Приемо-передающая станция
Использование: антенно-фидерная техника приемопередающих станций, в том .числе приемопередающих станций спутниковой связи, работающих в дуплексном режиме с широкополосным информационным сигналом. Сущность изобретения: антенная система состоит из приемных модулей с круговой поляризацией излучения, содержащих по четыре микрополосковых излучателя (МПИ) на длину волны AI и передающих модулей с круговой поляризацией противоположного направления вращения, содержащих четыре МПИ на длину волны i. МПИ размещены на общей печатной плате на определенных расстояниях один от другого . При выбранных взаимном положении и ориентации МПИ достигается уменьшение взаимных помех, т.е. высокое качество и надежность связи. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5046588/09 (22) 09.06.92 (46) 07,09.93. Бюл. М 33 — 36 (71) Добровольный изобретательский фонд
"ИЗФОНД" (72) Копылов А.А., Сбитнев Г.В., Олесов C.È. (73) Научно-производственный центр
"ЭЛАС-ПОЛ ЕТ" (54) ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ (57) Использование: антенно-фидерная техника приемопередающих станций, в том ,числе приемопередающих станций спутниковой связи, работающих в дуплексном режиме с широкополосным информационным
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенно-фидерной технике систем радиосвязи и радиолокации, и может быть использовано в качестве приемопередающей станции в системах спутниковой связи.
В основу изобретения положена задача создания такой приемопередающей станции спутниковой связи, которая осуществляет работу в дуплексном режиме в широкой полосе частот (например, с шумоподобным сигналом) и обеспечивает электромагнитную совместимость приемного и передающего каналов при сохранении минимальными ее габаритов, шасси и стоимости.
Известны приемопередающие станции, в которых одна (чаще всего зеркальная антенна) используется для работы на прием и на передачу.
Недостаток таких приемопередающих станций — необходимость использования
„„RU ÄÄ 2000635 С
МПИ размещены на общей печатной плате на определенных расстояниях один от другого. При выбранных взаимном положении и ориентации МПИ достигается уменьшение взаимных помех, т.е. высокое качество и надежность связи. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. специальных технических средств (развязывающих устройств, фильтров и т,п.) для развязки приемных и передающих каналов, что значительно усложняет конструкцию, увеличивает ее габариты, массу и стоимость. Один иэ возможных путей устранения указанного недостатка состоит в использовании автономных приемной и передающей антенн. Однако в этом случае при близком расположении антенн (что требуется для уменьшения габаритов станции) необходимо принимать специальные меры для их развязки. Как известно, искажения приемного информационного сигнала обусловлены паразитными сигналами, формируемыми в передающем канале и попадающими в приемный канал на все пути их распространения, т.е. в ближней, промежуточной и дальней зонах. Эффективное снижение искажений сигнала в дальней зоне достигается при работе 2000635 с круговой поляризацией сигнала противоположного направления вращения в приемном и передающем каналах, Такая поляризационная развязка может быть осуществлена как непосредственно в конструкции антенной системы, так и путем применения элементов . поляризационной. развязки, но обеспечивает недостаточный уровень подавления помех при реальной эллиптической поляризации и изменении несущих частот, Для снижения помех в промежуточной и ближней зонах, связанных с паразитным излучением токов, наведенных в элементах конструкции и линиях передачи, используют различные конструктивные меры, обеспечивающие пространственное разнесение приемной и передающей антенн, их оптимальную (в отношении взаимной связи) ориентацию, уменьшение длины линий передачи, введения экранирующих элементов. Известна приемопередающая станция спутниковой связи, содержащая приемный и передающий блоки, помещенные в проводящий корпус и подключенные к приемной и передающей антеннам соответственно, которые выполнены в виде взаимно ортогональных спиралей и установлены на верхней стенке проводящего корпуса. Антенны работают с круговой поляризацией излучения противоположного направления вращения. Недостатки станции — невозможность получения требуемого, ровня развязки приемного и передающего каналов беэ применения развязывающих и экранирующих устройств и фильтров, развал ДН (при сближении антенн), большие габариты и масса. Особенность заявленного технического решения — одновременное использование как поляризационной развязки, так и соответствующих конструктивных средств уменьшения наведенных токов, что позволяет обеспечить высокий уровень развязки приемного и передающего каналов при работе в дуплексном режиме в широкой полосе частот. а также малые габариты и массу конструкции. На фиг.1 изображена конструкция приемопередающей станции, вид сзади; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — конструкция печатной платы антенной решетки с передающими и приемными модулями; на фиг.4 — экспериментальные кривые развязки между приемным и передающим каналами в полосе рабочих частот вблизи соответствующих несущих, Приемопередающая станция содержит приемный блок 1, передающий блок 2. раз50 Для дальнейшего улучшения электромагнитной совместимости путем повышения поляриэационной развязки на двух несущих частотах может быть осуществлен дополнительный разворот МПИ 5 передающих модулей 4 вместе с присоединенными к ним линиями передачи 8 на 180 в плоскости, перпендикулярной плоскОсти печатной платы 10, относительно МПИ 7 приемных модулей 6, а также разворот МПИ 5 передающих модулей 4 вместе с присоединенными к ним линиями передачи 8 на 90 в плоскости печатной платы 10 относительно МПИ 7 приемных модулей 6. мещенный в проводящем корпусе 3, антенную систему, выполненную в виде микрополосковой антенной решетки из передающих модулей 4 с круговой поляризацией излучения, содержащих по четыре микрополосковых излучателя (МПИ) 5 на длину волны Л, и приемных модулей 6 с круговой поляризацией излучения, содержащих по четыре МПИ 7 на длину волны 4, МПИ соединены 10 между собой отрезками линий передачи 8 и присоединены к соответствующим питающим фидерам 9. Микрополосковая антенная решетка выполнена на печатной плате 10, которая образует верхнюю крышку-стенку 15 проводящего корпуса 3. Каждый передающий 4 и приемный модуль 6 построен иэ четырех МПИ на длину .волны Л1 и Мр соответственно, соединенных отрезками линий передачи, Форма и 20 размеры МПИ, а также длина отрезков линий передачи и положение точек их подключения выбраны по известным правилам для обеспечения круговой поляризации правого или левого направлений вращения и согла25 сования. С целью уменьшения паразитных наведенных токов (за счет относительно смещения модулей) передающие модули 4 расположены вдоль оси Х, параллельной од30 ной из сторон печатной платы 10, с интервалом (1.0-1,3) 4р. где 4р-(Л +4 )/2. а приемные модули 6 размещены в узлах прямоугольной сетки с интервалом (1,26-1,51) gp вдоль оси Х и (1,51-1,71) Л„-р вдоль оси У, при этом расстояние между соседними передающими 4 и приемными модулями 6 равно (1,3-1,71) Л,р. Для уменьшения наведенных токов в фидерных лини40 ях входные элементы передающих и приемных модулей (входные усилители и преобразователи) установлены в непосредственной близости к антенной системе, под печатной платой, на расстоянии не более Лср/4 от ее плоскости. 2000635 Волны с кру1ОВОй поляризацией и длиной Л1. Б качестве одного иэ вариантов выполнения МПИ может быть предложен излучатель В форме квадрата со срезанными Верши>1ами углов на концах одной из диаго11алей, Питающие линии 8 представляют отрезки 11есигл летричных полосковых линий. Раз>1ость их длин От точек присоединения к соответсгвующим парам МПИ до точек присоединения к соответствующему фидеру 9 долж1«а составлять не менее 5/4 соответстВующей длины ВОлны (А1 или А2 ) для осуществления изгибов линий передачи при реализации необходимой развязки по ближней и промежуточным зонам за счет компенсации наведенных токов путем взаимно ортогонального размещения линий. Присмопередающая станция работает следующим Образом (в качестве примера рассмотрии ее работу в дуплексном режиме с Il0пользованием шумоподобного информационного сигнала). Широкополосный шумоподобный информационный сигнал с выхода передаюи<е1о блока 2, состоящего из входного уснл11теля, многоканального делителя мощности и выходных усилителей, по соответстВу>ащему пира>още1лу фидеру 9 поступаЮт на Входы передающих модулей 4 и МПИ 5. Образующие аг1ЕРтуру пЕредающей антЕн11ой системь! излучают электромагнитные Псреда>ощий блок 2 (в первую очередь его входные элементы) размещен в непасредст;IclIII0Il близости к антенной системе. под c00TB0I0 5у1о1дими модулями на расСтоя1цц1, 11В нреаышающем Л,р/4. Это поэволя01 у>лен ьшить потери в подводящих фиде;>ах н помехи, обусловленные паразит111,11л11 наведенными токами в них. Ра".Inept Взаимное положение и ориенгацйЯ МПИ 5 и передающих модулей 4 опт11>лйзйрова>1ы по круговой поляризации, усй>101111>О н ДН В заданной полосе частот. Одновременно с заданного направления Осу>цестнляется прием апертурой пришЬ.11110! I;II > с н11ой системы (приемные модули б» МПИ 7) электромагнитного излучения с длн>1ой Волны ilg и круговой поляризацией нз>1у !c l«Iя, соответствующего принимаемоIn/ ш,роко;10лосному шумоподобному ин4 0,71лацйон llîMó сигналу. Размеры, ! u;,;II »;00 положение и ориентация МПИ 7 и Вдул;:I 6, расположенных на той же печат .Ой >1.>а-11. l0 на Выбранном расстоянии от ;:,11 д-1>oI IIx модулей 4, также Оптимизиро, 1«1 110 круговой поляризации, усилению и ,"„И: 1> „«ццой полосе частот, П, 111>1 ый сигнал поступает в приемный ! ; « 1, .ч-..-. . ;0;я!ций из многоканального сум 55 матора и малошумящего усилителя. Приемный блок 1 (главным образом его входные элементы) размещен под соответствующими модулями 6 в непосредственной близости (на расстоянии, значительно меньшем Л,р/4) от печатной платы 10, что способствует уменьшению потерь и наведенных паразитных токов в подводящих фидерах. Экспериментально установлено (см.фиг.4), что в приемопередающей станции обеспечивается высокая развязка между приемным и передающим каналами в полосе рабочих частот как на длине волны hs режиме передвчи (кривая 11), так и на длине волны (кривая 12), Таким образом, противоположное направление вращения круговой поляризации и уменьшение помех эа счет наведенных токов в фидерных линиях позволили обеспечить необходимую развязку и электромагнитную совместимость приемного и передающего каналов, т.е, надежную связь в дуплексном режиме при минимальных габаритах и массе приемопередающей стэнции. Кроме того, высокая развязка между приемным и передающим каналами на длине волны А1 позволяет обеспечить защиту входных элементов приемного блока от перегрузок при работе посторонних внешних устройств вблизи приемопередающей станции, что также повышает ее надежность. Формула изобретения 1. Приемопередающая станция, содержащая приемный и передающий блоки, размещенные в проводящем корпусе, и антенную систему, установленную на верхней стенке проводящего корпуса и присоединенную к приемному и передающему блокам соответствующими фидерами, отличающаяся тем, что антенная система выполнена в виде микрополосковой антенной решетки на печатной плате, образующей верхнюю стенку проводящего корпуса и состоящей из передающих модулей с круговой поляризацией излучения, каждый иэ которых содержит четыре микрополосковых излучателя (МП) с длиной волны, соединенных отрезками линий передачи с первым фидером. и приемных глодулей с круговой поляризацией излучения с противоположным направлением вращения, каждый иэ которых содержит четыре микрополосковых излучателя (МПИ) с длиной волны А2, соединенных отрезками линии передачи с вторым фидером, при этом передающие модули расположены вдоль оси Х, параллельной одной иэ сторон печатной платы, с интервалом (1,0-1,3) 4р, где 2000635 А,р=(k> +Q)/2, а приемные модули размещены в узлах прямоугольной сетки с интервалом (1,26 — 1,51) Azp вдоль оси Х и интервалом (1,5-1.71) А,я вдоль оси У, а расстояние между соседними приемными и передающими модулями равно (1,3-1,71) А я, причем входные элементы приемного и передающего блоков установлены под соответствующими модулями на расстоянии d. меньшем kp /4 от плоскости печатной платы. 2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что МПИ передающих модулей вместе с присоединенными к ним отрезками линий передачи развернуты на 180 в плоскости, перпендикулярной плоскости печатной платы, относительно МПИ приемных модулей. 3. Станция по пп.1 и 2. о т л и ч а ющ а я с я тем, что МПИ передающих модулей вместе с присоединенными к ним отрезками линий передачи развернуты на 90 про5 тив часовой стрелки в плоскости печатной платы относительно МПИ приемных модулей. 4. Станция по пп.1-3, отл ич а ю ща яс я тем, что МПИ выполнены в форме квад10 ратов со срезанными вершинами углов на одной из диагоналей и соединенных отрезками несимметричных полосковых линий, причем разность длин отрезков несимметричных полосковых линий, считая от точек 15 их присоединения к парам МПИ до точек присоединения к соответствующему фидеру, не менее 5/4 соответствующей длины волны. 2000635 fL7 b 7 2000635 Составитель А. Копылов Редактор А. Купрякова Техред М,Моргентал Корректор С. Юско Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Заказ 3080 Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
