×
29.02.2020
220.018.0783

ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК БОРТОВОГО РЕТРАНСЛЯТОРА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи и приема сигналов в системах спутниковой связи. Технический результат - обеспечение регулировки и автономного контроля работоспособности приемопередающей системы. Приемопередатчик включает приемник, передатчик, блок обработки информации (БОИ). Приемник содержит последовательно включенные отключатель приемной антенны, первый полосно-пропускаюший фильтр (ППФ), направленный ответвитель (НО), защитное устройство, малошумящий усилитель, второй ППФ, усилитель высокой частоты (УВЧ), квадратурный смеситель с подключенным синтезатором частоты (СЧ), к первому выходу квадратурного смесителя подключены последовательно включенные первые фильтр низкой частоты (ФНЧ), видеоусилитель (ВУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), ко второму - последовательно включенные вторые ФНЧ, ВУ и АЦП, причем выходы АЦП подключены к входам БОИ. Передатчик содержит последовательно включенные СЧ, подключенный к БОИ, квадратурный фазовый манипулятор, управляющие входы которого подключены к выходам БОИ, УВЧ, усилитель мощности, НО и отключатель передающей антенны. В приемопередатчик введена система встроенного контроля, содержащая последовательно включенные СЧ, смеситель, подключенный к НО передатчика, третий ППФ, отключатель системы встроенного контроля, подключенный к НО приемника. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах спутниковой связи с фазоманипулированными сигналами.

Известны приемопередатчики бортовых ретрансляторов [«Спутниковая связь и вещание». Справочник. Под ред. Л.Я Кантора. М., «Радио и связь», 1988, рис. 14.17а, рис. 14.17б], выбранные за аналоги. Технические решения приведенных выше приемопередатчиков-аналогов основаны на супергетеродинном принципе построения с одним или двумя преобразованиями частоты.

Недостатками этих приемопередатчиков-аналогов являются:

- неполное использование мощности передатчиков;

- возможность несанкционированного допуска;

- низкая помехоустойчивость;

- отсутствие возможности автономного контроля работоспособности в процессе наземной проверки и в эксплуатации.

Известны приемопередатчики бортовых ретрансляторов, частично лишенные недостатков приведенных выше аналогов. Например, в спутниковом ретрансляторе «Молния-1» [«Основы построения телекоммуникационных систем и сетей». Рис. 9.15. Электронный ресурс. http://siblec.ru/index], каждый канал которого построен по супергетеродинной схеме с двумя преобразованиями частоты, используется автоматическая система проверки, основу которой составляет имитатор колебаний с несущей частотой земных станций; в приемопередатчике ретранслятора системы спутниковой связи [Патент РФ №2090003 «Система спутниковой связи». Класс патента Н04В 7/185. Дата подачи заявки 19.04.1995. Дата публикации 10.09.1997. Заявитель - Военная академия связи. Авторы: Игнатов В.В., Образцов А.В., Хрыков С.В. Патентообладатель - Военная академия связи.], построенном по супергетеродинной схеме, использована бортовая обработка сигнала, обеспечивающая защищенность от несанкционированного допуска и высокую помехоустойчивость.

Общими недостатками рассмотренных приемопередатчиков-аналогов являются:

- широкая номенклатура применяемых устройств, обусловленная супергетеродинным принципом построения;

- необходимость эффективной входной фильтрации сигнала для исключения приема по «зеркальному» каналу;

- отсутствие возможности снижения габаритов и массы ввиду обработки сигналов на промежуточной частоте;

- низкая экономичность.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению приемопередатчик (транспондер) ретранслятора (Лосев А.А. Перспективные технологии построения бортовых ретрансляторов спутников связи и вещания. Бортовая обработка сигналов. [Электронный ресурс] URL: https://mipt.ru/drec/upload/3b2/losev-site-arpfsytilxq.pdf.) - прототип.

Приемопередатчик-прототип построен по супергетеродинному принципу с двумя преобразованиями частоты и обработкой сигналов на борту.

Недостатками приемопередатчика-прототипа являются:

- широкая номенклатура применяемых устройств;

- необходимость эффективной входной фильтрации сигнала;

- сложность регулировки в процессе изготовления;

- отсутствие возможности миниатюризации за счет создания сложно-функциональных монолитных интегральных схем;

- отсутствие возможности автономного контроля работоспособности в процессе наземной проверки и в эксплуатации.

Первый недостаток обусловлен супергетеродинным принципом построения с двумя преобразованиями частоты, при котором в составе приемника используются усилительные и частотно-избирательные радиочастотные устройства 3-х диапазонов частот: принимаемых, излучаемых и промежуточных.

Второй недостаток связан с наличием «зеркального» канала приема и возможностью его влияния на достоверность информации, принимаемой по основному каналу приема.

Третий недостаток связан с необходимостью сопряжения частот гетеродинов и полосно-пропускающих фильтров радиочастотных сигналов.

Четвертый недостаток связан с применением полосно-пропускающих устройств промежуточных частот, реализация которых в составе монолитных интегральных схем затруднительна ввиду возможной несовместимости технологий их изготовления.

Пятый недостаток связан с отсутствием в составе приемопередатчика системы встроенного контроля

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются уменьшение номенклатуры применяемых радиочастотных устройств, снижение требований к устройству входной фильтрации принимаемых сигналов, упрощение регулировки в процессе изготовления, возможность миниатюризации при проектировании, автономный контроль работоспособности в процессе наземной проверки и в эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в приемопередатчик бортового ретранслятора, состоящий из приемника, в состав которого входит малошумящий усилитель, передатчика, в состав которого входит усилитель мощности, и блока обработки информации, в приемник введены: последовательно включенные отключатель приемной антенны; первый полосно-пропускающий фильтр; первый направленный ответвитель; защитное устройство, выход которого подключен к входу малошумящего усилителя; последовательно включенные второй полосно-пропускающий фильтр, вход которого подключен к выходу малошумящего усилителя; первый усилитель высокой частоты; квадратурный смеситель с подключенным к гетеродинному входу первым синтезатором частоты, к первому выходу квадратурного смесителя подключены последовательно включенные первый фильтр низкой частоты, первый видеоусилитель и первый аналого-цифровой преобразователь, к второму выходу квадратурного смесителя подключены последовательно включенные второй фильтр низкой частоты, второй видеоусилитель и второй аналого-цифровой преобразователь, причем выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей подключены к входам блока обработки информации, в передатчик введены: последовательно включенные второй синтезатор частоты, вход которого подключен к выходу блока обработки информации; квадратурный фазовый манипулятор, управляющие входы которого подключены к выходам блока обработки информации; второй усилитель высокой частоты, выход которого подключен к входу усилителя мощности; последовательно включенные второй направленный ответвитель, вход которого подключен к выходу усилителя мощности, и отключатель передающей антенны, вход которого подключен к первому выходу второго направленного ответвителя, кроме того, в приемопередатчик введена система встроенного контроля, содержащая последовательно включенные смеситель, сигнальный вход которого подключен к второму выходу второго направленного ответвителя, а гетеродинный вход подключен к третьему синтезатору частоты, третий полосно-пропускающий фильтр, отключатель системы встроенного контроля, выход которого подключен к второму выходу первого направленного ответвителя.

Функциональная схема предлагаемого приемопередатчика приведена на фигуре.

На схеме, приведенной на фигуре, приняты следующие обозначения: 1 - приемник; 2 - отключатель приемной антенны (ОА1); 3 - первый полосно-пропускающий фильтр (ППФ1); 4 - первый направленный ответвитель (НO1); 5 - защитное устройство (ЗУ); 6 - малошумящий усилитель (МУ); 7 - второй полосно-пропускающий фильтр (ППФ2); 8 - первый усилитель высокой частоты (УВЧ1); 9 - квадратурный смеситель (КСМ); 10 - первый синтезатор частоты (СЧ1); 11 - первый фильтр низкой частоты (ФНЧ1); 12 - первый видеоусилитель (ВУ1); 13 - второй фильтр низкой частоты (ФНЧ2); 14 - второй видеоусилитель (ВУ2); 15 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП1); 16 - второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП2); 17 - блок обработки информации (БОИ); 18 передатчик; 19 - второй синтезатор частоты (СЧ2); 20 - квадратурный фазовый манипулятор (КФМ); 21 - второй усилитель высокой частоты (УВЧ2); 22 - усилитель мощности (УМ); 23 - второй направленный ответвитель (НO2); 24 - отключатель передающей антенны (OA); 25 - система СВК; 26 - третий синтезатор частоты (СЧ3); 27 - смеситель (СМ); 28 - третий полосно-пропускающий фильтр (ППФ3); 29 - отключатель системы встроенного контроля (ОСВК).

Приемопередатчик бортового ретранслятора состоит из приемника 1, передатчика 18, блока обработки информации (БОИ) 17 и системы встроенного контроля (СВК) 25. Приемник 1 включает последовательно включенные отключатель приемной антенны 2, отключающий при включении СВК по командам с БОИ приемную антенну, первый полосно-пропускающий фильтр (ППФ) 3, полоса пропускания которого согласована с сеткой несущих частот принимаемых сигналов, первый направленный ответвитель 4, защитное устройство 5, малошумящий усилитель 6, второй ППФ 7 с согласованной с сеткой несущих частот принимаемых сигналов полосой пропускания, первый усилитель высокой частоты 8, выход которого подключен к сигнальному входу квадратурного смесителя 9, к гетеродинному входу которого подключен первый синтезатор частоты 10, вход управления частотой которого подключен к выходу БОИ 17. К первому выходу квадратурного смесителя 9 подключены последовательно включенные первый фильтр низкой частоты 11, первый видеоусилитель 12 и первый аналого-цифровой преобразователь 15, выход которого подключен к входу БОИ 17, к второму выходу квадратурного смесителя 9 подключены последовательно включенные второй фильтр низкой частоты 13, второй видеоусилитель 14 и второй аналого-цифровой преобразователь 16, выход которого подключен к входу БОИ 17.

Передатчик 18 включает последовательно включенные второй синтезатор частоты 19, вход управления частотой которого подключен к выходу БОИ 17, квадратурный фазовый манипулятор 20, сигнальный вход которого подключен к выходу второго синтезатора частоты 19, а входы управления фазой подключены к выходам БОИ 17, второй усилитель высокой частоты 21, вход которого подключен к выходу квадратурного фазового манипулятора 20, усилитель мощности 22, вход которого подключен к выходу второго усилителя высокой частоты 21, второй направленный ответвитель 23, вход которого подключен к выходу усилителя мощности 22, отключатель передающей антенны 24, вход которого подключен к первому выходу направленного ответвителя 23, а управляющий вход подключен к выходу БОИ 17.

Введенная в устройство СВК 25 содержит последовательно включенные смеситель 27, сигнальный вход которого подключен к второму выходу второго направленного ответвителя 23, а гетеродинный вход подключен к третьему синтезатору частоты 26, третий ППФ 28, отключатель системы встроенного контроля 29, выход которого подключен к второму выходу первого направленного ответвителя 4.

Предлагаемый приемопередатчик ретранслятора функционирует следующим образом.

Принятый антенной фазоманипулированный сигнал наземной станции через отключатель приемной антенны 2, на который с БОИ 17 подана команда «Прием», поступает на вход приемника 1, построенного по схеме прямого преобразования частоты. Пройдя через ППФ 3, полоса пропускания которого согласована с сеткой принимаемых частот, направленный ответвитель 4 и защитное устройство 5, принимаемый сигнал усиливается малошумящим усилителем 6, фильтруется ППФ 7, усиливается усилителем высокой частоты 8 и поступает на вход квадратурного смесителя 9, на гетеродинный вход которого подается сигнал синтезатора частоты 10. К квадратурным выходам квадратурного смесителя 9 подключены фильтры низкой частоты 11 и 13, выделяющие комплексную огибающую принимаемого сигнала, которая после усиления в видеоусилителях 12 и 14 с помощью аналого-цифровых преобразователей 15 и 16 переводится из аналоговой формы в цифровую. Далее в БОИ 17, выполняемом полностью цифровым, из полученной комплексной огибающей формируются требуемый информационный поток в виде кодов управления частотой и фазой сигнала передатчика, настройки частоты приемника, а также команды включения СВК.

Излучаемый в направлении наземной станции фазоманипулированный сигнал формируется передатчиком 18. Синтезатор частоты 19, частотой которого управляет БОИ 17, генерирует непрерывный сигнал несущей частоты, из которого с помощью квадратурного фазового манипулятора 20, управляемого поступающими с БОИ кодами, формируется фазоманипулированный сигнал. Далее полученный сигнал усиливается усилителем высокой частоты 21 и усилителем мощности 22, поступает на направленный ответвитель 23, с одного выхода которого основная доля мощности сигнала поступает на вход отключателя передающей антенны 24, на который с БОИ 17 подана команда «Передача», и далее сигнал передатчика с помощью передающей антенны излучается. Оставшаяся доля мощности сигнала с выхода 2 направленного ответвителя 24 поступает на вход смесителя 27 системы СВК.

Система встроенного контроля 25 построена по принципу сдвига частоты передатчика в диапазон частот приемника гетеродинированием и осуществляется с помощью смесителя 27, на сигнальный вход которого с выхода 2 направленного ответвителя 23 поступает сигнал передатчика 18, а на гетеродинный вход поступает сигнал синтезатора частоты 26, на управляющий вход которого поступает сигнал с БОИ 17. Полученный с помощью ППФ 28 сигнал промежуточной частоты, находящийся в диапазоне рабочих частот приемника 1, пройдя через отключатель системы встроенного контроля 29, на который с БОИ 17 подана команда включения «СВК», поступает в приемный тракт приемника 1. СВК 25 вводится в рабочий режим по командам «СВК», поступающих с БОИ 17 на отключатели антенн 2 и 24.

СВК допускает работу в режимах как полного контроля приемопередатчика, осуществляемого при отключенных обеих антеннах, так и пилот-сигнала, при котором отключена только передающая антенна и осуществляется оценка возможности приема сигнала наземной станции в условиях реальной электромагнитной обстановки в точке нахождения ретранслятора на орбите.

БОИ 17 обрабатывает квадратурные составляющие огибающей с выходов аналого-цифровых преобразователей 15 и 16, формирует по заданным алгоритмам информационный поток в виде цифровых кодов управления частотами настройки приемника, передатчика и СВК, фазы сигнала передатчика, а также выдает команды включения и отключения СВК на отключатели 2, 24 и 29.

Отличительными признаками заявляемого приемопередатчика ретранслятора являются применение приемника прямого преобразования частоты и введение СВК.

Результаты поиска известных решений в области техники спутниковой связи с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого приемопередатчика ретранслятора, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками.

Применение в приемопередатчике бортового ретранслятора приемника прямого преобразования частоты и СВК позволяют, по сравнению с аналогами и прототипом:

- сократить номенклатуру применяемых устройств;

- исключить «зеркальный» канал приема;

- упростить регулировки в процессе изготовления;

- улучшить массо-габаритные характеристики за счет применения сложно-функциональных монолитных интегральных схем;

- снизить энергопотребление;

- осуществлять автономный контроль работоспособности в процессе наземной проверки и в эксплуатации.

Таким образом, предлагаемый приемопередатчик бортового ретранслятора обладает рядом существенных преимуществ перед аналогами и прототипом.

Приемопередатчик бортового ретранслятора, состоящий из приемника, в состав которого входят малошумящий усилитель, передатчика, в состав которого входит усилитель мощности, и блока обработки информации, отличающийся тем, что в приемник введены: последовательно включенные отключатель приемной антенны; первый полосно-пропускающий фильтр; первый направленный ответвитель; защитное устройство, выход которого подключен к входу малошумящего усилителя; последовательно включенные второй полосно-пропускающий фильтр, вход которого подключен к выходу малошумящего усилителя; первый усилитель высокой частоты; квадратурный смеситель с подключенным к гетеродинному входу первым синтезатором частоты, к первому выходу квадратурного смесителя подключены последовательно включенные первый фильтр низкой частоты, первый видеоусилитель и первый аналого-цифровой преобразователь, ко второму выходу квадратурного смесителя подключены последовательно включенные второй фильтр низкой частоты, второй видеоусилитель и второй аналого-цифровой преобразователь, причем выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей подключены к входам блока обработки информации, в передатчик введены: последовательно включенные второй синтезатор частоты, вход которого подключен к выходу блока обработки информации; квадратурный фазовый манипулятор, управляющие входы которого подключены к выходам блока обработки информации; второй усилитель высокой частоты, выход которого подключен к входу усилителя мощности; последовательно включенные второй направленный ответвитель, вход которого подключен к выходу усилителя мощности, и отключатель передающей антенны, вход которого подключен к первому выходу второго направленного ответвителя, кроме того, в приемопередатчик введена система встроенного контроля, содержащая последовательно включенные смеситель, сигнальный вход которого подключен ко второму выходу второго направленного ответвителя, а гетеродинный вход подключен к третьему синтезатору частоты, третий полосно-пропускающий фильтр, отключатель системы встроенного контроля, выход которого подключен ко второму выходу первого направленного ответвителя.
ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК БОРТОВОГО РЕТРАНСЛЯТОРА
ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК БОРТОВОГО РЕТРАНСЛЯТОРА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 796 items.
27.08.2015
№216.013.7563

Способ электронно-лучевой сварки круговых стыков

Изобретение относится к электронно-лучевой сварке круговых стыков, в частности к технологии сварки сканирующим электронным пучком, и может быть использовано в различных областях машиностроения. Предварительно совмещают траекторию развертки луча со свариваемым стыком. Электронный луч расщепляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561626
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.75fb

Способ измерения нестационарных перемещений электропроводящих объектов

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области создания средств и методов бесконтактных измерений изменений зазоров между измерительным преобразователем и контролируемой поверхностью. Способ измерения нестационарных перемещений электропроводящих объектов заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561792
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.75fe

Способ определения угла крена объекта, стабилизированного вращением

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения углового положения (в частности, угла крена) объекта, стабилизированного вращением (ОСВ), в пространстве. Способ определения угла крена объекта, стабилизированного вращением (ОСВ), заключается в том, что начиная с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561795
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.7704

Инерционный включатель

Инерционный включатель содержит корпус, инерционное тело, размещенное на центральной оси, неподвижную направляющую, имеющую на боковых стенках наклонные пазы, контакты, перемыкатель и поворотный привод контактов. Включатель снабжен втулкой с радиальными выступами, закрепленной на инерционном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562057
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.789b

Крышка люка контейнера

Изобретение относится к быстросъемным крышкам защитных контейнеров. Крышка люка контейнера содержит основание с установленным на его внешней поверхности устройством открывания/запирания и уплотнительную прокладку. Устройство открывания/запирания выполнено в виде взаимодействующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562464
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.10.2015
№216.013.87ec

Способ определения структуры молекулярных кристаллов

Использование: для определения структуры молекулярных кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют подготовку поликристаллического или порошкообразного материала, воздействуют на него монохроматическим рентгеновским излучением, региструют дифракционную картину, определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566399
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.12.2015
№216.013.9741

Резонатор лазера

Изобретение относится к резонатору твердотельного лазера с диодной накачкой. Резонатор лазера содержит опорную конструкцию и закрепленную на ней с помощью двух крепежных устройств несущую конструкцию с установленными на ней зеркалами. Опорная конструкция выполнена в виде двух плит, жестко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570341
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.975a

Универсальный резонатор лазера

Изобретение относится к резонатору твердотельного лазера с диодной накачкой. Указанный резонатор содержит две плиты, с закрепленными на них зеркалами, связанных между собой стержнями, и снабженные подвижными и неподвижными опорами. Подвижные опоры выполнены в виде шариков с возможностью их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570366
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9c06

Способ управления движением аэробаллистического летательного аппарата по заданной пространственной траектории

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к области автоматического регулирования, и может быть использовано в системах высокоточного управления движением центра масс подвижных объектов, в частности аэробаллистических летательных аппаратов. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571567
Дата охранного документа: 20.12.2015
10.01.2016
№216.013.9f5e

Способ сварки деталей различного диаметра и разной толщины

Изобретение относится к способу сварки деталей различного диаметра и разной толщины и может быть использовано в приборостроении, в электронной и радиотехнической промышленности. Для сварки используют переходник 3, на одном конце которого формируют технологический бурт 4. На другом конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572435
Дата охранного документа: 10.01.2016
Showing 11-14 of 14 items.
20.02.2020
№220.018.0449

Способ радиолокации с изменением несущей частоты от импульса к импульсу

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении бортовых импульсных некогерентных радиовысотомеров. Технический результат - расширение диапазона измеряемых дальностей, снижение энергопотребления, снижение уровня паразитных сигналов и наводок по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714510
Дата охранного документа: 18.02.2020
06.03.2020
№220.018.0997

Фазовращатель

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к фазовращателям СВЧ-сигнала, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемо-передающих трактах радиотехнических систем и базового элемента при создании коммутирующих устройств СВЧ. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715910
Дата охранного документа: 04.03.2020
09.03.2020
№220.018.0ad2

Способ формирования фазоманипулированного сигнала системы телеметрии и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах телеметрии. Технический результат: снижение внеполосных спектральных составляющих в излучаемом фазоманипулированном сигнале (ФМ-сигнале), простота практической реализации. В способе формирования ФМ-сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716147
Дата охранного документа: 06.03.2020
21.03.2020
№220.018.0e73

Система встроенного контроля бортового ретранслятора

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для контроля ретранслятора, в частности ретранслятора фазоманипулированных сигналов, использующих приемопередатчики с приемниками прямого преобразования частоты, которые расположены на борту летательного аппарата. Технический результат –...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717092
Дата охранного документа: 18.03.2020
+ добавить свой РИД