Ретранслятор радио-провод системы передачи сигналов телеметрической информации

Предлагаемая полезная модель относится к области техники связи и может использоваться в качестве ретранслятора радио-провод в многоступенчатых радиопроводных системах передачи сигналов информации. Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и устойчивости радиоканала ретранслятора и расширении его функциональных возможностей для использования в системе передачи сигналов информации с поочередной работой нескольких радиосредств с разнообразными видами кодирования сигналов информации и типами команд телеуправления за счет: - реализации в ретрансляторе с одним приемником, управляемым микропроцессорным контроллером, нескольких независимых программируемых каналов приема; - сокращения времени поочередного включения в тракт ретрансляции сигналов нескольких используемых удаленных радиосредств; - программирования каналов приема на режим бесподстроечной радиолинии при совместной работе с радиосредствами с кварцованной несущей частотой передатчика;- программирования каналов приема на режим с быстрым по времени автоматическим сканированием в узкой полосе частот с кварцованной точностью установки и поддержания центральной частоты и "захватом" полезного сигнала при совместной работе с радиосредствами с нестабильной несущей частотой передатчика; - программирования каналов приема на различные режимы декодирования сигналов, соответствующие совместно используемым удаленным радиосредствам; - формирования сигналов (команд) телеуправления в ретрансляторе микропроцессорным контроллером. Сущность: ретранслятор радио-провод системы передачи сигналов телеметрической информации с целью организации поочередной работы нескольких радиолиний ретрансляции с необходимой устойчивостью и надежностью содержит элементы, обеспечивающие реализацию нескольких (по числу используемых в системе радиосредств) независимых программируемых каналов приема радиосредств с телеуправлением (радиоканалов ретрансляции), в каждом из которых обеспечивается: - режим бесподстроечной радиолинии трактов ретрансляции для совместной работы с радиосредствами с кварцованной несущей частотой передатчика; - режим короткого по времени автоматического сканирования в узкой полосе частот с кварцованной точностью установки и поддержания центральной частоты настройки и "захватом" полезного сигнала для совместной работы с радиосредствами с нестабильной несущей частотой передатчика; - режим декодирования сигналов, соответствующий используемому в радиоканале ретрансляции удаленному радиосредству; - формирование сигналов (команд) телеуправления с адресацией и типом, соответствующим используемому в радиоканале ретрансляции удаленному радиосредству. Для обеспечения указанных режимов ретранслятор содержит радиоприемник информационных сигналов удаленных радиосредств, радиопередатчик сигналов телеуправления удаленными радиосредствами, двунаправленный модем передачи сигналов информации и телеуправления по проводной линии и блок управления на основе микропроцессорного контроллера, соединенные цифровыми шинами управления.

Предлагаемая полезная модель относится к области техники связи и может использоваться в качестве ретранслятора радио-провод для организации совместно с радио- и проводными приемопередающими устройствами комбинированных (многоступенчатых) радиопроводных систем передачи сигналов информации.

Целевым назначением предлагаемой полезной модели является ее использование в качестве необслуживаемого ретранслятора радио-провод в составе комбинированных радиопроводных комплексов передачи сигналов телеметрической информации.

Известны предназначенные для работы в необслуживаемом режиме ретрансляторы радио-провод (РТ-Л) "Лацкан-74" 1a1.100.032 ТУ и "Лицей-Р" 1a2.086.004 ТУ, содержащие дистанционно управляемые радиоприемник информационных сигналов удаленных радиосредств, радиопередатчик сигналов телеуправления радиосредствами (их включение/выключение), двунаправленный модем передачи сигналов по проводной линии, блоки управления и питания. Радиоприемник информационных сигналов и радиопередатчик сигналов телеуправления удаленными радиосредствами входят в состав радийной, а двунаправленный модем - проводной части радиопроводной системы передачи сигналов телеметрической информации (СПСТИ).

Управление радиоприемником информационных сигналов и радиопередатчиком сигналов телеуправления осуществляется оператором оконечного терминала дистанционно по проводной линии с помощью модема. Модем обеспечивает и передачу до оконечного терминала информационных сигналов от радиоприемника ретранслятора.

Для дистанционной настройки приемника на частоту сигнала удаленного радиосредства, выбранного для ретрансляции, и обеспечения устойчивости работы радиопроводной системы при значительной нестабильности несущей частоты передатчиков радиосредств приемник используется в режиме автоматического сканирования во всем диапазоне несущих частот удаленных радиосредств с его остановом при "захвате" полезного сигнала. Оценка приемником наличия обязательной для полезного сигнала дополнительной модуляции (окраски) исключает ошибочный "захват" посторонних сигналов (помех). Восстановление радиосвязи после ее возможного срыва из-за воздействия помех обеспечивается автоматическим переходом приемника при срывах в режим сканирования с последующим "захватом". Вид декодирования сигналов информационного радиоканала определяется установленным сменным блоком приемника, поэтому, с учетом необслуживаемого режима использования ретранслятора, все удаленные радиосредства, совместно работающие в радиопроводной СПСТИ, должны быть однотипны по виду кодирования.

Система команд радиопередатчика сигналов телеуправления обеспечивает формирование команд на включение/выключение радиосредств по 4-м независимым адресам. Это позволяет оператору оконечного терминала, управляя удаленными радиосредствами (поочередно включая/выключая выбирать оставляя включенным единственное), обеспечивать поочередную ретрансляцию сигнала от одного из нескольких (до 4-х) удаленных радиосредств.

Основными недостатками этих ретрансляторов являются:

- большое время выбора радиолинии ретрансляции при организации радиопроводной СПСТИ с использованием поочередно включаемых в тракт ретрансляции удаленных радиосредств, требующего длительной последовательности действий по управлению удаленными радиосредствами системы, так как прежде чем включить каждое последующее радиосредство, для безошибочного выполнения радиоприемником "захвата" полезного сигнала в режиме автоматического сканирования необходимо выключить предыдущее;

- значительное время восстановления радиолинии ретрансляции при возможных кратковременных срывах радиосвязи, требующего обязательного перехода приемника в режим медленного (длительного по времени) автоматического сканирования всего частотного диапазона;

- обеспечение совместной работы только с однотипными по виду кодирования информационных сигналов удаленными радиосредствами;

- ограничения по типам и адресам формируемых команд телеуправления.

Известен ретранслятор радио-провод "Борт-5" 1б2.000.035 ТУ, в котором сокращение времени выбора радиолинии ретрансляции и времени ее восстановления после воздействия помех при организации радиопроводной СПСТИ с использованием поочередно включаемых в тракт ретрансляции удаленных радиосредств достигается за счет использования в ретрансляторе 4-х приемников.

Каждый из приемников работает в режиме быстрого (короткого по времени) автоматического сканирования в узкой полосе частот. Центральная частота полосы сканирования каждого приемника соответствует частоте настройки передатчика "своего" удаленного радиосредства. Минимальная ширина полосы автоматического сканирования определяется общей нестабильностью частот настройки передатчика удаленного радиосредства и приемника.

Использование в ретрансляторе 4-х приемников позволяет включить до 4-х разнесенных по частоте удаленных радиосредств при первоначальном развертывании радиопроводной системы и не управлять ими в дальнейшей работе, не опасаясь взаимных помех работе радиолиний и ошибочных захватов. Выбор радиосредства для организации требуемого тракта ретрансляции при этом сводится к включению в тракт проводного модема сигнала соответствующего приемника, то есть без задержки на вхождение в сеанс связи. Время восстановления радиолинии при возможных срывах радиосвязи также существенно сокращается в соответствие с сокращением времени, требуемого для сканирования в узкой полосе частот.

Основными недостатками такого ретранслятора являются его значительное усложнение, а также сохраняющаяся опасность потери связи из-за перехода приемника в автоматический поиск при возможных кратковременных срывах радиосвязи. Отсутствует и возможность расширения системы команд радиопередатчика сигналов телеуправления радиосредствами.

Целью предлагаемого технического решения являлось создание ретранслятора радио-провод системы передачи сигналов телеметрической информации, обеспечивающего без увеличения числа приемников организацию поочередной работы нескольких радиолиний ретрансляции сигналов от радиосредств с разнообразными видами кодирования сигналов информации и типами команд телеуправления и необходимые надежность и устойчивость радиолиний ретрансляции при совместной работе с радиосредствами и с кварцованной и с нестабильной несущей частотой передатчика.

Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и устойчивости радиоканала ретранслятора и расширении его функциональных возможностей для использования в системе передачи сигналов информации с поочередной работой нескольких радиосредств с разнообразными видами кодирования сигналов информации и типами команд телеуправления за счет:

- реализации в ретрансляторе с одним приемником, управляемым микропроцессорным контроллером, нескольких независимых программируемых радиолиний ретрансляции;

- сокращения времени включения в тракт ретрансляции сигналов нескольких поочередно используемых удаленных радиосредств;

- программирования каналов приема радиолиний ретрансляции на режим бесподстроечной радиолинии при совместной работе с радиосредствами с кварцованной несущей частотой передатчика;

- программирования каналов приема радиолиний ретрансляции на режим с быстрым по времени автоматическим сканированием в узкой полосе частот с кварцованной точностью установки и поддержания центральной частоты и "захватом" полезного сигнала при совместной работе с радиосредствами с нестабильной несущей частотой передатчика;

- программирования каналов приема на режимы декодирования сигналов, соответствующие совместно используемым удаленным радиосредствам;

- формирования сигналов (команд) телеуправления в ретрансляторе микропроцессорным контроллером.

Внешний вид ретранслятора радио-провод системы передачи сигналов телеметрической информации приведен на фиг.1. Структурная схема ретранслятора приведена на фиг.2.

Радиоприемник информационных сигналов 1 и радиопередатчик сигналов телеуправления 3 служат для образования радиоканалов связи с удаленными радиосредствами, по которым осуществляется прием информации и телеуправление. Для дальнейшей ретрансляции информационных сигналов по проводному каналу до оконечного терминала и телеуправления устройствами, входящими в состав радиоканалов, служит двунаправленный модем 6. Управление и информационный обмен с радиоприемником информационных сигналов, радиопередатчиком сигналов телеуправления и двунаправленным модемом осуществляются по цифровым шинам.

Клавиатура пульта управления 5, соединенного с микропроцессорным блоком управления 2 цифровой шиной, позволяет производить настройку радиоприемника и радиопередатчика на индивидуальные параметры каждого из удаленных радиосредств, используемых в радиопроводной системе передачи сигналов телеметрической информации. Питание ретранслятора обеспечивает сетевой источник питания 4.

Параметры настройки радиосредств (несущая частота, вид кодирования сигналов информации, тип системы телеуправления и номер канала управления, выходная мощность передатчика радиосредства, наличие кварцевой стабилизации несущей частотой передатчика и т.п.) отображаются на жидкокристаллическом дисплее пульта управления.

Настройка производится при первоначальном развертывании системы и завершается сохранением набора параметров каждого радиосредства в энергонезависимой памяти микропроцессорного блока управления - программированием независимых радиолинии. Дальнейшая работа ретранслятора происходит в необслуживаемом (полуавтоматическом режиме) режиме под управлением оператора оконечного терминала.

Организация оконечного терминала и проводная каналообразующая аппаратура позволяют оператору обращаться к каждому из запрограммированных в микропроцессорный блок управления радиоканалов ретрансляции.

При обращении оператора оконечного терминала с использованием проводного модема к любому из запрограммированных радиоканалов ретрансляции микропроцессорный блок управления производит загрузку по цифровым шинам управления соответствующих кодов настройки радиоприемника сигналов информации и радиопередатчика сигналов телеуправления ретранслятора.

Микропроцессорный блок управления обеспечивает работу радиоприемника и радиопередатчика ретранслятора по алгоритму, реализующему необходимую надежность и устойчивость радиолиний ретрансляции с каждым, вне зависимости от сложности, совместно работающим радиосредством.

Для сложных радиосредств с кварцованной несущей частотой передатчика микропроцессорный блок управления программируется на настройку приемника радиоканала ретрансляции в режим наиболее устойчивой бесподстроечной радиолинии.

Для совместной работы с более простыми радиосредствами с нестабильными несущими частотами передатчиков блок управления программируется на настройку приемника радиоканала ретрансляции в режим автоматического сканирования с узкой полосой, "захватом" и автоматической подстройкой частоты (АПЧ). Кварцованная точность установки и поддержания центральной частоты настройки приемника позволяет до минимума сократить ширину полосы и соответственно время сканирования (ширина полосы сканирования определяется только нестабильностью несущей частоты передатчика удаленного радиосредства). При этом время восстановления радиолинии при возможных срывах радиосвязи также сокращается в соответствии с временем сканирования.

Таким образом, в предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипами ретрансляторами "Лацкан-74" и "Лицей-Р", наличие независимых программируемых каналов приема (по числу совместно используемых радиосредств) сокращает время выбора радиолинии для ретрансляции и время ее восстановления после воздействия помех при организации радиопроводной СПСТИ с использованием поочередно включаемых в тракт ретрансляции удаленных радиосредств. Не требуется и использование в составе радиопроводной СПСТИ радиосредств с однотипным кодированием.

По сравнению с другим прототипом, ретранслятором "Борт-5", в полезной модели независимо программируемые каналы приема реализованы значительно проще - с применением единственного приемника, управляемого микропроцессорным контроллером, с сохранением всех остальных достоинств прототипа.

В отличие от всех приведенных прототипов, в каждом канале приема полезной модели реализована кварцованная точность установки и поддержания частоты настройки, обеспечивающая при совместной работе с удаленными радиосредетвами с кварцованной несущей частотой передатчика минимальное время вхождения в связь в радиоканале ретрансляции и ее восстановления после воздействия помех, а при совместной работе с радиосредствами с нестабильными несущими частотами передатчиков - минимальную ширину полосы автоматического сканирования, а, следовательно, и минимальное время сканирования, необходимое для "захвата" при вхождении в связь и ее восстановлении при возможных срывах.

В сравнении со всеми приведенными прототипами в полезной модели устанены ограничения по типам и адресам формируемых сигналов (команд) для телеуправления радиосредствами.

Ретранслятор радио-провод системы передачи сигналов телеметрической информации, содержащий дистанционно управляемые радиоприемник информационных сигналов удаленных радиосредств и радиопередатчик сигналов телеуправления удаленными радиосредствами, двунаправленный модем передачи сигналов информации и телеуправления по проводной линии, блоки управления и питания, в котором с целью обеспечения организации поочередной работы нескольких радиолиний ретрансляции сигналов от радиосредств с разнообразными видами кодирования сигналов информации и типами команд телеуправления с необходимой устойчивостью и надежностью радиолиний ретрансляции при совместной работе с радиосредствами и с кварцованной и с нестабильной несущей частотой передатчика реализованы независимые программируемые каналы приема (по числу используемых в системе радиосредств), отличающийся тем, что для этого в блок управления введен микропроцессорный контроллер, соединенный по цифровой шине управления с единственными радиоприемником и радиопередатчиком и двунаправленным модемом, что позволяет обеспечить в каждом радиоканале ретрансляции режим бесподстроечной радиолинии трактов ретрансляции для совместной работы с радиосредствами с кварцованной несущей частотой передатчика, режим короткого по времени автоматического сканирования в узкой полосе частот с кварцованной точностью установки и поддержания центральной частоты настройки и "захватом" полезного сигнала для совместной работы с радиосредствами с нестабильной несущей частотой передатчика, режим декодирования сигналов, соответствующий используемому в радиоканале ретрансляции удаленному радиосредству, формирование сигналов (команд) телеуправления с адресацией и типом, соответствующими используемому в радиоканале ретрансляции удаленному радиосредству.