ТРЁХКАНАЛЬНАЯ ЦИФРОВАЯ ПРИЁМО-ПЕРЕДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ ДКМВ ДИАПАЗОНА

April 7, 2012 by admin Комментировать »

Андриянов А. В., Пугин М. В. ООО НТП «Тензор» Войткевич К. Л., Резвов А. В. ФГУП НПП «Полёт» А/я 86, Нижний Новгород – 603009, Россия Тел.: +7(8312) 665091; e-mail:tenzor@rol.ru;+7(8312) 423529; e-mail:polyot@atnn.ru

Аннотация – Рассмотрены структура, технические характеристики и область применения трёхканальной цифровой приёмо-передающей станции ДКМВ диапазона (совместная разработка НПП «Полет» и НТП «Тензор»),

I.  Введение

В настоящее время большое внимание уделяется разработке новых систем связи в ДКМВ диапазоне, которые позволили бы повысить пропускную способность канала связи и помехозащищённость передаваемой информации. Кроме того, наблюдается тенденция к одновременной передаче разнородной информации (звук, видео, телеметрия и др.).

Одним из возможных путей решения этих задач является применение современной цифровой элементной базы, которая позволяет осуществлять прямой синтез и приём радиосигналов одновременно по нескольким каналам. В докладе приводится описание разработанной авторами трёхканальной цифровой приёмо-передающей станции ДКМВ диапазона для реализации биспектральной системы передачи информации.

II.  Основная часть

Цифровая приёмо-передающая станция ДКМВ диапазона была разработана для реализации биспектральной системы передачи информации БСПИ- 1/2/3 [1] и обеспечивает передачу и приём цифровой информации в диапазоне частот 1,5-30 МГц одновременно по трём независимым радиоканалам.

Рис. 1. Внешний вид цифровой станции.

Fig. 1. Appearance of the digital radio station

Область применения станции не ограничивается указанной специфической задачей. Станция может использоваться для передачи и приёма различной цифровой информации по одному, двум или трём независимым радиоканалам. В том числе для реализации таких специфических видов модуляции, как однополосная AM, AM с подавленной несущей. Кроме того, цифровой режим модуляции несущих позволяет работать в режиме многопозиционной квадратурной AM, многопозиционной ФМ или ЧМ, обеспечивая высокую пропускную способность канала связи.

Цифровая приёмо-передающая станция состоит из портативного компьютера и приёмо-передающего блока, реализованного в виде законченного устройства (см. рис. 1). Модуляция и демодуляция сигналов осуществляется программными средствами.

Структурная схема радиостанции представлена на рис. 2. В режиме приёма сигнал с антенны поступает на вход трёхканального преселектора, который ограничивает полосу сигнала на уровне 3-5% от центральной частоты настройки. Каналы преселектора перестраиваются независимо друг от друга при помощи варикапов, управляемых многоканальным цифро-аналоговым преобразователем.

Рис. 2. Структурная схема цифровой радиостанции.

Fig. 2. Structure flowchart of the digital radio station

После предварительной селекции, сигнал поступает на малошумящий усилитель с изменяемым коэффициентом усиления. Сигнал усиливается до номинального уровня и подаётся на входы 12-битных быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), установленных в каждом канале приёмного тракта. АЦП дискретизируют сигнал с частотой 65 МГц и преобразуют его в цифровую форму, в которой он поступает на вход трёхканального цифрового приемника, реализованного на микросхемах AD6620 фирмы Analog Devices. Эти микросхемы состоят из цифрового смесителя с цифровым Гетеродином, которые выполняют перенос спектра входного сигнала на нулевую частоту. Далее преобразованный сигнал подвергается трехступенчатой цифровой фильтрации для обеспечения требуемой полосы пропускания приёмного тракта. Совместно с фильтрацией, производится децимация отсчётов сигнала до частоты необходимой для передачи спектра модуляции. Параметры цифровых фильтров и коэффициенты децимации задаются программным образом и могут меняться в зависимости от решаемой задачи.

Обработанный сигнал в цифровой форме с выхода приёмника поступает в контроллер управления, и после форматирования предаётся в ПЭВМ, где де- модулируется в соответствии с алгоритмом, задаваемым пользователем. Такое разделение функций между аппаратной и программной частями комплекса позволяет производить сложную обработку сигнала и реализовывать различные варианты модуляции и кодирования передаваемой информации.

В режиме передачи данные для модуляции несущей каждого радиоканала поступают от ПЭВМ в контроллер управления и используются, в соответствии с выбранным типом модуляции, для программирования трёхканального цифрового синтезатора. Цифровой синтезатор реализован на базе микросхем AD9854 фирмы Analog Devices. Данные микросхемы позволяют непосредственно синтезировать аналоговый сигнал в комплексной форме (в виде двух квадратурных составляющих) с частотой до 100 МГц и модулировать полученный сигнал по амплитуде, частоте или фазе.

Усиленный до мощности порядка 20 мВт сигнал, поступает на выход радиостанции и может быть дополнительно усилен с помощью внешнего усилителя мощности.

Передающий и приёмный тракт работают от единой опорной частоты 10 МГц, которая генерируется встроенным кварцевым генератором опорной частоты (ГОЧ), что позволяет синхронизировать все каналы станции. Кроме того, предусмотрена возможность подачи опорной частоты от внешнего генератора с более высокой стабильностью.

Объединяющим узлом станции является контроллер управления, обеспечивающий обмен данными между ПЭВМ и станцией через параллельный порт или последовательную шину USB. Он, также, предназначен для управления всеми функциональными устройствами, входящими в состав приёмопередающей станции.

Цифровая приёмо-передающая станция ДКМВ диапазона имеет следующие технические характеристики:

Рабочий диапазон частот приёмного и передающего тракта 1,5 – 30 МГц.

Режим работы – полудуплексный на 1, 2 или 3-х несущих частотах.

Чувствительность приёмного тракта в полосе частот 10 кГц при отношении сигнал/шум 3 дБ не хуже 10 мкВ.

Погрешность установки частоты цифрового приёмника 0,01 Гц.

Число разрядов АЦП приёмного тракта – 12.

Разрядность выходных данных приёмника 16 бит.

Представление сигнала на выходе приёмника – квадратурные составляющие.

Погрешность установки частоты цифровых синтезаторов в передающем тракте – 7-10′7 Гц.

Вид модуляции каналов передатчика – цифровая квадратурная AM, ЧМ или ФМ.

Интерфейс связи с ПЭВМ – LPT (ЕРР 1,9) или USB 2.0 (в перспективе).

Напряжение питания – 12 В.

Потребляемый от источника питания ток – 2,8 А. Габариты приёмо-передающего блока 280x210x95мм.

Масса приёмо-передающего блока – 3 кг.

III. Заключение

Описанная цифровая приёмо-передающая станция ДКМВ диапазона разработана для использования в составе биспектральной системы передачи информации БСПИ-1/2/3. Область её применения не ограничивается данным частным случаем и может быть достаточно широкой за счёт гибкой системы управления наличия трёх независимых каналов и большого разнообразия вариантов модуляции передаваемого сигнала.

IV.  Список литературы

[1] Бочков Г. Н., Горохов К. В. Биспектрально организованные сигналы для параллельных систем передачи информации с коррекцией амплитудно-фазовых искажений. //Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1997. Т. 30. № 11.

С.1388.

THREE-CHANNEL DIGITAL TRANSCEIVER OF SHORT WAVES BAND

Andriyanov A. V., Pugin М. V.

NTP «Tenzor»

Rezvov A. V., Voitkevitch K. L.

NPP «Polyot»

P. O. Box 86, Nizhny Novgorod – 603609, Russia Phone: +7(8312) 423529, +7(8312) 665091 e-mail: polyot@atnn.ru, tenzor@rol.ru

Abstract – Structure, technical features and application of the 3-cannel digital transceiver SQ range, designed in Hi Tech Company «Tenzor»and NPP «Polyot» is considered.

I.  Introduction

One of the possible ways to increase reception capacity of the communication channel and noise proof factor is the use of modern digital element base, which allows to realize the direct syntheses and receiving radio signal.

II.  Main part

Digital receiving-transmitting station consists of software, installed on (PC), and receiving-transmitting block embodied in the manner of finished device (fig. 1).

Digital transceiver consists of pre-selector, low-noise amplifier, flash encoder, digital receiver, digital synthesizer, reference frequency generator and controller (fig. 2).

Data for modulation channel are formed in PC. The accepted signal in complex form enters in PC, and is demodulated by the software. Such task sharing between hardware and software parts of the transceiver allows to produce complex processing the signal and realize the different variants to modulations and coding to transmitted information.

Operation frequency bands of the receiving and transmitting tracts is 1,5 – 30 MHz. Operating mode – half-duplex with 1, 2 or 3-th carrying frequency. Sensitivity of the receiving tract in the frequency band 10 kHz at signal-to-noise merit 3 dB is not worse than 10 uV. The signal on receiver output introduces in complex form. The modulation of the transmitter channels – digital quadrature AM, PM or FM.

III.  Conclusion

Digital transceiver of the SQ range, described in the article, was used for operation in consisting of the bispectral system of the transmission of information BSPI-1/2/3. However possible fields of its application may be sufficiently wide, since it has a flexible control system, three independent channels and many variants of modulations of the transmitted signal.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты