Радиоприемное устройство сверхнизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
Радиоприемное устройство относиться к области электрорадиотехники, а именно, к технике СНЧ-КНЧ диапазона, и может быть использована для связи с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами. Достигаемым техническим результатом является обеспечения высокой надежности приема сообщений при низком отношении сигнал/помеха. Это происходит за счет того, что радиоприемник выполнен в виде двух блоков, модуля аналоговой обработки сигналов и цифрового блока, причем аналоговый блок состоит из преобразователя сигналов в сообщение последовательно соединенный с фильтрами, усилителем с цифровым управлением, который в свою очередь первым входом соединен со схемой аналогового регулирования усиления, а вторым входом с аналоге цифровым преобразователем, который первым входом соединен со схемой аналогового регулирования усиления, а вторым входом последовательно соединен с фильтрами, которые соединены с ограничителем шума который первым входом соединен со схемой регулирования громкости, а вторым входом с согласующим фильтром, а согласующий фильтр соединен со схемой псевдослучайной двоичной последовательности и со схемой фазовращателя, который соединен с устройством первичной последовательности. Ил.1
Настоящая полезная модель относиться к области электрорадиотехники, а именно, к технике СНЧ-КНЧ диапазона, и может быть использована для связи с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами.
В условиях подводных объектов к эффективности работы радиоприемных устройств при механических и ударных воздействиях, вибрации, воздействия температуры и влаги предъявляются особые требования.
Условия работы радиоприемных устройств на подводных объектах снаружи корпуса (антенны и фидерные устройства) тяжелые, поскольку антенны постоянно находятся в морской воде с микроорганизмами и возможны достаточно резкие колебания температуры и давления, внутри подводных объектов, повышенная влажность, механические нагрузки и вибрация.
Приемное устройство обрабатывает принятое колебание которое прошло через толщу воды z(t)=s(t)+n(t) и восстанавливает по нему переданное сообщение 
Другими словами, приемник должен на основе анализа суммарного колебания пришедшего искаженного сигнала s(t), а также помехи n(t), определить, какое сообщение передалось. Поэтому приемное подводное устройство является одним из наиболее ответственных и сложных элементов системы связи с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами.
Известен радиоприемник СНЧ диапазона. Л.И. Новик, И.Д. Морозов, В.И. Соловьев, Л.: Судостроение, 1987 г. Спутниковая связь на море. Приемная станция спутниковой связи, стр.112.
Радиоприемная станция предназначена для приема информации с искусственного спутника. Она состоит из антенны, усилителя, смесителя, гетеродина, усилителя промежуточной частоты, фильтра, демодулятора. Сигналы, принятые антенной, усиливаются малошумящим усилителем и преобразуются в сигналы ПЧ с помощью смесителя и гетеродина, а затем усиливаются в многокаскадных УПЧ. На демодуляторе преобразованное сообщение выделяется, поступает в оконечное каналообразующее оборудование и затем по наземной соединительной линии поступает к потребителю на пункт приема информации.
Однако данное устройство не обеспечивает приема сообщений при низком отношении сигнал/шум.
Целью полезной модели является обеспечения высокой надежности приема сообщений при низком отношении сигнал/шум.
Поставленная цель достигается тем, что радиоприемник содержащий устройство для регистрации излучений СНЧ диапазона, выполнен в виде двух блоков, модуля аналоговой обработки сигналов и цифрового блока, причем аналоговый блок состоит из преобразователя сигналов в сообщение последовательно соединенный с фильтром ФНЧ, ФВЧ РФ, усилителем с цифровым управлением, который в свою очередь первым входом соединен со схемой аналогового регулирования усиления, а вторым входом с аналоге цифровым преобразователем, который первым входом соединен со схемой аналогового регулирования усиления, а вторым входом последовательно соединен с фильтрами ФНЧ, КВО, РФ, и П, которые соединены с ограничителем шума который первым входом соединен со схемой регулирования громкости, а вторым входом с согласующим фильтром, причем согласующий фильтр первым входом соединен со схемой псевдослучайной двоичной последовательности, а двумя вторыми выходами параллельно со схемой фазовращателя и устройством оценки фазы, при этом выход фазовращателя соединен с устройством восстановления первичной последовательности, а устройство оценки фазы соединен с устройством последовательного детектирования.
Структурная схема предлагаемого устройства приведена на Фиг.и содержит:
1 - аналоговый блок;
2 - цифровой блок;
В аналоговый блок 1 входят:
3 - преобразователь сигнала в сообщение;
4 - фильтры: низкой частоты (ФНЧ), верхней частоты (ФВЧ) и режекторный фильтр (РФ_;
5 - усилитель с цифровым управлением;
В цифровой блок 2 входят следующие элементы:
6 - аналоговый цифровой преобразователь;
7 - схема аналогового регулирования усиления;
8 - фильтр нижних частот (ФНЧ);
9 - фильтр компенсации влияния океана (КВО);
10 - следящие фильтры;
11 - фильтр предыскажений (П);
12 - ограничитель шума;
13 - регулятор уровня ограничения (УО);
14 - квадратные согласующие фильтры (КС);
15 - фазовращатель (ФВ);
16 - устройство оценки фазы (УФО);
17 - устройство последовательного детектирования (УПД);
18 - устройство восстановления первичной последовательности (УВПП);
19 - псевдослучайная двоичная последовательность (ПДП).
Радиоприемник состоит из двух блоков: аналогового 1 (предварительного усиления и фильтрации) и цифрового 2 (дальнейшая фильтрация, обработка сигналов и динамическое управление).
Аналоговый блок 1 приемного устройства содержит универсальную систему фильтров, которая обеспечивает нормальную работу при наличии различных помех. Предварительные усилители защищены экранами от электромагнитных помех силовой сети и механически изолированы от шасси, что исключает вибрацию на частотах, составляющих его полосе пропускания.
Аналоговый входной тракт обеспечивает постоянный коэффициент усиления (не менее 160 дБ) в соответствии с уровнем атмосферных помех, скоростью и глубиной погружения подводного объекта.
Сигнал с выхода аналогового блока 1 выбирается и преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем ЭВМ 6, которая и является основой приемного устройства, время выборки определяется по точным часам. Такая обработка сигнала при низких скоростях передачи (1 бит информации за 100 с) наиболее экономична.
ЭВМ блока 6 имеет память 16 кбит и время обращения 1 мкс. Входной сигнал обрабатывается ЭВМ блока 6 с учетом скорости и глубины погружения подводного объекта, времени суток. Схема аналогового регулирования усиления 7 производит регулировку цифрового сигнала поступившего с преобразователя 6 и и затем направляет его на цифровой усилитель 5 для последующей обработки.
Выходная информация обрабатывается телетайпом со скоростью 60 зн/с.
Фильтры ФНЧ, ФВЧ, РФ 4 исключают прохождение высокочастотных (ВЧ) составляющих шумов антенны, фильтр компенсации влияния океана 9 восстанавливает характеристику атмосферных помех, которая пропадает с увеличением глубины. Следящие режекторные фильтры 10 понижают уровень помех от электродвигателей подводного объекта (подавляют частоту 60 Гц и ее гармоники). Фильтр предыскажений 11 сглаживает спектр атмосферных помех, а ограничитель шумов 12 адаптивно понижает эффективный уровень шумов. Регулятор уровня ограничения 13 производит ограничения уровня сигнала. Квадратные согласованные фильтры 14 восстанавливают как можно больше информации. Благодаря перечисленным мерам в приемнике получена почти оптимальная полоса пропускания (около 4·10-3 Гц). Устройство оценки фазы 16 (ошибка должна быть минимальной, так как она уменьшает энергию входного сигнала в число раз, соответствующее cos2 фазовой ошибки) оценивает ее из самого сигнала на каждом интервале путем интерполяции. Причинами изменения фазы могут быть внезапное изменение глубины подводного объекта и ионосферные возмущения.
Последовательное и сверточное декадирование выбраны потому, что они обеспечивают наиболее высокую надежность приема сообщений при низком отношении сигнал/шум. Устройство позволяет с высокой вероятностью определить ошибку, которая в этом случае на выходе не печатается.
Радиоприемное устройство сверхнизкочастотного (СНЧ) диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами, содержащее устройство для регистрации излучений СНЧ диапазона, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде двух блоков - модуля аналоговой обработки сигналов и цифрового блока, причем аналоговый блок состоит из преобразователя сигналов в сообщение, последовательно соединенного с фильтрами: ФНЧ (фильтр низкой частоты), ФВЧ (фильтр высокой частоты), РФ (режекторный фильтр), усилителем с цифровым управлением, который, в свою очередь, первым входом соединен со схемой аналогового регулирования усиления, а вторым входом - с аналоговым цифровым преобразователем, который первым входом соединен со схемой аналогового регулирования усиления, а вторым входом последовательно соединен с фильтрами: ФНЧ, КВО (фильтр компенсации влияния океана), РФ и П (фильтр предыскажений), которые соединены с ограничителем шума, который первым входом соединен со схемой регулировки громкости, а вторым входом - с согласующим фильтром, причем согласующий фильтр первым входом соединен со схемой псевдослучайной двоичной последовательности, а двумя вторыми выходами параллельно со схемой фазовращателя и устройством оценки фазы, при этом выход фазовращателя соединен с устройством восстановления первичной последовательности, а устройство оценки фазы соединено с устройством последовательного детектирования.
