КОМПЛЕКСНЫЙ ИМИТАТОР РАДИОУЗЛА

Полезная модель относится к радиосвязи и может быть использована для автоматизированного контроля работоспособности, настройки и проведения приемосдаточных испытаний автоматизированных многоканальных приемных радиостанций и автоматизированных станций управления KB радиоузлом.
Известен имитатор шумоподобных сигналов [1], обеспечивающий настройку, контроль и исследование помехоустойчивости приемных систем связи и навигации. Однако, известный имитатор не обеспечивает формирование требуемых сигналов радиолиний, а также не обеспечивает комплексный контроль работоспособности автоматизированных приемных радиостанций, включающий их обмен по радиорелейным и проводным каналам внутриузловой связи с автоматизированными передающими радиостанциями, станциями управления KB радиоузлом и другими станциями радиоузла.
Известны также устройство диагностики состояния систем связи [2] и устройство диагностики состояния аппаратуры связи [3], формирующие тестовую последовательность, подаваемую на вход передатчика, имитирующие помеховую обстановку путем подачи шума на вход приемника и обеспечивающие диагностику проверяемой системы на основе измерения коэффициента ошибок. Перечисленные устройства диагностики также не обеспечивают диагностику информационного
обмена автоматизированных приемных радиостанций, по каналам внутриузловой связи (ВУС) с другими станциями радиоузла.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для контроля работоспособности радиоприемников радиоцентра [4], которое и выбрано в качестве, прототипа. Устройство [4] содержит датчик сигналов радиолиний, формирующий тестовый сигнал заданной радиолинии, контрольный генератор, обеспечивающий перенос сформированного низкочастотного сигнала на заданную частоту KB диапазона, пульт дистанционного управления, блок дистанционного управления, аппаратуру внутриузловой связи. Сигнал с выхода контрольного генератора подается на вход антенного коммутатора и далее с его выходов на входы испытываемых приемников. В режиме дистанционного управления процессом контроля работоспособности управляет блок дистанционного управления через аппаратуру ВУС. С пульта дистанционного управления оператор вводит в блок дистанционного управления программу сеансов радиосвязи, включающую время проведения контроля, номер контролируемой группы приемных трактов, значение частоты и уровня контрольного сигнала. Перед началом сеанса контроля эти данные передаются через аппаратуру ВУС в блоки управления группой приемников, которые далее и осуществляют оперативное управление сеансом контроля. Результаты контроля передаются по каналам ВУС в блок дистанционного управления. Таким
образом, устройство для контроля работоспособности радиоприемников радиоцентра [4] обеспечивает как проверку приемных трактов автоматизированной приемной радиостанции с использованием набора тестовых сигналов радиолиний, так и частичную проверку функционирования каналов ВУС.
Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает достаточной глубины и полноты контроля работоспособности автоматизированной приемной радиостанции, в частности не обеспечивается проверка возможности ведения автоматизированной приемной радиостанцией сеансов связи. Кроме того, не обеспечивается проверка функционирования станции управления радиоузлом.
Задачей полезной модели является повышение функциональных возможностей комплексного имитатора радиоузла, в том числе, повышение глубины и полноты контроля работоспособности автоматизированной приемной радиостанции, а также обеспечение контроля работоспособности станции управления радиоузлом.
Реализация предложенной полезной модели обеспечит повышение функциональных возможностей комплексного имитатора радиоузла, путем обеспечения возможности контроля работоспособности, настройки и проведения приемосдаточных испытаний как автоматизированных многоканальных приемных радиостанций, так и автоматизированных станций управления KB радиоузлом, используемых, например, в системах
коротковолновой радиосвязи [5] и [6]. При этом, как будет показано ниже, полезная модель имитирует по внешнему информационному обмену работу всех составляющих радиоузла: приемной радиостанции, передающей радиостанции, станции управления KB радиоузлом.
Сущность полезной модели заключается в том, что в комплексный имитатор радиоузла, содержащий формирователь тестовых сигналов радиолиний, пульт оператора, включающий блок дистанционного управления и пульт дистанционного управления, аппаратуру внутриузловой связи (ВУС), входы управления которой соединены с соответствующими входами-выходами пульта оператора, введены первый блок контроллеров, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом первого пульта оператора, третий вход-выход первого блока контроллеров соединен с первым входом-выходом первого пульта оператора, шестой и седьмой выходы первого блока контроллеров соединены соответственно с четвертым и третьим входами формирователя тестовых сигналов радиолиний, второй пульт оператора, второй блок контроллеров, первые входы-выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами-выходами второго пульта оператора, четвертый и пятый выходы второго блока контроллеров соединены соответственно с четвертым и пятым входами первого блока контроллеров, возбудитель, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя тестовых сигналов радиолиний, а выход возбудителя
является выходом комплексного имитатора радиоузла, устройство распределения линий (УРЛ), пятый вход-выход которого является вторым входом-выходом комплексного имитатора радиоузла, шестые входы-выходы УРЛ являются третьими входами-выходами комплексного имитатора радиоузла, десятый выход УРЛ соединен с первым входом возбудителя, одиннадцатый выход УРЛ соединен со вторым входом возбудителя, тринадцатый вход УРЛ соединен со вторым выходом формирователя тестовых сигналов радиолиний, четырнадцатые входы-выходы УРЛ соединены с соответствующими первыми входами-выходами первого блока контроллеров, шестнадцатый и семнадцатый входы-выходы УРЛ соединены соответственно с пятым и шестым входами-выходами первого пульта управления, двадцатый вход-выход УРЛ соединен со вторым входом-выходом второго блока контроллеров. В состав аппаратуры ВУС введены - радиорелейная станция, первый вход-выход которой является первым входом-выходом комплексного имитатора радиоузла, устройство цифрового сопряжения, первый вход-выход которого соединен с третьим входом-выходом радиорелейной станции, второй вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом УРЛ, аппаратура частотного уплотнения, первый вход-выход которой соединен со вторым входом-выходом радиорелейной станции, вторые входы-выходы аппаратуры частотного уплотнения соединены с соответствующими первыми входами-выходами УРЛ, аппаратура
проводной связи, первый вход-выход которой соединен со вторым входом-выходом УРЛ, второй вход-выход которой соединен с третьим входом-выходом УРЛ, аппаратура временного уплотнения каналов, седьмым входом-выходом УРЛ, второй вход-выход которой соединен с восьмым входом-выходом первого блока контроллеров, автоматизированный коммутатор каналов (АКК), первые входы-выходы которого соединены с третьими входами-выходами аппаратуры временного уплотнения, второй вход-выход управления АКК соединен с третьим входом-выходом первого пульта управления, третьи входы-выходы АКК соединены с соответствующими восьмыми входами-выходами УРЛ, устройство преобразования сигнала (УПС), первые входы-выходы которого соединены с четвертыми входами-выходами аппаратуры временного уплотнения, второй вход-выход УПС соединен с первым входом-выходом второго пульта управления, третьи входы-выходы УПС соединены с соответствующими девятыми входами-выходами УРЛ, пульт служебной связи (ПСС), входы-выходы которого соединены с соответствующими двенадцатыми входами-выходами УРЛ, модем выделенной четырехпроводной линии (ВЧЛ), первый вход-выход которого соединен с пятнадцатым входом-выходом УРЛ, второй вход-выход управления модема ВЧЛ соединен с четвертым входом-выходом первого пульта управления, аппаратура передачи данных (АПД), первый вход-выход которой соединен с восемнадцатым входом-выходом УРЛ, второй вход-
выход АПД соединен с девятнадцатым входом-выходом УРЛ, третий вход-выход АПД соединен с третьим входом-выходом второго блока контроллеров, четвертый вход-выход АПД соединен с седьмым входом-выходом первого пульта управления.
Сущность полезной модели поясняется чертежом блок-схемы на фиг.1 комплексного имитатора радиоузла.
Комплексный имитатор радиоузла содержит радиорелейную станцию (РРС) 1, устройство цифрового сопряжения (УЦС) 2, аппаратуру временного уплотнения 3, аппаратуру частотного уплотнения 4, аппаратуру проводной связи 5, автоматизированный коммутатор каналов (АКК) 6, устройство преобразования сигналов (УПС) 7, устройство распределения линий (УРЛ) 8, пульт служебной связи (ПСС) 9, модем четырехпроводной линии 10, аппаратуру передачи данных (АПД) 11, второй пульт оператора 12, первый блок контроллеров 13, первый пульт оператора 14, второй блок контроллеров 15, возбудитель 16, формирователь сигналов радиолиний 17. В зависимости от соединений, которые могут быть установлены в УРЛ 8 комплексный имитатор радиоузла позволяет имитировать работу автоматизированной передающей радиостанции, станции управления радиоузлом, автоматизированной приемной радиостанции.
Управление имитатором передающей радиостанции обеспечивает второй пульт оператора 12, ведущий информационный обмен с приемной
радиостанцией по радиорелейному каналу связи и управляющий процессами формирования и передачи сигналов KB радиолиний. Радиограмма для передачи может быть сформирована на ЭВМ пульта оператора 12, либо поступить на пульт оператора 12 от приемной радиостанции по радиорелейному каналу. Вторые входы-выходы пульта оператора 12 соединены с соответствующими первыми входами-выходами второго блока контроллеров 15, чем обеспечивается управление работой блока 15 от второго пульта оператора 12. При передаче радиограммы блок 15 формирует сигналы манипуляции, которые с выходов 4 и 5 блока 15 поступают соответственно на входы 4 и 5 первого блока контроллеров 13. Первый блок контроллеров 13 обеспечивает соединение входа 4 с выходом 7 и входа 5 с выходом 6, далее сигналы манипуляции с выходов 6 и 7 поступают соответственно на входы 4 и 3 формирователя сигналов радиолиний 17, обеспечивающего формирование сигналов заданного класса излучения по промежуточной частоте (ПЧ). С выхода 1 формирователя 17 сигналы ПЧ поступают на вход 3 возбудителя 16, который обеспечивает их перенос на заданную рабочую частоту KB диапазона. С выхода возбудителя 16 сигналы поступают далее на эквивалент антенны (аттенюатор) и затем по кабелю на антенный вход испытываемой приемной радиостанции. Формирование KB сигналов стандартных видов работ обеспечивает возбудитель 16 по низкочастотным входам манипуляции, при этом в формирователе 17 включается режим
транзита, при котором сигнал манипуляции со входа 3 формирователя 17 коммутируется на выход 2, соединенный со входом 13 УРЛ 8. УРЛ 8 коммутирует сигнал манипуляции с входа 13 на свой выход 11, соединенный со вторым входом возбудителя 16.
При использовании радиорелейной аппаратуры с временным уплотнением информационный обмен производится по следующему пути. Принимаемые по первому входу-выходу станции РРС 1 сигналы поступают на ее третий вход-выход, соединенный с первым входом-выходом УЦС 2. После преобразования принимаемые сигналы со второго входа-выхода УЦС 2 поступают на вход-выход 4 УРЛ 8, которое их коммутирует на свой вход-выход 7, соединенный с первым входом-выходом устройства временного уплотнения 3. Устройство временного уплотнения 3 обеспечивает временное разделение принятого группового сигнала по каналам. При работе имитатора передающей радиостанции обмен по радиорелейному каналу обеспечивается через устройство преобразования сигналов (УПС) 7, первые входы-выходы которого соединены с соответствующими четвертыми входами-выходами устройства временного уплотнения 3. Третьи входы-выходы УПС 7 соединены с соответствующими входами-выходами 9 УРЛ 8. УРЛ 8 коммутирует на соответствующие входы-выходы 9 входы-выходы 10, 11, 12, 14, 18. УПС 7 обеспечивает преобразование принимаемых от устройства 3 сигналов в сигналы линий манипуляции телефонного и
телеграфного сигнала, сигналы служебной телефонной связи, синхросигнал для формирования импульсов зондирования, сигналы АПД, сигналы последовательного порта ЭВМ. Сигналы линий телефонной и телеграфной манипуляции с третьих входов-выходов УПС 7 через входы-выходы 9 УРЛ 8 поступают соответственно на выходы 10 и 11 УРЛ 8, соединенные с первым и вторым входами (низкочастотные входы манипуляции) возбудителя 16. Сигналы служебной телефонной связи через входы-выходы 9 УРЛ 8 поступают на соответствующие входы-выходы 12 УРЛ 8, соединенные с соответствующими входами-выходами ПСС 9. Синхросигнал для формирования импульсов зондирования с третьих входов-выходов УПС 7 через входы-выходы 9 УРЛ 8 поступает на соответствующий вход-выход 14, соединенный с соответствующим входом-выходом 1 первого блока контроллеров 13. Сигналы аппаратуры передачи данных с третьих входов-выходов УПС 7 через входы-выходы 9 УРЛ 8 поступают на вход-выход 18 УРЛ 8, соединенный с первым входом-выходом АПД 11. Принятые по первому входу-выходу АПД 11 сигналы после обработки поступают через третий вход-выход АПД 11 на третий вход-выход второго блока контроллеров 15 и далее через первые входы-выходы второго блока контроллеров 15 на второй пульт оператора 12, через его вторые входы-выходы. Сигналы последовательного порта ЭВМ восстановленные УПС 7 через его второй вход-выход поступают на первый вход-выход второго пульта оператора 12. Передаваемые в
радиорелейный канал сигналы служебной телефонной связи, сигналы АПД, сигналы последовательного порта ЭВМ идут обратными путями - от их источников через УПС 7, аппаратуру временного уплотнения 3, УЦС 2, РРС 1 на выход 1 комплексного имитатора радиоузла.
Для обеспечения работы по резервному проводному каналу (выход 2 комплексного имитатора радиоузла) УРЛ 8 соединяет свой вход-выход 7 со входом-выходом 2 и вход-выход 3 со входом-выходом 5. При этом сформированный групповой сигнал с первого входа-выхода аппаратуры временного уплотнения 3 поступает на первый вход-выход аппаратуры проводной связи 5, которая обеспечивает сопряжение выхода аппаратуры временного уплотнения с проводным каналом связи. Со второго выхода аппаратуры проводной связи 5 сигнал поступает на выход 2 комплексного имитатора радиоузла.
При использовании радиорелейной аппаратуры с частотным уплотнением информационный обмен производится по следующему пути. Принимаемые по первому входу-выходу станции РРС 1 сигналы с ее второго входа-выхода поступают на первый вход-выход аппаратуры частотного уплотнения 4, которая обеспечивает разделение принимаемого группового сигнала по каналам. Разделенные по каналам сигналы со вторых входов-выходов аппаратуры частотного уплотнения 4 поступают на первые входы-выходы УРЛ 8. УРЛ 8 подключает к первым входам выходам выходы 10 и 11, соответствующие входы-выходы 12,
соответствующие входы-выходы 14, входы-выходы 18 и 20. С выходов 10 и 11 УРЛ 8 сигналы манипуляции поступают соответственно на первый и второй входы возбудителя 16. С входов-выходов 12 УРЛ 8 сигналы служебной связи поступают на пульт служебной связи 9. С соответствующих входов-выходов 14 УРЛ 8 сигналы синхронизации поступают на первые входы-выходы первого блока контроллеров 13, после декодирования в котором они через выходы 6 и 7 блока 13 поступают соответственно на входы 4 и 3 формирователя сигналов радиолиний 17, который обеспечивает в этом случае формирование сигналов зондирования, передаваемых далее через первый выход формирователя 17 на третий вход возбудителя 16. С входа-выхода 18 УРЛ 8 сигналы аппаратуры передачи данных поступают на первый вход АПД 11 и далее через второй блок контроллеров 15 на второй пульт оператора 12. С входа-выхода 20 УРЛ 8 телеграфные сигналы поступают на вход-выход 2 второго блока контроллеров 15, после преобразования в котором через первые входы-выходы блока 15 поступают на вторые входы-выходы второго пульта оператора 12. Передаваемые сигналы служебной связи, сигналы АПД, телеграфные сигналы от их источников уходят в радиорелейный канал обратным путем через УРЛ 8, аппаратуру частотного уплотнения 4, радиорелейную станцию 1.
Управление имитатором станции управления обеспечивает первый пульт оператора 14, реализующий информационный обмен по
радиорелейному каналу (выход 1 комплексного имитатора) и по проводным каналам связи (выход 3 комплексного имитатора) в соответствии с протоколами обмена внутриузловой связи. Первый пульт оператора 14 обеспечивает ведение соответствующих баз данных, а также, возможность ввода программы радиосвязи (управляющая информация, тексты радиограмм для корреспондентов, время сеансов, частоты, режимы работы и т.д.). Работа имитатора станции управления по проводным каналам связи (выходу комплексного имитатора 3) необходима при проведении испытаний автоматизированной приемной радиостанции. В этом случае УРЛ 8 коммутирует на соответствующие входы-выходы 6 соответствующие входы-выходы 12, соответствующие входы-выходы 14, входы-выходы 16 и 17, вход-выход 19.
При этом обеспечивается передача (прием) на выход 3 комплексного имитатора:
- служебных телефонных сигналов входов-выходов ПСС 9, соединенных со входами 12 УРЛ 8;
- телеграфных сигналов, формируемых первым блоком контроллеров 13, под управлением первого пульта оператора 14, которые через его первые выходы-выходы поступают на соответствующие выходы-выходы 14 УРЛ 8;
- сигналов стыка RS-422, формируемых первым пультом оператора 14 и подаваемых с его входов-выходов 5 и 6 на соответствующие выходы-выходы 16 и 17 УРЛ 8;
- сигналов аппаратуры передачи данных, поступающих с входа-выхода 2 АПД 11 на выход-выход 19 УРЛ 8.
Работа имитатора станции управления по радиорелейному каналу связи (выходу комплексного имитатора 1) необходима при проведении испытаний станции управления радиоузлом. В этом случае, групповой сигнал с выхода 1 комплексного имитатора принимается радиорелейной станции 1, проходит через УЦС 2, через замкнутые входы-выходы 4 и 7 УРЛ 8 поступает на первый вход-выход аппаратуры временного уплотнения (АВУ) 3, после разделения в которой на каналы поступает на второй вход-выход и третьи входы-выходы. Со второго входа-выхода АВУ 3 сигнал поступает на вход-выход 8 первого блока контроллеров 13, после преобразования в котором через вход-выход 2 блока 13 поступает на вход-выход 2 первого пульта операторов 14. Первый пульт оператора 14 по последовательному порту (через вход-выход 3 первого пульта операторов 14 и второй вход-выход АКК 6) обеспечивает управление работой АКК 6. Третьи входы-выходы АКК 6 соединены с входами-выходами 8 УРЛ 8, которое обеспечивает коммутацию на них соответствующих входов-выходов 12, 14, 18. Через входы-выходы 12 УРЛ 8 приходящие с АКК 6 сигналы телефонной связи поступают на ПСС 9. Через входы-выходы 14
УРЛ 8 приходящие с АКК 6 телеграфные сигналы поступают на соответствующие первые входы-выходы первого блока контроллеров 14, далее после преобразования поступают на вход последовательного порта первого пульта управления 14 (через его вход-выход 1). Приходящие с АКК сигналы АПД поступают через входы-выходы 18 УРЛ 8 на первый вход-выход АПД 11, далее с четвертого выхода АПД 11 поступают на седьмой вход-выход первого пульта управления 14. Передаваемые сигналы от их источников уходят в радиорелейный канал обратным путем.
Имитатор автоматизированной приемной радиостанции необходим при проведении испытаний станций управления радиоузлом. Управление имитатором автоматизированной приемной радиостанции обеспечивает также первый пульт оператора 14. В этом случае реализуется информационный обмен только по проводным линиям связи через третий выход комплексного имитатора радиоузла служебными телефонными сигналами, телеграфными сигналами, сигналами стыка RS-422, сигналами аппаратуры передачи данных. Пути прохождения сигналов те же, что и в имитаторе станции управления радиоузлом при работе по проводным каналам. При проведении проверки станции управления дополнительно используется обмен сигналами модема четырехпроводной линии. Путь прохождения сигналов - с первого входа-выхода модема четырехпроводной линии 10 на вход-выход 15 УРЛ 8, далее на
соответствующий вход-выход группового входа-выхода 6 и на выход 3 комплексного имитатора.
Комплексный имитатор радиоузла функционирует следующим образом.
При проведении испытаний автоматизированных приемных радиостанций комплексный имитатор радиоузла имитирует одновременно работу передающей радиостанции (по радиорелейному каналу и по KB радиоканалу) и станции управления по проводному каналу связи. В имитатор станции управления вводят программу связи, выписки из которой он пересылает в автоматизированную приемную радиостанцию, которая реализует оперативное управление сеансами связи. Имитатор передающей радиостанции, управляемый по радиорелейному каналу выполняет излучение заданной радиограммы, прием которой обеспечивает автоматизированная приемная радиостанция. Таким образом достигается полная имитация ведения сеансов связи, что обеспечивает повышение глубины и полноты контроля работоспособности автоматизированной приемной радиостанции.
При проведении испытаний станции управления радиоузлом проводится с использованием имитатора станции управления, (информационный обмен проводится с использованием радиорелейного канала) и имитатора приемной радиостанции (информационный обмен
проводится по проводным каналом связи). Этим достигается проверка функционирования станции управления в составе радиоузла.
Таким образом, предложенная полезная модель обеспечивает повышение функциональных возможностей комплексного имитатора радиоузла.
На программное обеспечение комплексного имитатора получено свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004612518 «Имитатор комплексный». Зарегистрировано в Реестре программ 15 ноября 2004 года.
Источники информации:
1. В.А.Егоров, С.В.Лавров, И.Л.Черемных, К.А.Шерстнев, М.И.Ульянов. Имитатор шумоподобных сигналов. RU №2022448 С1, Н 03 В 29/00, 30.10.1994.
2. В.В.Евсеенко, А.В.Морозов, С.В.Сорокоумов. Устройство диагностики состояния систем связи. Патент RU №2103819 C1, H 04 B 3/46, 09.07.1996.
3. А.В.Морозов, А.Л.Сафронов, С.А.Чекрыгин, А.И.Юшин. Устройство диагностики состояния аппаратуры связи. Патент RU №2124266 C1, H 04 B 3/46, 19.06.1997.
4. Л.Н.Колесникова, В.Ф.Попов, Р.С.Мостинский, А.К.Скалацкий Устройство для контроля работоспособности радиоприемников радиоцентра. Патент SU №1825578 A3, Н 04 В 3/46, 26.10.1990.
5. В.И. Левченко, Е.А.Голубов, А.А.Безбородов, В.Ф.Попов. Система коротковолновой связи. Патент SU №1785409 A1, H 04 B 7/00, 12.07.1989.
6. В.И. Левченко. Б.Г.Шадрин, Е.В.Петухов, А.Н.Юрьев. Система коротковолновой радиосвязи. Заявка на полезную модель. ФГУП «Омский НИИ приборостроения». Исх. №1128 от 21.02.2005.