ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК СИСТЕМЫ СВЯЗИ 1-ДИАПАЗОНА С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ НЕСУЩЕЙ

May 21, 2012 by admin Комментировать »

Андрусенко Н. И., Гузь В. И., Липатов В. П., Никитенко Ю. Г., Сорокин А. Ю, Ткаченко В. П. НИИ «Квант-Радиолокация» Киев – 03150, Украина Тел.:(38044) 2209754; e-mail: kvant_rs@i-c.com.ua

Аннотация – Приводятся данные разработки твердотельного приемопередатчика I-диапазона с частотной модуляцией несущей и повышенными излучаемой мощностью, чувствительностью, стабильностью несущей, средней частот, параметров спектра ЧМ сигнала.

I.  Введение

В системах связи различного применения, особенно подвижных систем связи, важное место занимает приемопередатчик, параметры которого определяют важнейшие параметры систем связи – канальную скорость передачи информации, энергетический потенциал системы (вместе с антенными устройствами), помехоустойчивость, скрытность работы комплекса.

Рассматривается приемопередатчик цифровой системы связи с частотной манипуляцией несущей. Исследуются различные методы управления частотой и амплитудой.

II.  Основная часть

Функциональная схема приемопередат-чика представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема функциональная приемопередатчика Fig. 1. Transceiver functional diagram

На вход «Возбудителя» приемопередат-чика поступает информационный модулирующий сигнал (МС), подлежащий передаче. В «Возбудителе» осуществляется формирование несущих fH и их манипуляция по частоте. Сформированный в «Возбудителе» сигнал поступает в «Усилитель мощности», в котором осуществляется управление его уровнем, и излучается в пространство через антенну (А).

Принятый СВЧ ЧМ сигнал поступает в «Приемник СВЧ» и после преобразования по частоте обрабатывается в «Приемнике ПЧ», детектируется и сигнал информации (СИ), близко соответствующий по форме МС, поступает потребителю информации. Модуль контроля (МК) анализирует функционирование приемопередат-чика с помощью контрольных сигналов (КС), подаваемых на панель контроля (ПК). Блок управления с помощью сигналов управления (СУ) регулирует режимы работы, в частности режим приема и передачи импульсом запуска (ИЗ).

Построение некоторых узлов приемопередатчика описано в работах [1, 2].

Особое внимание при разработке приемопередатчика уделялось методу формирования сигнала, обеспечивающего высокую стабильность несущей, средней частоты, параметров спектра модулированных колебаний, допустимые искажения формы МС. В качестве МС применялись однополярные импульсы переменной скважности Q.

Показано, что для формирования сигнала может быть использован прямой с автоматической подстройкой частоты или комбинированный метод ЧМ (КМЧМ) на основе частотно-фазовой модуляции (ЧФМ) несущей [3, 4]. Косвенный метод ЧМ с помощью фазовой модуляции несущей и интегрированием МС неприемлем из-за нестабильности средней частоты и ограниченности по максимальной длительности передаваемых импульсов [3, 4].

Для составляющих энергетического спектра (спектра мощности) ЧМ сигнала получены простые формулы:

при к=0, + 1, +2 …

Здесь Q=T/t„; ти,Т – длительность МС и его период; X-fjiAFoTh/Q; X2=jiAFoTh (1-1 /Q), AFo -девиация частоты.

Совокупность величин А, вычисленных при всех положительных (отрицательных) К, образуют часть спектра ЧМ сигнала, расположенных выше (ниже) средней частоты fcp = fH +AF0/Q, где fH = f-i, f2…fn+i, вычисляемой при K=0 (знак «плюс» при положительной девиации частоты, знак «минус» при отрицательной девиации частоты относительно несущей).

Графики спектра мощности ЧМ сигнала удобно строить в дБ относительно нулевого уровня мощно-

сти (10 lg Ак).Так, например, согласно (1, 2) при к=0 А0=-0,35 дБ; при к=+1 Ai = -14,25 дБ; при к=+2 А2= –

32,5   дБ, при к=+3 Аз= -34,14 дБ для ЧМ-сигнала с AF0 = 1,5 МГц; т„ = 0,2075 мкс; Т = 0,415 мкс; Р=1Я=2,4 МГц; Q = 2, индексе ЧМ mf = AF0/F=0,625.

Применяя подъем высоких модулирующих частот путем регулировки уровня фазового канала КМЧМ или вводя соответствующие предискажения МС при прямом методе ЧМ, т.е. используя ЧФМ, добивались выигрыша в отношение с/ш на выходе демодулятора ЧМ при работе выше порога, достигающего 30 дБ на время действия МС [1].

Управление уровнем сигнала осуществлялось по входу усилителя мощности, чтобы не терять ее на аттенюаторе при начальном ослаблении, а возникающую при этом проблему искажения формы сигнала из-за амплитудно-фазовой конверсии (АФК) решено путем интегрирования сигнала, управляющего мощностью. Так, при АФК=5°/дБ, APi max = 45дБ, Тинт = 500 мкс, паразитная девиация частоты Afn = Acp/At = 5°/дБ-45 дБ/57,3°-6,28-500-10′6с =1,2 кГц, что намного меньше полезной девиации частоты AFo. Параметры приемопередатчика:

–       рабочая чувствительность приемника минус 125 дБ Вт при соотношении сигнал/шум >8 дБ;

-динамический диапазон входных сигналов > 70

ДБ;

-максимальная выходная мощность передатчика > 15 Вт;

– ручное управление выходной мощностью передатчика дискретное минус 20, 30 или 45 дБ;

-автоматическое регулирование выход-ной мощностью (АРМ) передатчика в пределах (0…45) дБ по выходному сигналу приемника;

-канальная скорость передачи информации 4,8 Мбит/сек.

I.     Заключение

Таким образом, разработан приемопередатчик подвижной системы связи I-диапазона, построенный на новейшей элементной базе, полностью твердотельный с энергетическим потенциалом, превышающим 137 дБ, и канальной скоростью передачи информации до 4,8 Мбит/с.

II.   Список литературы

[1] Гузь В. И., Липатов В. П., Никитенко Ю. Г. и др. Совершенствование широкодиапазонной приемной и приемопередающей бортовой аппаратуры. Труды 1-го Международного РЭ форума «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития». Украина, Харьков, 2002, с.407-410.

[2] Андрусенко Н. И., Гузь В. И., Липатов В. П. и др. Десятиваттный транзисторный дискретно-управляемый по уровню усилитель мощности I-диапазона. Труды CriMiCo’2003, с. 146-147.

[3] Верещагин Е. М., Никитенко Ю. Г. Частотная и фазовая модуляция в технике связи -М.: Радио и связь, 1974.

[4] Нмтенко Ю. Г. Частотно-модульований кварцовий генератор Ю. Г. Нштенка. Декларацшний патент

№ 20021210242, Бюл.№ 12, 2003.

COMMUNICATION TRANSCEIVER OF l-BAND WITH FM CARRIER

Andrusenko N. I., Gouz V. I., Lipatov V. P., Nikitenko Y. G., Sorokin A. Y., Tkachenko V. P.

SRI “Kvant Radar Systems”

Kiev 03150, Ukraine Phone:(38044) 2209754; e-mail: kvant_rs@i-c.com.ua

Annotation – development data of solid-state transceiver of l-band with frequency modulation of carrier and increased radiated power, responsivity, carrier stability, medium frequency, spectrum parameters of FM signal are given.

I.  Introduction

The transceiver of digital communication system with frequency manipulating (FM) of the carrier is considered. Different methods of frequency and amplitude control allowing to reach high performance specifications of the transceiver of the given band are researched.

II.  Main Part

The functional diagram of the transceiver is shown in a fig. 1.

Construction of some blocks of the transceiver is described in papers [1, 2].

One place high emphasis on method of signal forming providing high stability of the carrier, medium frequency, parameters of spectrum of modulated oscillations, allowable distortions of modulating signal (MS). Unipolar pulses with variable off-duty factor Q are used as MSs.

It is shown that for signal forming direct automatic frequency control method of combined method of FM on base of frequency- phase modulation of carrier may be used [3, 4]. Indirect method of FM by means of phase modulation of carrier and integration of MS is inadmissible because of instability of medium frequency and limited maximal width of transmitted signals [3, 4].

Simple formulas are given for components of energy distribution (power distribution) of the FM signal (1, 2).

It is convenient to graph the power distribution of FM signal in dB units relative to the power zero level (10 lg Ak). Thus, e.g., according to (1, 2) at k=0 A0=-0,35 dB; at k=±1 A^-14,25 dB; at k=±2 A2=-32,5 dB for the FM signal with AF0=1,5 MHz; Ti=0,2075 |js; T=0,415 (js; F=1/T=2,4 MHz; Q=2, at the index of FM mf=AFo/F=0,625 MHz.

Parameters of the transceiver:

– Operating responsivity of the receiver – 125 dB/W at s/n ratio > 8 dB;

–       dynamic range of input signals > 70 dB;

–       maximum output power of the receiver > 15 W;

–       discrete manual control of receiver output power 20, 30 or 45 dB;

–      automatic output power control of the transmitter within

0.      ..45 dB;

–       channel data transmission rate – 4,8 Mbit/s.

III.  Conclusion

Thus, the transceiver of mobile communications system of

l-          band constructed using the latest circuit technology, fully solid with power budget exceeding 137 dB and channel data transmission rate up to 4,8 Mbit/s has been designed.

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