RU2764730C1 - Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты) - Google Patents

Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2764730C1
RU2764730C1 RU2021115905A RU2021115905A RU2764730C1 RU 2764730 C1 RU2764730 C1 RU 2764730C1 RU 2021115905 A RU2021115905 A RU 2021115905A RU 2021115905 A RU2021115905 A RU 2021115905A RU 2764730 C1 RU2764730 C1 RU 2764730C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
phase
output
buffer amplifier
low
Prior art date
Application number
RU2021115905A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Васильевич Кашин
Александр Николаевич Матросов
Анатолий Львович Кунилов
Валерий Александрович Козлов
Мария Михайловна Ивойлова
Евгений Сергеевич Балобанов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2021115905A priority Critical patent/RU2764730C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2764730C1 publication Critical patent/RU2764730C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/02—Driving mechanisms with driving weight
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/12—Modulator circuits; Transmitter circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах бортовой телеметрии с фазоманипулированными (ФМ) сигналами малогабаритных летательных аппаратов. Технический результат – увеличение объема и достоверности приема передаваемой телеметрической информации, снижение массогабаритных характеристик и энергопотребления передатчика. Достижение результата обеспечивается тем, что радиоволны формируют из одного гармонического сигнала путем его однотональной амплитудной модуляции, полученный трехчастотный сигнал по одному варианту модулируют по фазе информационным сигналом (ИС) и излучают, обработку осуществляют мажоритарным методом; по другому варианту разделяют по частоте на три сигнала с последующей фазовой модуляцией различными ИС каждого из них и излучают, обработку осуществляют на каждой частоте отдельно. Раскрыто устройство, обеспечивающее данные варианты обработки сигналов. 4 н.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах бортовой телеметрии малогабаритных летательных аппаратов (МЛА), использующих для передачи данных непрерывные фазоманипулированные (ФМ) сигналы.
Актуальной проблемой передачи телеметрической информации (ТМИ) с борта МЛА на наземные приемно-регистрирующие пункты (фиг. 1) является повышение достоверности ее приема и пропускной способности радиоканала
Известен способ передачи ТМИ, при котором повышение достоверности приема ТМИ обеспечивается за счет увеличения длительности элементарной посылки [Мороз, А.П. Передача телеметрической информации с применением принципа мультиплексирования ортогональных несущих частот и помехоустойчивого кодирования в условиях ракетного радиоканала / А.П. Мороз, Д.Ю. Поленов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. - 2015. - Том 2. - Вып.2. - С. 42], выбранный за аналог.
Недостатком данного способа является снижение скорости передачи информации, что может не обеспечивать необходимую пропускную способность радиоканала.
Недостаток обусловлен тем, что увеличение длительности элементарной посылки хоть и увеличивает отношение сигнал/шум за счет сужения полосы пропускания канала связи, но одновременно снижает пропускную способность канала связи [Прокис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Д.Д. Кловского. -М.: Радио и связь, 2000. - С. 327, ф-ла 7.1.31 и ф-ла 7.1.31].
Известен способ передачи ТМИ, при котором повышение достоверности приема ТМИ обеспечивается за счет увеличения мощности излучаемых радиоволн, увеличивающее отношение сигнал/шум в приемнике [Прокис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. - С. 327], выбранный за аналог.
Недостатком данного способа является ограничение на энергопотребление, обусловленное излучением радиоволн с борта МЛА от автономного источника электропитания.
Известен способ передачи ТМИ, при котором повышение достоверности приема ТМИ обеспечивается за счет защиты от ошибок применением помехоустойчивого кодирования с избыточностью [Бернард Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е изд. Пер. с англ. - М.: ИД «Вильямс», 2003. - С. 341-346], выбранный за аналог.
Сущность данного способа состоит в прибавлении к каждому блоку (кадру данных) избыточных бит, бит четности или контрольных бит, которые не несут новой информации.
Недостатками данного способа являются:
- снижение скорости передачи ТМИ;
- частичная потеря информации при передаче ТМИ от датчиков быстро-протекающих процессов в реальном масштабе времени.
Известен способ передачи ТМИ, при котором повышение достоверности приема ТМИ обеспечивается за счет защиты от ошибок применением метода мажоритарной обработки [Устройства приема и обработки сигналов / B.C. Плаксиенко, Н.Е. Плаксиенко, С.В. Плаксиенко - М.: Учебно-методический издательский центр «Учебная литература», 2004. - С. 299.], выбранный за аналог.
Мажоритарный метод основан на передаче последовательно нескольких нечетных по количеству, как правило не меньше 3-х, одних и тех же сообщений (кадров), сравнении результатов их приема и восстановлении истинного значения переданной информации по большинству значений символов (1 или 0) в каждом разряде.
Недостатками данного способа являются:
- снижение скорости передачи ТМИ;
- частичная потеря информации при передаче ТМИ от датчиков быстропротекающих процессов в реальном масштабе времени.
Известен способ передачи ТМИ с повышенной достоверностью приема ТМИ за счет использования дублирования, при котором она передается параллельно двумя не перекрывающимися по спектру радиоволнами, излучаемыми двумя источниками [Патент на полезную модель №58000, МПК H04Q 9/00. Бортовой комплекс радиотелеметрической системы / Сутугин B.C., Васильев B.C., Савлучинский В.М., Воропаев А.В.; заявители и патентообладатели Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии, ФГУП «ФНПЦ «НИИИС им. Ю.Е. Седакова»»; опубликован 27.10.2006], выбранный за прототип.
Сущность способа-прототипа состоит в излучении с борта МЛА (поз. 1 фиг. 1) двумя передатчиками радиоволн с ТМИ в виде ФМ-сигналов на разных рабочих частотах (фиг. 2), приемом ТМИ на этих частотах двумя приемниками, размещаемыми в приемно-регистрирующих пунктах (поз. 2-5 фиг. 1).
Недостатками способа-прототипа являются значительное энергопотребление, большие габариты и масса при практической реализации.
Известно устройство, состоящее из двух бортовых передатчиков ФМ-сигналов с неперекрывающимися спектрами, каждый из которых выполнен по схеме, приведенной в [Радиолокация. Результаты теоретических и экспериментальных исследований. Книга 1. Особенности построения блока СВЧ бортового радиопередающего устройства системы телеметрии с фазовой манипуляцией непрерывного сигнала несущей частоты. / Под ред. В.Д. Ястребова. - М.: Радиотехника, 2018. - С. 144-149, рис. 3.1], выбранное за прототип.
Структурно каждый передатчик, входящий в устройство-прототип, состоит из трех функциональных блоков: блока СВЧ, предназначенного для формирования высокочастотного ФМ-сигнала и последующего его усиления; блока цифровых интерфейсов и модуляции (ЦИМ), предназначенного для формирования управляющих сигналов, обеспечивающих фазовую манипуляцию в блоке СВЧ в соответствии с поступающей ТМИ; блока питания, осуществляющего преобразование первичного напряжения бортовой сети во вторичные напряжения питания блока СВЧ и блока ЦИМ.
Основным функциональным блоком передатчика, обеспечивающим его выходные электрические характеристики, является блок СВЧ.
Функциональная схема блока СВЧ каждого передатчика, входящего в устройство-прототип, приведена на фиг. 3. Блок СВЧ передатчик состоит из последовательно соединенных опорного кварцевого генератора ОКГ (поз. 6), высокочастотного синтезатора частоты ВСЧ (поз. 7), первого аттенюатора Атт1 (поз. 8), первого фильтра низких частот ФНЧ1 (поз. 9), второго аттенюатора Атт2 (поз. 10), первого буферного усилителя БУ1 (поз. 11), первого фазового модулятора ФМ1 (поз. 12), второго фазового модулятора ФМ2 (поз. 13), второго буферного усилителя БУ2 (поз. 14), третьего аттенюатора Атт3 (поз. 15), третьего буферного усилителя БУ3 (поз. 16), первого вентиля В1 (поз. 17), первого предварительного усилителя мощности ПУМ1 (поз. 18), второго предварительного усилителя мощности ПУМ2 (поз. 19), второго вентиля В2 (поз. 20), выходного усилителя мощности ВУМ (поз. 21), третьего вентиля (поз. 22) и второго фильтра низких частот ФНЧ2 (поз. 23), а также блока управления фазовыми модуляторами БУФМ (поз. 24), первый выход которого подключен к модулирующему входу ФМ1 (поз. 12), второй выход подключен к модулирующему входу ФМ2 (поз. 13), а вход к блоку ЦИМ (не показан на фиг. 3).
Каждый из двух передатчиков, образующих устройство-прототип, работает следующим образом.
При подаче напряжения питания на блок СВЧ передатчика опорный кварцевый генератор 6 вместе с высокочастотным синтезатором частоты 7 генерируют высокостабильный непрерывный сигнал рабочей частоты. После фильтрации в развязанном аттенюаторами 8 и 10 фильтре низкой частоты 9 и усилении буферным усилителем 11 непрерывный сигнал рабочей частоты модулируется по фазе фазовым модулятором 12 на 0-π/2 и фазовым модулятором 13 на 0-π, при этом суммарный фазовый сдвиг за счет фазовых модуляторов 12 и 13 принимает значения π/2, π, 3π/2. Полученный ФМ-сигнал усиливается буферными усилителями 14 и 16, суммарное усиление которых устанавливается аттенюатором 15, и через вентиль 17 поступает на предварительные усилители 18 и 19, последний из которых нагружен на вентиль 20. Дальнейшее усиление мощности ФМ-сигнала осуществляет выходной усилитель мощности 21, нагруженный на вентиль 22. Вторую гармонику в спектре выходного сигнала передатчика подавляет фильтр низких частот 23. Длительность элементарных посылок задается блоком управления фазовыми модуляторами 24, на основе информации, поступающей с блока ЦИМ. Сигналы с выходов блока управления фазовыми модуляторами 24 управляют фазовыми модуляторами 12 и 13.
Недостатками прототипов являются:
- значительное энергопотребление;
- большие габариты и масса;
- отсутствие возможности параллельной передачи приоритетной информации в реальном масштабе времени;
- использование только двух ФМ-сигналов, не допускающих применение мажоритарного метода при обработке ТМИ на одном приемно-регистрирующем пункте двумя приемникам.
Первые три недостатка устройства обусловлены применением принципа дублирования, использующего два полностью автономных и аналогичных друг другу передатчика, настроенных на разные рабочие частоты.
Третий недостаток обусловлен наличием в составе устройства двух передатчиков с разными частотами, не позволяющим проводить их совместную мажоритарную обработку ввиду возможной неопределенности значения символа в двоичной последовательности (0 или 1) при несовпадающих символах в каких-то разрядах последовательностей, принимаемых одновременно на двух частотах.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение объема и достоверности приема передаваемой телеметрической информации, улучшение массогабаритных и энергетических характеристик передатчика.
Технический результат достигается тем, что в способе передачи телеметрической информации, заключающемся в одновременном излучении радиоволн в виде фазоманипулированных сигналов, радиоволны формируют из одного высокочастотного гармонического непрерывного сигнала путем его амплитудной модуляции низкочастотным гармоническим непрерывным сигналом с последующей фазовой модуляцией информационным сигналом и излучают в виде трех фазоманипулированных сигналов с рабочими частотами, значения которых соответствуют несущей, нижней и верхней боковым частотам спектра амплитудно-модулированного сигнала. Обработку принимаемых радиоволн осуществляют мажоритарным методом.
Технический результат достигается тем, что в способе передачи телеметрической информации, заключающемся в одновременном излучении радиоволн в виде фазоманипулированных сигналов, радиоволны формируют из одного высокочастотного гармонического непрерывного сигнала путем его амплитудной модуляции низкочастотным гармоническим непрерывным сигналом. Полученный сигнал с рабочими частотами, значения которых соответствуют несущей, нижней и верхней боковым частотам спектра амплитудно-модулированного сигнала, разделяют по частоте на три сигнала с последующей фазовой модуляцией различными информационными сигналами каждого из них и излучают в виде трех фазоманипулированных сигналов. Обработку принимаемых радиоволн осуществляют на каждой из трех частот отдельно.
Технический результат достигается тем, что в устройстве, осуществляющем передачу телеметрической информации, блок СВЧ передатчика которого содержит включенные последовательно опорный кварцевый генератор, высокочастотный синтезатор частоты, первый аттенюатор, первый фильтр низких частот, второй аттенюатор, первый буферный усилитель, включенные последовательно первый и второй фазовые модуляторы, управляемые блоком управления фазовыми модуляторами, второй буферный усилитель, третий аттенюатор, третий буферный усилитель, первый вентиль, первый и второй предварительные усилители мощности, второй вентиль, выходной усилитель мощности, третий вентиль, второй фильтр низких частот, выход которого подключен к антенне, введены последовательно соединенные низкочастотный синтезатор частоты, вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, третий фильтр низких частот, четвертый буферный усилитель и амплитудный модулятор, модулирующий вход которого соединен с выходом четвертого буферного усилителя, сигнальный вход соединен с выходом первого буферного усилителя, а выход соединен с входом первого фазового модулятора.
Технический результат достигается тем, что в устройство, осуществляющее передачу телеметрической информации, блок СВЧ передатчика которого содержит включенные последовательно опорный кварцевый генератор, высокочастотный синтезатор частоты, первый аттенюатор, первый фильтр низких частот, второй аттенюатор, первый буферный усилитель, включенные последовательно первый и второй фазовые модуляторы, управляемые блоком управления фазовыми модуляторами, второй буферный усилитель, третий аттенюатор, третий буферный усилитель, первый вентиль, первый и второй предварительные усилители мощности, второй вентиль, выходной усилитель мощности, третий вентиль, второй фильтр низких частот, выход которого подключен к антенне, введены последовательно соединенные низкочастотный синтезатор частоты, вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, третий фильтр низких частот, четвертый буферный усилитель и амплитудный модулятор, модулирующий вход которого соединен с выходом четвертого буферного усилителя, сигнальный вход соединен с выходом первого буферного усилителя; введены частотный разделитель, включенные последовательно третий и четвертый фазовые модуляторы, включенные последовательно пятый и шестой фазовые модуляторы и сумматор, так что вход частотного разделителя соединен с выходом амплитудного модулятора, а три его выхода с первым, третьим и пятым фазовыми модуляторами, выходы второго, четвертого и шестого фазовых модуляторов соединены с тремя входами сумматора, а его выход с входом второго буферного усилителя.
Предлагаемые способ и устройство передачи телеметрической информации, а также способ и устройство передачи телеметрической информации, выбранные за прототипы, поясняют рисунки, приведенные на фиг. 1-6.
Фигура 1. Схема расположения наземных приемно-регистрирующих пунктов и движения МЛА.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1 - МЛА;
2 - 5 - наземные приемно-регистрирующие пункты;
V - направление движения МЛА.
Фигура 2. Осциллограммы (а) и спектрограммы (б) излучаемых радиоволн в способе-прототипе.
Фигура 3. Функциональная схема блока СВЧ передатчика, реализующего в составе устройства способ-прототип.
На схеме фиг. 3 приняты следующие обозначения:
6 - опорный кварцевый генератор (ОКГ);
7 - высокочастотный синтезатор частоты (ВСЧ);
8 - первый аттенюатор (Атт1);
9 - первый фильтр низких частот (ФНЧ1);
10 - второй аттенюатор (Атт2);
11 - первый буферный усилитель (БУ1);
12 - первый фазовый модулятор (ФМ1);
13 - второй фазовый модулятор (ФМ2);
14 - второй буферный усилитель (БУ2);
15 - третий аттенюатор (Атт3);
16 - третий буферный усилитель (БУ3);
17 - первый вентиль (В1);
18 - первый предварительный усилитель мощности (ПУМ1);
19 - второй предварительный усилитель мощности (ПУМ2);
20 - второй вентиль (В2);
21 - выходной усилитель мощности (ВУМ);
22 - третий вентиль (В3);
23 - второй фильтр низких частот (ФНЧ2);
24 - блок управления фазовыми модуляторами (БУФМ).
Фигура 4. Осциллограммы (а) и спектрограммы (б) излучаемых радиоволн в предлагаемых способах.
Фигура 5. Функциональная схема блока СВЧ передатчика, реализующего в составе устройства предлагаемый способ, при использовании мажоритарной обработкой принимаемых радиоволн.
Фигура 6. Функциональная схема блока СВЧ передатчика, реализующего в составе устройства предлагаемый способ, при использовании обработки принимаемых радиоволн на каждой из трех частот отдельно.
На схеме фиг. 5 и фиг. 6 приняты следующие обозначения:
6 - опорный кварцевый генератор (ОКГ);
7 - высокочастотный синтезатор частоты (ВСЧ);
8 - первый аттенюатор (Атт1);
9 - первый фильтр низких частот (ФНЧ1);
10 - второй аттенюатор (Атт2);
11 - первый буферный усилитель (БУ1);
12 - первый фазовый модулятор (ФМ1);
13 - второй фазовый модулятор (ФМ2);
14 - второй буферный усилитель (БУ2);
15 - третий аттенюатор (Атт3);
16 - третий буферный усилитель (БУ3);
17 - первый вентиль (В1);
18 - первый предварительный усилитель мощности (ПУМ1);
19 - второй предварительный усилитель мощности (ПУМ2);
20 - второй вентиль (В2);
21 - выходной усилитель мощности (ВУМ);
22 - третий вентиль (В3);
23 - второй фильтр низких частот (ФНЧ2).
24 - блок управления фазовыми модуляторами (БУФМ);
25 - низкочастотный синтезатор частоты (НСЧ);
26 - третий фильтр низких частот (ФНЧ3);
27 - четвертый буферный усилитель (БУ4);
28 - амплитудный модулятор (AM).
На схеме фиг. 6 приняты следующие обозначения:
29 - частотный разделитель (ЧР);
30 - третий фазовый модулятор (ФМ3);
31 - четвертый фазовый модулятор (ФМ4);
32 - пятый фазовый модулятор (ФМ5);
33 - шестой фазовый модулятор (ФМ6);
34 - сумматор (С).
Реализация предлагаемого способа передачи ТМИ с повышенным объема и достоверностью приема информации заключается в том, что радиоволны излучают и принимают на трех рабочих частотах. Численные значения рабочих частот связаны соотношениями ƒ1=ƒ0-F, ƒ2=ƒ0, ƒ3=ƒ0+F, где ƒ0 - частота высокочастотного синтезатора частоты 7, F - частота низкочастотного синтезатора частоты 25 (фиг. 4).
Непрерывный гармонический сигнал с рабочей частотой ω0=2πƒ0 подвергается однотональной амплитудной модуляции низкочастотным относительно ω0 гармоническим колебанием с частотой Ω=2πF. Данный вид модуляции описывается во временной области выражением
Figure 00000001
где uAM(t) - амплитудно-модулированный сигнал; U0 - амплитуда несущего колебания в отсутствие модуляции; М - коэффициент амплитудной модуляции; Ω - модулирующая частота; Ф0 - начальная фаза модулирующего колебания; ω0 и ϕ0 - частота и фаза несущего колебания [Радиотехнические цепи и сигналы / С.И. Баскаков - М.: Высш. шк., 1988. - С. 90].
При М - 1 (100% глубина модуляции) выражение (1) показывает, что сигнал uAM(t) будет иметь следующие три основные спектральные составляющие, соответствующие несущей ƒ2, нижней ƒ1 и верхней ƒ3 боковым частотам спектра амплитудно-модулированного сигнала:
Figure 00000002
Далее возможны два варианта:
1) Непрерывный амплитудно-модулированный сигнал в виде (2) подвергается фазовой модуляции кодовой последовательностью, что позволяет на выходе получить сумму трех сигналов u1, u2, и3 (или трехчастотный ФМ-сигнал) с модуляцией начальных фаз каждой элементарной посылки одной кодовой последовательностью, которые в виде радиоволн излучаются в направлении приемно-регистрирующих пунктов. В каждом приемно-регистрирующем пункте принимаемые радиоволны обрабатываются параллельным мажоритарным методом.
2) Непрерывный амплитудно-модулированный сигнал в виде (2) подвергается полосовой фильтрации на частотах ƒ1, ƒ2, ƒ3 с целью получения трех сигналов, каждый на своей частоте, далее сигналы подвергаются фазовой модуляции различными кодовыми последовательностями, что позволяет на выходе получить три фазоманипулированных сигнала на трех частотах (или трехчастотный ФМ-сигнал), которые в виде радиоволн излучаются в направлении приемно-регистрирующих пунктов. В каждом приемно-регистрирующем пункте принимаемые радиоволны обрабатываются на каждой из трех частот отдельно.
Формирование излучаемых радиоволн в виде трех фазоманипулированных одной кодовой последовательностью сигналов на трех частотах и излучении этого суммарного трехчастотного сигнала, позволяет повысить достоверность приема и объем передаваемой ТМИ за счет применения параллельного мажоритарного метода обработки, обеспечивающего прием каждой элементарной посылки, в том числе в условиях замирания сигнала (за счет случайного набега фазы) на одной из частот.
Формирование излучаемых радиоволн в виде трех фазоманипулированных различными кодовыми последовательностями сигналов на трех частотах и излучении этого суммарного трехчастотного сигнала, позволяет повысить достоверность приема и объем передаваемой ТМИ за счет передачи различной информации по каждому из трех частотных каналов, при этом, достоверности передачи ТМИ, в том числе в условиях замирания сигнала на одной из частот, обеспечивается применением помехоустойчивого кодирования с избыточностью.
Функциональная схема блока СВЧ передатчика, осуществляющего в составе устройства предлагаемый способ передачи ТМИ с борта МЛА по варианту 1, приведена на фиг. 5. Блок СВЧ передатчик состоит из последовательно соединенных опорного кварцевого генератора ОКГ (поз. 6), высокочастотного синтезатора частоты ВСЧ (поз. 7), первого аттенюатора Атт1 (поз. 8), первого фильтра низких частот ФНЧ1 (поз. 9), второго аттенюатора Атт2 (поз. 10), первого буферного усилителя БУ1 (поз. 11), амплитудного модулятора (28), первого фазового модулятора ФМ1 (поз. 12), второго фазового модулятора ФМ2 (поз. 13), второго буферного усилителя БУ2 (поз. 14), третьего аттенюатора Атт3 (поз. 15), третьего буферного усилителя БУ3 (поз. 16), первого вентиля В1 (поз. 17), первого предварительного усилителя мощности ПУМ1 (поз. 18), второго предварительного усилителя мощности ПУМ2 (поз. 19), второго вентиля В2 (поз. 20), выходного усилителя мощности ВУМ (поз. 21), третьего вентиля (поз. 22) и второго фильтра низких частот ФНЧ2 (поз. 23), а также блока управления фазовыми модуляторами БУФМ (поз. 24), выходы которого подключены к модулирующим входам фазовых модуляторов, а вход к блоку ЦИМ (не показан на фиг. 5). Второй выход опорного кварцевого генератора ОКГ (поз. 6) подключен к последовательно соединенным низкочастотному синтезатору частоты (НСЧ) (поз. 25), третьему фильтру низких частот (ФНЧ3) (поз. 26), четвертому буферному усилителю (БУ4) (поз. 27) и амплитудному модулятору (AM) (поз. 28), модулирующий вход которого соединен с выходом четвертого буферного усилителя, сигнальный вход соединен с выходом первого буферного усилителя, а выход соединен с входом первого фазового модулятора.
Функциональная схема блока СВЧ передатчика, осуществляющего в составе устройства предлагаемый способ передачи ТМИ с борта МЛА по варианту 2, приведена на фиг. 6. Блок СВЧ передатчика (фиг. 6) дополнительно содержит частотный разделитель (ЧР) (поз. 29), включенные последовательно третий (ФМ3) и четвертый (ФМ4) фазовые модуляторы (поз. 30-31), включенные последовательно пятый (ФМ5) и шестой (ФМ6) фазовые модуляторы (поз. 32-33) и сумматор (С) (поз. 34), так что вход частотного разделителя соединен с выходом амплитудного модулятора, а три его выхода с первым, третьим и пятим фазовыми модуляторами, выходы второго, четвертого и шестого фазовых модуляторов соединены с тремя входами сумматора, а его выход с входом второго буферного усилителя.
Работа устройств, реализующих предлагаемые варианты способов передачи ТМИ, осуществляется следующим образом.
При подаче напряжения питания опорный кварцевый генератор 6 вместе с высокочастотным синтезатором частоты 7 генерируют высокостабильный непрерывный сигнал с частотой ƒ0. Опорный кварцевый генератор вместе с низкочастотным синтезатором частоты 25 генерируют непрерывный сигнал с частотой F. Сигнал с частотой ƒ0, после фильтрации в развязанном первым и вторым аттенюаторами 8 и 10 первом фильтре низких частот 9 и усилении первым буферным усилителем 11, поступает в амплитудный модулятор 28, на модулирующий вход которого поступает низкочастотный непрерывный сигнал с частотой F, отфильтрованный третьим фильтром низких частот 26 и усиленный четвертым буферным усилителем 27.
Далее по варианту 1 полученный амплитудно-модулированный сигнал модулируется по фазе первым фазовым модулятором 12 на 0-π/2 и вторым фазовым модулятором 13 на 0-π, при этом суммарный фазовый сдвиг за счет фазовых модуляторов 12 и 13 принимает значения π/2, π, 3π/2.
По варианту 2 полученный амплитудно-модулированный сигнал разделяется частотным разделителем 29 на три сигнала, настроенные каждый на свою несущую частоту. Первый сигнал модулируется по фазе первым фазовым модулятором 12 на 0-π/2 и вторым фазовым модулятором 13 на 0-π, второй сигнал модулируется по фазе третьим фазовым модулятором 30 на 0-π/2 и четвертым фазовым модулятором 31 на 0-π, третий сигнал модулируется по фазе пятым фазовым модулятором 32 на 0-π/2 и шестым фазовым модулятором 33 на 0-π, так что суммарные фазовые сдвиги сигналов за счет фазовых модуляторов 12 и 13, 30 и 31, 32 и 33 принимают значения π/2, π, 3π/2. Далее сигналы складываются в сумматоре 34.
Полученный по варианту 1 или варианту 2 трехчастотный ФМ-сигнал усиливается вторым и третьим буферными усилителями 14 и 16, суммарное усиление которых устанавливается третьим аттенюатором 15, и через первый вентиль 17 поступает на первый и второй предварительные усилители 18 и 19, последний из которых нагружен на второй вентиль 20. Дальнейшее усиление мощности ФМ-сигнала осуществляет выходной усилитель мощности 21, нагруженный на третий вентиль 22. Вторую гармонику в спектре выходного сигнала передатчика подавляет фильтр низких частот 23, выход которого подключен к антенне. Длительность элементарных посылок, входящих в кадры, задается блоком управления фазовыми модуляторами 24, на основе информации, поступающей с блока ЦИМ. Сигналы с выходов блока управления фазовыми модуляторами 24 управляют всеми фазовыми модуляторами.
Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, может быть создано на основе устройства-прототипа [Радиолокация. Результаты теоретических и экспериментальных исследований. Книга 1. Особенности построения блока СВЧ бортового радиопередающего устройства системы телеметрии с фазовой манипуляцией непрерывного сигнала несущей частоты. / Под ред. В.Д. Ястребова. - М.: Радиотехника, 2018. - С. 144-149, рис. 3.1] с добавлением серийных узлов с рабочими частотами до 300 МГц (НСЧ, ФНЧ3, БУ4, AM), а также ЧР и С, реализованных на основе, например [Кондратенко, А.В. Двадцати четырехканальное частотно-разделительное устройство / А.В. Кондратенко, А.И. Миллер, Э.Н. Сунгатуллин, М.Л. Шевляков // Техника и приборы СВЧ. - 2008. - №2. - С. 5-8].
Излучение радиоволн в виде последовательностей фазомодулированных радиоимпульсов одновременно на трех, не перекрывающихся по спектру рабочих частотах, позволяет, по сравнению с прототипом и аналогами:
- повысить достоверность приема и объем передаваемой ТМИ за счет реализации функционирования передатчика ТМИ на трех частотах;
- улучшить массогабаритные и энергетические характеристики за счет реализации устройства передачи ТМИ на основе одного передатчика.
Таким образом, предлагаемые способы передачи ТМИ и устройства для их осуществления обладают рядом существенных преимуществ перед прототипом и аналогами.

Claims (4)

1. Способ передачи телеметрической информации, заключающийся в одновременном излучении радиоволн в виде фазоманипулированных сигналов, отличающийся тем, что радиоволны формируют из одного высокочастотного гармонического непрерывного сигнала путем его амплитудной модуляции низкочастотным гармоническим непрерывным сигналом с последующей фазовой модуляцией информационным сигналом и излучают в виде трех фазоманипулированных сигналов с рабочими частотами, значения которых соответствуют несущей, нижней и верхней боковым частотам спектра амплитудно-модулированного сигнала, а обработку принимаемых радиоволн осуществляют мажоритарным методом.
2. Способ передачи телеметрической информации, заключающийся в одновременном излучении радиоволн в виде фазоманипулированных сигналов, отличающийся тем, что радиоволны формируют из одного высокочастотного гармонического непрерывного сигнала путем его амплитудной модуляции низкочастотным гармоническим непрерывным сигналом, полученный сигнал с рабочими частотами, значения которых соответствуют несущей, нижней и верхней боковым частотам спектра амплитудно-модулированного сигнала, разделяют по частоте на три сигнала с последующей фазовой модуляцией различными информационными сигналами каждого из них и излучают в виде трех фазоманипулированных сигналов, обработку принимаемых радиоволн осуществляют на каждой из трех частот отдельно.
3. Устройство, осуществляющее передачу телеметрической информации, блок СВЧ передатчика которого содержит включенные последовательно опорный кварцевый генератор, высокочастотный синтезатор частоты, первый аттенюатор, первый фильтр низких частот, второй аттенюатор, первый буферный усилитель, включенные последовательно первый и второй фазовые модуляторы, управляемые блоком управления фазовыми модуляторами, второй буферный усилитель, третий аттенюатор, третий буферный усилитель, первый вентиль, первый и второй предварительные усилители мощности, второй вентиль, выходной усилитель мощности, третий вентиль, второй фильтр низких частот, выход которого подключен к антенне, отличающееся тем, что в блок СВЧ передатчика введены последовательно соединенные низкочастотный синтезатор частоты, вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, третий фильтр низких частот, четвертый буферный усилитель и амплитудный модулятор, модулирующий вход которого соединен с выходом четвертого буферного усилителя, сигнальный вход соединен с выходом первого буферного усилителя, а выход соединен с входом первого фазового модулятора.
4. Устройство, осуществляющее передачу телеметрической информации, блок СВЧ передатчика которого содержит включенные последовательно опорный кварцевый генератор, высокочастотный синтезатор частоты, первый аттенюатор, первый фильтр низких частот, второй аттенюатор, первый буферный усилитель, включенные последовательно первый и второй фазовые модуляторы, управляемые блоком управления фазовыми модуляторами, второй буферный усилитель, третий аттенюатор, третий буферный усилитель, первый вентиль, первый и второй предварительные усилители мощности, второй вентиль, выходной усилитель мощности, третий вентиль, второй фильтр низких частот, выход которого подключен к антенне, отличающееся тем, что в блок СВЧ передатчика введены последовательно соединенные низкочастотный синтезатор частоты, вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, третий фильтр низких частот, четвертый буферный усилитель и амплитудный модулятор, модулирующий вход которого соединен с выходом четвертого буферного усилителя, сигнальный вход соединен с выходом первого буферного усилителя; введены частотный разделитель, включенные последовательно третий и четвертый фазовые модуляторы, включенные последовательно пятый и шестой фазовые модуляторы и сумматор, так что вход частотного разделителя соединен с выходом амплитудного модулятора, а три его выхода с первым, третьим и пятым фазовыми модуляторами, выходы второго, четвертого и шестого фазовых модуляторов соединены с тремя входами сумматора, а его выход с входом второго буферного усилителя.
RU2021115905A 2021-06-01 2021-06-01 Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты) RU2764730C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115905A RU2764730C1 (ru) 2021-06-01 2021-06-01 Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115905A RU2764730C1 (ru) 2021-06-01 2021-06-01 Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764730C1 true RU2764730C1 (ru) 2022-01-19

Family

ID=80040624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021115905A RU2764730C1 (ru) 2021-06-01 2021-06-01 Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764730C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799892C1 (ru) * 2023-01-27 2023-07-13 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Способ восстановления цифровой телеметрической информации в условиях возможной инверсии сигнала

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4481672A (en) * 1982-03-26 1984-11-06 U.S. Philips Corporation Polar loop transmitter
RU2163053C2 (ru) * 1999-01-26 2001-02-10 Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи Линия радиосвязи
RU58000U1 (ru) * 2006-07-11 2006-10-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Бортовой комплекс радиотелеметрической системы
RU2342783C1 (ru) * 2007-09-24 2008-12-27 ФГУП Научно-производственное объединение измерительной техники Способ передачи и приема телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты и устройство для его осуществления
US20100039924A1 (en) * 2000-08-24 2010-02-18 Sony Deutschland Gmbh Communication device for receiving and transmitting ofdm signals in a wireless communication system
US20110122926A1 (en) * 2008-08-22 2011-05-26 Seung Il Myong Apparatus and method for generating pseudo noise code
RU2435300C1 (ru) * 2010-09-09 2011-11-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Радиопередающее устройство
RU2475861C1 (ru) * 2011-07-29 2013-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") Способ передачи информации и устройство для его осуществления
RU2568786C2 (ru) * 2014-02-26 2015-11-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Высокоскоростной бортовой модулятор
RU2719545C1 (ru) * 2019-05-14 2020-04-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Система передачи информации

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4481672A (en) * 1982-03-26 1984-11-06 U.S. Philips Corporation Polar loop transmitter
RU2163053C2 (ru) * 1999-01-26 2001-02-10 Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи Линия радиосвязи
US20100039924A1 (en) * 2000-08-24 2010-02-18 Sony Deutschland Gmbh Communication device for receiving and transmitting ofdm signals in a wireless communication system
RU58000U1 (ru) * 2006-07-11 2006-10-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Бортовой комплекс радиотелеметрической системы
RU2342783C1 (ru) * 2007-09-24 2008-12-27 ФГУП Научно-производственное объединение измерительной техники Способ передачи и приема телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты и устройство для его осуществления
US20110122926A1 (en) * 2008-08-22 2011-05-26 Seung Il Myong Apparatus and method for generating pseudo noise code
RU2435300C1 (ru) * 2010-09-09 2011-11-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Радиопередающее устройство
RU2475861C1 (ru) * 2011-07-29 2013-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") Способ передачи информации и устройство для его осуществления
RU2568786C2 (ru) * 2014-02-26 2015-11-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Высокоскоростной бортовой модулятор
RU2719545C1 (ru) * 2019-05-14 2020-04-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Система передачи информации

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799892C1 (ru) * 2023-01-27 2023-07-13 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Способ восстановления цифровой телеметрической информации в условиях возможной инверсии сигнала

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8081882B2 (en) Optical high-rate pulse position modulation scheme and optical communications system based thereon
US9137081B2 (en) Satellite navigational signal generating method generating device receiving method and receiving device
US20120263466A1 (en) Multidimensional hybrid modulations for ultra-high-speed optical transport
US20180131546A1 (en) Bpsk demodulation
JPH05218994A (ja) 時分割多重による多重使用デジタル送信機およびトランシーバ
CN106165365A (zh) 组合振幅‑时间调制和相位调制
WO2018234084A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONFIGURING A DATA TRANSMISSION SYSTEM
US11742567B2 (en) Method and system for controlling a modal antenna
CN106453171A (zh) 一种同频同时全双工系统的自干扰消除方法
US9800272B2 (en) Circuits and methods for transmitting signals
US8965290B2 (en) Amplitude enhanced frequency modulation
RU2764730C1 (ru) Способ передачи телеметрической информации и устройство для его осуществления (варианты)
CN113796052B (zh) 一种信号预补偿的方法和装置
US6301310B1 (en) Efficient implementation for systems using CEOQPSK
EP2472720A2 (en) Power-efficient spectrum shaping for a magnetic lnik
US4388726A (en) System for the ultra-high frequency transmission of numerical data
US7623000B2 (en) Hybrid linear and polar modulation apparatus
CN108476013A (zh) 发射器
CN114301511A (zh) 一种高速上注数据的处理方法、设备及存储介质
US6094667A (en) Time spread root Nyquist filter
CN117278061B (zh) 一种基于多指数cpm的遥外测信号发射装置和方法
US4461012A (en) Transmitter and receiver for transmitting digital signals
CN114826863B (zh) 太赫兹通信方法、发送端、接收端及系统
US3197705A (en) Modulator shaper for frequency shift transmitter
CN114204984B (zh) 通信单元、装置及方法