Адаптивная система радиосвязи

 

Использование: в радиотехнике для повышения энергетического потенциала адаптивной линии связи. Сущность изобретения : адаптивная линия связи содержит передающую , приемную стороны и канал обратной связи. Передающая .сторона содержит дополнительный передатчик и коммутатор мощности. Приемная сторона содержит дополнительную антенну, дополнительные сумматоры и решающее устройство. Повышение энергетического потенциала адаптивной линии связи достигается за счет повышения мощности передатчика, сигнал от которого в данный момент времени при распространении в тропосфере имеет меньшее затухание, чем. от другого передатчика. Передатчики раздельно подключены к вибраторам антенн, имеющих вертикальную и горизонтальную поляризации.2 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1788586 А1 (я)э Н 04 В 7/04, 7/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906159/09 (22) 29.01,91 (46) 15.01.93, Бюл. ¹ 2 (72) И.Г.Киселев, В.А.Лисичкин и И.Ф.Самарина (56) Немировский A,С., Коробицина Н,М. Исследование статистики сигнала на тропосферных радиолиниях с использованием

АРМП, — Труды НИИР, 1974, f+ 4, с. 18-24.

Немировский А.С. Борьба с замираниями при передаче аналоговых сигналов, М.:

Радио и связь, 1984, с. 145-155, (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ (57) Использование: в радиотехнике для повышения энергетического потенциала адап. Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для повышения энергетического потенциала адаптивной линии связи.

Известны адаптивные линии связи, позволяющие компенсировать флюктуации сигнала на приеме путем изменения соответствующим образом мощности на передающем устройстве. Такие линии связи использованы для тропосферного радиоканала.

Недостатком аналога является отсутствие реализации выигрыша в потребляемой энергии, а также при автоматической регулировкее мощности передатчиков (AP М П) мощность меняется одновременно во всех передатчиках, Из известных адаптивных линий связи в качестве прототипа принята адаптивная линия связи, как совпадающая по наибольтивной линии связи. Сущность изобретения

: адаптивная линия связи содержит передающую, приемную стороны и канал обратной связи. Передающая сторона содержит дополнительный передатчик и коммутатор мощности. Приемная сторона содержит дополнительную антенну, допблнительные сумматоры и решающее устройство, Повышение энергетического потенциала адаптивной линии связи достигается эа счет повышения мощности передатчика, сигнал от которого в данный момент времени при распространении в тропосфере имеет меньшее затухание, чем от другого передатчика.

Передатчики раздельно подключены к вибраторам антенн, имеющих вертикальную и горизонтальную поляризации. 2 ил. шему числу существенных признаков с предлагаемым устройством.

На фиг. 1 представлена классическая структурная схема прототипа адаптивной линии связи, которая содержит тракт приема, состоящий из последовательно соединенных антенного устройства 6, включающего 2 или N(N>2) антенн, приемного устройства 7 с системой охлаждения 8, а также последовательно соединенных измерителя параметров канала 9, устройства ввода управляющих сигналов 10, канала обратной связи 11 и тракт передачи, состоящий из последовательно соединенных устройства выделения управляющих сигналов 5, управляющего устройства 4, а также последовательно соединенных передающего устройства 2, включающего передатчик 1, и антенного устройства 3.

1788586

Как известно, для обеспечения разнесения по пространству используется несколько комплектов приемопередающей аппаратуры и антенн.

Выбранная схема прототипа является классической для адаптивных линий связи, в том числе и с АРМП. Авторы в своей заявке. рассматривают АРМП применительно к тропосферной связи и конкретно с разнесением по прострайству,.

Недостатком прототипа является то, что во время замираний сигнала на линии проводится автоматическая регулировка мощности одновременно всех передатчйков, работающих на вибраторы с различной поляризацией независимо от того, какой сигнал (с какой поляризацией) в данный момент подвержен наибольшим замираниям, что в койечном итоге снижает энергетический потенциал линии.

Предлагаемое техническое решейие в случае,"когда в адаптивной линии связи раздельно проводится автоматическая .регулировка мощности всех передатчиков, работающих на вибраторы с. различной поляризацией, позволяет повысить энергетический потенциал линии;

Целью изобретения является повыше- ние энергетического потенциала адаптив ной линии связи за счет перераспределения мощности на передачу на передающей стороне по команде с йриемной сторойы.

Эта цель достигается тем, что в известное устройство введены функциональные блоки: коммутатор мощности, дополнительные сумматоры, решающее устройство, дополнительное передающее устройство, дополнйтельные антенны, Существенными отличиями предлагаемого устройства следует считать новые свойства, которые в совокупности дают введейные блоки и соответствующие связи.

Это увеличение энергетического потенциала линии эа счет перераспределения мощностй на передачу на передающей стороне.

Сущность, отличительные. признаки и новйзна изобретения состоят в том, что за счет выбора решающим устройством из принятых разнесенными по пространству приемными антеннами сигналов с вертикальной и горизонтальной поляризацией и объединенных раздельно на дополнительных сумматорах сигнала, имеющего лучшее состояние сигнал/шум (с/ш), который в yctройстве ввода управляющих сигналов формирует соответствующий управляющий сигнал, которьЪ через канал обратной связи, устройство выделения поступает в управляющее устройство, которое управляет коммутатором мощности таким образом, что мощность передатчика, сигнал от которого на пути распространения имеет наибольшее затухание, уменьшается, а мощность передатчика, сигнал от которого на пути распространения имеет наименьшее затухание, увеличивается, что в итоге повышает энергетический потенциал адаптивной линии связи, Введение новых элементов и их связей

10 позволяет получить новое свойство — повышение энергетического потенциала заявляемоГо устройства.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 2

15 Она содержит следующие элементы: 1— передающее устройство; 2, 3 — передатчики (3 — дополнительный передатчик); 4, 5, 11— антенны (5, 11 — дополнительные антенны);

6, 12 — антенные устройства; 7 — коммутатор

20 мощности; 8 — управляющее устройство; 9— устройство выделения управляющих сигналов; 13-16 — преобразователи сверхвысоких частот; 17 —, основной сумматор; 18- приемное устройство; 19, 20 — дополнительные

25 сумматоры; 21 — решающее устройство; 22 — устройство ввода управляющих сигналов;

23 — канал обратной связи.

Выполнение функциональных блоков, включая коммутатор мощности, дополни30 тельные сумматоры, решающее устройство, дополнительные антенны и передатчик общеизвестны и описаны (1-7), Адаптивная линия связи содержит . тракт приема, состоящий из последова35 тельно соединенных антенного устройства

12, включающего 2 или N (M 2) антенн 10, 11, приемного устройства 18 с ПСВЧ 13-16 и основным сумматором 17, выход которого является выходом адаптивной линии связи, 40 выходы ПСВЧ 13-16 соедиНены с основным сумматором 17 и соответствующим образом с дополнительными сумматорами 19, 20, выходы которых подключены ко входу решающего устройства 21, выход которого

45 последовательно соединен с устройством ввода управляющих сигналов 22 и через канал обратной связи 23 с устройством выделения управляющих сигналов 9, которое последовательно соединено с управляю50 щим устройством 8, коммутатором мощности 7, выход которого подключен к передатчикам 2, 3, передающего устройства

1, которое соединено с антенным устройством 6, включающего антенны 4, 5, второй

55 вход передающего устройства 1 является входом адаптивной линии связи, Устройство работает следующим образом.

Известно, что при ДТР радиоволны. в том числе и с различной поляризацией (на1788586 пример, вертикальной и горизонтальной), проходя различные пути распространения, имеют разные коэффициенты затухания.

Передача сигналов с использованием различных поляризаций сигнала (вертикальной и горизонтальной) применяется для обеспечения дополнительной развязки принимаемых копий сигнала; то есть разнесение осуществляется по пространству, а не по поляризации. Разнесение по пространству выбирается таким, чтобы обеспечить независимость замираний копий сигналов:

I > 100 Л„ где — расстояние между электрическими центрами антенн;

1-длина волны.Принятые антеннами на приемной стороне полезные сигналы, имеющие вертикальную и горизонтальную поляризации, будут иметь в данный момент времени различный уровень. Для повышения энергетического потенциала л инии связи в предлагаемом устройстве на передающей стороне производится увелйчение мощности того передатчика; от которого уровень принятого сигнала на приемной стороне выше, чем уровень сигнала; принятый от другого передатчика. Для этого в предлагаемом устройстве введены дополнительные сумматоры 19, 20, на входы которых раздельно подаются принятые сигналы с вертикальной и горизонтальной поляризациями, С выходов данных сумматоров просуммирбванные в них сигналы поступают на решающее уст ройство 21, в котором определяется сигнал с большим соотношением с/ш. По этой оценке вырабатывается управляющий сигнал, который через устройство ввода управляющих сигналов передается по каналу обратной связи 23 на передающую сторону, . где управляющий сигнал выделяется устройством выделения управляющих сигналов 9 и поступает на управляющее устройство 8, которое управляет коммутатором мощности 7, который производит автоматическую регулировку передатчиков (2 или 3) таким образом, что мощность передатчика (2 или 3), от которого излучаемый, сигнал в данный момент времени имеет меньшее затухание на пути распространения радиоволн, повышается от выбранного (номинального) значения до максимума, В последующий момент времени ситуация может измениться на противоположную, то есть большему затуханию будет подвержен сйгнал, который был более сильным, тогда ,, по команде с приемной стороны (выработанной решающим устройством 21) управляющее устройство 8 будет управлять коммутатором 7 таким образом, что мощность передатчика (2 или 3), которая была отрегулирована в предыдущем случае на максимум„будет отрегулирована до выбранного (номинального) значения, а мощность другого передатчика (2 или 3) будет повышена от номинального значения до максималь- ного, В рассматриваемом случае полезный

10 сигнал передается по каналу с замйраниями (в частности, может быть тропосферный канал расйространения радиоволн). На фиг; 2 показана структурная "схема построения предлагаемого устройства адаптивной ли15 нии связи. На передающей стороне подключены передатчик .3 к горизонтальному вибратору, передатчик 2 — к вертикальному, Передатчики отрегулированы на номинальную мощность. На приемной стороне принятые антеннами 10, 11 сигналы с

20 различной поляризацией суммируются в основном 17 и раздельно по поляризации дополнительных сумматорах 19, 20. В сумматоре 19 суммируются сигналы с вертикальной поляризацией, принятые от пере25 датчика 2, а в сумматоре 20 — с горизонтальной поля ризацией, и ринятые от передатчика 3.

Допустим, в данный момент времени подвержены большому затуханию радио30 волн с вертикальной поляризацией от передатчика 2. Тогда на выходе сумматора 19 полезный сигнал будет иметь худшее состояние с/ш. Решающее устройство 21 после оценки выработает управляющий сигнал, по

35 команде которого будет увеличена мощность передатчика 3. так как радиоволйы горизонтальной поляризации в данйый момент имеет наименьшее затухаййе. Соотно40. шение с/ш на выходе приемного устройства

18 увеличится,. качество связи на выходе адаптивной линии связи улучшается;

В случае, когда большому затуханию будут подвержены радиоволны с горизонтальредатчика 3 уменьшается до номинальной а мощность передатчика 2 увеличивается до максимальной.

50 В зависимости от решаемых задач мощность в передатчиках может меняться плавно или дискретно через определенный шаг.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет поднимать более эффективно

55 энергетический потенциал адаптивной линии связи, В то время, как (1) предлагается при уменьшении уровня сигнала на приемной стороне увеличивать мощность излучения передающих устройств, в том числе и

45 ной поляризацией, ситуация меняется на противоположную. При этом мощность пе7

1788586 различным поляризациям антенн. При этом стороне ниже:чувствительности приемного устройства) мощность передатчика, сигнал которого в

Необходимо отметить, что при распро- кайале распространения имеет меньшее застранении электромагнитных волн в тропо-. тухание, увеличивается, а мощность пересферном канале имеет место частичная датчика, сигнал которого в канале деполяризация радиоволн. Однако, степень распространения имеет большее затухание, 10 остается номинальной, Когда в канале расэтой деполяризации незначительна

Известно, что уровень деполяризацион- пространения сигналов условия распростной части сигнала оказйвается во всех слу- ранения меняются на противоположные, то меняются и уровни сигналов на выходе дочаях ниже основного сигнала не менее; чем на 18-25 дБ. Поэтому влиянием деполяриза- полнительных сумматоров, В этом случае ции ситйала в нормальных антеннах на 15 решающееустройствовырабатываетуправуровйи принимаемых копий можно прейеб- ляющий сигнал, по команде которого на перечь, Такое допущейие принято в настоя- редающей стороне производится щее время при проведении энергетических регулировка мощности передатчика в обрасчетов на тропосферных трассах во всех . ратном порядке. Динамический диапазон известных методиках расчета и в соответст- 20 регулирования может достигать нескольких десятков децибелл. Так, отечественные клистроны типа К-337 позволяют изменить вующей литературе.

Особое внимание уделяется возможномощность в пределах 30-35 дБ сти выделения информации йз прийятого полезного сигнала, необходимой для принятия решения по автоматической регулиров- 25 ке мощности йередающего устройства, которое состоит из нескольких передатчиков, работающих каждый на отдельную энтенну (антенного устройства) и свою выигрыш от применения предлагаемого ус30 жащая тракт приема, состоящий из последоществляться плавно или дискретно с помощью коммутатора мощности, который 35 вательно соединенных антенного управляется через канал обратной связи сигналом управлейия, выработанным решаустройства, приемного устройства, а также последовательно соединенных устройства ввода управляющих сигналов, канала обратющим устройством по результатам анализа полезного сигнала. В качестве критерия, по ной связи и тракта передачи, состоящего из которому вырабатывается сигнал управле- 40 ния, авторы в своей заявке предлагают испоследовательно соединенных устройства выделения управляющих сигналов, управпользовать разницу уровней сигналов, ляющего устройства, а также последоваизлучаемых и принимаемых разнесенными тельно соединенных передающего устройства и антенного устройства, второй вход передающего устройства и второй выантеннами с вертикальной и горизонтальной поляризациями на передающей и при45 емной сторонах. Излучаемые сигналы ход приемного устройства являются соот(копии сигналов) с вертикальной и горизонтальной поляризациями проходят различветственно входом и выходом адаптивной системы радиосвязи, отличающаяся

50 циям они будут иметь различную величину дополнительная антенна, выходы которой с входами решающего устройства, выход которого соединен с входом устройстBR ввода лу передается на передающую сторону, где после выделения сигнал управления через управляющее ус ройство и коммутатор управляющих сигналов, а в тракт передачи тех, радиоволны от которых подвер>кены наибольшему затуханию (зкстремальная ситуация — уровень сигнала на приемной.поляризацию (вертйкальную или горизонтал ьную).

Регулирование (повышение или понижение) мощности передатчиков может осуные пути распространения, претерпевают различные амплитудные и фазовые изменения, поэтому после сложения по поляризаотносительно друг друга.

При достижении определенной разницы (порога), которая оценивается в решающем устройстве, вырабатывается сигнал управления. Этот сигнал по обратному канамощности определенным образом воздействует на тот или иной передатчики передающего устройства, которые подключены к

Расчеты показывают, что при автоматическом регулировании мощности от Рно до

Рилакс и затухании сигнала, подверженного более глубоким замираниям (ниже порога чувствительности приемного устройства), тройства составит 3 дБ.::

Формула изобретения

Адаптивная система радиосвязи, содертем, что, с целью повышения энергетического потенциала адаптивной системы радиосвязи, в тракт приема введены соединены с соответствующими входами приемного устройства, решающее устройство, два сумматора, входы которых соединены с соответствующими выходами приемного устройства. а выходы соединены

1788586 Lbl X.

Составитель И. Ш крадюк

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 77 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, l01 введен коммутатор мощности, вход которого соединен с выходом управляющего устройства, а выход соединен с соответствующими входами основного и дополнительно введенными передатчиками, выходы которых соединены с соответствующими входами основной и дополнительно введенной антенн,