Устройство и работа составных частей приемопередатчика




Антенный блок. Антенный блок предназначен для приема и излучения радиоволн в заданном диапазоне частот.

Блок имеет следующие технические характеристики:

добротность приемной системы – 0 дБ;

эффективно-излучаемая мощность – 31 дБВт;

уровень боковых лепестков относительно максимума диаграммы направленности антенны не более 10 дБ;

габаритные размеры антенного блока - мм.

В состав антенного блока входят совмещенная приемопередающая микрополосковая антенна, три МШУ (каждый имеет два входа с режекторными фильтрами подавления передающей частоты), сумматор приемного сигнала, ПУМ, три УМ (каждый с двумя выходами по 1 Вт) передающего сигнала и модуль питания.

Функциональная схема антенного блока представлена на рис. 5.

Антенна представляет собой шесть излучателей на прием и передачу, причем передающий излучатель находится внутри приемного. К каждому приемному излучателю непосредственно через переход присоединен вход МШУ. В каждом блоке МШУ расположены по два МШУ и сумматор. На входах МШУ находятся режекторные фильтры подавления частоты собственного передатчика. Сигналы с выходов блоков МШУ суммируются в сумматоре, в котором расположен дополнительный фильтр подавления частот передатчика. Питание на МШУ подается от модема через сумматор по ВЧ-кабелям. Один из МШУ имеет дополнительный вход, на него подается сигнал МАЛОГО ШЛЕЙФА для проверки радиостанции в режиме САМ НА СЕБЯ. Подводка сигнала к передающим излучателям происходит через переход непосредственно с выхода делителя на два в УМ. К каждому излучателю подводится сигнал мощностью в один ватт. На входы УМ передающий сигнал поступает с ПУМ, на вход которого сигнал мощностью (1…2) мВт подается с выхода СВЧ-конвертора. Питание УМ и ПУМ осуществляется модулем питания УМ, который выдает 8,0 В. Минус 3 В для УМ образуется в ПУМ. На вход модуля питания подается 12 В с выхода блока сетевого питания.

СВЧ-конвертор. СВЧ-конвертор предназначен для усиления, фильтрации и преобразования входного приемного сигнала с частотой (3635±0,25) МГц в сигналы промежуточной частоты (11,6±0,25) МГц. Блок осуществляет перенос информационных сигналов с частотой (3,5±0,25) МГц на передающую частоту (5860±0,25) МГц, а также осуществляет перенос передающей частоты на частоту приема для реализации режима самоконтроля станции по «малому» СВЧ-шлейфу.

В состав СВЧ-конвертора входят:

элементы усиления сигнала и преобразования частоты приемного тракта;

элементы предварительного усиления по мощности и преобразования частоты передающего тракта;

формирователи опорных частот гетеродинов для приемных и передающих трактов;


  Рис. 5. Функциональная схема антенного блока

элементы системы самоконтроля станции по «малому» шлейфу.

Основные технические характеристики конвертора:

диапазон частот принимаемых сигналов – 3635,0±0,5 МГц;

диапазон частот передаваемых сигналов – 5860,0±0,5 МГц;

номинал выходной частоты конвертора в двух каналах приема – 11,6 МГц;

номинал входной частоты конвертора в тракте передачи – 3,5 МГц;

сетка рабочих частот синтезаторов трактов приема и передачи – 10 кГц;

уровни сигналов на выходе приемных трактах 300±50 мВ;

уровень сигнала на входе передающего тракта 150±50 мВ;

эффективная шумовая температура приемного тракта – не более 1000 К;

номинальное значение выходной мощности – Вт;

максимальный уровень входного сигнала при коэффициенте компрессии 1 дБ – минус 110 дБВт;

избирательность по зеркальным каналам приема – не менее 40 дБ;

уровень подавления паразитных гармонических составляющих передающего тракта относительно несущей в диапазоне частот от 500 до 10 000 МГц – не менее 45 дБ;

электропотребление конвертора в режиме приема-передачи не превышает 4,0 Вт.

Функциональная схема СВЧ-конвертора представлена на рис. 6.

Как видно из функциональной схемы, в трактах передачи и каналах приема конвертора используется три преобразования частоты.

При этом преобразование частоты в тракте приема осуществляется с использованием четырех гетеродинов на основе синхронизированного петлями ФАПЧ автогенератора на частоты 4276, 711 и 58,4 МГц. Разделение общего тракта приема на два канала происходит на частоте 641 МГц. Для получения выходных частот 11,6,0±0,25 МГц используется один гетеродин на 58,4 МГц. Частоты гетеродина синхронизированы от опорного генератора через синтезаторы частот. Управление коэффициентами деления синтезаторов осуществляется от модема.

Как видно из функциональной схемы, формирование сигнала в тракте передачи производится путем переноса частоты 3,5±0,25 МГц с выхода модулятора модема на 5860±0,25 МГц с помощью трех гетеродинов ПРД. Гетеродины ПРД построены по аналогичной с гетеродинами ПРМ схеме.

Для обеспечения требуемой величины подавления зеркальных каналов приема на выходной частоте приемного тракта 11,6 МГц в трактах 70,0 МГц используются узкополосные ( не более 2,0 МГц) ПАВ-фильтры. В тракте промежуточной частоты установлены усилители, обеспечивающие основное усиление приемного тракта и позволяющие осуществлять автоматическую регулировку усиления приемного тракта.


 


Рис. 6. Функциональная схема СВЧ-конвертора

Для реализации режима самоконтроля станции в конверторе также используется преобразование частоты. При этом частота третьего гетеродина ПРД делится на два и через ключ подается на преобразователь частоты. На второй вход поступает выходной передающий сигнал через аттенюатор. Выходной сигнал шлейфа с выхода преобразователя на частоте 3770 МГц подается в один из трех блоков МШУ.

Конструктивно СВЧ-конвертор выполнен в виде печатной платы. Отдельные узлы имеют экранировку.

Модем. Модем предназначен для дуплексного и симплексного приема и передачи сигналов на низкой промежуточной частоте (ПЧ), а также для выполнения функций управляющей микроЭВМ радиостанции. Кроме того, модем вырабатывает частоту 10,0 МГц, которая используется для синхронизации гетеродинов в СВЧ-конверторе, а также собственного генератора. Модем также выдает питающие напряжения на СВЧ-конвертор.

Модем осуществляет когерентный прием одновременно по двум каналам сигналов с относительной фазовой манипуляцией (ОФТ), их декодирование по алгоритму Витерби и передачу принятой информации на АБ или ВПУ.

В режиме передачи модем формирует радиочастотный сигнал на низкой ПЧ. Сигнал кодирован сверточным кодом и модулирован ОФТ. Информация для передачи поступает на модем в цифровом виде от АБ.

В качестве управляющей микроЭВМ модем осуществляет управление СВЧ-конвертором, включение передающей части при включении станции на передачу, контролирует сигналы телеметрии от внутренних блоков, анализирует полученную информацию, принимает решение о исправности ее узлов в процессе работы, устанавливает частоты приема на частоту собственного передатчика в режимах МАЛОГО И БОЛЬШОГО ШЛЕЙФОВ, выдает управляющие сигналы в синтезаторы частоты и ЦАП СВЧ-конвертора.

В состав модема входят аналоговые компоненты: входные смесители, операционные усилители, фильтры на коммутируемых конденсаторах, аналоговые коммутаторы, а также цифровые и аналого-цифровые компоненты: АЦП, сигнальный процессор, ПЛИС, синтезаторы прямого синтеза, ПЗУ FLASH-типа, интерфейсы RS-232C.

Основные технические характеристики модема:

прием сигналов в полосе (11,6±0,25) МГц с шагом сетки 10 кГц;

поиск, обнаружение и демодуляция сигнала в полосе частотной неопределенности ±4 кГц за время не более 0,4 с при информационной скорости передачи 1200 бод/с и не более 0,2 с при скорости 2400 бод/с при отношении сигнал/шум 4,5 дБ;

измерение значения сигнал/шум по обоим каналам приема с аппаратурной точностью 0,1 дБ, формирует сигналы обнаружения приемной частоты;

в режиме передачи модем формирует фазоманипулированный сигнал на частоте в диапазоне (3,5±0,25) МГц с шагом сетки 10 кГц;

уровень выходного сигнала 150±50 мВ на нагрузке 50 Ом;

подавление побочных составляющих на выходе передающего тракта модема не менее 30 дБ вне рабочего диапазона частот.

Питание модема осуществляется от встроенного источника постоянного тока номинальным напряжением (3,3±0,15) и (5,0±0,5) В, потребляемая мощность не более 1,5 Вт.

Входной сигнал от СВЧ-конвертора на низкой ПЧ поступает на два независимых квадратурных смесителя (рис. 7). Каждый квадратурный смеситель переносит на нулевую частоту принимаемый сигнал. Частота приема определяется частотой гетеродина, подстраиваемого системной частотой автоподстройки с точностью до 200 Гц до частоты принимаемого сигнала. Каждый смеситель имеет два выхода, синфазный I и квадратурный Q. Сигналы с выходов смесителя фильтруются, усиливаются и поступают на два входа четырехканального АЦП, преобразуются в цифровой код и считываются сигнальным процессором для обработки и декодирования в цифровом виде.

Рис. 7. Функциональная схема модема

Сигнальный процессор осуществляет цифровую обработку принимаемого сигнала, включая когерентную демодуляцию ФМ ОФТ=сигнала и декодирование по алгоритму Витерби. В нем также осуществляется формирование сигнала на передачу и другие управляющие функции. Радиочастотный сигнал передачи формируется в синтезаторе прямого синтеза на низкой ПЧ.

ПЗУ FLASH-типа используется в качестве перепрограммируемой памяти для хранения прикладных программ и конфигурации ПЛИС.

В модеме используются в основном импортные комплектующие в миниатюрных и субминиатюрных SMD-корпусах, предназначенные для монтажа на поверхность.

Опорный кварцевый генератор имеет долговременную нестабильность частоты с хорошими фазовыми шумами и малым временем выхода на режим.

При температуре окружающей среды минус 40 °С время, через которое установится нестабильность частоты , составляет 30 с.

Конструктивно модем представляет собой двухстороннюю печатную плату размером мм.

Абонентский блок. Абонентский блок предназначен для управления радиостанцией, отображения неисправности блоков станции, ведения служебной речевой связи через встроенное речепреобразующее устройство – вокодер с тактовой частотой преобразования 1,2 и 2,4 кбод, ввода, редактирования, передачи и приема телеграмм, сопряжения с OA и ВПУ по стыку С1-ФЛ- БИ, а также с модемом по стыку RS-232C.

Функциональная схема абонентского блока представлена на рис. 8.

Абонентский блок реализуется на цифровом ядре сигнального процессора ADSP 2187 BST, ПЛИС Xilinx, ПЗУ ФЛЭШ-типа.

Дисплей представляет собой светодиодный матричный индикатор с объемом отображаемой информации 16 знакомест, выполнен на основе двух модулей НР2534 с параллельным интерфейсом управления.

Устройство ввода АБ состоит из 15 кнопок: 10 цифровых и 5 системных, интерфейс (байтный) с микропроцессорным модулем. Опрос клавиатуры осуществляется в одном цикле чтения.

Функционально АБ интегрирует функции управления радиостанцией и цифрового кодирования речевых сигналов, кодирования и декодирования сигналов интерфейса С1-ФЛ-БИ, а также сигналов RS-232C.

Конструктивно абонентский блок выполнен в виде моноблока, состоящего из корпуса и крышки. Материал корпуса - алюминиевый сплав В95, требования по пылевлагозащите обеспечиваются конструктивными решениями и новыми технологическими материалами.

Внешний вид абонентского блока представлен на рис. 9.

Блок сетевого питания. Блок сетевого питания предназначен для работы в составе радиостанции «Белозер», работающей в полевых условиях от сетей однофазного переменного тока напряжением (180...250) В, от бортсети пос-

Рис. 8. Функциональная схема абонентского блока

тоянного тока напряжением (10...30) В, встроенной аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 13,2 В с возможностью ее зарядки.

БСП обеспечивает на своем выходе напряжение (12,0±0,6) В и ток нагрузки до 6,5 А.

Блок питания включает в себя:

плату входных фильтров;

модуль MSP 16V5,0 А;

плату предохранителей;

плату коммутации и ЗУ;

одиннадцать аккумуляторов типа НКГЦ-6-1, собранных в аккумуляторную батарею.

Функциональная схема блока сетевого питания представлена на рис. 10.

Сетевой преобразователь выполнен по схеме однотактного обратного преобразователя с гальванической развязкой.

Ввиду того, что входная сеть переменного тока в различных ситуациях имеет большой разброс по напряжению, большие выбросы и провалы, а также для того, чтобы сократить до минимума помехи по электропитанию в сеть, на входе сетевого преобразователя установлен корректор , что позволяет довести диапазон входных переменных напряжений от 180 до 250 вольт.

 

Рис. 9. Эскиз внешнего вида АБ
Рис. 10. Функциональная схема блока сетевого питания

Низковольтный преобразователь в целях повышения КПД построен по классической двухтактной полумостовой схеме и имеет гальваническую развязку от входного напряжения.

Зарядное устройство выполнено на микросхеме МАХ 712. В этих микросхемах реализуется способ определения момента прекращения заряда – алгоритм обнаружения приращения напряжения.

В целях безопасности заряд аккумуляторов прекращается по критериям: максимальная температура и максимальное напряжение на аккумуляторах. Время полного заряда аккумуляторов (при полной их разрядке) составляет не более 6,5 часов. Заряд аккумуляторной батареи осуществляется автоматически при работе станции от внешних источников питания, как в режиме приема, так и в режиме передачи.

Имеется возможность контроля напряжения на аккумуляторной батарее. Для этого напряжение заводится на модем, где с помощью АЦП определяется его величина. Величина напряжения выводится через модем на табло АБ или ВПУ.

Блок имеет защиту по выходу от короткого замыкания и холостого хода. В блоке использованы самовосстанавливающиеся предохранители по входу.

Конструктивно БСП выполнен в виде двух моноблоков:

блока сетевого питания;

аккумуляторной батареи в виде одиннадцати последовательно соединенных аккумуляторов, уложенных в отсек, расположенный в подставке приемопередатчика.

На переднюю панель БСП выведены: разъем для подключения внешней сети; разъем для вывода напряжения заряда (12,0 В) аккумуляторной батареи, расположенной в аппаратуре «Уступ-1»; индикаторы ЗАРЯД и «-», «~» при питании от сети постоянного или переменного тока; тумблер включения блока СЕТЬ.

При заряде аккумуляторов индикатор ЗАРЯД мигает.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-05-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: