Результат интеллектуальной деятельности: ШИРОКОПОЛОСНОЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относиться к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи.

Известны технические решения по созданию радиопередатчиков, работающих в ограниченных диапазонах радиочастот, а именно НЧ, СЧ, KB, УКВ (Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Радио и связь, 1993, Шумилин М.С., Козырев В.Б., Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. - М.: Радио и связь, 1987.)

Общим недостатком известных широкополосных радиопередатчиков является ограничение их рабочего диапазона традиционными полосами рабочих частот, например НЧ, СВ, KB или УКВ.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот широкополосного радиопередающего устройства, включая полосы связи в диапазонах НЧ, СВ, KB и УКВ.

Для достижения этой цели предлагается широкополосное радиопередающее устройство, которое содержит лазер с генератором накачки, оптический модулятор, оптическое устройство для формирования луча и введения его в волоконно-оптическую линию связи, N волоконно-оптических кабелей и антенную стойку с закрепленными на ней N солнечными элементами, при этом ориентация по вертикали вдоль антенной стойки клемм электронной и дырочной проводимости всех солнечных элементов одинакова и верхняя клемма каждого предыдущего солнечного элемента соединена с нижней клеммой каждого последующего солнечного элемента, а нижняя клемма первого солнечного элемента соединена с верхней клеммой последнего N-го солнечного элемента.

Структурная схема широкополосного радиопередающего устройства представлена на фиг. 1.

Обозначения, принятые на фиг. 1. следующие:

1. - лазер с генератором накачки;

2. - оптический модулятор;

3. - оптическое устройство для формирования луча и введения его в волоконно-оптическую линию связи;

ГС - генератор сигнала радиочастоты;

CЭ₁ - 1-й солнечный элемент;

CЭ_N - N-й солнечный элемент;

АС - антенная стойка;

OBK_1…N - оптоволоконные кабели от 1 до N.

На фиг. 2 представлен солнечный элемент (см. Пархоменко Ю.Н., Полисан А.А., Физика и технология приборов фотоники. - М.: МИС и С, 2014). Обозначения, принятые на фиг. 2, следующие:

4 - излучающий проводник;

5 - клеммы подключения;

6 - материал дырочной проводимости солнечного элемента, р;

7 - материал электронной проводимости солнечного элемента, n;

I(Ф) - ток солнечного элемента;

Ф - световой поток лазерного излучения.

Состав элементов оптического диапазона соответствует составу элементов, используемых в передающем устройстве оптической связи, (см. Радиотехника. Энциклопедия. Под ред. Ю.Л. Мазора, Е.А. Мачусского, В.И. Правды. - М.: ДМК Пресс, 2016, с. 348.)

Работа широкополосного радиопередающего устройства осуществляется следующим образом. Световое излучение лазера, после его включения, подается на 1-й вход оптического модулятора. На 2-й вход оптического модулятора подается модулирующий сигнал, соответствующий одной из рабочих радиочастот широкополосного радиопередающего устройства. При этом номинал частоты может лежать в пределах диапазонов модуляции существующих оптических модуляторов. Верхняя граница модуляции у акустооптических модуляторов достигает 440 МГц (например, 17440-FOA). Световой поток лазера с выхода оптического модулятора подается на оптическое устройство для формирования луча и введения его в волоконно-оптическую линию связи, с выхода которого по N волоконнооптическим кабелям подается на антенную стойку, где распределяется по N солнечным элементам. Световой поток, попадая на светочувствительную поверхность солнечного элемента, инициирует возникновение ЭДС между клеммами элемента, величина которого зависит от интенсивности светового потока. Таким образом, рабочие частоты широкополосного радиопередающего устройства лежат в пределах нескольких волновых зон от СНЧ до УКВ, включительно. Поскольку все солнечные элементы соединены последовательно их ЭДС складываются и результирующее напряжение будет равно сумме ЭДС всех N солнечных элементов и ток в проводнике, замыкающем нижнюю клемму 1-го солнечного элемента с верхней клеммой последнего N-го солнечного элемента будет определяться суммарной ЭДС всех N солнечных элементов и может быть рассчитан по формуле

I(Ф)=Е_∑(Ф)/R

Ток в проводнике I(Ф) пропорционален величине суммарного напряжения Е_∑(Ф), изменяющегося в соответствии с изменением интенсивности светового потока Ф. R - активное сопротивление проводника, замыкающего клеммы 1-го и N-го солнечных элементов. Величина тока I(Ф) может быть увеличена при увеличении числа солнечных элементов на антенной стойке, при их расположении параллельно первому вертикальному ряду. В этом случае суммарный ток вдоль антенной стойки может быть рассчитан по формуле , где N_г - число солнечных элементов по горизонтали. Общее число солнечных элементов N=N_г⋅N_в, определяется требованием к уровню излучаемого сигнала.

Таким образом, величина тока в проводнике, замыкающем клеммы первого и последнего солнечного элементов, зависит как от числа солнечных элементов, так и от интенсивности светового потока, зависящего в свою очередь от модулирующего сигнала радиочастоты генератора сигнала, и электромагнитное поле, возбуждаемое этим током, также подчинено закону изменения модулирующего сигнала, лежащего в диапазоне рабочих частот НЧ, СВ, KB и УКВ.