РАДИОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЛИННОВОЛНОВОЙ СТАНЦИИ ДАЛЬНЕЙ РАДИОНАВИГАЦИИ

Полезная модель относится к области формирования и передачи радиосигналов, а именно, формирования и передачи радионавигационных сигналов, используемых в импульсно-фазовых радионавигационных системах (ИФРНС) «Чайка», «Лоран-С».
Наиболее близким по техническому существу заявленной полезной модели является радиопередающее устройство, содержащее ключевые модули, первый вход каждого из которых через развязывающий вентиль и накопительный конденсатор соединен с источником питания, второй вход заземлен, а управляющий вход соединен с выходом блока управления, антенну с согласующим элементом, и датчик тока в цепи антенны (Оборудование и эксплуатация мобильной радионавигационной станции дальнего действия РСДН-10, Москва, Военное издательство, 1990 год, стр. 61 рис. 3.12 и стр. 63 рис. 3.14).
Недостатками этого устройства является нестабильные параметры при запуске и восстановлении, большой объем аппаратуры и потребляемой мощности, а также низкая надежность.
Задачей полезной модели является создание радиопередающего устройства, лишенного указанных недостатков. Технический результат - снижение потребляемой мощности и повышение надежности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в радиопередающем устройстве, содержащем N ключевых модулей, первый вход каждого из которых через развязывающий вентиль и накопительный конденсатор соединен с источником питания, второй вход заземлен, а управляющий вход соединен с выходом блока управления, антенну с согласующим элементом, и датчик тока в цепи антенны, каждый ключевой модуль содержит мостовую схему на полевых транзисторах и узел управления указанными транзисторами, вход которого служит управляющим входом ключевого модуля, входная диагональ мостовой схемы подключена к входам ключевого модуля, а к выходной диагонали подключена первичная обмотка трансформатора, вторичные обмотки трансформаторов всех модулей соединены в последовательную цепочку, один вывод которой через согласующий элемент подключен к антенне, а второй вывод через датчик тока заземлен, выход датчика тока подключен к входу блока управления, причем число ключевых модулей N≥12.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - осциллограмма радиосигнала.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Радиопередающее устройство содержит источник питания 1, N ключевых модулей 2-2, первый вход каждого из них через развязывающий вентиль 3-3 и накопительный конденсатор 4-4 соединен с источником питания 1, второй вход каждого модуля 2-2 заземлен, а управляющий вход соединен с выходом блока управления 5, антенну 6 с согласующим элементом 7, и датчик тока 8 в цепи антенны 6. Каждый ключевой модуль 2-2 содержит мостовую схему на полевых транзисторах 9-12 и узел управления 13-13 транзисторами, вход которого соединен с выходом блока управления 5. К выходной диагонали каждого ключевого модуля 2-2 подключена первичная обмотка трансформатора 14-14, вторичные обмотки указанных трансформаторов всех модулей соединены в последовательную цепочку, один вывод которой подключен через согласующий элемент 7 к антенне 6, а второй вывод через датчик тока 8 заземлен. Выход датчика тока 8 соединен с входом блока управления 5.
1
N
1
N
1
2
1
2
В промежутках между импульсами запуска все N ключевых модулей 2-2 закрыты. N накопительных конденсаторов 4 заряжаются от источника тока 1 через развязывающие вентили 3. Блок управления 5 управляет работой всех ключевых модулей 2 таким образом, чтобы сформировать как несущую частоту 100 кГц, так и форму модуляции - в данном случае радиоимпульс. Управляющий сигнал с блока управления 2 поступает на узел управления 13-13 транзисторами, который управляет мостовой схемой на полевых транзисторах 9-12. Например, для формирования радиосигнала, изображенного на Фиг. 2, в первый момент открываются транзисторы 9 и 12, накопительный конденсатор 7 разряжается через полевой транзистор 9, первичную обмотку трансформатора 14, полевой транзистор 12 и на общий корпус. При этом на вторичной обмотке трансформатора 14 формируется прямоугольный импульс (близкий по форме к прямоугольному импульсу) положительной полярности и амплитудой условно равный единице. Далее узел управления 17 закрывает полевые транзисторы 9 и 12 и открывает транзисторы 10 и 11, при этом накопительный конденсатор 7 разряжается по цепи полевой транзистор 10, первичная обмотка трансформатора 14, полевой транзистор 11 и на общий корпус. При этом на вторичной обмотке трансформатора 14 формируется прямоугольный импульс отрицательной полярности и с амплитудой, условно равный единице. Следующий цикл - управляющий сигнал с блока управления 5 поступает на узлы управления 13 двух ключевых модулей, например 2 и 2, которые синхронно сначала открывают полевые транзисторы 9 и 12, формируя на вторичных обмотках трансформаторов 14 и 14 положительные прямоугольные импульсы с амплитудой условно равной единице. Импульсы с вторичных обмоток складываются в цепи, состоящей из вторичных обмоток трансформаторов 14, согласующего устройства антенны 7, антенны 6 и трансформатора тока 8. Эта цепь представляет собой полосовой фильтр с центральной частотой 100 кГц. Этот фильтр «сглаживает» прямоугольные импульсы при этом ток в цепи антенны имеет вид синусоиды фиг. 2 с частотой 100 кГц. При формировании соответствующего управляющего сигнала с блока управления 5, в соответствии с заданным алгоритмом, можно получить огибающую радионавигационного сигнала необходимой формы.
1
N
1
N.
Ключевые модули 2 и 2 могут включаться синхронно и синфазно, но могут включаться противофазно. Колебания, сформированные ключевыми элементами, суммируются с помощью трансформаторов 14-14.
«Ступеньки», возникающие при формировании сигнала, сглаживаются фильтром, который образуется согласующим устройством антенны 7 и самой антенной 6.
Часть тока цепи антенны снимается с помощью трансформатора тока 8 и подается на один из входов блока управления 5, где форма тока антенны сравнивается с эталонным сигналом и вырабатывается корректирующая информация, которая влияет на параметры запуска ключевых модулей 2. Кроме того с каждого ключевого модуля подается сигнал, который соответствует его исправности. Анализируя исправность ключевых модулей и сопоставляя с эталоном форму выходного тока, можно обеспечить автоматически высокое качество выходного сигнала. Применение N одинаковых модулей позволяет получить необходимую выходную мощность и повышает надежность радиопередающего устройства, построенного по такой схеме. Отказ даже нескольких ключевых элементов не вызывает отказ функционирования радиопередающего устройства в целом.
Минимальное количество ключевых элементов в основном определяется необходимой выходной мощностью радиопередающего устройства. Для длинноволновой станции дальней радионавигации эта мощность составляет от сотен киловатт до единиц мегаватт. Количество ключевых элементов, необходимых для обеспечения заданной мощности, обычно увеличивают для повышения надежности радиопередающего устройства за счет резервных ключевых элементов. Для формирования сигнала радиопередающего устройства требуемого качества в соответствии с регламентирующими документами число ключевых модулей N≥12.
Данная схема может применяться не только для формирования радионавигационного сигнала ИФРНС, но и для формирования сигналов, которые применяются в радиосвязи. Несущая частота выходного сигнала ограничивается быстродействием полевых транзисторов, примененных в ключевых элементов.