serial number m is carried out by their time delay by the values calculated using the initial data on the location coordinates of each antenna element of the AFS and the values of the radio path parameters (length, azimuths), which determine the spatial direction of signal arrival ( beam), which is equivalent to the fact that the spatial direction of the maximum of each formed radiation pattern with serial number m with corresponds to the spatial direction of arrival of the radio subscriber signal with serial number m.

Выходы БФДН соединены с соответствующими входами блока демодуляции и декодирования, в котором каждый результат формирования диаграммы направленности с порядковым номером m, представляющий собой результирующее напряжение приема сигнала радиоабонента с порядковым номером m, демодулируется соответствующим демодулятором сигнала радиоабонента с порядковым номером m и декодируется соответствующим декодером с порядковым номером m.The BFDN outputs are connected to the corresponding inputs of the demodulation and decoding unit, in which each result of the formation of a radiation pattern with serial number m, which is the resulting voltage of the reception of the radio subscriber signal with serial number m, is demodulated by the corresponding demodulator of the radio subscriber signal with serial number m and decoded by the corresponding decoder with serial number number m.

Выходы-входы блока демодуляции и декодирования соединены с соответствующими входами-выходами коммутатора, выходы-входы которого соединены соответственно с входами-выходами БФДН, с входами-выходами мультиплексора, с входами-выходами формирователя сигналов управления, с входами-выходами аппаратуры определения координат местоположения и меток точного времени, с входами-выходами каждого из L автоматизированных рабочих мест (АРМ) посредством соответствующих линий связи, а также с входами - выходами аппаратуры внутриузловой связи (ВУС), обеспечивающей двухстороннюю внутриузловую связь РПмЦ с РПдЦ при работе в составе УРС КB диапазона. При этом на экранах мониторов ЭВМ каждого из L АРМ отображаются результаты приема сигналов соответствующих радиоабонентов.The outputs and inputs of the demodulation and decoding unit are connected to the corresponding inputs and outputs of the switch, the outputs and inputs of which are connected respectively to the inputs and outputs of the BFDN, to the inputs and outputs of the multiplexer, to the inputs and outputs of the driver of the control signals, to the inputs and outputs of the equipment for determining location coordinates and time stamps, with inputs and outputs of each of L automated workstations (AWS) by means of corresponding communication lines, as well as inputs and outputs of intra-node communication equipment (VUS), effectiveness to two-way intrasite connection with RPmTs RPdTs while working as a part of URS kb range. Moreover, on the screens of the computer monitors of each of the L AWPs, the results of receiving signals of the corresponding radio subscribers are displayed.

Однако следует отметить следующие недостатки данного автоматизированного РПмЦ узла радиосвязи КB диапазона:However, it should be noted the following disadvantages of this automated RPMC radio range node KB range:

1. Помехоустойчивость приема сигналов радиоабонентов недостаточна при воздействии аддитивных и мультипликативных помех в КB канале связи по нескольким причинам:1. The noise immunity of receiving radio subscriber signals is insufficient when exposed to additive and multiplicative noise in the KB communication channel for several reasons:

1.1. Из-за неточности определения значений исходных данных, вводимых в электронную память РПмЦ для формирования в БФДН диаграмм направленностей [3]:1.1. Due to the inaccuracy of determining the values of the initial data input into the electronic memory of the RPMC for the formation of directional patterns in the BFD [3]:

а) географических координат размещения на местности каждого антенного элемента в составе выбранной конфигурации антенной решетки АФС;a) the geographical coordinates of the location on the terrain of each antenna element as part of the selected configuration of the antenna array AFS;

б) значений параметров радиотрасс при работе с соответствующими М радиоабонентами (протяженности, азимуты), определяющих пространственное направление прихода сигналов (радиолучей), каждый из которых характеризуется направленностью соответствующего вектора rm с порядковым номером m (m=1,2,…,M).b) the values of the parameters of the radio paths when working with the corresponding M radio subscribers (lengths, azimuths) that determine the spatial direction of arrival of signals (radio beams), each of which is characterized by the directivity of the corresponding vector r m with serial number m (m = 1,2, ..., M) .

Очевидно, что при мобильном варианте исполнения РПмЦ, неизбежны неточности в определении географических координат местоположения антенных элементов по выше приведенному пункту а) при каждом развертывании антенной решетки АФС после перемещения мобильного РПмЦ на новое место дислокации, особенно в неблагоприятных погодных условиях (выпадение атмосферных осадков, работа в зимних условиях).Obviously, with the mobile version of RPMC, inaccuracies are inevitable in determining the geographical coordinates of the location of the antenna elements according to paragraph a) above, each time the AFS antenna array is deployed after the mobile RPMC is moved to a new location, especially in adverse weather conditions (precipitation, work in winter conditions).

Соответственно с некоторыми отклонениями будет формироваться в БФДН и каждая m-я ДН с порядковым номером m (m=1,2,…,М), поскольку суммируемые напряжения N образцов принимаемого сигнала m-го радиоабонента с порядковым номером m с выходов m-ых каналов приема соответствующих N МЦРПУ, будут отличаться друг от друга по фазе на величины, определяемые погрешностью измерения координат местоположения каждого антенного элемента. Соответственно и результат суммирования по величине будет меньше требуемого. Из этого следует, что и результирующее соотношение сигнал/помеха на входе соответствующего демодулятора сигнала m-го радиоабонента (в составе блока демодуляции и декодировании) h mp =U С pm / U П pm (Uc pm - результирующее напряжение сигнала на входе демодулятора сигнала m-го радиоабонента, U П pm - результирующее напряжение помехи на входе этого демодулятора, измеренное в полосе частот, занимаемой сигналом) будет меньше потенциально достижимого, что снижает помехоустойчивость приема.Accordingly, with some deviations, each m-th BP with serial number m (m = 1,2, ..., M) will be formed in the BFDN, since the summed voltages N of the samples of the received signal of the m-th radio subscriber with serial number m from the outputs of the mth the reception channels corresponding to N ICRPU will differ from each other in phase by the values determined by the error in measuring the coordinates of the location of each antenna element. Accordingly, the summation result in magnitude will be less than required. It follows that the resulting signal-to-noise ratio at the input of the corresponding signal demodulator of the m-th radio subscriber (as part of the demodulation and decoding unit) h mp = U С pm / U П pm ( Uc pm is the resulting signal voltage at the input of the signal demodulator m radio subscriber, U P pm - the resulting interference voltage at the input of this demodulator, measured in the frequency band occupied by the signal) will be less than the potential achievable, which reduces the noise immunity of the reception.

Рассмотрим влияние на помехоустойчивость приема сигналов исходных данных, вводимых в электронную память РПмЦ, при выполнении операций по вышеприведенному пункту б).Let us consider the effect on the noise immunity of receiving the signals of the initial data input into the electronic memory of the RPMC when performing the operations in the above item b).

Для достижения максимально возможного значения результирующего соотношения h pm =U Cpm / U П pm на входе демодулятора сигнала m-го радиоабонента в составе блока демодуляции и декодирования, требуется, чтобы пространственное направление максимума формируемой m-ой ДН совпадало с пространственным направлением прихода радиолуча от m-го радиоабонента, которое характеризуется направленностью соответствующего вектора r m с порядковым номером m [3].To achieve the maximum possible value of the resulting relation h pm = U Cpm / U П pm at the input of the signal demodulator of the m-th radio subscriber as part of the demodulation and decoding unit, it is required that the spatial direction of the maximum of the generated m-th beam coincides with the spatial direction of arrival of the radio beam from m -th radioabonenta characterized oriented corresponding vector r m with sequence number m [3].

Однако точное значение угла прихода принимаемого сигнала (пространственного направления вектора r m ) априори определить невозможно путем расчета радиотрассы из-за временной и пространственной изменчивости области ионосферы, от которой отражаются короткие волны [8]. Кроме того, траектории распространения радиоволн, отраженных от области ионосферы F часто имеют заметную асимметрию за счет смещения области отражения относительно середины трассы ([8], с. 46), что также приводит к изменению углов прихода сигнала относительно расчетных значений для симметричной радиотрассы, а соответственно, и к энергетическим потерям радиолинии [4].However, the exact value of the angle of arrival of the received signal (the spatial direction of the vector r m ) cannot be determined a priori by calculating the radio path due to the temporal and spatial variability of the ionosphere region from which short waves are reflected [8]. In addition, the propagation paths of radio waves reflected from the region of the ionosphere F often have noticeable asymmetry due to the shift of the reflection region relative to the middle of the path ([8], p. 46), which also leads to a change in the angles of arrival of the signal relative to the calculated values for a symmetric radio path, and respectively, and to the energy loss of the radio link [4].

1.2. Из-за кратковременных перерывов связи вследствие глубоких замираний принимаемых сигналов.1.2. Due to short interruptions in communication due to deep fading of received signals.

Известно, что при работе на односкачковых радиотрассах протяженностью 1000-3000 км ([8], с. 80, 81) в условиях глубоких замираниях сигнала, принимаемого от любого m-го радиоабонента, на выходе соответствующего демодулятора и последующего декодера в процессе проведения сеанса связи могут неоднократно регистрироваться пакеты ошибок. Длительность каждого пакета ошибок определяется временем нахождения уровня напряженности электромагнитного поля (ЭМП) принимаемого радиолуча ниже определенного порогового уровня, что приводит к кратковременным потерям связи.It is known that when working on single-hop radio paths with a length of 1000-3000 km ([8], p. 80, 81) under conditions of deep fading of a signal received from any m-th radio subscriber, at the output of the corresponding demodulator and subsequent decoder during a communication session error packets may be logged repeatedly. The duration of each error packet is determined by the time the electromagnetic field (EMF) level of the received radio beam is below a certain threshold level, which leads to short-term communication losses.

При работе на многоскачковых трассах протяженностью 3000-4000 км и более (с количеством скачков больше одного), на которых имеют место несколько возможных треугольных траекторий распространения радиоволн ([8], с. 13, рис. 1.1), в точку приема могут приходить несколько радиолучей под разными углами прихода с независимыми замираниями уровней напряженности ЭМП каждого из лучей.When working on multi-hop routes with a length of 3000-4000 km or more (with the number of jumps more than one), on which there are several possible triangular propagation paths of radio waves ([8], p. 13, Fig. 1.1), several a radio beam at different angles of arrival with independent fading of the EMF intensity levels of each of the rays.

В интервалы времени, когда происходят глубокие замирания уровня напряженности ЭМП, например, «основного» радиолуча, на который ориентируют максимум ДН фазируемой антенной решетки при приеме сигнала m-го радиоабонента, на РПмЦ, как и описано выше, будут регистрироваться соответствующие пакеты ошибок. Однако в данном случае при глубоких замираниях «основного» радиолуча уровни напряженностей ЭМП других радиолучей, приходящих в точку приема под другими углами прихода, могут превышать пороговый уровень.At time intervals when deep fading of the EMF intensity level occurs, for example, of the “main” radio beam, to which the maximum of the phased array antenna beam is oriented when receiving the signal of the m-th radio subscriber, corresponding error packets will be recorded at the RPMC, as described above. However, in this case, with deep fading of the "main" radio beam, the EMF intensities of other radio beams arriving at the receiving point at different angles of arrival can exceed the threshold level.

Поскольку в известном РПмЦ [6] не предусмотрена оперативная перестройка пространственной направленности максимума ДН, сформированной для приема сигнала m-го радиоабонента, на другой радиолуч (несущий ту же информацию, что и «основной» радиолуч) с целью сокращения длительности пакета ошибок, то длительность каждого пакета ошибок будет определяться временем нахождения уровня напряженности ЭМП «основного» радиолуча ниже порогового уровня. В результате прием информации от m-го радиоабонента может возобновляться только после возрастания уровня напряженности ЭМП «основного» радиолуча (после каждого его глубокого замирания) выше порогового уровня, что не позволяет сократить длительность пакета ошибок.Since the known RPMC [6] does not provide for the operational restructuring of the spatial directivity of the maximum of the beam formed to receive the signal of the m-th radio subscriber, to another radio beam (carrying the same information as the "main" radio beam) in order to reduce the duration of the error packet, the duration of each error packet will be determined by the time the EMF intensity level of the “main” radio beam is below the threshold level. As a result, the reception of information from the m-th radio subscriber can be resumed only after the EMF intensity level of the “main” radio beam (after each of its deep fading) exceeds the threshold level, which does not allow to reduce the duration of the error packet.

1.3. Из-за недостаточной величины соотношения сигнал/помеха каждого из М результирующих напряжений приема сигналов радиоабонентов, формируемых известным способом на выходах БФДН.1.3. Due to the insufficient signal-to-noise ratio of each of the M resulting reception voltages of the radio subscriber signals generated in a known manner at the outputs of the BFDN.

Площадь, занимаемая антенной решеткой АФС известного автоматизированного РПмЦ выбирается сравнительно небольшой, например, антенная решетка аналогового антенного приемного комплекса ФАР 5АР [7] состоит из 40 антенных элементов и занимает площадь 40×60 м, при этом расстояния между соседними антенными элементами решетки не превышают 10 м. Из этого следует, что принимаемые образцы (копии) напряжений сигнала и помех на выходах соседних антенных элементов сильно коррелированны (при значении пространственной корреляционной функции или радиуса пространственной корреляции Rd [9], близком к максимальному, т.е. Rd≈1).The area occupied by the AFS antenna array of a well-known automated RPMC is selected relatively small, for example, the antenna array of the FAR 5AR analog antenna receiving complex [7] consists of 40 antenna elements and occupies an area of 40 × 60 m, while the distances between adjacent antenna elements of the array do not exceed 10 m. From this it follows that the received samples (copies) of signal voltages and interference at the outputs of adjacent antenna elements are strongly correlated (with the value of the spatial correlation function or radius n ostranstvennoy correlation R d [9] is close to the maximum, i.e., R d ≈1).

Необходимо отметить, что при данном способе формирования диаграмм направленностей слабая корреляция сигналов и помех на выходах соседних антенных элементов (при Rd→0) антенной решетки не допустима, поскольку приведет к неопределенности разности фаз напряжений образцов сигнала m-го радиоабонента на выходах соседних элементов. Слабая корреляция достигается при пространственном разнесении соседних антенных элементов на расстояние

Figure 00000001
, где λ - длина волны принимаемого сигнала ([10], с. 169).It should be noted that with this method of forming radiation patterns, a weak correlation of signals and interference at the outputs of adjacent antenna elements (at R d → 0) of the antenna array is not permissible, since it will lead to an uncertainty in the phase difference of the voltage samples of the signal of the mth radio subscriber at the outputs of neighboring elements. A weak correlation is achieved with the spatial separation of adjacent antenna elements over a distance
Figure 00000001
where λ is the wavelength of the received signal ([10], p. 169).

В результате при сложении в БФДН напряжений смеси образцов сигнала и помех, принимаемых, например, двумя соседними антенными элементами антенной решетки (отфильтрованных и усиленных в соответствующих каналах приема соседних МЦРПУ), например, с порядковыми номерами 1 и 2 и с соответствующими соотношениями сигнал/помеха: h m 1 =U C 1 m / U П1 m и h m 2 =U C 2 m / U П2 m , увеличения результирующего соотношения сигнал/помеха h pm (1+2) практически не будет по отношению к соотношению сигнал/помеха одного из слагаемых, т.е. hpm(1+2)≈hpm1≈hm2. As a result, when the voltage of a mixture of signal samples and interference is added to the BFDN, received, for example, by two adjacent antenna elements of the antenna array (filtered and amplified in the corresponding reception channels of neighboring MCRPUs), for example, with serial numbers 1 and 2 and with corresponding signal / noise ratios : h m 1 = U C 1 m / U П1 m and h m 2 = U C 2 m / U П2 m , there will be practically no increase in the resulting signal to noise ratio h pm (1 + 2) with respect to the signal to noise ratio one of the terms, i.e. h pm (1 + 2) ≈h pm1 ≈h m2.

Известно ([10], с. 183), что увеличение результирующего соотношения сигнал/помеха в рассматриваемом случае может быть достигнуто только тогда, когда образцы сигнала m-го радиоабонента с выходов m-ых каналов приема соответствующих МЦРПУ складываются алгебраически (синфазное сложение сигналов), а слабо коррелированные помехи (шумы) на выходе этих каналов приема складываются геометрически. Соответственно увеличение результирующего соотношения сигнал/помеха h mp на m-ом выходе БФДН (на ходе демодулятора сигнала m-го радиоабонента) при формировании m-ой ДН будет достигаться в основном за счет сложения выходных напряжений m-ых каналов приема тех МЦРПУ, которые подключены к антенным элементам, разнесенным на местности друг относительно друга на более дальние расстояния, при которых принимаемые помехи менее коррелированны (Rd<1). Однако и принимаемые этими антенными элементами образцы сигнала m-го радиоабонента будут также менее коррелированы, что приводит к возрастанию погрешности фазирования наиболее удаленных антенных элементов при формировании m-ой ДН.It is known ([10], p. 183) that an increase in the resulting signal-to-noise ratio in the case under consideration can be achieved only when the samples of the signal of the m-th radio subscriber from the outputs of the m-th reception channels of the corresponding MCRPUs are added algebraically (common-mode signal addition) , and weakly correlated interference (noise) at the output of these reception channels are added geometrically. Accordingly, an increase in the resulting signal-to-noise ratio h mp at the m-th output of the BFDN (during the demodulator of the signal of the m-th radio subscriber) during the formation of the m-th beam will be achieved mainly by adding the output voltages of the m-th reception channels of those MCRPUs that are connected to antenna elements spaced on the ground relative to each other for longer distances at which received interference is less correlated (R d <1). However, the samples of the signal of the m-th radio subscriber received by these antenna elements will also be less correlated, which leads to an increase in the phasing error of the most distant antenna elements during the formation of the m-th beam.

Таким образом, в автоматизированном РПмЦ, реализующем данный способ многоканального приема сигналов, потенциальные возможности используемого оборудования (N антенных элементов в составе АФС и М каналов приема в составе каждого МЦРПУ) для повышения соотношения сигнал/помеха на входе демодулятора сигнала m-го радиоабонента, используются не полностью.Thus, in an automated RPMC that implements this method of multichannel signal reception, the potential capabilities of the equipment used (N antenna elements as part of the APS and M reception channels as part of each MCRPU) to increase the signal-to-noise ratio at the input of the signal demodulator of the m-th radio subscriber are not completely.

2. Сравнительно большое время развертывания мобильного варианта исполнения РПмЦ, конструктивно выполненного, например, в виде мобильной аппаратной, смонтированной в кузове-фургоне на шасси автомобиля типа КамАЗ. Время развертывания такого РПмЦ будет определяться последовательностью выполнения следующих действий:2. The relatively large deployment time of the mobile RPMC version, structurally executed, for example, in the form of a mobile equipment room mounted in a box body on a KamAZ-type car chassis. The deployment time of such an RPMC will be determined by the sequence of the following actions:

2.1. Перед развертыванием антенной решетки АФС в условиях лесистой местности необходимо найти относительно ровную горизонтальную площадку и выполнить операции по вышеприведенному пункту а), т.е. с помощью аппаратуры определения местоположения и меток точного времени определить географические координаты геометрического центра антенной решетки. Относительно этого центра требуется определить географические координаты местоположения каждого из N антенных элементов в соответствии с принятой конфигурацией антенной решетки (линейная, кольцевая, плоская прямоугольная или гексагональная) [3] и произвести разметку местности. После этого можно произвести развертывание каждого антенного элемента с установкой его на местности в соответствии с произведенной разметкой.2.1. Before deploying the AFS antenna array in a wooded area, it is necessary to find a relatively flat horizontal area and perform the operations in paragraph a) above, i.e. using the equipment for determining the location and timestamps to determine the geographical coordinates of the geometric center of the antenna array. Relative to this center, it is required to determine the geographical coordinates of the location of each of the N antenna elements in accordance with the adopted configuration of the antenna array (linear, circular, flat rectangular or hexagonal) [3] and mark the terrain. After this, you can deploy each antenna element with its installation on the ground in accordance with the markup.

2.2. Далее требуется развернуть мобильную аппаратную, запустить электроагрегат из ее состава для питания технических средств РПмЦ (радиоэлектронной аппаратуры и вычислительной техники - ЭВМ) и выполнить операции по вышеприведенному пункту б) для формирования программным способом диаграмм направленностей с требуемой ориентацией максимумов ДН в пространстве. После выполнения этих операций развертывание мобильного РПмЦ можно считать законченным.2.2. Next, you need to deploy a mobile hardware room, start an electric unit from its composition to power the RPMC technical equipment (electronic equipment and computers - computers) and perform operations according to paragraph b) above to programmatically generate directional patterns with the required orientation of the maximums in the space. After performing these operations, the deployment of the mobile RPMC can be considered completed.

3. Ограниченность применения РПмЦ из-за сложности или невозможности развертывания антенной решетки АФС с регулярным размещением антенных элементов, например, на:3. The limited use of RPMC due to the complexity or inability to deploy the antenna array AFS with regular placement of antenna elements, for example, on:

- сильно пересеченной местности или гористой местности;- heavily rugged terrain or mountainous terrain;

- плоских крышах близкорасположенных зданий и сооружений;- flat roofs of nearby buildings and structures;

- палубах крупногабаритных морских судов;- decks of bulky sea vessels;

- железнодорожных платформах, в том числе на крышах специальных вагонов и др.- railway platforms, including on the roofs of special wagons, etc.

Задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение - автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона, являются:The tasks to which the invention is directed, the automated radio receiving center of the shortwave radio communication center, are:

1. Повышение помехоустойчивости приема сигнала от каждого из М радиоабонентов при работе на односкачковых и многоскачковых КB радиотрассах различной протяженности в условиях глубоких замираний принимаемых сигналов.1. Improving the noise immunity of signal reception from each of the M radio subscribers when operating on single hop and multi hop KB radio paths of various lengths under conditions of deep fading of received signals.

2. Сокращение времени развертывания N антенных элементов АФС мобильного варианта исполнения РПмЦ, работающего на стоянках.2. Reducing the deployment time of the N antenna elements of the AFS mobile version of the RPMC operating in parking lots.

3. Расширение возможностей применения автоматизированного РПмЦ за счет обеспечения возможности развертывания антенных элементов АФС, например:3. Expanding the possibilities of using automated RPMC by ensuring the deployment of antenna elements of the AFS, for example:

- в условиях сильно пересеченной местности или гористой местности;- in severely rugged terrain or mountainous terrain;

- на плоских крышах близкорасположенных зданий и сооружений;- on the flat roofs of nearby buildings and structures;

- на крупногабаритных морских судах;- on bulky sea vessels;

- на железнодорожных платформах, в том числе на крышах специальных вагонов и др.- on railway platforms, including on the roofs of special wagons, etc.

Решение поставленных задач достигается тем, что в автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона, содержащий антенно-фидерную систему (АФС), состоящую из удаленных друг от друга N антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N, выход каждого антенного элемента с порядковым номером n соединен с входом соответствующего многоканального цифрового радиоприемного устройства (МЦРПУ) с таким же порядковым номером n, содержащего М независимых каналов приема с порядковыми номерами от 1 до М, выходы-входы каждого МЦРПУ с порядковым номером n соединены с соответствующими входами-выходами мультиплексора, выходы-входы которого соединены с соответствующими входами-выходами коммутатора, выходы-входы которого соединены соответственно с входами-выходами формирователя сигналов управления, с входами-выходами блока демодуляции и декодирования, с входами-выходами аппаратуры определения координат местоположения и меток точного времени, с входами-выходами автоматизированного рабочего места через линию связи, а также с входами - выходами аппаратуры внутриузловой связи (ВУС), введены М устройств когерентного сложения сигналов (УКС) с порядковыми номерами от 1 до М, входы - выходы каждого из которых с порядковым номером m соединены с соответствующими дополнительными выходами-входами мультиплексора, каждое УКС с порядковым номером m содержит коммутатор УКС, входы - выходы которого являются входами -выходами УКС с порядковым номером m, сумматор, фильтр результирующего колебания, нормирующий усилитель результирующего колебания и N узлов фазирования с порядковыми номерами от 1 до N, первые входы каждого из которых с порядковым номером n соединены с соответствующими выходами коммутатора УКС, входы которого соединены с соответствующими выходами фильтра результирующего колебания, объединенными с соответствующими входами нормирующего усилителя результирующего колебания, выходы которого объединены с соответствующими вторыми входами каждого узла фазирования с порядковым номером n, выходы каждого узла фазирования с порядковым номером n соединены с соответствующими входами сумматора, выходы которого соединены с соответствующими входами фильтра результирующего колебания, каждый узел фазирования с порядковым номером n содержит канальный фильтр, входы которого являются первыми входами узла фазирования с порядковым номером n, выходы канального фильтра соединены с соответствующими входами нормирующего усилителя, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами первого перемножителя и с соответствующими первыми входами второго перемножителя, выходы которого являются выходами узла фазирования с порядковым номером n, вторые входы второго перемножителя соединены с соответствующими выходами измерительного фильтра, входы которого соединены с соответствующими выходами первого перемножителя, вторые входы которого, являются вторыми входами узла фазирования с порядковым номером n. The solution to these problems is achieved by the fact that in the automated radio receiving center of the shortwave range, containing the antenna-feeder system (APS), consisting of N antenna elements remote from each other with serial numbers from 1 to N, the output of each antenna element with serial number n connected to the input of the corresponding multichannel digital radio receiver (MCRPU) with the same serial number n, containing M independent receive channels with serial numbers from 1 to M, outputs-inputs each the second MCRPU with serial number n are connected to the corresponding inputs and outputs of the multiplexer, the outputs and inputs of which are connected to the corresponding inputs and outputs of the switch, the outputs and inputs of which are connected respectively to the inputs and outputs of the control signal generator, with the inputs and outputs of the demodulation and decoding unit, with the inputs and outputs of the equipment for determining the coordinates of the location and timestamps, with the inputs and outputs of the workstation through the communication line, as well as the inputs and outputs of the equipment in internal communications (CCS), M coherent signal addition (CCS) devices were introduced with serial numbers from 1 to M, the inputs and outputs of each of which with serial number m are connected to the corresponding additional outputs-inputs of the multiplexer, each CCS with serial number m contains a switch ACS, the inputs and outputs of which are inputs and outputs of the ACS with serial number m, an adder, a filter of the resulting oscillation, a normalizing amplifier of the resulting oscillation, and N phasing nodes with serial numbers from 1 to N, the first inputs s of each of which with serial number n are connected to the corresponding outputs of the UKS switch, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the filter of the resulting oscillation, combined with the corresponding inputs of the normalizing amplifier of the resulting oscillation, the outputs of which are combined with the corresponding second inputs of each phasing node with serial number n, the outputs of each phasing node with serial number n are connected to the corresponding inputs of the adder, the outputs of which are connected to the corresponding and the inputs of the filter of the resulting oscillation, each phasing node with serial number n contains a channel filter, the inputs of which are the first inputs of the phasing node with serial number n, the outputs of the channel filter are connected to the corresponding inputs of the normalizing amplifier, the outputs of which are connected to the corresponding first inputs of the first multiplier and the corresponding first inputs of the second multiplier, the outputs of which are the outputs of the phasing node with serial number n, the second inputs of the second multiply The firs are connected to the corresponding outputs of the measuring filter, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the first multiplier, the second inputs of which are the second inputs of the phasing unit with serial number n.

В составе АФС расстояние между любыми двумя соседними антенными элементами с любыми порядковыми номерами от 1 до N не менее величины

Figure 00000002
, где λ - максимальная длина волны принимаемого сигнала от любого из М радиоабонентов.As part of the AFS, the distance between any two adjacent antenna elements with any serial numbers from 1 to N is not less than
Figure 00000002
where λ is the maximum wavelength of the received signal from any of the M radio subscribers.

Кроме того, в составе АФС каждый из N/2 антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N/2, идентичных по конструктивному исполнению, предназначен для приема электромагнитного поля (ЭМП) горизонтальной поляризации, а каждый из других N/2 антенных элементов с другими порядковыми номерами от N/2+1 до N, идентичных по конструктивному исполнению, предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации, либо каждый из N/2 антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N/2 смешанного типа - как идентичного конструктивного исполнения, так и различного конструктивного исполнения, предназначен для приема ЭМП горизонтальной поляризации, а каждый из других N/2 антенных элементов с другими порядковыми номерами от N/2+1 до N смешанного типа - как идентичного конструктивного исполнения, так и различного конструктивного исполнения, предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации.In addition, as part of the AFS, each of the N / 2 antenna elements with serial numbers from 1 to N / 2, identical in design, is designed to receive horizontal electromagnetic field (EMF), and each of the other N / 2 antenna elements with other serial numbers from N / 2 + 1 to N, identical in design, designed to receive EMF of vertical polarization, or each of the N / 2 antenna elements with serial numbers from 1 to N / 2 of a mixed type - both identical design and different to structural design, designed to receive EMF of horizontal polarization, and each of the other N / 2 antenna elements with different serial numbers from N / 2 + 1 to N of mixed type - both identical design and different design, is designed to receive EMF of vertical polarization.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены схемы электрические структурные предлагаемого автоматизированного радиоприемного центра узла радиосвязи КB диапазона и устройства когерентного сложения сигналов (УКС). In FIG. 1 and FIG. 2 shows electrical structural diagrams of the proposed automated radio receiving center of the KB band radio communication unit and coherent signal addition (UKS) device.

Автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона, содержащий АФС 1, состоящую из удаленных друг от друга N антенных элементов 21,…,2N с порядковыми номерами от 1 до N, выход каждого антенного элемента 21,…,2N с порядковым номером n соединен с входом соответствующего МЦРПУ 31,…,3N с таким же порядковым номером n, содержащего М независимых каналов приема с порядковыми номерами от 1 до М, выходы-входы каждого МЦРПУ 31,…,3N с порядковым номером n соединены с соответствующими входами-выходами мультиплексора 4, выходы-входы которого соединены с соответствующими входами-выходами коммутатора 5, выходы-входы которого соединены соответственно с входами-выходами формирователя сигналов управления 6, с входами-выходами блока демодуляции и декодирования 7, с входами-выходами аппаратуры определения координат местоположения и меток точного времени 8, с входами-выходами автоматизированного рабочего места 9 посредством линии связи 10, а также с входами - выходами аппаратуры ВУС 11, введены М УКС 121,…,12М с порядковыми номерами от 1 до М, входы - выходы каждого из которых с порядковым номером m соединены с соответствующими дополнительными выходами-входами мультиплексора 4, каждое УКС 121,…,12M с порядковым номером m содержит коммутатор УКС 13, входы - выходы которого являются входами - выходами УКС 121,…,12M с порядковым номером m, сумматор 14, фильтр результирующего колебания 15, нормирующий усилитель результирующего колебания 16 и N узлов фазирования 171,…,17N с порядковыми номерами от 1 до N, первые входы каждого из которых с порядковым номером n соединены с соответствующими выходами коммутатора УКС 13, входы которого соединены с соответствующими выходами фильтра результирующего колебания 15, объединенными с соответствующими входами нормирующего усилителя результирующего колебания 16, выходы которого объединены с соответствующими вторыми входами каждого узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n, выходы каждого узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n соединены с соответствующими входами сумматора 14, выходы которого соединены с соответствующими входами фильтра результирующего колебания 15, каждый узел фазирования 171,…,17N с порядковым номером n содержит канальный фильтр 18, входы которого являются первыми входами узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n, выходы канального фильтра 18 соединены с соответствующими входами нормирующего усилителя 19, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами первого перемножителя 20 и с соответствующими первыми входами второго перемножителя 21, выходы которого являются выходами узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n, вторые входы второго перемножителя 21 соединены с соответствующими выходами измерительного фильтра 22, входы которого соединены с соответствующими выходами первого перемножителя 20, вторые входы которого, являются вторыми входами узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n.An automated radio receiving center of a shortwave radio communication center containing APS 1, consisting of N antenna elements 2 1 , ..., 2 N remote from each other with serial numbers from 1 to N, the output of each antenna element 2 1 , ..., 2 N with a serial number n is connected to the input of the corresponding ICMPU 3 1 , ..., 3 N with the same serial number n, containing M independent receive channels with serial numbers from 1 to M, the outputs-inputs of each ICMPU 3 1 , ..., 3 N with serial number n are connected with corresponding inputs and outputs of multiplexer 4, output - the inputs of which are connected to the corresponding inputs and outputs of the switch 5, the outputs and inputs of which are connected respectively to the inputs and outputs of the control signal generator 6, with the inputs and outputs of the demodulation and decoding unit 7, with the inputs and outputs of the apparatus for determining the location coordinates and timestamps 8 , to the inputs-outputs workstation 9 through the communication line 10 as well as with inputs - outputs VSL apparatus 11, MSC 12 introduced M 1, ..., 12 M with numbers from 1 to M, inputs - outputs of each of the cat ryh with sequence number m are connected to corresponding additional output-input multiplexer 4, each MSC 12 1, ..., 12 M with sequence number m comprises switch MSC 13, inputs - outputs of which are inputs - outputs MSC 12 1, ..., 12 M with serial number m, adder 14, the filter of the resulting oscillation 15, the normalizing amplifier of the resulting oscillation 16 and N phasing nodes 17 1 , ..., 17 N with serial numbers from 1 to N, the first inputs of each of which with serial number n are connected to the corresponding outputs of the switch UKS 13, cat inputs They are connected to the corresponding outputs of the filter of the resulting oscillation 15, combined with the corresponding inputs of the normalizing amplifier of the resulting oscillation 16, the outputs of which are combined with the corresponding second inputs of each phasing node 17 1 , ..., 17 N with serial number n, the outputs of each phasing node 17 1 , ... , 17 N with serial number n are connected to the corresponding inputs of the adder 14, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the filter of the resulting oscillation 15, each phasing node 17 1 , ..., 17 N with order The current number n contains a channel filter 18, the inputs of which are the first inputs of the phasing unit 17 1 , ..., 17 N with the serial number n, the outputs of the channel filter 18 are connected to the corresponding inputs of the normalizing amplifier 19, the outputs of which are connected to the corresponding first inputs of the first multiplier 20 and with the corresponding first inputs of the second multiplier 21, the outputs of which are the outputs of the phasing unit 17 1 , ..., 17 N with serial number n, the second inputs of the second multiplier 21 are connected to the corresponding outputs a filter ceiling elements 22, whose inputs are connected to respective outputs of the first multiplier 20, second inputs of which are the second inputs of the phasing unit 17 1, ..., 17 N with a sequence number n.

В составе АФС 1 расстояние между любыми двумя соседними антенными элементами 21,…,2N с любыми порядковыми номерами от 1 до N не менее величины

Figure 00000002
, где λ - максимальная длина волны принимаемого сигнала от любого из М радиоабонентов.As part of APS 1, the distance between any two adjacent antenna elements 2 1 , ..., 2 N with any serial numbers from 1 to N is not less than
Figure 00000002
where λ is the maximum wavelength of the received signal from any of the M radio subscribers.

Кроме того, в составе АФС 1 каждый из N/2 антенных элементов 21,…,2N/2 с порядковыми номерами от 1 до N/2, идентичных по конструктивному исполнению, предназначен для приема ЭМП горизонтальной поляризации, а каждый из других N/2 антенных элементов 2N/2+1,…,2N с другими порядковыми номерами от N/2+1 до N, идентичных по конструктивному исполнению, предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации, либо каждый из N/2 антенных элементов 21,…,2N/2 с порядковыми номерами от 1 до N/2 смешанного типа - как идентичного конструктивного исполнения, так и различного конструктивного исполнения, предназначен для приема ЭМП горизонтальной поляризации, а каждый из других N/2 антенных элементов 2N/2+1,…,2N с другими порядковыми номерами от N/2+1 до N смешанного типа - как идентичного конструктивного исполнения, так и различного конструктивного исполнения, предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации.In addition, as part of APS 1, each of the N / 2 antenna elements 2 1 , ..., 2 N / 2 with serial numbers from 1 to N / 2, identical in design, is designed to receive horizontal polarized electromagnetic fields, and each of the other N / 2 antenna elements 2 N / 2 + 1 , ..., 2 N with other serial numbers from N / 2 + 1 to N, identical in design, designed to receive EMF of vertical polarization, or each of N / 2 antenna elements 2 1 , ..., 2 N / 2 with serial numbers from 1 to N / 2 of the mixed type - both identical design and different design, designed to receive EMF horizontal polarization, and each of the other N / 2 antenna elements 2 N / 2 + 1 , ..., 2 N with other serial numbers from N / 2 + 1 to N mixed type - as an identical design, and various designs, designed to receive EMF vertical polarization.

Для анализа работы предлагаемого автоматизированного РПмЦ узла радиосвязи КB диапазона рассмотрим сначала отличительные особенности развертывания мобильного варианта исполнения этого РПмЦ.To analyze the operation of the proposed automated RPMC node of the KB range, we first consider the distinctive features of the deployment of a mobile version of this RPMC.

В отличие от известного автоматизированного РПмЦ [6] мобильного варианта исполнения, работающего на стоянках, для проведения развертывания АФС 1 предлагаемого автоматизированного РПмЦ (фиг. 1 и фиг. 2) мобильного варианта исполнения, конструктивно выполненного, например, в виде мобильной аппаратной, смонтированной в кузове-фургоне на шасси автомобиля типа КамАЗ, не требуется выбирать в условиях лесистой местности относительно ровную площадку и определять географические координаты местоположения каждого антенного элемента 21,…,2N для размещения антенных элементов в виде антенной решетки одной из конфигураций (линейная, кольцевая, плоская прямоугольная или гексагональная).In contrast to the well-known automated RPMTs [6] of the mobile version operating on parking lots, for the deployment of AFS 1 of the proposed automated RPMTs (Fig. 1 and Fig. 2) of the mobile embodiment, structurally executed, for example, in the form of a mobile hardware installed in LCV type KamAz car chassis is not required to select the conditions in a wooded area, relatively flat area and to determine the geographical coordinates of the location of each antenna element 2 1, ..., 2 N times for the location of the antenna elements in the form of an antenna array of one of the configurations (linear, circular, flat rectangular or hexagonal).

Развертывание N антенных элементов 21,…,2N АФС 1 предлагаемого автоматизированного РПмЦ можно производить практически на любой местности, например, на сильно пересеченной местности или гористой местности, свободных от металлических конструкций, препятствующих приему сигналов от радиоабонентов, и от густых зарослей, препятствующих креплению антенных элементов к грунту. При этом антенные элементы 21,…,2N АФС 1 могут устанавливаться на выбранной местности в произвольном порядке, но с соблюдением условия: расстояние между любыми двумя соседними антенными элементами 21,…,2N с любыми порядковыми номерами от 1 до N должно быть не менее величины

Figure 00000002
, где λ - максимальная длина волны принимаемого сигнала от любого из М радиоабонентов.The deployment of N antenna elements 2 1 , ..., 2 N APS 1 of the proposed automated RPMC can be performed on virtually any terrain, for example, on very rough terrain or mountainous terrain, free from metal structures that impede the reception of signals from radio subscribers, and from dense thickets that impede attaching antenna elements to the ground. In this case, the antenna elements 2 1 , ..., 2 N APS 1 can be installed on the selected area in any order, but subject to the condition: the distance between any two adjacent antenna elements 2 1 , ..., 2 N with any serial numbers from 1 to N should be no less than
Figure 00000002
where λ is the maximum wavelength of the received signal from any of the M radio subscribers.

Следует отметить, что предлагаемая структура автоматизированного РПмЦ и принцип обработки принимаемых сигналов, который приводится ниже при описании функционирования РПмЦ, позволяют обеспечить наиболее помехоустойчивый прием сигналов от каждого из М радиоабонентов при разнесении антенных элементов 21,…,2N между собой на такие расстояния

Figure 00000002
, при которых напряжения принимаемых сигналов и помех на выходах соседних антенных элементов с любыми порядковыми номерами от 1 до N будут слабо коррелированны [10] (при значении радиуса пространственной корреляции [9] Rd→0).It should be noted that the proposed structure of the automated RPMC and the principle of processing received signals, which is given below when describing the operation of the RPMC, provide the most noise-resistant reception of signals from each of the M radio components when the antenna elements 2 1 , ..., 2 N are spaced apart at such distances
Figure 00000002
at which the voltages of the received signals and interference at the outputs of adjacent antenna elements with any serial numbers from 1 to N will be weakly correlated [10] (for the value of the spatial correlation radius [9] R d → 0).

В качестве антенных элементов 21,…,2N АФУ 1 могут быть использованы широкополосные антенны вертикальной поляризации [11], [12] и горизонтальной поляризации ([13], с. 264).As the antenna elements 2 1, ..., 2 N 1 AFU may be used broadband antenna of vertical polarization [11], [12] and the horizontal polarization ([13], p. 264).

Указанные выше достаточно простые условия развертывания АФС 1 (без соблюдения условия равномерного расположения антенных элементов 21,…,2N в составе антенной решетки определенной конфигурации), позволяют производить установку антенных элементов 21,…,2N и радиоэлектронного оборудования РПмЦ в целом на мобильных крупногабаритных объектах таких, например, как достаточно большие морские суда или железнодорожные поезда с работой РПмЦ «на ходу». При этом количество N антенных элементов 21,…,2N в составе АФС 1 предлагаемого РПмЦ может быть существенно меньше, чем в известном ПРмЦ [6] (использующем антенную решетку выбранной конфигурации) за счет возможности использования более эффективных антенных элементов 21,…,2N и предлагаемых методов обработки принимаемых сигналов от каждого из М радиоабонентов.The above rather simple conditions deployment ASF 1 (without observing the condition of evenly spaced antenna elements 2 1, ..., 2 N in the composition of the antenna array defined configuration), allow the installation of the antenna elements 2 1, ..., 2 N and electronic RPmTs equipment generally at large-sized mobile facilities such as, for example, sufficiently large sea-going vessels or railway trains with RPMC “on the go” work. Moreover, the number N of antenna elements 2 1 , ..., 2 N as part of the APS 1 of the proposed RPMC can be significantly less than in the known PRMC [6] (using the antenna array of the selected configuration) due to the possibility of using more efficient antenna elements 2 1 , ... , 2 N and proposed methods for processing received signals from each of M radio subscribers.

В качестве антенных элементов 21,…,2N РПмЦ, развертываемых на таких мобильных объектах, могут быть использованы, например, малогабаритные низкопрофильные широкополосные приемные антенны КB диапазона, шифр «Акция» и «Акция - КB - К» (СКЖГ.464639.007 ТУ), выпускаемые ООО НПП «РОСМОРСЕРВИС», г. Санкт-Петербург. Антенны предназначены для установки на кораблях, судах, береговых стационарных и подвижных объектах связи, железнодорожном транспорте.As antenna elements 2 1 , ..., 2 N RPMC deployed on such mobile objects, for example, small-sized low-profile broadband receiving antennas of the KB range, the code "Action" and "Action - KB-K" (SKZHG.464639.007 TU) can be used ) produced by NPP ROSMORSERVICE LLC, St. Petersburg. Antennas are designed for installation on ships, ships, coastal stationary and mobile communications, railway transport.

Указанные выше условия развертывания АФУ 1 позволяют также производить развертывание АФС 1 на плоской крыше одного или нескольких близко расположенных зданиях при стационарном варианте исполнения РПмЦ.The above-mentioned deployment conditions of AFU 1 also allow the deployment of AFS 1 on the flat roof of one or several closely located buildings with a stationary version of the RPMTs design.

Каждый МЦРПУ 31,…,3N с порядковым номером n (n=1,2,…,N) имеет один высокочастотный вход, предназначенный для подключения к выходу соответствующего антенного элемента с порядковым номером n, и обеспечивает возможность одновременного приема по М независимым каналам приема. Обработка принимаемых сигналов в каналах приема выполняется в цифровой форме с прямым аналого-цифровым преобразованием радиосигнала без предварительных преобразований его частоты [3], [14]. Количество независимых каналов приема М каждого МЦРПУ 31,…,3N определяется максимальным количеством взаимодействующих с РПмЦ радиоабонентов, излучающих сигналы на соответствующих несущих частотах.Each MCRPU 3 1 , ..., 3 N with serial number n (n = 1,2, ..., N) has one high-frequency input, designed to connect the corresponding antenna element with serial number n to the output, and allows simultaneous reception of independent M reception channels. Processing of the received signals in the receiving channels is performed in digital form with direct analog-to-digital conversion of the radio signal without preliminary transformations of its frequency [3], [14]. The number of independent receive channels M of each MCPRC 3 1 , ..., 3 N is determined by the maximum number of radio components interacting with the RPMC that emit signals at the respective carrier frequencies.

Мультиплексирование и коммутация сформированных цифровых потоков, поступающих с выходов-входов МЦРПУ 31,…,3N на входы-выходы мультиплексора 4, организуется на стандартных сетевых протоколах, что дает возможность иметь необходимое количество МЦРПУ 31,…,3N.The multiplexing and switching of the generated digital streams coming from the outputs and inputs of the MCRPU 3 1 , ..., 3 N to the inputs and outputs of the multiplexer 4 is organized on standard network protocols, which makes it possible to have the required number of MCRPU 3 1 , ..., 3 N.

В качестве коммутатора 5 в составе РПмЦ и коммутатора УКС 13 в составе каждого УКС 121,…,12M может использоваться коммутатор Ethernet стандарта IEEE 802.3u 1000/100 Base - ТХ, например, типа EDS - 308 - Т фирмы МОХА, который обеспечивает организацию локальной информационной сети (ЛИС) между устройствами, подключаемыми к соответствующим его выходам-входам по интерфейсу Ethernet.As switch 5 in the RPMC and switch UKS 13 in each UKS 12 1 , ..., 12 M , an Ethernet switch of standard IEEE 802.3u 1000/100 Base - TX, for example, type EDS - 308 - T from MOXA, can be used. organization of a local information network (LIS) between devices connected to its corresponding outputs and inputs via the Ethernet interface.

Автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи КB диапазона функционирует следующим образом.The automated radio receiving center of the KB radio range is as follows.

Заблаговременно, перед началом проведения сеансов связи с радиоабонентами, в формирователь сигналов управления 6, который представляет собой ЭВМ, загружается специальное программное обеспечение (СПО) и вводится программа радиосвязи для управления техническими средствами автоматизированного РПмЦ и взаимодействующего (при работе в составе УРС КB диапазона) РПдЦ (время проведения сеансов; скорости приема и передачи данных; классы принимаемых и излучаемых сигналов; мощности излучения сигналов в сторону радиоабонентов; тексты передаваемых радиограмм; и т.д.), например, на сутки. Кроме того, в формирователь сигналов управления 6 от аппаратуры определения координат местоположения и меток точного времени 8 по ЛИС на базе коммутатора 5 вводятся метки точного времени для обеспечения выполнения операций программы радиосвязи в соответствии с запланированной временной последовательностью действий. Одновременно метки точного времени поступают по ЛИС на базе коммутатора 5 в ЭВМ автоматизированного рабочего места (АРМ) 9 через линию связи 10 для отображения на экране монитора точного времени для радиста-оператора РПмЦ. Кроме ЭВМ в состав АРМ могут входить, например, принтер, подключаемый к ЭВМ для документирования принимаемой информации, и другие периферийные устройства [6].In advance, before starting communication sessions with radio subscribers, control software 6, which is a computer, downloads special software (STR) and introduces a radio communication program to control the technical means of an automated RPMC and interacting (when operating as part of the URS KB range) RPdC (time of sessions; speed of data reception and transmission; classes of received and emitted signals; radiation power of signals in the direction of radio subscribers; texts are transmitted radiograms; etc.), e.g., for a day. In addition, in the driver of control signals 6 from the equipment for determining the coordinates of the location and timestamps 8 by LIS based on the switch 5, timestamps are entered to ensure the execution of the radio program in accordance with the planned time sequence of actions. At the same time, the time stamps are received via LIS on the basis of the switch 5 to the computer of the automated workstation (AWS) 9 via the communication line 10 to display the exact time for the radio operator operator RPmTs on the monitor screen. In addition to computers, a workstation may include, for example, a printer connected to a computer for documenting received information, and other peripheral devices [6].

Автоматическое функционирование РПмЦ в соответствии с программой радиосвязи осуществляется под управлением СПО. В этом случае формирователь сигналов управления 6 под управлением СПО формирует для проведения сеансов связи с радиоабонентами необходимые команды управления техническими средствами РПмЦ по следующим маршрутам: формирователь сигналов управления 6 - ЛИС на базе коммутатора 5, посредством которой команды управления могут поступать на следующие технические средства РПмЦ: МЦРПУ 31,…,3N; блок демодуляции и декодирования 7; УКС 121,...,12М (через мультиплексор 4).The automatic functioning of the RPMC in accordance with the radio program is carried out under the control of open source software. In this case, the control signal generator 6 under the control of the STR generates the necessary control commands for RPMC hardware for communication sessions with radio subscribers along the following routes: the control signal generator 6 — LIS based on switch 5, through which control commands can be sent to the following RPMC hardware: МЦРПУ 3 1 , ..., 3 N ; block demodulation and decoding 7; UKS 12 1 , ..., 12 M (via multiplexer 4).

Необходимые команды управления техническими средствами РПдЦ (при работе в составе УРС) от формирователя сигналов управления 6 посредством ЛИС на базе коммутатора 5 поступают на аппаратуру ВУС 11, которая обеспечивает взаимодействие по проводному каналу связи, либо по радиоканалу (с использованием аппаратуры беспроводного доступа) с аналогичной аппаратурой ВУС РПдЦ в составе УРС.The necessary commands to control the technical means of the RPDC (when working as part of the URS) from the control signal generator 6 through the LIS based on the switch 5 are sent to the VUS 11 equipment, which provides interaction via a wired communication channel or via a radio channel (using wireless access equipment) with a similar VUS RPdTs equipment as part of the URS.

При автоматизированном управлении команды управления техническими средствами РПмЦ и РПдЦ (при работе в составе УРС) следуют аналогичным образом посредством ЛИС на базе коммутатора 5 от ЭВМ АРМ 9 через линию связи 10.With automated control, the technical management teams of the RPMC and RPdTs (when working as part of the URS) follow in the same way through LIS based on the switch 5 from the computer AWP 9 through the communication line 10.

Выходное напряжение каждого n-го антенного элемента 21,…,2N АФС 1 с порядковым номером n (n=1,2,..., N) представляет собой напряжение образца (копии) с таким же порядковым номером n принимаемых с эфира высокочастотных сигналов и помех, которое подается на вход соответствующего n-го МЦРПУ 31,…,3N с таким же порядковым номером n, содержащего М независимых каналов приема.The output voltage of each n-th antenna element 2 1 , ..., 2 N APS 1 with serial number n (n = 1,2, ..., N) is the voltage of the sample (copy) with the same serial number n received from the ether high-frequency signals and interference, which is fed to the input of the corresponding n-th MCRPU 3 1 , ..., 3 N with the same serial number n, containing M independent receive channels.

В каждом n-ом МЦРПУ 31,…,3N каждый m-ый канал приема с порядковым номером m (m=1,2,…,М) устанавливается в режим приема сигнала соответствующего m-го радиоабонента для выделения из выходного напряжения n-го антенного элемента напряжения n-го образца принимаемого сигнала m-го радиоабонента. С выходов каждого n-го МЦРПУ 31,…,3N напряжение n-го образца принимаемого сигнала m-го радиоабонента в цифровой форме подается через мультиплексор 4 на соответствующие входы m-го УКС 121,…,12M.In each n-th MCRPU 3 1 , ..., 3 N, each m-th reception channel with serial number m (m = 1,2, ..., M) is set to the signal reception mode of the corresponding m-th radio subscriber to extract n from the output voltage of the nth voltage antenna element of the nth sample of the received signal of the mth radio subscriber. From the outputs of each n-th MCRPU 3 1 , ..., 3 N, the voltage of the n-th sample of the received signal of the m-th radio subscriber is digitally supplied through multiplexer 4 to the corresponding inputs of the m-th UKS 12 1 , ..., 12 M.

Таким образом, в каждый m-ый УКС 121,…,12M через мультиплексор 4 поступают N цифровых сигналов, представляющих собой в цифровой форме напряжения N образцов принимаемого сигнала m-го радиоабонента.Thus, in each m-th UKS 12 1 , ..., 12 M, through digital multiplexer 4, N digital signals are received, which represent in digital form the voltage N samples of the received signal of the m-th radio subscriber.

При этом в каждом m-ом УКС 121,…,12M напряжения (в цифровой форме) N образцов сигнала m-го радиоабонента подаются на входы коммутатора УКС 13 и посредством ЛИС на базе коммутатора УКС 13 напряжение каждого n-го образца сигнала m-го радиоабонента подается на первые входы соответствующего n-го узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n. Moreover, in each m-th UKS 12 1 , ..., 12 M voltage (in digital form) N signal samples of the m-th radio subscriber are fed to the inputs of the UKS 13 switch and, through the LIS based on the UKS 13 switch, the voltage of each n-th signal sample m -th radio subscriber is fed to the first inputs of the corresponding n-th phasing node 17 1 , ..., 17 N with serial number n.

Поскольку полоса пропускания каждого m-го канала приема в каждом n-ом МЦРПУ 31,…,3N может быть шире полосы пропускания, занимаемой спектром принимаемого сигнала m-го радиоабонента, то в каждом n-ом узле фазирования 171,…,17N n-ый образец принимаемого сигнала m-го радиоабонента дополнительно фильтруется цифровым канальным фильтром 18, полоса пропускания которого согласована со спектром сигнала m-го радиоабонента.Since the bandwidth of each mth reception channel in each n-th MCRPU 3 1 , ..., 3 N can be wider than the bandwidth occupied by the spectrum of the received signal of the m-th radio subscriber, then in each n-th phasing node 17 1 , ..., 17 N the n-th sample of the received signal of the m-th radio subscriber is additionally filtered by a digital channel filter 18, the passband of which is consistent with the signal spectrum of the m-th radio subscriber.

Отфильтрованная смесь напряжений n-го образца принимаемого сигнала m-го радиоабонента и аддитивной помехи, попадающей в полосу пропускания канального фильтра, выравнивается по уровню цифровым нормирующим усилителем 19 и далее поступает на первые входы первого 20 и второго 21 перемножителей. После корректировки фазы (фазирования) образца сигнала и его «взвешивания» во втором перемножителе 21 (путем умножения нормированного суммарного напряжения n-го образца принимаемого сигнала и помехи на напряжение с выхода измерительного фильтра 22, соответствующего уровню («весу») напряжения образца принимаемого сигнала в нормированной смеси сигнала и помехи), напряжение с выходов второго перемножителя 21 (в цифровой форме) поступает на соответствующие входы сумматора 14.The filtered mixture of the voltages of the nth sample of the received signal of the mth radio subscriber and the additive interference falling into the passband of the channel filter is leveled by a digital normalizing amplifier 19 and then goes to the first inputs of the first 20 and second 21 multipliers. After adjusting the phase (phasing) of the signal sample and its “weighting” in the second multiplier 21 (by multiplying the normalized total voltage of the n-th sample of the received signal and noise by the voltage from the output of the measuring filter 22, corresponding to the level (“weight”) of the voltage of the sample of the received signal in a normalized mixture of signal and interference), the voltage from the outputs of the second multiplier 21 (in digital form) is supplied to the corresponding inputs of the adder 14.

Результат суммирования выходных напряжений узлов фазирования 171,…,17N с выходов сумматора 14 отфильтровывается фильтром результирующего колебания 15 и подается на входы нормирующего усилителя результирующего колебания 16, с выходов которого это напряжение подается на вторые входы каждого из узлов фазирования 171,…,17N с порядковым номером n, в котором это напряжение подается на вторые входы первого перемножителя 20.The result of summing the output voltages of the phasing nodes 17 1 , ..., 17 N from the outputs of the adder 14 is filtered by the filter of the resulting oscillation 15 and fed to the inputs of the normalizing amplifier of the resulting oscillation 16, from the outputs of which this voltage is supplied to the second inputs of each of the phasing nodes 17 1 , ..., 17 N with serial number n, in which this voltage is supplied to the second inputs of the first multiplier 20.

Таким образом, структура каждого m-го УКС 121,…,12M (фиг. 2) представляет собой замкнутую систему саморегулирования с обратной связью, по окончании переходных процессов которой устанавливается режим, при котором обеспечивается синфазное (алгебраическое) сложение на выходе сумматора 14 напряжений N образцов сигнала m-го радиоабонента и геометрическое сложение соответствующих напряжений шумов с соответствующими «весовыми» коэффициентами, пропорциональными соотношению напряжений сигнал/шум на выходе измерительного фильтра 22 [10].Thus, the structure of each m-th UKS 12 1 , ..., 12 M (Fig. 2) is a closed loop self-regulation system with feedback, at the end of transient processes a mode is established in which in-phase (algebraic) addition at the output of the adder 14 is provided voltage N of the samples of the signal of the m-th radio subscriber and the geometric addition of the corresponding noise voltages with the corresponding "weight" coefficients proportional to the signal-to-noise voltage ratio at the output of the measuring filter 22 [10].

Напряжение (в цифровой форме) с выхода фильтра результирующего колебания 15, являющееся выходным напряжением соответствующего m-го УКС 121,…,12M или результирующим напряжением приема сигнала m-го радиоабонента, подается на входы коммутатора УКС 13 и посредством ЛИС на базе коммутатора УКС 13, а также посредством ЛИС на базе коммутатора 5 подается на входы соответствующего демодулятора сигнала m-го радиоабонента блока демодуляции и декодирования 7. Демодулированный и декодированный сигналы m-го радиоабонента поступают посредством ЛИС на базе коммутатора 5 в ЭВМ АРМ 9 через линию связи 10. Декодированный сигнал каждого m-го радиоабонента может быть отражен на экране монитора ЭВМ АРМ 9 и распечатан на принтере, подключенному к ЭВМ АРМ 9. При необходимости передачи принятой информации, например, в центр управления по КB каналу, соответствующий декодированный сигнал m-го радиоабонента посредством ЛИС на базе коммутатора 5 подается на аппаратуру ВУС 11 для дальнейшего взаимодействия с аналогичной аппаратурой ВУС РПдЦ КB УРС.The voltage (in digital form) from the output of the filter of the resulting oscillation 15, which is the output voltage of the corresponding mth UKS 12 1 , ..., 12 M or the resulting voltage of receiving the signal of the mth radio subscriber, is supplied to the inputs of the UKS 13 switch and through the LIS based on the switch UKS 13, as well as through LIS based on the switch 5, is fed to the inputs of the corresponding demodulator of the signal of the m-th radio subscriber of the demodulation and decoding unit 7. The demodulated and decoded signals of the m-th radio subscriber are received by LIS based on switch 5 in the computer AWP 9 through the communication line 10. The decoded signal of each m-th radio subscriber can be reflected on the screen of the computer AWP 9 and printed on a printer connected to the computer AWP 9. If necessary, transmit the received information, for example, to the control center via To the KB channel, the corresponding decoded signal of the m-th radio subscriber via LIS based on the switch 5 is fed to the VUS 11 equipment for further interaction with similar VUS RPdTs KB URS equipment.

Демодулированный сигнал какого-либо m-го радиоабонента при необходимости может быть передан по стандартному интерфейсу на оконечную аппаратуру для специального декодирования и др.If necessary, a demodulated signal of some mth radio subscriber can be transmitted via a standard interface to terminal equipment for special decoding, etc.

Проанализируем более подробно работу любого m-го УКС 121,…,12M с порядковым номером m, обеспечивающего оптимальное когерентное сложение напряжений N образцов сигнала m-го радиоабонента с выходов m-ых каналов приема соответствующих МЦРПУ 31,…,3N.Let us analyze in more detail the work of any mth UKS 12 1 , ..., 12 M with serial number m, which ensures optimal coherent summation of the voltages N of the samples of the signal of the mth radio subscriber from the outputs of the mth reception channels of the corresponding ICMPU 3 1 , ..., 3 N.

Для упрощения анализа работу m-го УКС будем рассматривать при приеме N образцов сигнала m-го радиоабонента на любом интервале стационарности длительностью Δt, в пределах которого уровень напряжения каждого n-го образца сигнала m-го радиоабонента не изменяется или изменяется незначительно. При этом длительность каждого интервала Δt, выбираемого в пределах длительности условного среднего «полупериода» замираний образцов сигнала m-го радиоабонента ТП3, должна быть больше постоянной времени измерительного фильтра 22 и больше постоянной времени цепи АРУ нормирующих усилителей 16 и 19 идентичных узлов фазирования 171,…,17N, но много меньше величины ТП3.To simplify the analysis, we will consider the operation of the mth UKS when receiving N samples of the signal of the mth radio subscriber on any stationarity interval of duration Δt, within which the voltage level of each nth sample of the signal of the mth radio subscriber does not change or changes slightly. Moreover, the duration of each interval Δt, selected within the duration of the conditional average “half-period” of fading of the samples of the signal of the mth radio subscriber T P3 , should be greater than the time constant of the measuring filter 22 and more than the time constant of the AGC circuit of the normalizing amplifiers 16 and 19 of identical phasing nodes 17 1 , ..., 17 N , but much less than the value of T P3 .

Также примем, что коэффициент передачи любого из фильтров (15, 18, 22), а также сумматора 14 равен единице. Кроме того, ввиду того, что структура каждого УКС 121,…,12M, как указывалось выше, представляет собой замкнутую систему с обратной связью, задержки сигналов или изменения их начальных фаз при прохождении их через указанные фильтры УКС учитывать не будем.We also assume that the transmission coefficient of any of the filters (15, 18, 22), as well as the adder 14, is equal to one. In addition, due to the fact that the structure of each UKS 12 1 , ..., 12 M , as mentioned above, is a closed loop system with feedback, we will not take into account signal delays or changes in their initial phases when passing through these UKS filters.

Кроме того, для наглядности изложения принципа работы любого из М УКС 121,…,12M будем считать, что анализируемый УКС (фиг. 2) выполнен в аналоговом виде и все операции, выполняемые составными частями УКС, будем описывать с использованием аналоговых сигналов, поскольку принцип работы любого УКС не зависит от способа его реализации - в цифровом или аналоговом виде.In addition, for clarity, the principle of operation of any of the M UKS 12 1 , ..., 12 M will be considered that the analyzed UKS (Fig. 2) is made in analog form and all operations performed by the components of the UKS will be described using analog signals, since the principle of operation of any ACS does not depend on the method of its implementation - in digital or analog form.

Основными функциональными узлами любого m-го УКС 121,…,12M являются идентичные узлы фазирования 171,…,17N, работу любого n-го узла фазирования с порядковым номером n рассмотрим более подробно.The main functional nodes of any m-th UKS 12 1 , ..., 12 M are identical phasing nodes 17 1 , ..., 17 N , the operation of any n-th phasing node with serial number n will be considered in more detail.

Пусть на первый вход (при анализе имеется в виду аналоговый вход) n-го узла фазирования 171,…,17N, поступает напряжение m-го канала приема n-го МЦРПУ 31,…,3N, принимающего напряжение n-го образца сигнала m-го радиоабонента, которое можно представить на интервале стационарности Δt в следующем аналоговом виде:Let the first input (in the analysis we have in mind the analog input) of the nth phasing node 17 1 , ..., 17 N , the voltage of the mth receiving channel of the nth ICMPU 3 1 , ..., 3 N receiving the voltage of the nth the signal sample of the m-th radio subscriber, which can be represented on the stationarity interval Δt in the following analog form:

Figure 00000003
Figure 00000003

где U Cnm и ϕ Cnm - амплитуда и фаза n-го «образца» сигнала m-го радиоабонента;where U Cnm and ϕ Cnm are the amplitude and phase of the nth “sample” of the signal of the m-th radio subscriber;

ω Cm - несущая частота сигнала m-го радиоабонента;ω Cm is the carrier frequency of the signal of the m-th radio subscriber;

θCm(t) - функция, определяющая вид угловой манипуляции сигнала m-го радиоабонента.θ Cm (t) is a function that determines the type of angular manipulation of the signal of the m-th radio subscriber.

Необходимо отметить, что в предлагаемом РПмЦ каналы приема МЦРПУ 31,…,3N должны работать в режиме отключения собственных систем автоматической регулировки усиления (АРУ), поскольку АРУ любого m-го канала приема любого n-го МЦРПУ 31,…,3N может регулировать уровень сигнала с более широкой полосой частот, чем полоса частот, занимаемая сигналом m-го радиоабонента.It should be noted that in the proposed RPMC, the reception channels of the MCRPU 3 1 , ..., 3 N should work in the off mode of their own automatic gain control systems (AGC), since the AGC of any m-th reception channel of any n-th MCRPU 3 1 , ..., 3 N can adjust the signal level with a wider frequency band than the frequency band occupied by the signal of the m-th radio subscriber.

Систему АРУ нормирующего усилителя 19 каждого узла фазирования 171,…,17N любого m-го УКС 121,…,12M можно охарактеризовать коэффициентом регулирования системы АРУ. Коэффициент регулирования системы АРУ показывает, во сколько раз диапазон изменения сигнала на выходе нормирующего усилителя меньше, чем на его входе [10]:The AGC system of the normalizing amplifier 19 of each phasing node 17 1 , ..., 17 N of any m-th UKS 12 1 , ..., 12 M can be characterized by the control coefficient of the AGC system. The AGC control coefficient shows how many times the signal range at the output of the normalizing amplifier is less than at its input [10]:

Figure 00000004
Figure 00000004

где UBX MIN и UВЫХ MIN - минимальное входное и минимальное выходное напряжения, которые ограничивают величиной реальной чувствительности нормирующего усилителя 19 узла фазирования 171,…,17N, a UBX МАХ и UВЫХ МАХ - ограничивают максимальной величиной входных колебаний, при которых уровень комбинационных составляющих на выходе нормирующего усилителя 19 не превышает допустимого.where U BX MIN and U OUT MIN are the minimum input and minimum output voltages, which are limited by the value of the real sensitivity of the normalizing amplifier 19 of the phasing unit 17 1 , ..., 17 N , and U BX MAX and U OUT MAX are limited by the maximum value of input oscillations, at which level of combinational components at the output of the normalizing amplifier 19 does not exceed the permissible.

Для каждого из нормирующих усилителей 16 и 19 узлов фазирования 171,…,17N каждого m-го УКС 121,…,12M будем считать приемлемым, например, изменение отфильтрованного соответствующим фильтром 15 (18) сигнала на входе нормирующего усилителя на 100 дБ при изменении сигнала на его выходе не более чем на 3 дБ. Системы АРУ с такими параметрами реализованы в современных радиоприемных устройствах [3].For each of the normalizing amplifiers 16 and 19 of the phasing nodes 17 1 , ..., 17 N of each m-th UKS 12 1 , ..., 12 M, we will consider acceptable, for example, changing the signal at the input of the normalizing amplifier filtered by the corresponding filter 15 (18) by 100 dB when the signal at its output changes by no more than 3 dB. AGC systems with such parameters are implemented in modern radio receivers [3].

На выходе нормирующего усилителя 19 n-го узла фазирования 171,…,17N напряжение отфильтрованного n-го образца сигнала m-го радиоабонента нормируется по уровню и поступает на вход первого перемножителя 20, на другой вход которого поступает с нормирующего усилителя результирующего колебания 16 результат саморегулирования замкнутой системы (УКС) - результирующее колебание («свертка»):At the output of the normalizing amplifier 19 of the nth phasing node 17 1 , ..., 17 N, the voltage of the filtered nth sample of the signal of the mth radio subscriber is normalized in level and fed to the input of the first multiplier 20, the other input of which comes from the normalizing amplifier of the resulting oscillation 16 the result of self-regulation of a closed system (UKS) is the resulting oscillation (“convolution”):

Figure 00000005
Figure 00000005

где U Pnm , ω Pm , ϕ Pm - соответственно амплитуда, угловая частота и фаза результирующего колебания n-го узла фазирования, корректирующего фазу n-го образца сигнала m-го радиоабонента.where U Pnm , ω Pm , ϕ Pm are the amplitude, angular frequency, and phase of the resulting oscillation of the nth phasing node, which corrects the phase of the nth sample of the signal of the mth radio subscriber, respectively.

Выходной продукт первого перемножителя 20 n-го узла фазирования 171,…,17N можно представить в виде:The output product of the first multiplier 20 of the n-th phasing node 17 1 , ..., 17 N can be represented as:

Figure 00000006
Figure 00000006

где К nm - значение коэффициента передачи нормирующего усилителя 19 n-го узла фазирования 171,…,17N m-го УКС 121,…,12M, при котором обеспечивается нормирование n-го образца входного сигнала с амплитудой UCnm.where K nm is the transmission coefficient of the normalizing amplifier 19 of the nth phasing node 17 1 , ..., 17 N of the mth UKS 12 1 , ..., 12 M , at which the nth sample of the input signal with the amplitude U Cnm is normalized .

Первый член в фигурных скобках (4) легко отсеивается измерительным фильтром 22, т.к. его спектр намного выше спектра второго члена.The first term in braces (4) is easily eliminated by the measuring filter 22, because its spectrum is much higher than the spectrum of the second term.

Второй член в фигурных скобках (4) представляет собой гармоническое колебание (без манипуляции) на разностной круговой частоте ωФm Cnm Pm , совпадающей с центральной частотой измерительного фильтра 22. Поскольку это колебание прямо пропорционально амплитуде принимаемого образца сигнала U Cnm и коэффициенту передачи Кnm (при U Pnm ≈const и КnmU Cnm ≈const), то при отсутствии помех на входе рассматриваемого n-го узла фазирования 171,…,17N, на выходе измерительного фильтра 22 амплитуда этого колебания будет максимальной и соответствовать максимальному «весу» напряжения принимаемого i-го образца сигнала m-го радиоабонента в нормированном колебании на выходе нормирующего усилителя 19.The second term in curly brackets (4) is harmonic oscillation (without manipulation) at the difference circular frequency ω Фm = ω Cnm -ω Pm , which coincides with the central frequency of the measuring filter 22. Since this oscillation is directly proportional to the amplitude of the received signal sample U Cnm and the coefficient Since K nm (at U Pnm ≈const and K nm U Cnm ≈const), then in the absence of interference at the input of the nth phasing node under consideration 17 1 , ..., 17 N , at the output of measuring filter 22, the amplitude of this oscillation will be maximum and correspond to maximum " weight "voltage of the received i-th sample of the signal of the m-th radio subscriber in the normalized oscillation at the output of the normalizing amplifier 19.

Выходное напряжение измерительного фильтра 22 n-го узла фазирования 171,…,17N с учетом вышеизложенного можно представить в виде:The output voltage of the measuring filter 22 of the n-th phasing node 17 1 , ..., 17 N , taking into account the foregoing, can be represented as:

Figure 00000007
Figure 00000007

Для более точной оценки в n-ом узле фазирования 171,…,17N m-го УКС 121,…,12M уровня или «веса» n-го образца сигнала m-го радиоабонента в нормированной смеси сигнала и помехи на выходе нормирующего усилителя 19, полоса пропускания измерительного фильтра 22 каждого узла фазирования 171,…,17N, с одной стороны, должна быть предельно малой, а с другой стороны, необходимо, чтобы эта полоса обеспечивала возможность «отслеживания» уровня n-го «образца» сигнала m-го радиоабонента при его замираниях и изменениях несущей частоты сигнала в процессе его приема. При практической реализации РПмЦ эту полосу можно выбрать порядка (20-25) Гц.For a more accurate evaluation of n-th node phasing 17 1, ..., 17 N m-th MSC 12 1, ..., 12 M-level or "weights» n-th signal sample of m-th radioabonenta a normalized signal mixture and interference at the output of the normalizing amplifier 19, the passband of the measuring filter 22 of each phasing unit 17 1 , ..., 17 N , on the one hand, should be extremely small, and on the other hand, it is necessary that this band provides the ability to "track" the level of the nth "sample »The signal of the m-th radio subscriber during its fading and changes in the carrier frequency of the signal during its reception. In the practical implementation of the RPMC, this band can be selected on the order of (20-25) Hz.

Выходной продукт второго перемножителя 22 n-го узла фазирования 171,…,17N будет иметь вид:The output product of the second multiplier 22 of the n-th phasing node 17 1 , ..., 17 N will be:

Figure 00000008
Figure 00000008

Первое слагаемое в фигурных скобках (6) отсеивается при дальнейшей фильтрации выходного продукта сумматора 14 фильтром результирующего колебания 15 и его можно не учитывать. Поэтому напряжение откорректированного по фазе в n-ом узле фазирования n-го образца сигнала m-го радиоабонента на выходе фильтра результирующего сигнала 15 (без учета других N-1 суммируемых выходных напряжений узлов фазирования), можно представить в виде:The first term in curly brackets (6) is eliminated during further filtering of the output product of the adder 14 by the filter of the resulting oscillation 15 and can be ignored. Therefore, the phase-corrected voltage in the nth phasing node of the nth sample of the signal of the m-th radio subscriber at the output of the filter of the resulting signal 15 (excluding other N-1 summed output voltages of the phasing nodes) can be represented as:

Figure 00000009
Figure 00000009

При этом результат алгебраического сложения выходных напряжений всех узлов фазирования 171,…,17N m-го УКС 121,…,12M на выходе фильтра результирующего колебания 15 или результирующее напряжение приема сигнала m-го радиоабонента на входе демодулятора сигнала m-го радиоабонента блока демодуляции и декодирования 7 с учетом (7) запишется в виде:In this case, the result of the algebraic addition of the output voltages of all phasing nodes 17 1 , ..., 17 N of the mth UKS 12 1 , ..., 12 M at the output of the filter of the resulting oscillation 15 or the resulting voltage of the reception of the signal of the mth radio subscriber at the input of the signal demodulator m the radio subscriber of the demodulation and decoding unit 7 taking into account (7) is written in the form:

Figure 00000010
Figure 00000010

Из (8) следует, что напряжение каждого из N принимаемых образцов сигнала m-го радиоабонента в соответствующем m-ом УКС 121,…,12M с помощью соответствующего узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n приводится к единой результирующей частоте ω Pm и фазе ϕ Pm , возводится в квадрат, после чего напряжения всех N принимаемых образцов сигнала m-го радиоабонента синфазно (алгебраически) суммируются (по мощности) в сумматоре 14 с соответствующими весовыми коэффициентами

Figure 00000011
.From (8) it follows that the voltage of each of the N received samples of the signal of the m-th radio subscriber in the corresponding m-th UKS 12 1 , ..., 12 M using the corresponding phasing node 17 1 , ..., 17 N with serial number n is reduced to a single the resulting frequency ω Pm and phase ϕ Pm is squared, after which the voltages of all N received samples of the signal of the m-th radio subscriber are in-phase (algebraically) summed (in power) in the adder 14 with the corresponding weight coefficients
Figure 00000011
.

При сравнительно больших значениях соотношения сигнал/помеха h nm =U nm / U П nm на выходе m-го канала приема каждого n-го МЦРПУ 31,…,3N (h im >1), в узлах фазирования 171,…,17N амплитуды напряжений соответствующих образцов сигнала m-го радиоабонента выравниваются каждым из нормирующих усилителей 19 до определенной величины, максимальный диапазон изменения которой не превышает 3 дБ при изменении амплитуды напряжения на входе до 100 дБ.With relatively large values of the signal-to-noise ratio h nm = U nm / U П nm at the output of the m-th receiving channel of each n-th MCRPU 3 1 , ..., 3 N (h im > 1), at the phasing nodes 17 1 , ... , 17 N, the voltage amplitudes of the corresponding samples of the signal of the mth radio subscriber are equalized by each of the normalizing amplifiers 19 to a certain value, the maximum range of which does not exceed 3 dB when the input voltage amplitude changes to 100 dB.

Если при работе в КB канале с замираниями, амплитуды напряжений образцов сигнала m-го радиоабонента могут изменяться, например, в пределах 60 дБ относительно их минимальных значений, при которых еще сохраняется соотношение hnm>1 на входе каждого n-го узла фазирования 171,…,17N, то величину амплитуды выходного нормированного колебания UCH каждого узла фазирования 171,…,17N с порядковым номером n можно считать примерно одной и той же:If, when operating in the KB channel with fading, the voltage amplitudes of the samples of the signal of the m-th radio subscriber can vary, for example, within 60 dB relative to their minimum values, at which the relation h nm > 1 at the input of each n-th phasing node is still preserved 17 1 , ..., 17 n, then the output value of the normalized amplitude of oscillation U CH phasing each node 17 1, ..., 17 n with a sequence number n may assume approximately the same:

Figure 00000012
Figure 00000012

Поскольку узлы фазирования 171,…,17N идентичны, то и величину амплитуды U Pm результирующего колебания вида (3) на выходе нормирующего усилителя 16 каждого узла фазирования (при указанных выше условиях) можно также считать одной и той же:Since the phasing nodes 17 1 , ..., 17 N are identical, the amplitude U Pm of the resulting oscillation of the form (3) at the output of the normalizing amplifier 16 of each phasing node (under the above conditions) can also be considered the same:

Figure 00000013
Figure 00000013

С учетом (9) и (10) выражение (8) можно представить в виде:In view of (9) and (10), expression (8) can be represented as:

Figure 00000014
Figure 00000014

Из (11) следует, что каждый m-ый УКС 121,…,12M может обеспечить увеличение мощности принимаемого n-го образца сигнала соответствующего m-го радиабонента до N раз.From (11) it follows that each m-th UKS 12 1 , ..., 12 M can provide an increase in the power of the received nth signal sample of the corresponding m-th radio component up to N times.

С помощью нормирующего усилителя 16 результирующее напряжение, определяемое выражением (8) или (11), нормируется по уровню и приводится к виду (3), что доказывает корректность проведенного анализа работы любого УКС 121,…,12M.Using the normalizing amplifier 16, the resulting voltage, determined by the expression (8) or (11), is normalized by level and reduced to the form (3), which proves the correctness of the analysis of the operation of any UKS 12 1 , ..., 12 M.

С использованием выше приведенного метода анализа работы любого УКС 121,…,12M не трудно показать, что при воздействии в эфире совместно с сигналом m-го радиоабонента аддитивной сосредоточенной по спектру помехи, например, в виде гармонического колебания на фиксированной частоте в пределах полосы частот, занимаемой сигналом m-го радиоабонента, то принимаемые напряжения N «образцов» этой помехи, попадающие в полосы пропускания канальных фильтров 18 соответствующих узлов фазирования 171,…,17N m-го УКС 121,…,12M, будут складываться геометрически. Причем, чем больше амплитуда напряжения образца сосредоточенной по спектру помехи на входе канального фильтра 18, например, n-го узла фазирования 171,…,17N по отношению к амплитуде напряжения n-го «образца» сигнала m-го радиоабонента на входе этого фильтра, тем с меньшим весовым коэффициентом

Figure 00000015
будет поступать преобразованное напряжение этого образца сосредоточенной по спектру помехи с выхода второго перемножителя 21 n-го узла фазирования на соответствующий вход сумматора 14.Using the above method for analyzing the operation of any UKS 12 1 , ..., 12 M, it is not difficult to show that when exposed to the air with the signal of the mth radio subscriber, an additive spectrum-concentrated noise, for example, in the form of harmonic oscillations at a fixed frequency within the band frequency occupied by the signal of the m-th radio subscriber, then the received voltages N of the “samples” of this interference falling into the pass-band of the channel filters 18 of the corresponding phasing nodes 17 1 , ..., 17 N of the m-th UKS 12 1 , ..., 12 M will add up geometrically . Moreover, the larger the voltage amplitude of the sample concentrated along the interference spectrum at the input of the channel filter 18, for example, the nth phasing node 17 1 , ..., 17 N with respect to the voltage amplitude of the nth "sample" signal of the mth radio subscriber at the input of this filter, the one with lower weight
Figure 00000015
the converted voltage of this sample will be concentrated in the interference spectrum from the output of the second multiplier 21 of the n-th phasing node to the corresponding input of the adder 14.

Поскольку в составе АФС 1 предлагаемого РПмЦ каждый из N/2 антенных элементов 21,…,2N/2 предназначен для приема электромагнитного поля (ЭМП) горизонтальной поляризации, а каждый из N/2 других антенных элементов 2N/2+1,…,2N предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации, то при действии в эфире совместно с сигналом m-го радиоабонента сосредоточенных по спектру помех, образцы которых попадают в полосу пропускания канального фильтра 18 узлов фазирования 171,…,17N m-го УКС 121,…,12M, имеется возможность повысить величину результирующего соотношения сигнал/помеха на выходе УКС (на выходе фильтра результирующего колебания 15) за счет суммирования в сумматоре 14 отдельных образцов сигнала (каналов приема) m-го радиоабонента, свободных от помех, и подавления остальных каналов приема (суммируемых с малыми весовыми коэффициентами

Figure 00000016
), пораженных сосредоточенными по спектру помехами.Since as part of the AFS 1 of the proposed RPMC, each of the N / 2 antenna elements 2 1 , ..., 2 N / 2 is designed to receive the electromagnetic field (EMF) of horizontal polarization, and each of the N / 2 other antenna elements 2 N / 2 + 1 , ..., 2 N is designed to receive vertical polarized EMF, then when operating on the air together with the signal of the mth radio subscriber concentrated on the interference spectrum, samples of which fall into the passband of the channel filter 18 phasing nodes 17 1 , ..., 17 N of the mth UKS 12 1, ..., 12 M, it is possible to increase the value of the resulting Aspect of the signal / noise ratio at the output of the SMS (in the resulting oscillation output of filter 15) by summing at adder 14 the individual signal samples (reception channels) m-th radioabonenta free of interference, and to suppress other receiving channels (integrable with small weights
Figure 00000016
) affected by spectrum-centered interference.

При этом пораженными помехами окажутся те принимаемые образцы сигнала m-го радиоабонента (или m-ые каналы приема соответствующих МЦРПУ 31,…,3N), направление поляризации ЭМП которых совпадает с направлением поляризации ЭМП помехи. В противном случае эти образцы сигнала m-го радиоабонента будут свободны от помех, либо в некоторой степени поражены помехами в зависимости от угла между векторами, соответствующими направлениям поляризации ЭМП образцов сигнала и помех.In this case, the received samples of the signal of the m-th radio subscriber (or the m-th reception channels of the corresponding MCRPU 3 1 , ..., 3 N ) will be affected by interference, the direction of polarization of the electromagnetic fields of which coincides with the direction of polarization of the electromagnetic fields of interference. Otherwise, these samples of the signal of the mth radio subscriber will be free from interference, or to some extent affected by interference, depending on the angle between the vectors corresponding to the polarization directions of the EMF of the signal and interference samples.

Кроме того, как было отмечено выше, при удалении друг от друга любых двух соседних антенных элементов 21,…,2N АФС 1 на расстояние

Figure 00000017
, корреляция уровней образцов сигнала и помех на выходах антенных элементов уменьшается (при
Figure 00000018
[9]), соответственно при работе в канале с замираниями эти уровни изменяются независимо друг от друга [10]. Из этого следует, что при уменьшении уровней, например, первых Q образцов сигнала m-го радиоабонента ниже порогового уровня (при глубоких замираниях сигналов), когда соотношение сигнал/помеха h nm =U Cnm / U П nm (n=1,2,…,Q) на выходе m-го канала приема каждого из Q МЦРПУ 31,…,3Q становится меньше единицы (h nm <l), уровни напряжений других N-Q образцов этого сигнала обеспечат соотношение h nm >1 (n=Q+1, Q+2,…,N) на выходе m-го канала приема каждого из N-Q МЦРПУ 3Q+1,…,3N.In addition, as noted above, when removing from each other any two adjacent antenna elements 2 1 , ..., 2 N APS 1 at a distance
Figure 00000017
, the correlation of the levels of signal samples and interference at the outputs of the antenna elements decreases (at
Figure 00000018
[9]), respectively, when working in a channel with fading, these levels change independently of each other [10]. It follows that when the levels, for example, of the first Q samples of the signal of the mth radio subscriber are lower than the threshold level (with deep fading of the signals), when the signal-to-noise ratio h nm = U Cnm / U П nm (n = 1,2, ..., Q) at the output of the mth channel for receiving each of the Q ICRCU 3 1 , ..., 3 Q becomes less than unity (h nm <l), the voltage levels of the other NQ samples of this signal will provide the relation h nm > 1 (n = Q + 1, Q + 2, ..., N) at the output of the m-th receiving channel of each of the NQ MCPRC 3 Q + 1 , ..., 3 N.

В соответствии с (11) результирующее напряжение на выходе фильтра результирующего колебания 15, являющимся выходным сигналом m-го УКС 121,…,12M или результирующим напряжением приема сигнала m-го радиоабонента, которое далее подается на вход демодулятора сигнала m-го радиоабонента блока демодуляции и декодирования 7, можно записать в виде:In accordance with (11), the resulting voltage at the filter output of the resulting oscillation 15, which is the output signal of the mth UKS 12 1 , ..., 12 M, or the resulting voltage of the reception of the signal of the mth radio subscriber, which is then fed to the input of the signal demodulator of the mth radio subscriber block demodulation and decoding 7, can be written as:

Figure 00000019
Figure 00000019

В выражении (12) учтено, что Q слагаемых исключены из суммирования при формирования результирующего колебания, поскольку амплитуда напряжения каждого из них на выходе второго перемножителя 21 соответствующих узлов фазирования 171,…,17Q умножается на «весовой» коэффициент

Figure 00000020
. Таким образом, как при замираниях напряжений отдельных образцов сигнала m-го радиоабонента, так и при действии прицельных сосредоточенных по спектру помех [10], когда на выходе каждого m-го канала приема соответствующих Q МЦРПУ 31,…,3Q соотношение сигнал/помеха h nm <l, прием осуществляется за счет когерентного суммируемых напряжений других m-ых каналов приема соответствующих N-Q МЦРПУ 3Q+1,…,3N, на выходе каждого m-го канала приема которых соотношение сигнал/помеха h nm >1.It is taken into account in expression (12) that Q terms are excluded from summation during the formation of the resulting oscillation, since the voltage amplitude of each of them at the output of the second multiplier 21 of the corresponding phasing nodes 17 1 , ..., 17 Q is multiplied by the “weight” coefficient
Figure 00000020
. Thus, both during the fading of the voltages of individual samples of the signal of the mth radio subscriber, as well as under the action of interference-focused interference spectra [10], when at the output of each mth receiving channel the corresponding Q ICMP 3 1 , ..., 3 Q signal / interference h nm <l, reception is carried out due to the coherent summed voltages of the other m-th reception channels corresponding to the NQ MCRPU 3 Q + 1 , ..., 3 N , at the output of each m-th reception channel whose signal-to-noise ratio is h nm > 1.

При работе на многоскачковых трассах, когда при передачи сигнала m-ым радиабонентом в точку приема могут приходить несколько радиолучей под разными углами прихода с независимыми замираниями уровней напряженности ЭМП каждого из лучей, m-ый УКС 121,…,12M в начале сеанса связи «настраивается» на прием образцов сигнала m-го радиоабонента от более мощного «основного» радиолуча. При этом, если в процессе ведения сеанса связи имеют место одновременные глубокие замирания большинства образцов сигнала «основного» радиолуча, то m-й УКС может автоматически перестроиться на прием образцов сигнала m-го радиоабонента от другого более мощного в данный интервал времени радиолуча. Время перестройки определяется постоянной времени узкополосного измерительного фильтра 22 узлов фазирования 171,…,17N.When working on multi-hop routes, when a signal is transmitted by the m-th radio subscriber, several radio beams can arrive at the receiving point at different angles of arrival with independent fading of the EMF intensity levels of each of the beams, m-th UKS 12 1 , ..., 12 M at the beginning of a communication session "Tuned" to receive samples of the signal of the m-th radio subscriber from a more powerful "main" radio beam. At the same time, if in the process of conducting a communication session there are simultaneous deep fading of most samples of the signal of the “main” radio beam, then the mth UKS can automatically adapt to receiving samples of the signal of the mth radio subscriber from another more powerful radio beam at a given time interval. The tuning time is determined by the time constant of the narrow-band measuring filter 22 phasing units 17 1 , ..., 17 N.

Реализация предлагаемого изобретения - автоматизированного радиоприемного центра узла радиосвязи коротковолнового диапазона позволит достичь следующих преимуществ по отношению к известным автоматизированным радиоприемным центрам [1], [2], [5], [6]: The implementation of the present invention is an automated radio receiving center of the short-wave range radio communication node will allow to achieve the following advantages compared to known automated radio receiving centers [1], [2], [5], [6]:

1. Повысить помехоустойчивость приема сигнала от каждого из М радиоабонентов при работе на односкачковых и многоскачковых КB радиотрассах различной протяженности в условиях глубоких замираний принимаемых сигналов.1. To increase the noise immunity of signal reception from each of the M radio subscribers when operating on single hop and multi hop KB radio paths of various lengths under conditions of deep fading of received signals.

2. Сократить время развертывания АФС 1 мобильного варианта исполнения РПмЦ, работающего на стоянках, за счет исключения ряда подготовительных работ перед непосредственным развертыванием антенных элементов из состава АФС 1.2. To reduce the deployment time of AFS 1 of the mobile version of the RPMC operating in parking lots by eliminating a number of preparatory work before the direct deployment of antenna elements from AFS 1.

3. Расширить возможности применения РПмЦ за счет обеспечения возможности развертывания антенных элементов АФС 1, например:3. To expand the possibilities of using RPMTs by ensuring the deployment of antenna elements of the ASF 1, for example:

- в условиях сильно пересеченной местности или гористой местности;- in severely rugged terrain or mountainous terrain;

- на плоских крышах близкорасположенных зданий и сооружений;- on the flat roofs of nearby buildings and structures;

- на крупногабаритных морских судах;- on bulky sea vessels;

- на железнодорожных платформах, в том числе на крышах специальных вагонов и др.- on railway platforms, including on the roofs of special wagons, etc.

Источники информацииInformation sources

1. Головин О.В. Декаметровая радиосвязь. – М.: Радио и связь. - 1990. - 240 с.1. Golovin OV Decameter radio communication. - M .: Radio and communication. - 1990. - 240 p.

2. Автоматизированная радиосвязь с судами. / Под ред. К.А. Семенова. - Л: Судостроение. - 1989. - 336 с.2. Automated radio communication with ships. / Ed. K.A. Semenova. - L: Shipbuilding. - 1989 .-- 336 p.

3. Березовский В.А., Дулькейт И.В., Савицкий O.К. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / Под ред. В.А. Березовского. - М.: Радиотехника. - 2011. - 444 с.3. Berezovsky V.A., Dulkeit I.V., Savitsky O.K. Modern decameter radio communication: equipment, systems and complexes / Ed. V.A. Berezovsky. - M .: Radio engineering. - 2011 .-- 444 p.

4. Будяк B.C., Кисмерешкин В.П., Ворфоломеев А.А., Карасева О.В. Оценка энергетических потерь коротковолновых радиолиний // Омский научный вестник. Серия «Приборы, машины и технологии». - 2010. - Вып. №3 (93). - 322 с. - ISSN 1996 - 0506. - С 258-263.4. Budyak B.C., Kismereshkin V.P., Vorfolomeev A.A., Karaseva O.V. Estimation of energy losses of short-wave radio lines // Omsk Scientific Bulletin. Series "Devices, Machines and Technologies". - 2010. - Issue. No. 3 (93). - 322 p. - ISSN 1996 - 0506. - C 258-263.

5. Патент №1 785409, Россия, МПК H04B 7/00. Система коротковолновой радиосвязи. / Авторы:. И. Левченко, Е.А. Голубев, A.А. Безбородов и др. Приоритет от 12.07.1989.5. Patent No. 1 785409, Russia, IPC H04B 7/00. Shortwave radio communication system. / Authors:. I. Levchenko, E.A. Golubev, A.A. Bezborod and others. Priority from 07/12/1989.

6. Патент №2428792, Россия, МПК H04B 7/00. Автоматизированный радиоузел коротковолновой связи / Авторы: В.А Березовский, О.А. Селиванов, И.В. Дулькейт, Б.Г. Шадрин, B.C. Будяк. Приоритет от 07.04.2010.6. Patent No. 2428792, Russia, IPC H04B 7/00. Automated short-wave communication radio center / Authors: V.A. Berezovsky, O.A. Selivanov, I.V. Dulcate, B.G. Shadrin, B.C. Budyak. Priority from 04/07/2010.

7. Радиоприемные фазированные антенные решетки и антенно-коммутационные системы. [Электронный ресурс] // Режим доступа: URL - http://www.sktbr. ru.7. Radio-receiving phased antenna arrays and antenna switching systems. [Electronic resource] // Access mode: URL - http: //www.sktbr. ru.

8. Хмельницкий Е.А. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в КB диапазоне. - М.: Связь. - 1975. - 232 с.8. Khmelnitsky EA Assessment of real noise immunity of signal reception in the KB range. - M .: Communication. - 1975 .-- 232 s.

9. Савин Ю.К. Современные проблемы исследований распространения радиоволн / Учеб. Пособие / Под редакцией Г.И. Трошина. - М.: САЙНС-ПРЕСС, ИПРЖР, 2002. - 128 с.9. Savin Yu.K. Modern problems of research of radio wave propagation / Textbook. The allowance / Edited by G.I. Troshina. - M .: SAYNS-PRESS, IPRZhR, 2002. - 128 p.

10. Н.А. Сартасов, В.М. Едвабный, В.В. Грибин. Коротковолновые магистральные радиоприемные устройства. М.: Связь, 1971. - 288 с.10. N.A. Sartasov, V.M. Edvabny, V.V. Mushroom. Short-wave trunk radio receivers. M .: Communication, 1971. - 288 p.

11. Патент №2226021, Россия, МКИ H01Q 9/34. Антенна штыревая диапазонная мобильная. / Авторы: B.C. Будяк, Б.Г. Шадрин, М.В. Захцер и др. - Опубл. 20.03.2004 г. - Бюл. №8.11. Patent No. 2226021, Russia, MKI H01Q 9/34. Whip range mobile antenna. / Authors: B.C. Budyak, B.G. Shadrin, M.V. Sachzer et al. - Publ. March 20, 2004 - Bull. No. 8.

12. Патент №99 250, Россия, МПК H01Q 9/18. Симметричный вертикальный диапазонный излучатель. / Авторы: Ворфоломеев А.А., B.C. Будяк, О.В. Карасева. - Опубл. 10.11.2010 г. - Бюл. №31.12. Patent No. 99 250, Russia, IPC H01Q 9/18. Symmetric vertical band radiator. / Authors: Vorfolomeev A.A., B.C. Budyak, O.V. Karaseva. - Publ. November 10, 2010 - Bull. No. 31.

13. Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М. и др. Коротковолновые антенны. - М: Радио и связь. - 1985. - 536 с.13. Eisenberg G.Z., Belousov S.P., Zhurbenko E.M. and other short-wave antennas. - M: Radio and communications. - 1985. - 536 p.

14. Валеев М.М. Новое поколение коротковолновых радиоприемных устройств для современных комплексов связи // Тематический сборник "Связь в Вооруженных Силах РФ - 2006" / Под общ. ред. Е.А. Карпова. - М.: Изд. ООО "Информационный мост". - 2006. - 264 с. - С. 142, 143.14. Valeev M.M. A new generation of short-wave radio receivers for modern communication systems // Thematic collection "Communication in the Armed Forces of the Russian Federation - 2006" / Ed. ed. E.A. Karpova. - M.: Publishing. LLC "Information Bridge". - 2006 .-- 264 p. - S. 142, 143.

Claims (4)

1. Автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона, содержащий антенно-фидерную систему (АФС), состоящую из удаленных друг от друга N антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N, выход каждого антенного элемента с порядковым номером n соединен с входом соответствующего многоканального цифрового радиоприемного устройства (МЦРПУ) с таким же порядковым номером n, содержащего M независимых каналов приема с порядковыми номерами от 1 до M, выходы-входы каждого МЦРПУ с порядковым номером n соединены с соответствующими входами-выходами мультиплексора, выходы-входы которого соединены с соответствующими входами-выходами коммутатора, выходы-входы которого соединены соответственно с входами-выходами формирователя сигналов управления, с входами-выходами блока демодуляции и декодирования, с входами-выходами аппаратуры определения координат местоположения и меток точного времени, с входами-выходами автоматизированного рабочего места через линию связи, а также с входами-выходами аппаратуры внутриузловой связи, отличающийся тем, что введены M устройств когерентного сложения сигналов (УКС) с порядковыми номерами от 1 до M, входы-выходы каждого из которых с порядковым номером m соединены с соответствующими дополнительными выходами-входами мультиплексора, каждое УКС с порядковым номером m содержит коммутатор УКС, входы-выходы которого являются входами-выходами УКС с порядковым номером m, сумматор, фильтр результирующего колебания, нормирующий усилитель результирующего колебания и N узлов фазирования с порядковыми номерами от 1 до N, первые входы каждого из которых с порядковым номером n соединены с соответствующими выходами коммутатора УКС, входы которого соединены с соответствующими выходами фильтра результирующего колебания, объединенными с соответствующими входами нормирующего усилителя результирующего колебания, выходы которого объединены с соответствующими вторыми входами каждого узла фазирования с порядковым номером n, выходы каждого узла фазирования с порядковым номером n соединены с соответствующими входами сумматора, выходы которого соединены с соответствующими входами фильтра результирующего колебания, каждый узел фазирования с порядковым номером n содержит канальный фильтр, входы которого являются первыми входами узла фазирования с порядковым номером n, выходы канального фильтра соединены с соответствующими входами нормирующего усилителя, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами первого перемножителя и с соответствующими первыми входами второго перемножителя, выходы которого являются выходами узла фазирования с порядковым номером n, вторые входы второго перемножителя соединены с соответствующими выходами измерительного фильтра, входы которого соединены с соответствующими выходами первого перемножителя, вторые входы которого являются вторыми входами узла фазирования с порядковым номером n.1. An automated radio receiving center of a shortwave radio communication center comprising an antenna-feeder system (APS) consisting of N antenna elements remote from each other with serial numbers from 1 to N, the output of each antenna element with serial number n is connected to the input of the corresponding multi-channel digital a radio receiving device (MCRPU) with the same serial number n, containing M independent receive channels with serial numbers from 1 to M, the outputs-inputs of each MCRPU with serial number n are connected to the corresponding the existing inputs and outputs of the multiplexer, the outputs and inputs of which are connected to the corresponding inputs and outputs of the switch, the outputs and inputs of which are connected respectively with the inputs and outputs of the driver of the control signals, with the inputs and outputs of the demodulation and decoding unit, with the inputs and outputs of the apparatus for determining location coordinates and time stamps, with inputs and outputs of an automated workstation through a communication line, as well as inputs and outputs of intra-node communication equipment, characterized in that M devices of coherent signal addition (UKS) with serial numbers from 1 to M, the inputs and outputs of each of which with serial number m are connected to the corresponding additional outputs-inputs of the multiplexer, each UKS with serial number m contains a switch of the UKS, whose inputs and outputs are inputs - ACS outputs with serial number m, an adder, a filter of the resulting oscillation, a normalizing amplifier of the resulting oscillation and N phasing nodes with serial numbers from 1 to N, the first inputs of each of which with serial number Measures n are connected to the corresponding outputs of the UKS switch, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the filter of the resulting oscillation, combined with the corresponding inputs of the normalizing amplifier of the resulting oscillation, the outputs of which are combined with the corresponding second inputs of each phasing node with serial number n, the outputs of each phasing node with serial number n are connected to the corresponding inputs of the adder, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the filter of the resulting oscillations, each phasing node with serial number n contains a channel filter, the inputs of which are the first inputs of the phasing node with serial number n, the outputs of the channel filter are connected to the corresponding inputs of the normalizing amplifier, the outputs of which are connected to the corresponding first inputs of the first multiplier and to the corresponding first inputs of the second multiplier, the outputs of which are the outputs of the phasing unit with serial number n, the second inputs of the second multiplier are connected to the corresponding outputs measurement filter rows having inputs connected to respective outputs of the first multiplier, the second inputs of which are the second inputs of phasing unit with sequence number n. 2. Автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона по п. 1, отличающийся тем, что в составе АФС расстояние между любыми двумя соседними антенными элементами с любыми порядковыми номерами от 1 до N должно быть не менее величины
Figure 00000021
, где λ - максимальная длина волны принимаемого сигнала от любого из M радиоабонентов.
2. The automated radio receiving center of the shortwave radio communication center according to claim 1, characterized in that, as part of the AFS, the distance between any two adjacent antenna elements with any serial numbers from 1 to N must be at least
Figure 00000021
where λ is the maximum wavelength of the received signal from any of M radio subscribers.
3. Автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона по п. 1, отличающийся тем, что в составе АФС каждый из N/2 антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N/2, идентичных по конструктивному исполнению, предназначен для приема электромагнитного поля (ЭМП) горизонтальной поляризации, а каждый из других N/2 антенных элементов с другими порядковыми номерами от N/2+1 до N, идентичных по конструктивному исполнению, предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации.3. The automated radio receiving center of the shortwave radio communication center according to claim 1, characterized in that, as part of the AFS, each of the N / 2 antenna elements with serial numbers from 1 to N / 2, identical in design, is designed to receive an electromagnetic field (EMF ) horizontal polarization, and each of the other N / 2 antenna elements with different serial numbers from N / 2 + 1 to N, identical in design, is designed to receive EMF of vertical polarization. 4. Автоматизированный радиоприемный центр узла радиосвязи коротковолнового диапазона по п. 1, отличающийся тем, что в составе АФС каждый из N/2 антенных элементов с порядковыми номерами от 1 до N/2 смешанного типа - как идентичного конструктивного исполнения, так и различного конструктивного исполнения, предназначен для приема ЭМП горизонтальной поляризации, а каждый из других N/2 антенных элементов с другими порядковыми номерами от N/2+1 до N смешанного типа - как идентичного конструктивного исполнения, так и различного конструктивного исполнения, предназначен для приема ЭМП вертикальной поляризации.4. The automated radio receiving center of the shortwave radio communication center according to claim 1, characterized in that, as a part of the AFS, each of the N / 2 antenna elements with serial numbers from 1 to N / 2 is of a mixed type - both of identical design and various design , designed to receive horizontal polarized EMF, and each of the other N / 2 antenna elements with different serial numbers from N / 2 + 1 to N of mixed type - both identical design and different design Ia is designed for receiving vertical polarization EMF.
RU2017114765A 2017-04-26 2017-04-26 Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band RU2649897C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114765A RU2649897C1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114765A RU2649897C1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2649897C1 true RU2649897C1 (en) 2018-04-05

Family

ID=61867178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114765A RU2649897C1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2649897C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2255351C1 (en) * 2003-10-23 2005-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" Radio-receiving device of coherent radar with optimum filtration of signal
RU2310992C2 (en) * 2005-05-30 2007-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения Multi-frequency signal radio-receiving device
RU2428792C1 (en) * 2010-04-07 2011-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП) Automated radio centre of short-wave communication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2255351C1 (en) * 2003-10-23 2005-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" Radio-receiving device of coherent radar with optimum filtration of signal
RU2310992C2 (en) * 2005-05-30 2007-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения Multi-frequency signal radio-receiving device
RU2428792C1 (en) * 2010-04-07 2011-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП) Automated radio centre of short-wave communication

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI691175B (en) Channel quality feedback in satellite communication systems
JP6731941B2 (en) Method and apparatus for avoiding exceeding the interference limit of a non-geostationary satellite system to earth
KR102291892B1 (en) Improving epfd coverage for ngso satellites
US9538538B2 (en) Satellite beam power backoff
KR102046733B1 (en) Method and apparatus for intersatellite handovers in low orbit (LEO) satellite systems
EP3353969B1 (en) Frequency tracking with sparse pilots
CN108140943B (en) Low-cost satellite user terminal antenna
Huang et al. A hybrid adaptive antenna array
US10312984B2 (en) Distributed airborne beamforming system
US7830982B2 (en) Common antenna array using baseband adaptive beamforming and digital IF conversion
JP6772166B2 (en) Improved data transfer speed
JP2018537012A (en) Acquisition of LEO satellites without a compass
Chiba et al. Digital beam forming (DBF) antenna system for mobile communications
GB2536017A (en) Generation and use of similar multiple beams
US20220052754A1 (en) Low earth orbit (leo) satellite communication methods and systems using fractionated satellites and high- resolution spatial multiplexing
JP2015091121A (en) Radio repeater system and operation method thereof
RU2649897C1 (en) Automated radio receiving center of radio communication network of the shortwave band
WO2017076311A1 (en) System and method for large scale multiple input multiple output beamforming
RU2654495C1 (en) Method of multichannel reception of radio subscribers signals in radio communication units of short-wave range
Hedayati et al. Adaptive communications with swarm aperture
Awadalla Direction diversity in mobile communications
Arndt et al. Antenna diversity for mobile satellite applications: Performance evaluation based on measurements
CN112311437B (en) Receiving method of analog-digital mixed multi-beam receiving array with cylindrical omnibearing coverage
JP4778982B2 (en) Reception apparatus and interference suppression method
JP4865760B2 (en) Reception apparatus and interference suppression method