Модем сигналов передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи

Предлагаемый модем относится к технике связи и может быть использован в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), в службе единого времени и частоты, а также для обмена информацией между наземными пунктами, разнесенными на большие расстояния, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора. Модем содержит геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый А и второй В наземные пункты, каждый из которых содержит эталон 1 времени и частоты, гетеродины 2 и 3 приемопередающую антенну 4, дуплексер 5, усилители 6 и 16 мощности, смесители 7 и 14, усилитель 8 первой промежуточной частоты, клиперы 9 и 17, блоки 10 и 18 памяти, корреляторы 11 и 24, генератор 12 псевдошумового сигнала, переключатель 13, усилитель 15 второй промежуточной частоты, селектор 19 частоты, узкополосный фильтр 20, амплитудный детектор 21, пороговый блок 22, ключ 23, блок 25 регулируемой задержки, перемножитель 26, фильтр 27 нижних частот, экстремальный регулятор 28 и индикатор 29 дальности. Геостационарный ИСЗ-ретранслятор 30 содержит приемопередающую антенну 31, дуплексер 32, усилители 33 и 40 мощности, гетеродин 34, смеситель 35, усилитель 36 третьей промежуточной частоты, усилитель 37 суммарной частоты, амплитудный детектор 38 и ключ 39. Техническим результатом при реализации заявленного изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, и автоматического измерения наклонной дальности до геостационарного ИСЗ-ретранслятора с целью контроля его положения на орбите. 5 ил.

 

Предлагаемый модем относится к технике связи и может быть использован в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), в службе единого времени и частоты, для обмена информацией между наземными пунктами, разнесенные на большие расстояния, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора.

Известны модемы и устройства синхронизации часов и сличения шкал времени (авт. свид. СССР №№591799, 614416, 920300, 1120835, 1244637, 1278800, 1840365, 1840516; патенты РФ №№2001423, 2403157, 2040035, 2177167, 2292574, 2386159, 2426167, 2528405, 2535653; патенты США №№5666330, 7327699, 8145247; патент Германии №3278943; патент Великобритании №1526467; патент ЕР №0564220 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Устройство синхронизации часов» (патент РФ №2001423, G04С 11/02, 1992), которое и выбрано в качестве базового объекта.

Указанное устройство обеспечивает сличение шкал времени, разнесенных на большие расстояния, и основано на использовании дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор. Основное достоинство дуплексного метода связи состоит в том, что исключается длина трассы прохождения сигнала. Поэтому его точность в основном зависит от параметров ретранслятора, типа используемого сигнала и техники измерения временных интервалов.

В приемнике известного модема, построенного по супергетеродинной схеме, одно и то же значение первой промежуточной частоты ωпр1 может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах ω2 и ωз1, т.е.

ωпр1г12 и ωпр1з1г1.

Следовательно, если частоту настройки со2 принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место первый зеркальный канал прием, частота ωз1 которого отличается от частоты ω2 на 2ωпр1 и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты ωг1 первого гетеродина 2 (фиг. 5).

Преобразование по первому зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу приема на частоте ω2. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехоустойчивость приемника.

Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия

где ωкi - частота i-го комбинационного канала приема.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частоты сигнала с гармониками частоты первого гетеродина малого порядка (второй, третий), так как чувствительность приемника по этим каналам близки к чувствительности основного канала приема. Так, двум комбинационным каналам при n=1 и n=2 соответствуют частоты:

ωк1=2ωг1пр1, ωк2=2ωг1пр1,

где 2ωг1 - вторая гармоника частоты первого гетеродина,

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по первому зеркальному каналу на частоте ωз1, по первому ωк1 и второму ωк2 комбинационным каналам, приводят к снижению помехоустойчивости и достоверности передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи.

Кроме того, положение геостационарного ИСЗ-ретранслятора на орбите не является постоянным, он периодически совершает определенные движения и контроль его положения на орбите также оказывает влияние на помехоустойчивость и достоверность передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, и автоматического измерения наклонной дальности до геостационарного ИСЗ-ретранслятора с целью контроля его положения на орбите.

Поставленная задача решается тем, что модем сигналов передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый и второй наземные пункты, каждый из которых содержит последовательно включенных эталон времени и частоты, второй гетеродин, второй смеситель, второй вход которого через переключатель соединен с первым входом выходом генератора псевдошумового сигнала, усилитель второй промежуточной частоты, второй усилитель мощности, первый дуплексер, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной, первый усилитель мощности, первый смеситель, второй вход которого через первый гетеродин соединен с первым выходом эталона времени и частоты, и усилитель первой промежуточной частоты, последовательно подключенные к второму выходу эталона времени и частоты генератор псевдошумового сигнала, второй клиппер, второй вход которого соединен с третьим выходом эталона времени и частоты, второй блок памяти и первый коррелятор, выход которого является сигнальным выходом модема, последовательно подсоединены к третьему выходу эталона времени и частоты первый клиппер и первый блок памяти, выход которого соединен с вторым входом первого коррелятора, при этом частоты ωг1 и ωг2 первого и второго гетеродинов разнесены на значение первой промежуточной частоты ωг1г2пр1, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен селектором частоты, узкополосным фильтром, первым амплитудным детектором, пороговым блоком, первым ключом, перемножителем, блоком регулируемой задержки, фильтром нижних частот, экстремальным регулятором и индикатором дальности, причем к выходу первого усилителя мощности последовательно подключены селектор частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор, пороговый блок и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу первого клиппера, к выходу первого блока последовательно подключены перемножитель, второй вход которого через последовательно включенные переключатель и блок регулируемой задержки соединен с первым выходом генератора псевдошумового сигнала, фильтр нижних частот и экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор дальности, геостационарный ИСЗ-ретранслятор выполнен в виде последовательно включенных четвертого усилителя мощности, второго дуплексера, вход-выход которого связан с второй приемопередающей антенной, третьего усилителя мощности, третьего смесителя, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, усилителя суммарной частоты, второго амплитудного детектора и второго ключа, второй вход которого через усилитель третьей промежуточной частоты соединен с выходом третьего смесителя, а выход подключен к входу четвертого усилителя мощности, модем излучает псевдошумовые сигналы на частоте ω1г1пр2, а принимаемый - частоте ω2г2пр2, где ωпр2 и ωпр3 - вторая и третья промежуточные частоты, соответственно, а геостационарный ИСЗ-ретранслятор, наоборот, излучает псевдошумовые сигналы на частоте ω2, а принимает - на частоте ω1.

Структурная схема модема представлена на фиг. 1. Структурная схема геостационарного ИСЗ-ретранслятора представлена на фиг. 2. Геометрическая схема расположения геостационарного ИСЗ-ретранслятора S и двух наземных пунктов А и В показана на фиг. 3. Временная диаграмма дуплексного метода сличения часов изображена на фиг. 4. Частотная диаграмма, поясняющая процесс преобразования сигналов, показана на фиг. 5.

Модем сигналов передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи содержит геостационарный ИСЗ-ретранслятор 30, первый А и второй В наземные пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные эталон 1 времени и частоты, второй гетеродин 3, второй смеситель 14, второй вход которого через переключатель 13 соединен с первым выходом генератора 12 псевдошумового сигнала, усилитель 15 второй промежуточной частоты, второй усилитель 16 мощности, первый дуплексер 5, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной 4, первый усилитель 6 мощности, первый смеситель 7, второй вход которого через первый гетеродин 2 соединен с первым входом эталона 1 времени и частоты, усилитель 8 первой промежуточной частоты, первый ключ 23, первый клипер 9, второй вход которого соединен с третьим выходом эталона 1 времени и частоты, первый блок 10 памяти и первый коррелятор 11, выход которого является сигнальным выходом модема. К второму выходу генератора 12 псевдошумового сигнала последовательно подключены второй клипер 17, второй вход которого соединен с третьим выходом эталона 1 времени и частоты, и второй блок 18 памяти, выход которого соединен с вторым входом первого коррелятора 11. К выходу первого усилителя 6 мощности последовательно подключены селектор 19 частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 3, узкополосный фильтр 20, первый амплитудный детектор21 и пороговый блок 22, выход которого соединен с вторым входом первого ключа 23. К выходу ключа 23 последовательно подключены перемножитель 26, второй вход которого через последовательно подключенные перемножитель 13 и блок 25 регулируемой задержки соединен с первым выходом генератора 12 псевдошумового сигнала,, фильтр 27 нижних частот и экстремальный регулятор 28, выход которого соединен с вторым входом блока 26 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор 29 дальности.

Блок 25 регулируемой задержки, перемножитель 26, фильтр 27 нижних частот и экстремальный регулятор 28 образуют второй коррелятор 24.

Геостационарный ИС3-ретранслятор 30 содержит последовательно включенные четвертый усилитель 40 мощности, второй дуплексер 32, вход-выход которого связан со второй приемопередающей антенной 31, третий усилитель 33 мощности, третий смеситель 35, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина 34, усилитель 37 суммарной частоты, второй амплитудный детектор 38 и второй ключ 39, второй вход которого через усилитель 36 третьей промежуточной частоты соединен с выходом третьего смесителя 35, а выход подключен к входу четвертого усилителя 40 мощности.

Модем сигналов передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи работает следующим образом.

На пункт А с помощью генератора 12 формируется на первом шаге единичных измерений псевдошумовой СВЧ сигнал αi

uc(t)=Uccos[ωct+ϕk(t)+λϕc], 0≤t≤Тс,

где Uc, ωс, ϕс, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность псевдошумового сигнала:

ϕk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с псевдослучайной последовательностью (ПСП), причем ϕk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k-1, …, N);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок из которых составлен псевдошумовой сигнал длительностью Tc(Tc=Nτэ).

Этот сигнал с выхода генератора 12 псевдошумового сигнала через замкнутый переключатель 13 поступает на первый вход второго смесителя 14, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 3, стабилизированного эталоном 1 времени и частоты

uг2(t)=Uг2 cos(ωг2e+ϕг2).

На выходе второго смесителя 14 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 15 выделяется напряжение второй промежуточной (суммарной) частоты

uпр2(t)=Uпр2 cos[ωпр2 t+ϕk(t)+ϕпр2(t), 0≤t≤тс,

где ;

ωпр2сг2 - вторая промежуточная (суммарная) частота;

ϕпр2сг2,

которое усиливается в усилителе 16 мощности и через дуплексер 5 поступает в приемопередающую антенну 4 и излучается в направлении геостационарного ИСЗ-ретранслятора на частоте ω1пр2.

Вместе с тем, этот же сигнал клиппируется во втором клиппере 17 и записывается в буферный блок 18 памяти. Работа клиппера 17 синхронизируется эталоном 1 времени и частоты.

Принятый антенной 31 псевдошумовой сигнал uпр2(t) через дуплексер 32 и усилитель 33 мощности поступает на первый вход третьего смесителя 35, на второй вход которого подается напряжение третьего гетеродина 34

uг3(t)=Uг3cos[ωг3t+ϕг3].

На выходе третьего смесителя 35 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 36 и 37 выделяются напряжения третьей промежуточной и суммарной соответственно частоты

uпр3(t)=Uпр3cos[ωпр3t+ϕk(t)+ϕпр3],

uΣ(t)=Uпр3cos[ωΣt+ϕk(t)+ϕΣ], 0≤t≤Tc,

где ;

ωпр313 - третья промежуточная частота;

ωΣ1г3 - суммарная частота;

ϕпр3пр3г3; ϕΣпр2г3;

Частота настройки ωн1 усилителя 37 суммарной частоты выбраны равной суммарной частоте ωн1Σпр2Г3. Напряжение суммарной частоты uΣ(t) с выхода усилителя 37 суммарной частоты поступает на вход второго амплитудного детектора 38, где выделяется его огибающая. Продетектированное напряжение поступает на управляющий вход второго ключа 39, открывая его. В исходном состоянии ключ 39 всегда закрыт. При этом, напряжение uпр3(t) третьей промежуточной частоты с выхода усилителя 36 через открытый ключ 39 поступает на вход усилителя 40 мощности, а затем через дуплексер 32 в приемопередающую антенну 31 и излучается ею обратно на наземный пункт А и В на частоте ω2пр3 с сохранением фазовых соотношений. Диаграмма направленности бортовой приемопередающей антенны 31 ИСЗ-ретранслятора 30 выбирается так, чтобы этот сигнал мог быть принят в обоих наземных пунктах А и В.

Принятый в наземном пункте А приемопередающей антенной 4 ретранслированный ИСЗ сигнал (сигнал α1) через дуплексер 5 и усилитель 6 мощности поступает на первый вход первого смесителя 7 и селектора 19 частоты. На второй вход первого смесителя 7 подается напряжение первого гетеродина 2, стабилизированного эталоном 1 времени и частоты

uг1(t)=Uгl cos(ωг1t+ϕг1).

На выходе первого смесителя 7 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 8 выделяется напряжение первой промежуточной частоты

uпр1(t)=Uпр1 cos[ωпр1t+ϕk(t)+пр1], 0≤t≤Тс,

где ;

ωпр1г1пр3 - первая промежуточная частота;

ϕпр1г1пр3.

На второй вход селектора 19 частоты подается напряжение uг1(t) второго гетеродина 3

В качестве селектора 19 частоты может использоваться колебательная система, частота настройки αн2 которой выбирается равной частоте αг2 второго гетеродина 3 (ωн2г2). Выходное напряжение селектора 19 частоты выделяется узкополосным фильтром 20, детектируется амплитудным детектором 21 (U) и поступает на вход порогового блока 22, где сравнивается с пороговым напряжением Uпор. При резонансе, который наступает при ω2г2, выходное напряжение селектора 19 частоты достигает максимального значения, выходное напряжение амплитудного детектора 21 достигает максимального значения Umax и превышает пороговый уровень Uпор в пороговом блоке 22 (Umax>Uпор). И только при превышении порогового уровня Uпор (это случается только при наступлении явления резонанса) в пороговом блоке 22 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 23 и открывает его. В исходном состоянии ключ 23 всегда закрыт.

При этом напряжение uпр1(t) с выхода усилителя 8 первой промежуточной частоты через открытый ключ 23 поступает на вход первого клиппера 9 и перемножителя 26. Работа клиппера 9 синхронизируется эталоном 1 времени и частоты.

На второй вход перемножителя 26 через замкнутый переключатель 13 и блок 25 регулируемой задержки подается псевдошумовой сигнал uc(t) с первого выхода гетеродина 12. Полученные на выходе перемножителя 26 напряжения пропускаются через фильтр 27 нижних частот, на выходе которого формируется корреляционная функция R(τ), где τ - текущая временная задержка. Экстремальный регулятор 28, предназначенный для поддержания максимума корреляционной функции R(τ) и подключенный к выходу фильтра 27 нижних частот, воздействует на управляющий вход блока 25 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ, равной τ3, что соответствует максимальному значению корреляционной функции R(τ).

Шкала блока 25 регулируемой задержки связана с индикатором 29 дальности, который позволяет непосредственно считывать измеряемое значение наклонной дальности до геостационарного ИСЗ-ретранслятора.

где с - скорость распространения электромагнитных волн.

Аналогичные операции осуществляются на пункте В. На втором шаге измерений (при передаче сигнала из пункта В), спустя какое-то время Θ после окончания регистрации сигнала, переключатель 13 на пункте А размыкается, а на В замыкается. В момент времени t3В=t2B+Θ в генератор 12 начинает формировать новый СВЧ-сигнал (сигнал β), который после соответствующего преобразования фиксируется на пункте В и излучается в направлении геостационарного ИСЗ-ретранслятора на частоте ω1. Принимаемый бортовым приемником ИСЗ-ретранслятора сигнал переизлучается обратно на пункты А и В на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений во всей полосе частот сигнала. Ретранслированный сигнал принимается в обоих пунктах, преобразуется в напряжения низкой частоты и ретранслируется в моменты времени t4A и t4B соответственно (сигналы α4 и β4). На этом заканчивается единичное измерение дуплексного метода. Затем в перерыве между актами измерений пары сигналов α1, α2 и α3, α41, β2 и β3, β4) подвергаются корреляционной обработке в корреляторе 11. Корреляционной обработке двух пар зарегистрированных сигналов в перерыве между двумя измерениями в корреляторе определяют следующие временные задержки.

и соответствующие им частоты интерференции Fi(i=1, 2, 3, 4), которые определяют производные этих задержек:

где ;

aj, bl (j=1, 2, 3) - время распространения сигнала между ИСЗ и пунктами А и В соответственно (фиг. 1);

, - задержки сигналов в излучающей аппаратуре обоих пунктов;

, - задержки сигналов в приеморегистрирующей аппаратуре;

Δs - задержка сигналов в бортовом ретрансляторе ИСЗ;

Δt=tB-tА - искомая разность показаний часов в один и том же физический момент;

Полагая aj и bj линейными функциями с производными , , получаем:

где

где

- задержки сигнала в атмосфере на частотах ω1 и ω2 соответственно;

ν - релятивистская поправка (эффект Саньяка);

ω - угловая скорость вращения Земли;

с - скорость света;

D - площадь четырехугольника OA'S'B', образуемого в экваториальной плоскости центром масс Земли, проекциями пунктов А, В и ИСЗ-ретранслятора S.

Поправки у на подвижность ИСЗ-ретранслятора во время единичного измерения проще всего свести к нулю соответствующим выбором свободного параметра Θ:

который следует в начале измерений рассчитывать по приближенным эфемеридным данным, а затем уточнить по результатам текущих измерений.

Что касается поправки δ на аппаратурные задержки, то ее можно найти путем калибровки по методу «нулевой базы».

Атмосферная поправка ε также учитывается.

В пунктах А и В аппаратура работает одинаково, только порядок шагов в них обратный. Для вычисления разности показания часов Δt достаточно обменяться между пунктами полученными цифровыми данными, что можно делать по каналам служебной связи через тот же геостационарный ИСЗ-ретранслятор, как это было показано выше, или телеграфным каналам связи.

Описанная выше работа модема соответствует случаю приема псевдошумовых сигналов по основным каналам на частотах ω1 и ω2.

Если ложный сигнал (помеха)

uзl(t)=Uз1 cos(ωз1t+ϕз1), 0≤t≤Тз1,

поступает на вход приемопередающей антенны 4, то он через дуплексер 5 и усилитель 6 мощности поступает на первые входы смесителя 7 и селектора 19 частоты. Усилителем 8 выделяется напряжение первой промежуточной частоты

uпр4(t)=Uпр4cos(ωпр1t+ϕпр4), 0≤t≤Тз1,

где ;

ωпр1з1г1 - первая промежуточная частота;

ϕпр1з1г1.

Частота настройки ωн2 селектора 19 частоты выбирается равной частоте ωг2 второго гетеродина 3 (ωн2г2).

Частоты ωг2 и ωз1 разнесены на удвоенное значение первой промежуточной частоты ωз1г2=2ωпр1. Поэтому в селекторе 19 частоты является резонанса не поступает, выходное напряжение U амплитудного детектора 21 не превышает порогового уровня Uпор в пороговом блоке 22 (U<Uпор). Ключ 23 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемой по первому зеркальному каналу на частоте ωз1, подавляется. Для этого используются резонансные свойства селектора 19 частоты, выполненного в виде колебательного контура с частотой настойкой ωн2г2.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим дополнительными (первому ωк1 второму ωк2) комбинационным каналам.

Если ложный сигнал (помеха)

uз2(t)=Uз2 cos(ωз2t+ϕз2), 0≤t≤Tз2,

на частоте ωз2 и любой другой ложный сигнал (помеха) поступает на выходы приемопередающей антенны 31 через дуплексор 32 и усилитель 33 мощности на первый вход третьего смесителя 35, на второй вход которого подается напряжение третьего гетеродина 34

uг3(t)=Uг3cos(ϕг3t+ϕг3).

На выходе смесителя 35 в этом случае образуются напряжения, которые не попадают в полосы пропускания усилителей 36 и 37 третьей промежуточной и суммарной частоты.

Ключ 39 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте ωз2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим дополнительным комбинационным каналам.

Таким образом, предлагаемый модем по сравнению с базовым объектом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи. Это достигается путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, и за счет автоматического измерения наклонной дальности геостационарного ИСЗ-ретранслятора с целью контроля его положения на орбите.

Причем для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, используются метод, основанный на использовании резонансных свойств колебательных систем, и метод суммарной частоты.

Следует отметить, что явление резонанса является основополагающим принципом, работы многих систем и устройств радиоэлектроники, в том числе и предлагаемого модема.

При преобразовании сигналов по частоте с помощью смесителя, работающего на линейном участке вольт-амперной характеристике, образуются напряжения разностной (промежуточной) и суммарной частоты. Как правило, используют только напряжение разностной (промежуточной) частоты. В предлагаемом техническом решении используется и напряжение суммарной частоты для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Для автоматического измерения дальности догеостационарного ИСЗ-ретранслятора используется коррелятор, обеспечивающий точное измерение и автоматическое сопровождение геостационарного ИСЗ-ретранслятора при его перемещении поорбите. При этом используется корреляционная функция псевдошумовых сигналов, которая обладает замечательным свойством - она имеет один значительный главный лепесток и сравнительно низкий уровень боковых лепестков.

\Все блоки предлагаемого технического решения являются классическими, их техническая реализация не представляет технических затруднений.

Для проверки эффективности предлагаемого модема были разработаны макеты устройств системы передачи данных и модема для дуплексных сличений шкал времени по спутниковому каналу, проведены экспериментальные исследования и получены характеристики созданной аппаратуры. В частности, показана экспериментальная возможность сличения шкал времени через отечественный геостационарный ИСЗ «Ямал-200» с погрешностью меньше 10 нс.

Модем сигналов передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи, содержащий геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый и второй наземные пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные эталон времени и частоты, второй гетеродин, второй смеситель, второй вход которого через переключатель соединен с первым выходом генератора псевдошумового сигнала, усилитель второй промежуточной частоты, второй усилитель мощности, первый дуплексер, вход которого связан с первой приемопередающей антенной, первый усилитель мощности, первый смеситель, второй вход которого через первый гетеродин соединен с первым выходом эталона времени и частоты, и усилитель первой промежуточной частоты, последовательно подключенные к второму выходу эталона времени и частоты генератор псевдошумового сигнала, второй клипер, второй вход которого соединен с третьим выходом эталона времени и частоты, второй блок памяти и первый коррелятор, выход которого является сигнальным выходом модема, последовательно подключенные к третьему выходу эталона времени и частоты, первый клипер и первый блок памяти, выход которого соединен с вторым входом первого коррелятора, при этом частоты ωг1 и ωг2 первого и второго гетеродинов разнесены на значение первой промежуточной частоты ωг1г2пр1, отличающийся тем, что он снабжен селектором частоты, узкополосным фильтром, первым амплитудным детектором, пороговым блоком, первым ключом, перемножителем, блоком регулируемой задержки, фильтром нижних частот, экстремальным регулятором и индикатором дальности, причем к выходу первого усилителя мощности последовательно подключены селектор частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор, пороговый блок и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты, а выход подключен ко второму входу клипера, к выходу первого ключа последовательно подключены перемножитель, второй вход которого через последовательно включенные переключатель и блок регулируемой задержки соединен с первым выходом генератора псевдошумового сигнала, фильтр нижних частот и экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор дальности, геостационарный ИСЗ-ретранслятор выполнен в виде последовательно включенных четвертого усилителя мощности, второго дуплексера, вход-выход которого связан со второй приемопередающей антенной, третьего усилителя мощности, третьего смесителя, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, усилителя суммарной частоты, второго амплитудного детектора и второго ключа, второй вход которого через усилитель третьей промежуточной частоты соединен с выходом третьего смесителя, а выход подключен к входу четвертого усилителя мощности, модем излучает псевдошумовой сигнал на частоте ω1г1пр2, а принимает - на частоте ω2г2пр3, где ωпр2 и ωпр3 - вторая и третья промежуточные частоты соответственно, а геостационарный ИСЗ-ретранслятор, наоборот излучает псевдошумовой сигнал на частоте ω2, а принимает - на частоте ω1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии применения противопожарной техники, а именно к управлению мобильными робототехническими средствами пожаротушения. Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами обеспечивает управление роботами по радиоканалам и спутниковому каналу связи.

Изобретение относится к мобильной связи. Раскрыт способ выполнения связи от устройства к устройству (D2D) пользовательским оборудованием в системе беспроводной связи.

Изобретение относится к системе беспроводной связи и относится к способу передачи/приема информации, связанной с идентификацией ассоциации (AID), причем способ передачи/приема содержит: этап, на котором вторая STA, имеющая линию прямой связи с первой STA, принимает от первой STA кадр объявления, связанный с обновленным AID; и этап, на котором вторая STA передает кадр ACK в ответ на кадр объявления, причем кадр объявления содержит одну или более пар AID-MAC-адрес, и вторая STA обновляет AID станции (STA), соответствующей одной или более парам AID-MAC-адрес.

Изобретение относится к области беспроводной связи, более конкретно, варианты осуществления относятся к области протоколов связи между беспроводными передатчиками и приемниками.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности за счет использования технологий, относящихся к поддержанию беспроводных соединений между станциями (STA).

Изобретение относится к системам радиосвязи, которые используют ретрансляторы с многостанционным доступом, и направлено на создание многоступенчатых систем ретрансляции на базе полносвязных кластеров с восстановлением информации в каждом кластере.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводном компьютере, который образует пару с удаленным устройством представления аудио-видео, таким как телевизор.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в комплексе беспроводной связи для управления работами на полетной палубе и в ангаре для обеспечения личного и командного состава оперативной связью как с мобильных устройств, так и с коммутаторов аппаратуры громкоговорящей связи.

Изобретение относится к области установления связи между устройствами, а именно к исполнению приложения на устройстве на основании соединения между устройствами.

Изобретение относится к технике телекоммуникационных систем и систем связи и может быть использовано для организации оперативного управления и связи в службах скорой помощи, министерства по чрезвычайным ситуациям, других министерств и ведомств.

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике связи и могут быть использованы в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), а также в службе единого времени и частоты.

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике связи и радиолокации и могут быть использованы для сличения шкал времени, разнесенных на большие расстояния.Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и точности синхронизации удаленных шкал времени путем обеспечения симметричности частот fГ2 и fГ3 второго и третьего гетеродинов относительно частоты f2 основного канала приемаfU2-f2=f2-fΓ3=fпр2.

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике связи и могут быть использованы в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), а также в службе единого времени и частоты.

Изобретение относится к устройствам сравнения и синхронизации шкал времени удаленных объектов с применением оптоволоконной линии связи, соединяющей объекты. Каждый объект содержит таймеры событий с присоединенными к ним на первом объекте генератором формирования шкалы времени и промежуточным генератором на втором объекте, приемниками оптических импульсов и компьютерами.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах единого времени, радионавигационных системах наземного базирования, в пространственно распределенных системах контроля и управления при решении задач, связанных с синхронизацией частот и шкал времени удаленных пунктов, например пунктов системы контроля за ГЛОНАСС.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), а также в службе единого времени и частот. Устройство, реализующее предлагаемый способ синхронизации часов, содержит стандарт 1 частоты и времени, первый 2.1 и второй 2.2 гетеродины, генератор 3 псевдослучайного сигнала, переключатель 4, первый 5 и второй 13 смесители, усилитель 6 первой промежуточной частоты, первый 7 и второй 12 усилители мощности, дуплексер 8, приемопередающую антенну 9, первый 10, второй 15, третий 32, четвертый 33 и пятый 34 клипперы, первое 11, второе 16, третье 35, четвертое 36 и пятое 37 буферные запоминающие устройства, усилитель 14 второй промежуточной частоты, первый 17, второй 38, третий 39 и четвертый 40 измерители задержек и их производных, усилитель 18 первой суммарной частоты, усилитель 19 второй суммарной частоты, первый 20, второй 21, третий 28 и четвертый 29 амплитудные детекторы, первый 22, второй 23, третий 30 и четвертый 31 ключи.

Изобретение относится к технике связи и радиотехники и может быть использовано для сличения шкал времени, разнесенных на большие расстояния. Устройство синхронизации часов, реализующее предлагаемый способ, содержит стандарт 1 частоты и времени, блок 2 гетеродинов, первый 2.1 и второй 2.2 гетеродины, генератор 3 псевдошумового сигнала, переключатель 4, первый 5, второй 13 и третий 24 смесители, усилитель 6 первой промежуточной частоты, первый 7 и второй 12 усилители мощности, дуплексер 8, приемо-передающая антенна 9, первый 14 и второй 25 усилители второй промежуточной частоты, первый 10 и второй 15 клипперы, первое 11 и второе 16 буферное запоминающие устройства, измеритель 17 задержки и их производных, блок 18 регулируемой задержки, перемножитель 19, фильтр 20 нижних частот, экстремальный регулятор 21, микропроцессор 22, третий генератор 23, второй коррелятор 26, пороговый блок 27 и ключ 28.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (PCДБ), а также в службе единого времени и частоты. Устройство для синхронизации часов, реализующее предлагаемый способ, содержит ИСЗ-ретранслятор, первый и второй наземные пункты, каждый из которых содержит стандарт 1 частоты и времени, первый 2.1 и второй 2.2 гетеродины, генератор 3 псевдослучайного сигнала, переключатель 4, смесители 5, 13, 19, 28 и 30, усилитель 6 первой промежуточной частоты, первый 7 и второй 12 усилители мощности, дуплексер 8, приемопередающую антенну 9, первый 10 и второй 15 клипперы, первое 11 и второе 16 буферные запоминающие устройства, измеритель 17 задержек и их производных, первый 18 и второй 21 фазовращатели на 90°(-90°), первый 14 и второй 20 усилители второй промежуточной частоты, сумматор 22, первый 23 и второй 34 перемножители, узкополосный фильтр 24, амплитудный детектор 25, ключ 26, блок 27 эталонных частот, усилитель 29 третьей промежуточной частоты, первый 31 и второй 35 фильтры нижних частот, измеритель 32 доплеровской частоты, коррелятор 33, экстремальный регулятор 36, блок 37 регулируемой задержки и индикатор 38 дальности.

Изобретение относится к средствам передачи сигналов единого времени по телекоммуникационным сетям. .

Изобретение относится к устройствам сравнения и синхронизации шкал времени удаленных объектов с применением оптоволоконной линии связи, соединяющей объекты. Устройство состоит из двух составных частей, размещенных на удаленных друг от друга объектах. На первом объекте устройство содержит два таймера событий с подключенными к ним приемниками оптических импульсов, к обоим таймерам событий подключен генератор формирования шкалы времени этого объекта и они соединены с компьютером, подключенным к системе передачи информации (например, сеть Ethernet, беспроводная сеть или др.). Генератор оптических импульсов подключен к входу оптоволоконного разветвителя, при этом один выход разветвителя соединен с входом первого приемника оптических импульсов, второй соединен с входом-выходом оптоволоконного циркулятора. Второй приемник оптических импульсов соединен со вторым входом-выходом оптоволоконного циркулятора и вторым таймером событий. Третий вход-выход циркулятора соединен оптоволоконной линией связи со вторым объектом. Второй объект также включает в себя таймер событий с присоединенными к нему приемником оптических импульсов, генератором формирования шкалы времени этого объекта и системой передачи информации на выходе. Приемник оптических импульсов этого объекта через полупрозрачное зеркало соединен с оптоволоконной линией связи между объектами. Особенностью и преимуществом указанного устройства является то, что при определении расхождения шкал времени время задержки в оптоволоконной линии связи алгоритмически исключается; а также то, что с помощью разветвителя производится привязка оптических, а не электрических импульсов к соответствующим шкалам времени, что исключает влияние погрешностей в канале шкала времени - оптический импульс; а также то, что применяются одностоповые таймеры событий или измерители временных интервалов за счет применения двух приемников оптических импульсов на объекте, на котором расположен генератор оптических импульсов. Достигаемым техническим результатом при использовании заявленного устройства является повышение точности сравнения или синхронизации за счет применения сигналов в оптическом диапазоне и прямой привязки оптических импульсов к шкалам времени, увеличение надежности и оперативности за счет применения оптоволоконной линии связи, возможность сравнения и синхронизации шкал времени с использованием только одного оптического волокна произвольной длины, в т.ч. «темного» волокна, арендуемого у операторов общедоступных сетей связи, возможность применения одностоповых таймеров событий или измерителей временных интервалов, а также снижение допустимого расстояния между объектами. 2 ил.

Предлагаемый модем относится к технике связи и может быть использован в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, в службе единого времени и частоты, а также для обмена информацией между наземными пунктами, разнесенными на большие расстояния, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора. Модем содержит геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый А и второй В наземные пункты, каждый из которых содержит эталон 1 времени и частоты, гетеродины 2 и 3 приемопередающую антенну 4, дуплексер 5, усилители 6 и 16 мощности, смесители 7 и 14, усилитель 8 первой промежуточной частоты, клиперы 9 и 17, блоки 10 и 18 памяти, корреляторы 11 и 24, генератор 12 псевдошумового сигнала, переключатель 13, усилитель 15 второй промежуточной частоты, селектор 19 частоты, узкополосный фильтр 20, амплитудный детектор 21, пороговый блок 22, ключ 23, блок 25 регулируемой задержки, перемножитель 26, фильтр 27 нижних частот, экстремальный регулятор 28 и индикатор 29 дальности. Геостационарный ИСЗ-ретранслятор 30 содержит приемопередающую антенну 31, дуплексер 32, усилители 33 и 40 мощности, гетеродин 34, смеситель 35, усилитель 36 третьей промежуточной частоты, усилитель 37 суммарной частоты, амплитудный детектор 38 и ключ 39. Техническим результатом при реализации заявленного изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи путем подавления ложных сигналов, принимаемых по дополнительным каналам, и автоматического измерения наклонной дальности до геостационарного ИСЗ-ретранслятора с целью контроля его положения на орбите. 5 ил.

Наверх