УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА НА НЕСКОЛЬКИХ ПОДНЕСУЩИХ ДЛЯ КАНАЛА СВЯЗИ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к области дистанционного управления робототехническими комплексами по радиоканалу и может быть использована для обеспечения надежного функционирования комплекса в селективных замираний, вызванных многолучевым характером распространения сигналов, а также при появлении в канале связи сосредоточенных по спектру помех.
Известны радиоканалы управления робототехническими комплексами, обеспечивающие передачу как команд управления на борт транспортного средства с получением информации из района выполнения задачи. Для передачи информации в радиоканале используются различные виды манипуляции, например, ASK, FSK, PSK и их разновидности.
Выбор вида манипуляции определяется требованиями по помехоустойчивости канала связи (наиболее высокая помехоустойчивость достигается при использовании фазовой манипуляции), по значению пик-фактора (равен единице при частотной и фазовой манипуляции) с учетом реализуемости требуемой стабильности частоты сигнала на передающей и приемной сторонах и обеспечения синхронизации передачи-приема информации.
Однако, надежность функционирования узкополосных каналов связи, даже при использовании помехоустойчивых видов манипуляции, существенно зависит от устойчивости к селективным замираниям, возможности работы в условиях многолучевого распространения сигнала. Снижение уровня сигнала в канале связи и даже кратковременная потеря управления робототехническим комплексом в ответственные моменты выполнения задачи в чрезвычайных ситуациях может иметь тяжелые последствия.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является, выбранное в качестве прототипа устройство формирования частотно-манипулированного сигнала для канала связи робототехнического комплекса.
(Многофункциональный робототехнический комплекс пожаротушения среднего класса Ель-4. Руководство по эксплуатации. НТ601.00.00.00.000 РЭ. МЧС России, 2008. - 63 с.
Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. - 1104 с).
1
2
1
2
Устройство формирования частотно-манипулированного сигнала для канала связи робототехнического комплекса состоит из синхронизирующего триггера, первого и второго ключей, управляемых сигналами с прямого и инверсного выходов синхронизирующего триггера, первого и второго генераторов высокочастотных сигналов, генерирующих частоты f и f, делителя частоты, вырабатывающего последовательность тактовых импульсов, сумматора колебаний на частотах f и f и полосового фильтра, ограничивающего спектр излучаемого сигнала.
Наиболее существенным недостатком устройства формирования частотно-манипулированного сигнала для канала связи робототехнического комплекса является узкая полоса частот спектра сигнала, использование которой не обеспечивает надежное управление комплексом в условиях воздействия сосредоточенных по спектру помех и глубоких селективных замираний.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение бесперебойного управления радиотехническим комплексом в условиях воздействия сосредоточенных по спектру помех и замираний при многолучевом распространении сигнала с использованием передачи информации на нескольких поднесущих.
Данный технический результат достигается тем, что в состав устройства формирования частотно-манипулированного сигнала для канала связи робототехнического комплекса вводятся постоянное запоминающее устройство, программируемый делитель частоты и два перемножителя сигналов, которые обеспечивают передачу информации не нескольких поднесущих.
На фиг. представлена схема устройства формирования частотно-манипулированного сигнала на нескольких поднесущих для канала связи робототехнического комплекса, содержащего синхронизирующий триггер 1, первый ключ 2, второй ключ 3, первый перемножитель 4, второй перемножитель 5, сумматор 6, полосовой фильтр 7, постоянное запоминающее устройство 8, программируемый делитель частоты 9, первый генератор высокой частоты 10, делитель частоты 11 и второй генератор высокой частоты 12.
Устройство формирования частотно-манипулированного сигнала на нескольких поднесущих для канала связи робототехнического комплекса работает следующим образом.
1
1…
1
Двоичный сигнал с кодирующего устройства поступает на сигнальный вход 1 синхронизирующего триггера 1, с прямого выхода синхронизирующего триггера сигнал подается на управляющий вход 1 первого ключа 2, с инверсного выхода синхронизирующего триггера 1 сигнал поступает на управляющий вход 1 второго ключа 3. Сигнал с второго генератора высокой частоты 12 поступает на делитель частоты 11 и с его выхода тактовые синхронизирующие импульсы поступают на вход 2 синхронизирующего триггера 1. Период следования тактовых импульсов соответствует длительности информационных импульсов. Тактовые импульсы с выхода делителя частоты 11 поступают на вход постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 8, где записаны значения коэффициентов деления частоты. Информация, считываемая из ПЗУ 8, подается на управляющий вход 1 программируемого делителя частоты 9, на вход 2 программируемого делителя частоты 9 поступают колебания с выхода первого генератора высокой частоты 10. Частоты колебаний на выходе программируемого делителя частоты 9 соответствуют значениям поднесущих частот F, 2FkF, что задается коэффициентами деления частоты в ПЗУ 8. Модулирующие частоты с выхода программируемого делителя частоты подаются на входы 2 первого и второго ключей 2 и 3. Таким образом, появление модулирующих частот на выходах первого и второго ключей 2 и 3 будет определяться кодом входной двоичной последовательности. Модулирующее колебание, соответствующее информации «1» при открытом ключе 2 будет поступать на вход 1 первого перемножителя 4, а, соответствующее информации «0», при открытом ключе 3 - на вход 1 второго перемножителя 5. На входы 2 первого и второго перемножителей 4 и 5 поступают сигналы, соответственно, с выходов первого и второго генераторов высокой частоты 10 и 12. С выходов первого и второго перемножителей 4 и 5 сигналы (последовательно во времени) поступают на входы 1 и 2 сумматора бис его выхода - на полосовой фильтр 7 для подавления побочных продуктов перемножения сигналов. С выхода полосового фильтра сигнал последовательно на всех поднесущих передается на выходные каскады передатчика для усиления по мощности и последующего излучения передающей антенной. Прием сигнала на нескольких поднесущих частотах и его декодирование бортовой аппаратурой комплекса с учетом допустимого количества ошибок (мажоритарности) позволяет обеспечить бесперебойную работу в условиях замираний и воздействия узкополосных помех.
Таким образом, устройство формирования частотно-манипулированного сигнала на нескольких поднесущих для канала связи робототехнического комплекса обеспечивает устойчивое управление комплексом в условиях селективных замираний, вызванных многолучевым характером распространения сигналов, а также при появлении в канале связи сосредоточенных по спектру помех.