УСТРОЙСТВО СВЧ-СВЯЗИ

УСТРОЙСТВО СВЧ-СВЯЗИ


RU (11) 2309542 (13) C2

(51) МПК
H04B 7/15 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005127223/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.08.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.08.30 
(45) Опубликовано: 2007.10.27 
(56) Аналоги изобретения: «Основы технического проектирования аппаратуры систем связи с помощью ИСЗ» /Под ред. А.Д.Фортушенко, Москва, Связь, ч.2, 1972, с.7-14. RU 2012142 C1, 30.04.1994. RU 2092974 С1, 10.10.1997. RU 2090974 С1, 20.09.1997. 
(72) Имя изобретателя: Карпенко Михаил Петрович (RU); Карпенко Ольга Михайловна (RU); Сивергин Михаил Юрьевич (RU); Юртаев Виктор Викторович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Негосударственное образовательное учреждение Современная Гуманитарная Академия (НОУ СГА) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 115583, Москва, ул. Генерала Белова, 55, кв.25, Е.М. Мельниковой 

(54) УСТРОЙСТВО СВЧ-СВЯЗИ

Изобретение относится к системам связи и предназначено для ретрансляции радиотелевизионных сигналов. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства СВЧ-связи и его эксплуатации, в уменьшении его веса и габаритов, а также в упрощении сооружения, используемого для размещения устройства СВЧ-связи. Сущность изобретения состоит в том, что устройство СВЧ-связи содержит направленные приемную и передающую антенны с СВЧ-блоками, включающими облучатели, с блоками азимутальной и угломестной осей, блоки наведения приемной и передающей антенн, размещенные в СВЧ-блоке приемной антенны преобразователь СВЧ-сигнала и конвертер-усилитель, а также вычислительное устройство. Входы блоков наведения подсоединены, соответственно, к первому и второму выходам вычислительного устройства, а вход конвертера-усилителя соединен с облучателем приемной антенны через преобразователь СВЧ-сигнала. Выход конвертера-усилителя соединен с входом ответвителя, первый выход которого через гибкий СВЧ-кабель соединен с излучателем передающей антенны, а второй выход ответвителя соединен с вторым входом блока наведения приемной антенны, причем конвертер-усилитель выполнен с возможностью формирования выходного сигнала с частотой, соответствующей частоте принимаемого сигнала абонентской станции. Вычислительное устройство снабжено дополнительной программой наведения передающей антенны, обеспечивающей возможность управления длительностью сигналов, поступающих на двигатели, обеспечивающие поворот азимутальной и угломестной осей. Блок наведения передающей антенны содержит формирователь сигналов, вход которого является входом блока наведения, а выход формирователя сигналов через первый и второй ключи соединен с входами первого и второго усилителей мощности, выходы которых являются, соответственно, первым - азимутальным и вторым - угломестным выходом блока наведения передающей антенны. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к системам связи и может быть использовано для расширения зоны обслуживания в районах, где отсутствует или наблюдается неустойчивый прием радиотелевизионного сигнала СВЧ. Причиной этого является рельеф местности: прямому прохождению сигнала препятствует наличие холма или горной преграды, или точка приема расположена в ложбине. В таких случаях используют специальные линии СВЧ-связи и ретрансляторы. Источником радиотелевизионного сигнала может быть наземный источник или космический аппарат (КА), находящийся на геостационарной орбите.

Известно устройство СВЧ-связи для работы в таких условиях, содержащее направленные приемные антенны, усилители СВЧ-сигнала, направленные излучающие антенны, блоки питания, разветвленную сеть линий передач и абонентских приемников [1]. Это устройство предназначено для работы в шахтах. Разветвленная сеть однопроводных линий передач повторяет схему выработки в шахте. Возбуждение однопроводной линии передачи осуществляется с помощью антенн (рупоров). Это оборудование позволяет реализовать возможность установления взаимной связи между центральным передатчиком и его абонентами, производить передачу телевизионного сигнала. Фактически это устройство содержит разветвленную антенно-фидерную линию, переизлученное поле которой позволяет подать сигнал и абонентам. К недостаткам известного устройства относится необходимость создания однопроводной линии, что делает стоимость линии достаточно высокой, а также ограничивает его использование на больших площадях и расстояниях.

Известны ретрансляторы радиотелевизионных сигналов, которые представляют собой совокупность приемной и передающей антенн, фидерного тракта, приемника радиотелевизионного сигнала, преобразователя частотного спектра, радиопередатчика преобразованного сигнала, блока управления и контроля и системы электропитания [2, 3].

К недостаткам известных устройств относятся достаточно высокая стоимость и значительное энергопотребление. Они также часто требуют постоянного технического обслуживания и охраны; в результате затраты становятся достаточно высокими.

Наиболее близким по технической сущности является устройство СВЧ-связи - устройство контроля и наведения антенн фирмы VERTEX - модель 7200ACS (Model 7200 antenna control system), предназначенное для контроля антенн земных станций спутниковой связи и содержащее направленную параболическую зеркальную антенну с СВЧ-блоком, включающим облучатель, с блоками азимутальной и угломестной оси, преобразователь СВЧ-сигнала, блок наведения антенны, конвертер-усилитель, устройство ввода данных, вычислительное устройство, снабженное программами с возможностью управления, включая наведение антенны, и блок питания. В состав аппаратуры также входит фидерный тракт [4].

В данном устройстве используется достаточно сложное и дорогостоящее оборудование. Оно характеризуется также сравнительно высоким энергопотреблением.

Для сокращения затрат при эксплуатации целесообразно использовать ретранслятор в автономном режиме, т.е. без обслуживающего персонала. При этом возникает проблема охраны аппаратуры (защиты от вандализма).

Эта задача в значительной мере решается путем размещения ретранслятора на антенной мачте (обычно высотой более 20 метров), что позволяет также существенно уменьшить влияние деревьев и искусственных сооружений на прием и передачу сигналов.

При этом важно минимизировать объем, массу и энергопотребление аппаратуры ретранслятора. В качестве источника электроэнергии, в частности, могут быть использованы ветроэлектрогенератор или солнечная батарея, размещаемые на этой же антенной мачте.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение стоимости устройства СВЧ-связи и его эксплуатации, а также снижение его энергопотребления. Достигаемый при этом технический результат заключается в упрощении конструкции устройства СВЧ-связи и его эксплуатации, в уменьшении его веса и габаритов, а также в снижении технических требований к сооружению, используемому для размещения устройства СВЧ-связи, что обеспечивает возможность упрощения этого сооружения.

Для достижения указанного технического результата предлагаемое устройство СВЧ-связи содержит конвертер-усилитель, вычислительное устройство, блок наведения передающей антенны. Конвертер-усилитель установлен так, что его выход подсоединен к облучателю передающей антенны через гибкий СВЧ-кабель и ответвитель, второй выход которого соединен с вторым входом блока наведения приемной антенны. При этом конвертер-усилитель выполнен с возможностью формирования выходного сигнала с частотой, соответствующей частоте принимаемого сигнала абонентской станции. Введены два устройства индикации, выполненные с возможностью отображения заданных значений, соответственно, азимута и угла места передающей антенны, вход устройств индикации соединен с третьим выходом вычислительного устройства, которое снабжено дополнительной программой наведения передающей антенны с возможностью управления разворотами этой антенны по длительности. При этом блок наведения передающей антенны содержит формирователь сигналов, вход которого является входом блока наведения, а выход формирователя сигналов через первый и второй ключи соединен с входами первого и второго усилителей мощности, выходы которых являются, соответственно, первым - азимутальным, и вторым - угломестным выходом блока наведения передающей антенны. Управляющие входы первого и второго ключей соединены, соответственно, с четвертым и пятым выходами вычислительного устройства, с которых обеспечена возможность разворота, соответственно, азимутальной и угломестной осей передающей антенны.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где 1 - поступающий радиотелевизионный сигнал; 2 - рама приемной антенны; 3 - зеркало приемной антенны; 4 - направленная приемная антенна; 5 - СВЧ-блок приемной антенны; 6 - блок азимутальной оси приемной антенны; 7 - блок угломестной оси приемной антенны; 8 - азимутальная ось приемной антенны; 9 - угломестная ось приемной антенны; 10 - радиотелевизионный сигнал, поступающий на облучатель приемной антенны; 11 - облучатель приемной антенны; 12 - преобразователь СВЧ-сигнала; 13 - конвертер-усилитель; 14 - ответвитель; 15 - гибкий СВЧ-кабель; 16 - блок наведения приемной антенны; 17 - облучатель передающей антенны; 18 - направленная передающая антенна; 19 - СВЧ-блок передающей антенны; 20 - зеркало передающей антенны; 21 - рама передающей антенны; 22 - блок азимутальной оси передающей антенны; 23 - блок угломестной оси передающей антенны; 24 - азимутальная ось передающей антенны; 25 - угломестная ось передающей антенны; 26 - радиотелевизионный сигнал, поступающий с облучателя передающей антенны; 27 - излучаемый радиотелевизионный сигнал; 28 - вычислительное устройство; 29 - блок наведения передающей антенны; 30 - устройство ввода данных; 31 - первое устройство индикации; 32 - второе устройство индикации; 33 - формирователь сигналов; 34 - ключ; 35 - усилитель мощности; 36 - ключ; 37 - усилитель мощности; 38 - блок питания.

Устройство работает следующим образом. Радиотелевизионный сигнал 1 (с частотой около 11 ГГц) от спутника связи (или наземного источника сигнала) поступает на установленное в раме 2 зеркало 3 направленной приемной антенны 4, в состав которой еще входят: СВЧ-блок 5 приемной антенны, а также блок 6 азимутальной оси приемной антенны и блок 7 угломестной оси приемной антенны, обеспечивающие соответственно поворот азимутальной оси 8 и угломестной оси 9. Отраженный от зеркала сигнал 10 поступает на облучатель 11 приемной антенны 4, расположенный в фокусе приемной антенны и конструктивно размещенный в СВЧ-блоке 5 приемной антенны. С выхода облучателя сигнал через преобразователь СВЧ-сигнала 12, включающий, в частности, полосовой фильтр, поступает на вход конвертера-усилителя 13, в котором прооисходит усиление сигнала и преобразование его частоты (снижение до примерно 2,4 ГГц). С выхода конвертера-усилителя сигнал через ответвитель 14 поступает с одного выхода на гибкий СВЧ-кабель 15, а с другого выхода на блок 16 наведения приемной антенны, в котором формируются сигналы для наведения приемной антенны, а также осуществляется преобразование СВЧ-сигнала в сигнал, используемый для точного наведения антенны.

Через гибкий СВЧ-кабель радиотелевизионный сигнал поступает на облучатель 17 передающей антенны 18, конструктивно размещенный в СВЧ-блоке 19 передающей антенны. В состав передающей антенны еще входят: зеркало 20, установленное в раме 21, а также блок 22 азимутальной оси передающей антенны и блок 23 угломестной оси передающей антенны, обеспечивающие соответственно поворот азимутальной оси 24 и угломестной оси 25. С выхода облучателя радиотелевизионный сигнал 26 поступает на зеркало 20 передающей антенны. Отраженный от зеркала радиотелевизионный сигнал 27 распространяется в направлении абонентов.

Важным достоинством предлагаемого ретранслятора является резкое уменьшение потерь передаваемого радиотелевизионного сигнала из-за влияния атмосферы. Основной причиной этих потерь являются осадки, причем потери существенно увеличиваются с ростом частоты. Для частоты 11 ГГц в условиях тропического ливня (интенсивность 50÷150 мм/ч) коэффициент поглощения достигает 2÷5 дБ/км.

Протяженность области обильных осадков обычно не превышает 5÷10 км.

Таким образом, максимальные потери сигнала могут достигать 20÷50 дБ.

Для радиотелевизионного сигнала с частотой 2,4 ГГц максимальный коэффициент поглощения составляет 0,02÷0,06 дБ/км, т.е. потери сигнала не превышают 1 дБ.

В то же время снижение частоты передаваемого сигнала (с 11 ГГц до 2,4 ГГц) приводит к уменьшению усиления передающей антенны (одинакового диаметра) на 13 дБ.

Следовательно, суммарное увеличение усиления в условиях максимальных потерь в атмосфере составляет около 35 дБ. Это позволяет упростить аппаратуру ретранслятора и абонентской станции.

Мощность, потребляемая конвертером-усилителем, ориентировочно определяется по следующим параметрам (согласно паспортных данных и собственных измерений): ток 110 мА, напряжение от 13,5 до 18 В (в зависимости от типа поляризации излучения, типа конвертера и т.п.), т.е. не превышает 0,2 Ватта, что существенно (не менее чем в 100 раз) ниже стандартного потребления передающими станциями.

В предлагаемом устройстве существенно сокращена фидерная часть СВЧ. В результате повышается уровень поступающего на преобразование сигнала (потери в фидерах составляют порядка 18-27 дБ/100 м). Соответственно уменьшаются шумы, вызванные прохождением сигнала по фидерам. Кроме того, значительно снижаются шумы, вносимые СВЧ-разъемами. Существенно, что переход в канале передачи на частоту работы абонентов снизит расходы на приобретение оборудования, а также снизит общий уровень собственных шумов абонентского оборудования, так как в их составе будут отсутствовать конвертеры.

Снижение частоты передаваемого сигнала и соответственно расширение диаграммы направленности передающей антенны позволяет значительно снизить требования к точности наведения передающей антенны на абонентскую станцию. Это дает возможность упростить аппаратуру наведения передающей антенны и снизить ее стоимость.

В качестве примера рассмотрим параболическую антенну с диаметром зеркала 1,65 м. Ширина диаграммы направленности по уровню 3 дБ для частоты 11 ГГц составляет 70 угловых минут, а для частоты 2,4 ГГц - 320 угловых минут.

Задача точной выставки оптической оси передающей антенны в направлении на абонентскую станцию, а также сохранения этого направления в процессе эксплуатации является одной из наиболее сложных проблем при разработке наземных ретрансляторов. В подобных устройствах из-за отсутствия приемного канала не может быть использована обратная связь по сигналу для повышения точности программного наведения антенны, как это делается в приемопередающих радиостанциях.

Если принять требуемую точность наведения передающей антенны ±0,2 ширины диаграммы направленности, то для частот 11 ГГц и 2,4 ГГц это приводит соответственно к ошибке ±14 и ±64 угловых минут.

Для обеспечения сравнительно грубого программного наведения передающей антенны предлагается вместо обычно применяемой системы с датчиком угла, который является источником информации о положении антенны, использовать программное управление длительностью сигнала, поступающего на двигатель (например, постоянного тока), обеспечивающий поворот антенны. Это позволит отказаться от дорогостоящей аппаратуры: датчиков угла и блоков обработки информации.

Точность отработки программного угла может быть повышена благодаря повторным операциям в полуавтоматическом режиме. Он допустим, поскольку начальная установка ретранслятора, выставка его осей и посадочных плоскостей, включение и ввод данных в программу проводится обслуживающим персоналом.

Пусть, например, заданный поворот оси передающей антенны относительно начального положения по азимуту составляет согласно программе, содержащейся в вычислительном устройстве, 60 градусов. При использовании относительно грубого управления длительностью сигнала, обеспечивающего точность отработки угла 5%, ошибка наведения антенны составит 3 градуса. Повторная операция программного наведения обеспечит ошибку, обусловленную данной причиной, не более 9 угловых минут. Для рассматриваемого примера эта ошибка существенно меньше допустимой.

Величина угла, который должен быть отработан при второй операции, находится как разность между рассчитанным по программе углом и отработанным углом, снятым по шкале.

Блоки азимутальной и угломестной осей передающей антенны снабжаются шкалами для визуального определения угла поворота соответствующей оси. В радиостанциях с направленными антеннами обычно шкалы используются для решения технологических задач. Погрешность шкалы составляет не более 10 угловых минут, что вполне допустимо для предлагаемого устройства.

При известном местонахождении (широта, долгота, высота над уровнем моря) ретранслятора и абонентской станции выставка антенн ретранслятора производится по углу места относительно плоскости горизонта, а по азимуту относительно базового направления (меридиана). Суммарная угловая погрешность выставки определяется угловыми ошибками определения меридиана, плоскости горизонта и отработки рассчитанного угла, а также и угловой погрешностью, связанной с ошибками определения местонахождения абонентской станции и ретранслятора. Последняя линейно уменьшается с ростом расстояния между ретранслятором и абонентской станцией и для сравнительно небольших расстояний может быть определяющей.

Так, если принять ошибку определения местонахождения одного из объектов с помощью спутниковой радионавигационной системы 30 м, то суммарная ошибка для этих двух объектов составит 42 м. Для расстояния между радиостанциями 10 и 20 км это приводит к угловой ошибке по азимуту соответственно 14 и 7 угловых минут.

Для рассмотренного выше примера, при частоте передаваемого сигнала около 11 ГГц и ширине диаграммы направленности антенны 70 угловых минут данная ошибка является весьма существенной.

Использование передающей антенны с широкой диаграммой направленности позволяет не только существенно уменьшить влияние данной ошибки, но и расширить возможности применения ретранслятора благодаря уменьшению допустимого расстояния до абонентской станции.

Погрешность определения базового азимутального направления (меридиана) зависит от точности используемых средств (астроприбор, гирокомпас, радиокомпас и др.).

Поскольку в предлагаемом устройстве требования к точности наведения передающей антенны сравнительно низкие, целесообразно отказаться от указанных дорогостоящих средств определения меридиана. Это тем более важно, поскольку данная задача должна решаться не только при начальной выставке ретранслятора, но и во время ремонтных и регламентных работ.

В рассматриваемом устройстве в качестве физически реализуемого азимутального базового направления предлагается использовать направление оптической оси приемной антенны на источник сигнала (наземный или КА). При этом направление меридиана, которое используется в программе наведения антенны, находится расчетным путем, поскольку угол между меридианом и направлением на источник сигнала известен с достаточно высокой точностью. Горизонтальная плоскость строится с помощью известных точных средств (уровень, теодолит).

Для стационарного наземного источника сигнала погрешность базового направления определяется, прежде всего, погрешностью наведения приемной антенны, которая обычно составляет (0,1÷0,2) ширины диаграммы направленности антенны. Для рассмотренного примера (частота принимаемого сигнала 11 ГГц, диаметр антенны 1,65 м, ширина диаграммы направленности 70 угловых минут) она должна быть порядка (7-14) угловых минут.

Вторая составляющая ошибки определяется неточностью определения местонахождения источника сигнала и ретранслятора. Для расстояния более 25 км она не должна превышать 5 угловых минут.

Для КА должна учитываться ошибка определения его местонахождения. Погрешность удержания на орбите КА типа «Экспресс» и «Галс» составляет (6-12) угловых минут. При этом неопределенность местонахождения КА, которая и является данной погрешностью, не превышает 6 угловых минут.

Таким образом, суммарная погрешность определения азимутального базового направления для наземного источника и КА практически одинакова и определяется в основном ошибкой наведения приемной антенны. Для рассматриваемого примера данная суммарная погрешность составляет (9-15) угловых минут.

Предложенный в устройстве метод определения азимутального базового направления по точности не уступает известным методам с использованием гирокомпаса или радиокомпаса, но он существенно экономичнее.

В предлагаемом устройстве задача азимутального наведения передающей антенны решается с требуемой точностью наиболее экономичными средствами.

Как показывает анализ, для рассмотренного примера точность собственно разворота передающей антенны по азимуту и углу места может быть обеспечена выше 15 угловых минут. Суммарная погрешность наведения передающей антенны примерно составляет по азимуту и углу места, соответственно, (17-21) и 15 угловых минут.

Снижение требований к точности наведения передающей антенны на абонентскую станцию позволяет упростить не только ретранслятор, но и используемое для его размещения сооружение. Это может обеспечить существенную экономию средств при создании данных объектов.

На открытых высоких местах (вершины, склоны) в зоне прямой видимости абонентской станции и источника радиотелевизионного сигнала может быть использовано упрощенное сооружение для размещения ретранслятора без применения дорогостоящих антенной мачты и мощного фундамента.

Начальная выставка ретранслятора производится следующим образом.

До включения ретранслятора осуществляется привязка приемной и передающей антенн к неподвижному основанию оборудования, на котором размещается ретранслятор. В общем случае исходное положение оптической оси приемной и передающей антенн соответствует нулевым значениям азимута и угла места.

С помощью известных средств (уровень, теодолит) осуществляется выставка азимутальной оси указанных антенн перпендикулярно горизонтальной плоскости.

Привязка нулевых азимутальных отсчетов (штрихов шкал) антенн к меридиану может осуществляться простыми относительно грубыми средствами, например, с помощью магнитного компаса, поскольку точная азимутальная привязка антенн производится по источнику радиотелевизионного сигнала.

В результате привязки нулевое значение угла места соответствует плоскости горизонта, а нулевое значение азимута отличается от направления меридиана на величину угла, которую необходимо определить и ввести в дополнительную программу наведения передающей антенны. Это азимутальный угол меридиана в системе координат, связанной с ретранслятором.

На ретранслятор подается питание и производится наведение приемной антенны на источник сигнала. Наведение осуществляется с помощью блока 16 наведения приемной антенны, управляемого от вычислительного устройства 28, снабженного программами управления ретранслятором, включая программы наведения приемной антенны. В предлагаемом устройстве используется известный способ, включающий начальное программное наведение путем разворота антенны на заданные величины азимута и угла места, а также последующее более точное наведение по принимаемому сигналу, поступающему на блок наведения приемной антенны 16 и после преобразования (детектирования, фильтрации) в нем в вычислительное устройство 28. При этом используется известный метод экстремального наведения с определением углового положения антенны, соответствующего максимуму принимаемого сигнала, осуществляемый вычислительным устройством. Повороты антенны по азимуту и углу места осуществляются с помощью блоков 16, 6 и 7. Найденный азимут приемной антенны (ее оптической оси) вводится в дополнительную программу наведения передающей антенны для определения в системе координат, связанной с ретранслятором, направления меридиана и азимута абонентской станции.

Наведение передающей антенны осуществляется после наведения приемной антенны с помощью блока 29 наведения передающей антенны, управление которого производится от вычислительного устройства 28.

Для программного наведения передающей антенны по углу места и азимуту в вычислительном устройстве 28 используется дополнительная программа наведения передающей антенны, в которой азимут и угол места абонентской станции рассчитываются по известному местонахождению этой станции и ретранслятора. При этом угол места абонентской станции отсчитывается от плоскости горизонта (нулевого значения угла места), а азимут абонентской станции, рассчитываемый от нулевого значения, находится как разность между заранее рассчитанным углом между меридианом и направлением на абонентскую станцию и азимутальным углом меридиана, найденным в результате наведения приемной антенны на источник сигнала. Дополнительная программа наведения передающей антенны, так же как и программа наведения приемной антенны, вводится в вычислительное устройство 28 с помощью устройства 30 ввода данных при изготовлении ретранслятора.

Угол места и азимут передающей антенны, соответствующие ее направлению на абонентскую станцию, которые должны быть отработаны с помощью блока 29 наведения передающей антенны, отображаются соответственно на устройствах 31 и 32 индикации после окончания операции наведения приемной антенны. С этого момента производится наведение передающей антенны в полуавтоматическом режиме.

Программное наведение передающей антенны на абонентскую станцию по угломестному и азимутальному каналам осуществляется поочередно.

Сначала в вычислительное устройство 28 с помощью устройства 30 ввода данных подается величина угла места, отображаемая на устройстве 31 индикации. В вычислительном устройстве по упомянутой дополнительной программе рассчитывается длительность сигнала, подаваемого на исполнительный двигатель, размещенный в блоке 23 угломестной оси передающей антенны. Одновременно с импульсом, соответствующим началу этого сигнала и поступающим от вычислительного устройства 28 на вход формирователя 33 сигнала, открывается ключ 34 управляющим входом, соединенным с одним из выходов вычислительного устройства. Сигнал рассчитанной в вычислительном устройстве длительности от формирователя 33 сигнала через ключ 34 и усилитель мощности 35 поступает на блок 23 угломестной оси передающей антенны, обеспечивающий поворот по угломестной оси 25. Формирователь 33 сигнала, ключ 34 и усилитель 35 мощности входят в состав блока 29 наведения передающей антенны.

После отработки рассчитанного угла величина угла места определяется по шкале блока 23. Разность между программным углом, отображенном на устройстве 31 индикации, и реально отработанным углом, определенным по шкале, подается с помощью устройства 30 ввода данных в вычислительное устройство 28, где рассчитывается длительность второго управляющего сигнала. Для обеспечения требуемой точности наведения передающей антенны на абонентскую станцию по углу места достаточно от одного до трех управляющих сигналов.

Затем аналогично производится наведение передающей антенны на абонентскую станцию по азимуту. Отображенная на устройстве 32 индикации величина азимута абонентской станции вводится в вычислительное устройство 28 с помощью устройства 30 ввода данных. Управляющий сигнал через формирователь 33 сигнала, ключ 36 и усилитель 37 мощности подается на блок 22 азимутальной оси передающей станции, обеспечивающий поворот по азимутальной оси 24. Ключ 38 и усилитель 37 мощности входят в состав блока 29 наведения передающей антенны.

После окончания операции программного наведения передающей антенны ее положение фиксируется механически или электромеханическим фиксатором до проведения регламентных или ремонтных работ. Операция начальной выставки ретранслятора завершается, устройство готово для штатной эксплуатации.

Питание устройства СВЧ-связи осуществляется от блока 38 питания. Благодаря предложенным техническим решениям существенно упрощается аппаратура ретранслятора в части радиопередающего оборудования, фидерной системы, а также системы наведения передающей антенны. Вместе с этим расширяется возможность применения ретранслятора из-за уменьшения допустимого расстояния до абонентской станции.

По оценке за счет упрощения аппаратуры передающего канала стоимость одного комплекта ретранслятора уменьшается примерно не менее чем на 10000 у.е.

Кроме того, как отмечалось, упрощается аппаратура и, соответственно, снижается стоимость абонентской станции. Также обеспечивается сокращение затрат при начальной выставке и эксплуатации ретранслятора.

Большой экономический эффект можно ожидать благодаря использованию для размещения ретранслятора упрощенного сооружения.

Источники информации

1. Кисмерешкин В.П., Лобова Г.Н. Устройство СВЧ-связи в подземных выработках шахт. Патент Российской Федерации №2090974 (20.09.97), Н04В 5/02.

2. Немировский А.С., Данилович О.С., Маримонт Ю.Н., Марков В.В., Юдин А.И., Минкин В.М. Радиорелейные и спутниковые системы передачи. - М.: Радио и связь, 1986, с.391.

3. Воробей Г.К., Кузин А.Ю., Мешков А.В. Радиолиния СВЧ. Патент Российской Федерации №2092974 (10.10.97), Н04В 5/00.

4. Фролов О.П. Антенны для земных станций спутниковой связи. - М.: Радио и связь, 2000, с.376.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Устройство СВЧ-связи, содержащее направленные приемную и передающую антенны с СВЧ-блоками, включающими облучатели, с блоками азимутальной и угломестной осей, снабженными отсчетными шкалами, установленными с возможностью визуального считывания соответствующих углов поворота, блоки наведения приемной и передающей антенн, размещенные в СВЧ-блоке приемной антенны преобразователь СВЧ-сигнала и конвертер-усилитель, а также вычислительное устройство, выполненное с возможностью управления устройством СВЧ-связи, в том числе наведения приемной антенны, устройство ввода данных, блок питания, при этом выходы блоков наведения приемной и передающей антенн соединены с блоками азимутальной и угломестной осей, входы блоков наведения приемной и передающей антенн подсоединены соответственно к первому и второму выходам вычислительного устройства, а вход конвертера-усилителя соединен с облучателем приемной антенны через преобразователь СВЧ-сигнала, отличающееся тем, что выход конвертера-усилителя соединен с входом ответвителя, первый выход которого через гибкий СВЧ-кабель соединен с облучателем передающей антенны, а второй выход ответвителя соединен с вторым входом блока наведения приемной антенны, причем конвертер-усилитель выполнен с возможностью формирования выходного сигнала с частотой, соответствующей частоте принимаемого сигнала абонентской станции, введены два устройства индикации, выполненные с возможностью отображения заданных значений соответственно азимута и угла места передающей антенны, а входы этих устройств индикации соединены с третьим выходом вычислительного устройства, которое снабжено дополнительной программой наведения передающей антенны, обеспечивающей возможность управления длительностью сигналов, поступающих на двигатели, обеспечивающие поворот азимутальной и угломестной осей передающей антенны, при этом блок наведения передающей антенны содержит формирователь сигналов, вход которого является входом блока наведения, а выход формирователя сигналов через первый и второй ключи соединен с входами первого и второго усилителей мощности, выходы которых являются соответственно первым - азимутальным и вторым - угломестным выходами блока наведения передающей антенны, при этом управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с четвертым и пятым выходами вычислительного устройства.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru