РАДИОСТАНЦИЯ
RADIO STATION

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при создании радиостанций метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов радиочастотного спектра, обеспечивающих двухстороннюю радиосвязь на одной частоте на одну антенну.
Работа радиостанции, а также других радиоэлектронных средств на одну антенну возможна при условии разделения времени приема передачи, то есть поочередной работы радиостанции на прием и передачу. Так работают радиолокационные станции, причем время на передачу значительно меньше времени приема, а также симплексные радиостанции при ручном или автоматическом управлении режимами приема и передачи.
Дуплексная радиосвязь - это двухсторонняя радиосвязь, при которой передача осуществляется одновременно с радиоприемом (ГОСТ 24375-80, Радиосвязь. Термины и определения). В настоящее время широко используется работа радиостанций в дуплексном режиме с разносом по частоте или на антенны с различной поляризацией (например, в телевидении прием волн с вертикальной и горизонтальной поляризацией; в средствах связи - через искусственные спутники Земли прием волн левовинтовой и правовинтовой поляризаций).
Известные антенные переключатели, то есть устройства, предназначенные для автоматизированного переключения антенн с входа радиопередатчика к входу приемника и обратно, применяются в случае использования общей антенны для приема и передачи (Белоцерковский Г.Б. Антенны. М.: Госиздательство Минобороны, 1956 г. и 1962 г.).
Другой тип антенного переключателя, имеющего частотный диапазон 50-860 МГц, максимальную мощность переключения 100 Вт и переходное затухание между переключаемыми входами не менее 34 дБ, представлен в книге: «Антенный переключатель типа ПА-2» Болгария, Промышленные и ремонтные предприятия связи. Промышленный каталог ПК-9645-88. «Переключатель антенный со сменными печатными платами. Швеция ПК-9635-88, предложено устройство программного управления со сменными печатными платами, которое осуществляет переключение антенн на прием и передачу.
Методы расчета полупроводниковых коммутационных устройств, а также описание многопозиционных и матричных коммутаторов СВЧ диапазона, схем управления ими изложены в книге: Байсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ диапазона на полупроводниковых диодах. М., Радио и связь, 1987 г.
Патент Российской Федерации 2118050 от 20.08.98 по заявке 95116780/09 от 02.10.95 реализует дуплексный режим в десяти каналах с их временным разделением для разноширотных информационных импульсов в каждом канале от 1 до 10 мс.
Патент Российской Федерации 2141723 от 20.11.99 по заявке 95110203/09 от 16.06.95 реализует дуплексный режим в десяти каналах с их временным разделением для одномиллисекундных информационных импульсов в каждом канале.
Патент Российской Федерации 2225674 от 10.03.2004 по заявке 2000117626/09 от 04.07.2000 реализует дуплексный режим в десяти каналах с их временным разделением для двух одномиллисекундных информационных импульсов в каждом канале, коррелированных по времени в каналах от 1 до 10 мс.
Патент Российской Федерации 2225673 от 10.03.2004 по заявке 2000117625/09 от 04.07.2000 реализует дуплексный режим в десяти каналах с их временным разделением для двух одномиллисекундных информационных импульсов в каждом канале, коррелированных по времени в каналах от 1 до 10 мс, конструктивно введена система, обеспечивающая ведение закрытых переговоров.
Базовым объектом может служить симплексная радиостанция Р-625, изготовляемая по техническим условиям ИЖ1.101.020. ТУ со своей штатной антенной К-698-1. Общие технические условия Уг.2.092.005.ТУ. В состав радиостанции Р-625 входит коммутатор приема-передачи (блок 6, реле 3), осуществляющий подключение антенны к радиостанции (Радиостанция Р-625. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИЖ1.101.020.ТО). При отжатой тангенте выход радиопередатчика отключается от антенны и антенна подключается к входу радиоприемника.
Комплект из двух радиостанций Р-625 со своими штатными антеннами обеспечивает организацию дуплексного канала с частотным разделением приема и передачи.
Базовый объект работы радиостанции имеет следующие недостатки:
- ручное управление работой антенного переключателя (коммутатора приема-передачи);
- отсутствие дуплексного режима работы на одной частоте;
- низкая скорость обмена информацией между корреспондентами, так как возможны многократные перезапросы и, как следствие, повторения;
- отсутствие маневренности при обмене информацией, так как обслуживающий радиостанцию оператор на приеме не может остановить передачу информации другим корреспондентом;
- при работе в радиосети каждый из корреспондентов может работать на передачу только поочередно;
- для создания дуплексного режима необходим дополнительный комплект радиостанции и антенны.
Целью настоящего изобретения является автоматизация управления антенным переключателем, обеспечение дуплексного режима при работе на одной частоте на одну антенну, повышение маневренности при обмене информацией, синхронизация радиостанций и ее помехоустойчивость при совместной работе нескольких корреспондентов, увеличение пропускной способности радиостанции, снижение материальных затрат при создании дуплексного режима работы канала радиосвязи.
Для достижения поставленной цели в радиостанцию, состоящую из ненаправленной антенны, соединенной с помощью коаксиальной кабельной линии через антенный диодно-емкостной переключатель с радиоприемником и радиопередатчиком, дополнительно введены усилитель, генератор тактовых импульсов, преобразователь каналов приема, преобразователь каналов передачи, блок из десяти аналого-цифровых преобразователей, блок из десяти цифроаналоговых преобразователей, блок фильтров, десять выносных постов радиста оператора. Преобразователь каналов передачи содержит счетчик импульсов, десять линий задержки плавной перестройки, тридцать линий дискретной задержки, схему ИЛИ, десять формирователей информационных импульсов, причем каждый формирователь информационных импульсов содержит в каждом из десяти каналов передачи две ячейки памяти, семь схем И, две схемы НЕ, мультивибратор, триггер и схему ИЛИ. Преобразователь каналов приема содержит десять канальных селекторов и десять канальных формирователей информации, причем каждый из десяти канальных селекторов содержит линию дискретной задержки, две схемы И и мультивибратор, а каждый из десяти канальных формирователей информации содержит две ячейки памяти, три счетчика импульсов, три триггера, шесть схем И, одну схему НЕ, два одновибратора и схему ИЛИ. Блок фильтров содержит десять каналов, каждый из которых содержит фильтр режекции, полосовой фильтр, усилитель приема и усилитель передачи. Счетчик импульсов содержит два резистора, триггер, дифференциальную цепочку, вентиль и схему И.
Совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечит работу радиостанции в дуплексном режиме на одной частоте на одну антенну десятью каналами.
Авторам неизвестны технические решения из области радиосвязи, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства. Авторам неизвестны технические решения из других областей техники, обладающие свойствами заявляемого технического объекта изобретения. Таким образом, заявляемое техническое решение, по мнению авторов, обладает критерием существенных признаков.
На фиг.1 представлена радиостанция, где 1 - ненаправленная антенна, 2 - антенный диодно-емкостной переключатель, 3 - коаксиальная кабельная линия, 4 - радиопередатчик, 5 - радиоприемник, усилитель, 7 - генератор тактовых импульсов, 8 - преобразователь каналов приема, 9 - преобразователь каналов передачи, 10 - блок из десяти цифроаналоговых преобразователей, 11 - блок из десяти аналого-цифровых преобразователей, 12 - блок фильтров, 13 - десять выносных постов радиста оператора.
На фиг.2 представлен преобразователь каналов передачи 9, где 14 - счетчик импульсов, 15 - линия задержки плавной перестройки от 0 до 100 мс, 16 - линия дискретной задержки (ЛДЗ) на 100 мс, 17 - ЛДЗ на 200 мс, 18 - ЛДЗ на 300 мс, 19 - ЛДЗ на 400 мс, 20 - ЛДЗ на 500 мс, 21 - ЛДЗ на 600 мс, 22 - ЛДЗ на 700 мс, 23 - ЛДЗ на 800 мс, 24 - ЛДЗ на 900 мс, 25 - формирователь информационного импульса, 26 - ЛДЗ на 1 мс, 27 - ЛДЗ на 2 мс, 28 - ЛДЗ на 3 мс, 29 - ЛДЗ на 4 мс, 30 - ЛДЗ на 5 мс, 31 - ЛДЗ на 6 мс, 32 - ЛДЗ на 7 мс, 33 - ЛДЗ на 8 мс, 34 - ЛДЗ на 9 мс, 35 - ЛДЗ на 10 мс, 36 - ЛДЗ на 1 мс, 37 - ЛДЗ на 2 мс, 38 - ЛДЗ на 3 мс, 39 - ЛДЗ на 4 мс, 40 - ЛДЗ на 5 мс, 41 - ЛДЗ на 6 мс, 42 - ЛДЗ на 7 мс, 43 - ЛДЗ на 8 мс, 44 - ЛДЗ на 9 мс, 45 - ЛДЗ на 10 мс, 46 - элемент ИЛИ.
На фиг.3 представлен формирователь информационных импульсов 25, где 47 и 48 - первая и вторая ячейки памяти, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 - элементы И, 56 и 57 - элементы НЕ, 58 - мультивибратор, 59 - триггер, 60 - расширитель импульса, 61 - элемент ИЛИ.
На фиг.4 представлен расширитель импульса 60, где 62 - линия дискретной задержки для первого канала на 1 мс, для второго канала ЛДЗ на 2 мс, для третьего канала ЛДЗ на 3 мс, для четвертого канала ЛДЗ на 4 мс, для пятого канала ЛДЗ на 5 мс, для шестого канала ЛДЗ на 6 мс, для седьмого канала ЛДЗ на 7 мс, для восьмого канала ЛДЗ на 8 мс, для девятого канала ЛДЗ на 9 мс, для десятого канала ДЛЗ на 10 мс и 63 - триггер.
На фиг.5 представлен преобразователь каналов приема 8, где 64 - канальный селектор и 65 - канальный формирователь информации.
На фиг.6 представлен канальный селектор 64, где 66 - первая линия дискретной задержки (ЛДЗ) и 70 - вторая линия задержки плавной перестройки (ЛЗПП) для первого канала на 1 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для второго канала - на 2 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для третьего канала - на 3 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для четвертого канала - на 4 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для пятого канала - на 5 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для шестого канала - на 6 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для седьмого канала - на 7 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для восьмого канала - на 8 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для девятого канала - на 9 мс каждая, линии ЛДЗ 66 и ЛЗПП 70 для десятого канала - на 10 мс каждая, 67 и 68 - первый и второй элементы И, 69 - триггер для первого канала с импульсом длительностью на 1 мс, для второго - на 2 мс, для третьего - на 3 мс, для четвертого - на 4 мс, для пятого - на 5 мс, для шестого - на 6 мс, для седьмого - на 7 мс, для восьмого - на 8 мс, для девятого - на 9 мс, для десятого - на 10 мс.
На фиг.7 представлен канальный формирователь информации 65, где 71, 72 - первая и вторая ячейки памяти, 73, 85, 86 - счетчики импульсов, 74, 84, 87 - триггеры, 75, 76, 77, 78, 79, 80 - элементы И, 81 - элемент НЕ, 82, 83 - одновибраторы, 88 - элемент ИЛИ.
На фиг.8 представлен блок фильтров 12, где 89 - фильтр режекции на 1000 Гц, 90 - полосовой фильтр с полосой пропускания 300-2700 Гц, 91 - усилитель приема, 92 - усилитель передачи.
На фиг.9 представлен счетчик импульсов 14, где 93, 94 - резисторы, 95 - триггер, 96 - дифференцирующая цепочка, 97 - вентиль, 98 - элемент И.
Радиостанция работает следующим образом.
Прежде чем рассмотреть работу устройства, целесообразно обосновать модель многоканальной системы с временным разделением и двойным кодированием каналов. Для разработки модели такой системы введены следующие допущения:
- каждый канал потока содержит три импульса;
- для повышения помехоустойчивости системы синхронизации при работе радиостанций первые два импульса тактовые с разносом между ними соответственно равному номеру канала в миллисекундах, например, для пятого канала
- третий импульс в каждом канале является информационным и для повышения его избирательности в канале импульс коррелирован по ширине, поэтому его длительность соответственно равна номеру канала в миллисекундах, например, для пятого канала
инф
Принятые допущения позволяют построить модель новой системы передачи. В этой системе поток различной длительности информационных импульсов τ передается с временным разделением каналов. При этом каждому каналу отводится 100 мс. В каждом канале передаются два тактовых импульса одинаковой длительностью, а кодирование канала проводится по расстоянию между этими импульсами. На фиг.10 приведена описанная модель. Информационные импульсы имеют различную длительность в каждом канале, поэтому обозначены как: , , , , , , , ,  и  При этом длительность каждого информационного импульса определяется по формуле
,
i
где N - номер канала, а τ - длительность тактового импульса, обоснованная для канала или системы связи.
Длительность паузы  между тактовыми и информационными импульсами определится как
,
и
то есть расстояние между тактовыми и информационным импульсами коррелировано и равно:
Таким образом, разработана модель системы, способная работать десятью дуплексными каналами на одной частоте на одну антенну.
l
Антенна 1 (фиг.1) с помощью диодно-емкостного переключателя 2 (например, «Диодный переключатель», заявка № 58-21843, Япония, Н01Р 1/15) поочередно подключается к радиопередатчику 4 и радиоприемнику 5 через коаксиальный кабель 3. Управление работой антенного диодно-емкостного переключателя 2 осуществляется через усилитель 6 импульсами, синхронизированными генератором тактовых импульсов 7 через преобразователь каналов передачи 9. Последний вырабатывает передающие импульсы с заложенной в них информацией по номеру канала и информацией, поступающей через аналого-цифровой преобразователь 11, блок фильтров 12 с выносного поста радиста-оператора 13, где акустический сигнал речи оператора с помощью микрофона преобразуется в электрические сигналы и поступает на усилитель передачи 92 (фиг.8) блока фильтров 12 (фиг.1). К блоку фильтров 12 подсоединено десять выносных постов радиста-оператора 13, то есть в блоке фильтров 12 установлено десять усилителей передачи 92. Таким образом, все десять каналов передачи получают усиление. Усиленный сигнал каждого канала передачи раздельно и параллельно преобразуется в аналого-цифровые преобразователи 11 (фиг.1) в последовательность импульсов, которая для каждого канала поступает в преобразователь каналов передачи 9 на его входы с первого по десятый. В преобразователе каналов передачи 9 производится сжатие во времени информации для передачи в каждом из десяти каналов, так что односекундная информация передается за время, установленное для каждого канала, равное , где N - номер канала, a τ - длительность тактового импульса, обоснованная для канала в миллисекундах. А чтобы их разделить на приеме преобразователь в каждом канале передачи формирует два тактовых импульса и один информационный разнесенных на расстояние , равное  Так для первого канала формируется два тактовых импульса длительностью по 1 мс каждый и 1 мс является информационный импульс, то есть схема размещения размера импульсов может представляться как: 1 мс*1 мс*1 мс*1 мс*1 мс. Эта схема временного информационного размера первого канала  показана на фиг.11. Одновременно на фиг.11 показана схема временного информационного размера применительно для второго канала  как 1 мс*2 мс*1 мс*2 мс*2 мс. Для третьего канала  - 1 мс*3 мс*1 мс*3 мс*3 мс, для четвертого канала  - 1 мс*4 мс*1 мс*4 мс*4 мс, для пятого канала  - 1 мс*5 мс*1 мс*5 мс*5 мс, для шестого канала  - 1 мс*6 мс*1 мс*6 мс*6 мс, для седьмого канала  - 1 мс*7 мс*1 мс*7 мс*7 мс, для восьмого канала  - 1 мс*8 мс*1 мс*8 мс*8 мс, для девятого канала  - 1 мс*9 мс*1 мс*9 мс*9 мс, для десятого канала  - 1 мс*10 мс*1 мс*10 мс*10 мс. При этом каждому каналу ежесекундно отводится 100 мс, в которых время на передачу отводится  и остальное время на радиоприем  для N канала, т.е. 100 мс = . Например, для пятого канала 5 время передачи занимает 17 мс и на прием отведено 83 мс.
Сформированные и коррелированные во времени два тактовых и один информационный импульсы поступают на выход преобразователя 9, обеспечивая модуляцию передатчика 4 и его подключение к антенне на время действия импульсов по цепи усилитель 6 и антенный диодно-емкостной переключатель 2. Во время отсутствия на выходе преобразователя каналов передачи тактовых и информационного импульсов антенна 1 антенным диодно-емкостным переключателем 2 подключена к входу радиоприемника 5, при этом осуществляется радиоприем импульсов корреспондирующей радиостанции. На вход радиоприемника 5 поступает последовательность импульсов, которые через первый вход преобразователя каналов приема 8 поступают по десяти каналам на блок цифроаналоговых преобразователей 10. Преобразователь каналов приема 8 осуществляет две функции. Первая - селекция принятых импульсов по каналам, осуществляется канальным селектором 64, который выделяет импульсы, используя корреляционную связь между импульсами в каждом канале. Вторая - преобразование информационного импульса в непрерывную последовательность импульсов информации в каждом из десяти каналов, которое осуществляется канальным формирователем информации. Длительность информационного импульса в каждом канале различна и определяется выражением  Так, в первом канале длительность информационного импульса равна  во втором -  в третьем -  в четвертом -  в пятом -  в шестом -  в седьмом -  в восьмом -  в девятом  в десятом -  Непрерывная последовательность импульсов, поступающая по десяти выходам преобразователя каналов приема 8, в блоке цифроаналоговом преобразуется в аналоговую информацию электрических сигналов, последние поступают по своим десяти каналам в блок фильтров 12. Для каждого из десяти каналов в блоке фильтров 12 (фиг.8) создана цепь режекции частот квантования путем включения в каждый канал фильтра режекции 93 на частоту 1000 Гц, а для фильтрации частот 50 Гц введен полосовой фильтр 94 с полосой пропускания 300-2700 Гц. На выход фильтра 94 подключен усилитель приема 91, с выхода которого электрические сигналы поступают на выносной пост радиста-оператора 13 в каждом информационном канале.
Формирование каналов во времени осуществляется преобразователем каналов передачи 9 (фиг.2), где каждая односекундная последовательность импульсов, поступающая по входам с 1 по 10, преобразуется в последовательность, состоящую из двух тактовых импульсов и одного информационного импульса, коррелированных по длительности разноса между ними равным длительности информационного импульса для каждого канала. Преобразование происходит следующим образом. Импульсы генератора такта 7 (фиг.1) длительностью 1 мс поступают через 11 вход преобразователя 9 (фиг.2) на счетчик импульсов 14, последний на выходе выделяет только один импульс за каждую секунду. Этот выделенный импульс поступает параллельно на десять каналов через линии задержки. В первом канале установлена линия задержки плавной перестройки 15, которая позволяет задержать импульс на любое время в пределах от 0 до 100 мс. Если данная станция старшая, то имеется возможность синхронизации первого канала для многих радиостанций, работающих совместно. Для синхронизации осуществляется отключение в первом канале линии задержки плавной перестройки 15, в этом случае импульс со счетчика 14 непосредственно поступает на выход формирователя 9 через 1 вход схемы ИЛИ. А на вторичных радиостанциях этим импульсом, выделенным в преобразователе каналов приема 8 (фиг.1) и поданным через двенадцатый вход преобразователя каналов передачи 9 (фиг.2), осуществляется синхронизация счетчика 14 по его второму входу.
Перестройка линии задержки 15 осуществляется плавно (в качестве линии задержки можно использовать схему, приведенную в журнале «Радио» №1, 1980, с.60). Во втором канале 1 мс импульс счетчика импульсов 14 задерживается по времени в пределах от 100 до 200 мс, что обеспечивает сдвиг импульсов во втором канале во времени, отличный от первого канала. Задержка осуществляется дискретно на 100 мс линией дискретной задержки 16 и плавно в пределах от 100 до 200 мс линией задержки плавной перестройки 15, последовательно подключенной к дискретной линии задержки 16. Импульс от счетчика в третьем канале линией дискретной задержки 17 и линией задержки плавной перестройки 15 будет задержан в пределах от 200 до 300 мс. Этот же импульс от счетчика 14 в четвертом канале задержан будет в пределах от 300 до 400 мс линиями задержки 18 и 15, а в пятом канале линиями задержки 19 и 15 задержан от 400 до 500 мс, в шестом канале в пределах от 500 до 600 мс линиями 20 и 15, в седьмом в пределах от 600 до 700 мс линиями 21 и 15, в восьмом в пределах от 700 до 800 мс линиями 22 и 15, в девятом в пределах от 800 до 900 мс линиями 23 и 15, в десятом в пределах от 900 до 1000 мс линиями 24 и 15. Таким образом, линиями задержки 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24 обеспечивается расстановка 1 мс импульса, поступающего с выхода счетчика импульсов 14, в каждую секунду по времени в десяти каналах с временным интервалом между импульсами около 100 мс.
Однако по модели системы связи радиостанция формирует в каждом канале три импульса: два тактовых и один информационный, разнесенных (коррелированных) на расстояние друг от друга на .
Так, в первом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 через первый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 36, с задержкой на 1 мс, и через второй вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 26, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 36 и через второй вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 26 и 36 имеют способность задержки импульса на 1 мс каждый.
Во втором канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через третий вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 37, с задержкой на 2 мс, и через четвертый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 27, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 37 и через пятый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 27 и 37 имеют способность задержки импульса на 2 мс каждый.
В третьем канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через пятый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 38, с задержкой на 3 мс, и через шестой вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 28, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 38 и через шестой вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 28 и 38 имеют способность задержки импульса на 3 мс каждый.
В четвертом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через седьмой вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 39, с задержкой на 4 мс, и через восьмой вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 29, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 39 и через восьмой вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 29 и 39 имеют способность задержки импульса на 4 мс каждый.
В пятом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через девятый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 40, с задержкой на 5 мс, и через десятый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 30, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 40 и через десятый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 30 и 40 имеют способность задержки импульса на 5 мс каждый.
В шестом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через одиннадцатый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 41, с задержкой на 6 мс, и через двенадцатый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 31, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 41 и через двенадцатый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 31 и 41 имеют способность задержки импульса на 6 мс каждый.
В седьмом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через тринадцатый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 42, с задержкой на 7 мс, и через четырнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 32, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 42 и через четырнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 32 и 42 имеют способность задержки импульса на 7 мс каждый.
В восьмом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через пятнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 43, с задержкой на 8 мс, и через шестнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 33, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 43 и через шестнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 33 и 43 имеют способность задержки импульса на 8 мс каждый.
В девятом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через семнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 44, с задержкой на 9 мс, и через восемнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 34, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 44 и через восемнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 34 и 44 имеют способность задержки импульса на 9 мс каждый.
В десятом канале первый импульс генератора 7 длительностью 1 мс поступает на выход преобразователя 9 непосредственно с выхода линии задержки плавной перестройки 15 и через девятнадцатый вход схемы ИЛИ 46. Второй импульс генератора такта длительностью 1 мс появится на выходе преобразователя 9, пройдя через первый вход дискретной линии задержки 45, с задержкой на 10 мс, и через двадцатый вход схемы ИЛИ 46. Третий импульс является информационным, и он появляется на выходе преобразователя 9, проходя через дискретную линию задержки 35, через формирователь информационного импульса 25, через дискретную линию задержки 45 и через двадцатый вход схемы ИЛИ 46. Обе линии 35 и 45 имеют способность задержки импульса на 10 мс каждый.
Формирование информационных импульсов осуществляется в формирователе информационного импульса 25 (фиг.3). На первый вход формирователя информационного импульса 25 поступает импульс длительностью 1 мс, причем в каждом канале одинаковый. Этот импульс обеспечивает синхронизацию триггера 59 и мультивибратора 58. Одновременно импульс длительностью 1 мс поступает по первому входу на первую схему И 55, чем обеспечивает прохождение через нее пятидесяти 20 мкс импульсов от мультивибратора 58 только за время своего действия, т.е. за 1 мс только для первого канала. Синхронизированный триггер 59 работает в ждущем режиме и выдает односекундные импульсы, попеременно подключая первую и вторую ячейки 47 и 48 через вторую и третью схемы И 50 и 52 к информационному каналу входа 2 формирователя информационного импульса 25, чем обеспечивает попеременную запись односекундной информации в каждую ячейку памяти. Для обеспечения согласованной работы и поступления непрерывной информации в ячейки между триггером 59 и второй схемой И 50 включена схема НЕ 57. Записанная в ячейках памяти информация считывается в первый канал на модулятор радиопередатчика за 1 мс, во второй канал за 2 мс, в третий - за 3 мс, в четвертый - за 4 мс, в пятый - за 5 мс, в шестой - за 6 мс, в седьмой - за 7 мс, в восьмой - за 8 мс, в девятый - за 9 мс, в десятый - за 10 мс. Считывание происходит следующим образом. Синхронизированные двадцатимикросекундные импульсы мультивибратора 58 через схему И 55 поступают только в период действия 1 мс для первого канала. Во втором канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 40 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 2 мс. В третьем канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 60 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 3 мс. В четвертом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 80 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 4 мс. В пятом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 100 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 5 мс. В шестом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 120 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 6 мс. В седьмом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 140 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 7 мс. В восьмом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 160 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 8 мс. В девятом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 180 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 9 мс. В десятом канале мультивибратор 58 создает пятьдесят импульсов длительностью по 200 мкс каждый, и их синхронизация происходит через расширитель тактового импульса 60 и схему И 55 импульсом длительностью 10 мс. При этом расширитель тактовых импульсов 60 (фиг.4) преобразует одномиллисекундный импульс тактового генератора в длительность информационного импульса передачи для каждого канала. Достигается это тем, что триггер 63 запускается импульсом тактового генератора, поступающим по первому входу формирователя 25, а остановка его осуществляется этим же импульсом, задержанным на дискретной линии задержки на длительность, соответствующую длительности информационного импульса в каждом канале. Так, для первого канала линия дискретной задержки 62 на 1 мс, для второго канала ЛДЗ на 2 мс, для третьего канала ЛДЗ на 3 мс, для четвертого канала ЛДЗ на 4 мс, для пятого канала ЛДЗ на 5 мс, для шестого канала ЛДЗ на 6 мс, для седьмого канала ЛДЗ на 7 мс, для восьмого канала ЛДЗ на 8 мс, для девятого канала ЛДЗ на 9 мс, для десятого канала ДЛЗ на 10 мс. Триггер 63 синхронизирует выдачу пятидесяти импульсов мультивибратора 58 через схему И 55. В то же время аналого-цифровой преобразователь в блоке 11 осуществляет квантование речевого сигнала с частотой 50 Гц. Потому и емкость ячеек памяти 47 и 48 рассчитана на запись 50 импульсов речевой информации. Пятьдесят импульсов мультивибратора 58 далее поступают на второй вход ячейки памяти 47 через четвертую схему И 53 либо через пятую схему И 54 на второй вход ячейки памяти 48 и проходят одну из схем И к той ячейке памяти, которая заполнена информацией, и триггер 59 отключил от нее информационный входной канал, то есть второй вход формирователя 25, при этом запись осуществляется в противоположную ячейку памяти. Причем схемы И 53 и 54 открываются триггером 59 попеременно, схема И 53 подключена непосредственно к выходу триггера 59, а схема И 54 через вторую схему НЕ 56.
такт
Подключение выходов ячеек памяти 47 и 48 происходит попеременно, если в ячейке идет запись, то на выходе не должно быть информации, так как в это время идет считывание с противоположной ячейки памяти. Поэтому шестая и седьмая схемы И 49 и 51 подключены к противоположным сигналам триггера 59, так, схема И 49 непосредственно к выходу триггера 59, а схема И 51 через схему НЕ 57. Схемы И 49 и 51 пропускают информационные импульсы к схеме ИЛИ 61 и далее на выход формирователя 25, причем длительность в каждом из десяти каналов разная - от 1 мс до 10 мс (т.е. в соответствии с формулой , где  - длительность информационного импульса для N канала, N - номер канала от первого до десятого, τ - длительность тактового импульса, равная 1 мс). Таким образом, запись в ячейки идет по секундной информации в виде 50 импульсов от аналого-цифрового преобразователя 11, а считывание этих импульсов в каждом канале разная, от 1 мс до 10 мс, т.е. в соответствии с выражением .
Прием информации осуществляется следующим образом. Сигналы с выхода радиоприемника 5 (фиг.1) поступают на первый вход преобразователя каналов приема 8, в котором производится анализ пакета импульсов, их распределение по десяти каналам независимо от работы каждого канала во времени и преобразование информационного импульса в непрерывную последовательность на выходе в каждом канале (фиг.5). Преобразователь каналов приема 8 имеет десять каналов на выходе (выходы с 1 по 10), каждый из которых подключен к цифроаналоговому преобразователю в блоке 10. По первому входу преобразователя 8 поступают пакеты импульсов (два тактовых и один информационный для каждого канала), которые параллельно поступают на десять каналов. Каждый канал состоит из канального селектора 64 и канального формирователя информации 65. Отличие каналов состоит в том, что канальный селектор 64 (фиг.6) в каждом из десяти каналов имеет разные параметры, хотя выполнен из одинаковых элементов. Так, в первом канале линия 66 - первая линия дискретной задержки (ЛДЗ) и 70 - вторая линия задержки плавной перестройки, причем обе линии для первого канала с задержкой на 1 мс каждая, линии 66 и 70 для второго канала - на 2 мс каждая, линии 66 и 70 для третьего канала - на 3 мс каждая, линии 66 и 70 для четвертого канала - на 4 мс каждая, линии 66 и 70 для пятого канала - на 5 мс каждая, линии 66 и 70 для шестого канала - на 6 мс каждая, линии 66 и 70 для седьмого канала - на 7 мс каждая, линии 66 и 70 для восьмого канала - на 8 мс каждая, линии 66 и 70 для девятого канала - на 9 мс каждая, линии 66 и 70 для десятого канала - на 10 мс каждая. Для выделения информационного импульса из пакета импульсов первые два тактовых импульса поступают после их селекции для синхронизации запуска триггера 69, который создает один импульс, по длительности равный длительности информационного импульса для канала. Так, в первом канале триггер 69 создает один импульс длительностью в 1 мс, во втором канале - 2 мс, в третьем канале - 3 мс, в четвертом канале - 4 мс, в пятом - 5 мс, в шестом - 6 мс, в седьмом - 7 мс, в восьмом - 8 мс, в девятом - 9 мс, в десятом - 10 мс. Триггер после его запуска создает импульс, по длительности равный длительности информационного импульса для заданного канала, а затем имеет достаточно значительное время для восстановления его в ждущий режим. Это длительное время необходимо, чтобы триггер не запустился от второго импульса, проходящего через схему И 67. Линия задержки плавной перестройки 70 необходима для согласования по времени прихода информационного импульса на схему И 68. Настройка линии 70 производится в заводских условиях с помощью подачи пакета импульсов.
Работу каналов приема рассмотрим на примере работы первого канала, состоящего из канального селектора 64 и канального формирователя информации 65. Пусть по первому входу преобразователя 8 (фиг.5) поступает пакет из трех импульсов: двух тактовых и одного информационного. Тактовые импульсы одномиллисекундные, а информационный импульс в первом канале - одномиллисекундный. Импульсы коррелированы во времени через 1 мс для первого канала. Следует повториться, что эти параметры пакета соответствуют первому каналу. Поэтому, поступая на канальный селектор 64 (фиг.6), первый импульс будет задержан на 1 мс первой линией дискретной задержки 66 и поступит на второй вход первой схемы И 67 одновременно со вторым тактовым импульсом, поступающим на первый вход схемы И (чем достигается повышение степени устойчивости синхронизации при совместной работе нескольких радиостанций). Таким образом, первая линия дискретной задержки 66 обеспечила совпадение во времени двух первых импульсов на входе первой схемы И 67. Тогда второй импульс пройдет на выход схемы И 67 и запустит триггер 69, работающий в ждущем режиме. Одновременно этот импульс выхода схемы И 67 поступит на второй выход канального селектора 64 через его второй выход, который обеспечивает синхронизацию каналов подчиненной станции по первому каналу старшей станции. Триггер создает импульс, по длительности совпадающий с длительностью информационного импульса (третьего импульса в пакете). Импульс триггера, задержанный во времени второй линией задержки 70, в согласованном режиме, поступит на второй вход второй схемы И 68 и совпадет во времени с информационным импульсом, поступающим через первую линию задержки 66 на второй вход схемы И 68, чем обеспечит прохождение информационного импульса на выход канального селектора 64, и далее импульс поступит на первый вход канального формирователя 65 (фиг.5).
Таким образом, коррелированные информационные импульсы, во времени соответствующие 1 мс, 2 мс, 3 мс, 4 мс, 5 мс, 6 мс, 7 мс, 8 мс, 9 мс, 10 мс, пройдут через канальный селектор 64 каждый в своем канале и поступят на первый вход канального формирователя 65 и через него на выходы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 преобразователя 8 (фиг.5). При этом на второй вход преобразователя 8 поступают импульсы генератора такта 7, эти импульсы параллельно поступают на вторые входы канального формирователя информации 65 в каждом канале.
Канальный формирователь информации 65 представлен на фиг.7 и состоит из ячеек памяти 71 и 72, в которые с помощью схем И 79 и И 80, НЕ 81 и триггеров 84 и 87 поочередно производится запись информационных импульсов. Триггеры 84 и 87 обеспечивают выдачу сигнала при заполнении ячеек памяти 71 и 72, причем запись в ячейки памяти производится со скоростью поступления информации за 1 мс в первом канале (во втором канале за 2 мс, в третьем - за 3 мс, в четвертом - за 4 мс, в пятом - за 5 мс, в шестом - за 6 мс, в седьмом - за 7 мс, в восьмом - за 8 мс, в девятом - за 9 мс, в десятом - за 10 мс), а считывание одинаковое для всех каналов за одну секунду. Работа каждого канального формирователя информации 65 одинакова в каждом канале. От генератора 7 (фиг.1) тактовые импульсы длительностью 1 мс поступают на каждый канальный формирователь информации 65 через его второй вход (фиг.5 и 7). Эти импульсы проходят через первый счетчик импульсов 73 (фиг.7), который выделяет синхроимпульсы в соответствии 1:10 таким образом, что каждый десятый импульс обеспечивает запуск первого триггера 74, который выдает в схему считывания импульсы с частотой 50 Гц. Пятидесятигерцовые импульсы поступают на второй вход ячеек памяти 71 и 72 через систему управления, которая для каждой из ячеек памяти состоит из двух схем И. Например, для ячейки памяти 71 это будет вторая 75 и четвертая 76 схемы И. Импульсы считывания проходят схему И 75, если триггер 87 обеспечил сигнализацию о заполнении ячейки памяти 71, но так как запись и считывание проходят раздельно по времени, то считывание из ячейки памяти 71 производится после окончания считывания из ячейки памяти 72. Окончание считывания сигнализируется импульсом счетчика импульсов 85 после прохождения через него 50 импульсов информации, записанных в ячейку памяти 72. При этом импульс одновибратора 83 обеспечивает прохождение импульсов триггера 74 через схему И 76 и начало считывания из ячейки памяти 71, а окончание считывания сигнализируется счетчиком импульсов 86, импульс которого через третий вход ячейки памяти 71 производится ее обнуление и далее через одновибратор 82 (Овечкин М.А. Любительские телевизионные игры, 2-е издание. М.: Радио и связь, 1989) и схему И 78 дает разрешение на считывание из ячейки памяти 72. В то же время триггер 87 после обнуления ячейки 71 разрешает через схемы НЕ 81 и И 79 прохождение следующего информационного импульса в ячейку 71 через первый вход формирователя 65. Схема ИЛИ 88 согласует выход информации из последовательно работающих ячеек 71 и 72, а также обеспечивает непрерывность выдачи этой информации на выход канального формирователя 65 для поступления ее в блок цифроаналоговых преобразователей 10.
При одновременной работе нескольких радиостанций целесообразно исключить наложение информационных импульсов и, как следствие, возможных сбоев, необходимо проведение синхронизации всех радиостанций по работе старшей радиостанции. Для этого на старшей станции шунтируется выключателем «Вык.» линия задержки плавной перестройки 15 преобразователя 9, при этом излучаются первые два тактовых импульса генератора такта, коррелированных во времени к работе первого канала. Этот импульс на приеме, у подчиненной станции, поступает на первый вход преобразователя 8 и через второй выход канального селектора 64 только для первого канала поступит на его 11 выход (фиг.1, фиг.5 и фиг.6) и далее поступает на 12 вход (фиг.2) преобразователя 9, обеспечивая временной сдвиг работы счетчика 14, представленного на фиг.9, где на делитель напряжения, образованный сопротивлениями 93 и 94, поступают по первому входу счетчика 14 импульсы генератора такта 7 (фиг.1), а по второму входу синхронизирующий импульс тактового генератора старшей станции для первого канала. Этим импульсом производится запуск триггера 95 и выдача синхроимпульса через дифференцирующую цепочку 96, вентиль 97 на схему И 98 для пропуска импульса генератора такта 7 на схему формирования каналов в преобразователе 9.
Использование предлагаемого устройства позволит обеспечить работу радиостанции в дуплексном режиме на одной частоте на одну антенну, увеличить число каналов связи для одной радиостанции, увеличить пропускную способность обмена информацией между корреспондентами с организацией вместо одного канала до десяти, обеспечить независимое подключение к каналу радиосвязи любого из десяти корреспондентов, обеспечить сокращение количества антенн и выигрыш по использованию полос частот, жесткую синхронизацию каналов и ее помехоустойчивость.