КОРАБЕЛЬНОЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО КОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
SHORT WAVE RADIO TRANSMITTER

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к корабельным радиопередающим устройствам коротковолнового диапазона.
На больших кораблях для связи, наряду с другими, используются радиопередающие устройства коротковолнового и средневолнового диапазонов. При нахождении на корабле вертолетов, либо самолетов связь на средних волнах (СВ) используется для передачи сигналов «Привода», т.е. подачи сигналов, обеспечивающих летательный аппарат, базирующийся на корабле, информацией о точных координатах корабля - носителя этого летательного аппарата. Отсюда ясно, что потеря связи в СВ диапазоне грозит серьезными негативными последствиями. Принимая во внимание то обстоятельство, что СВ передатчик содержит три последовательно соединенных блока (возбудитель, усилитель мощности и антенно-согласующее устройство), выход одного любого из этих блоков приведет к потере связи. В том числе и при передаче сигналов «Привода».
Настоящее изобретение направлено на исключение ситуации, при которой исчезнет сигнал «Привода» из-за выхода из строя средневолнового радиопередатчика.
Известны радиопередающие устройства, например, патент РФ №2271605, 2006 г. Передающее устройство; патент РФ №21168859, 2001 г. Передающее устройство; патент РФ №2561495, 2015 г. Радиопередающее устройство; патент РФ №2602974, 2016 г. Цифровой радиопередатчик и др.
Однако они не могут обеспечить передачу сигнала «Привода» на средних волнах.
Известны корабельные радиопередающие устройства коротковолнового (KB) диапазона различной модификации с широкополосными усилителями мощности, такие как Р-638 [https://military.trcvr.ru/2015/11/30/radioperedatchik-r-638-3-4] и Р-649 [www.korabel.ru>equipment>item_view].
Широкополосные радиопередатчики состоят из следующих основных элементов: возбудителя, содержащего генератор высокой частоты и синтезатор, усилителя мощности, содержащего промежуточный широкополосный усилитель высокой частоты и основной широкополосный усилитель мощности, блока переключаемых октавных фильтров подавления гармоник несущей частоты и устройства электропитания.
Генератор высокой частоты служит для получения высокочастотных колебаний, частота которых соответствует высоким требованиям к точности и стабильности частоты радиопередатчиков.
Синтезатор преобразует частоту колебаний опорного генератора, которая обычно постоянна, в любую другую частоту, которая в данное время необходима для радиосвязи или вещания. Стабильность частоты при этом преобразовании не должна существенно ухудшаться.
Промежуточный усилитель высокой частоты, следующий за синтезатором, необходим по следующим причинам:
- благодаря промежуточному усилителю с достаточно большим коэффициентом усиления от опорного генератора и синтезатора не требуется значительной мощности;
- применение промежуточного усилителя между синтезатором и мощным усилителем ослабляет влияние на генератор и синтезатор возможных регулировок в мощных каскадах передатчика и в антенне.
Усилитель мощности увеличивает мощность радиосигнала до уровня, определяемого требованиями системы радиосвязи. Главным требованием к усилителю мощности является обеспечение им высоких экономических показателей, в частности коэффициента полезного действия.
Переключаемые октавные фильтры в широкополосных передатчиках служат для подавления излучений передатчика на высших гармониках рабочей частоты.
Целью настоящего изобретения является обеспечение передачи сигнала «Привода» на средних волнах с помощью корабельного широкополосного KB радиопередатчика Р-649.
Поставленная цель достигается тем, что в корабельное радиопередающее устройство коротковолнового диапазона, состоящее из возбудителя, содержащего генератор высокой частоты и синтезатор, широкополосного усилителя мощности, содержащего промежуточный усилитель и основной усилители мощности, блока октавных фильтров и устройства электропитания, в его состав дополнительно введены генератор постоянной частоты 12 МГц, смеситель, коммутатор на два входа и два выхода и блок сопряжения, причем выход генератора частоты 12 МГц соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход возбудителя соединен со вторым входом коммутатора, первый выход коммутатора соединен со вторым входом смесителя, второй выход коммутатора соединен с входом коротковолнового широкополосного усилителя мощности, выход которого постоянно подключен к корабельному антенному коммутатору, вход возбудителя соединен с выходом устройства сопряжения, имеющего два входа для подключения на один вход информационных сигналов «Привод» и на второй вход - сигналов KB каналов связи, все элементы KB передатчика соединены с системой управления корабельного комплекса связи.
На Фиг. 1 Представлена функциональная схема радиопередатчика KB диапазона, состоящего из возбудителя, широкополосного усилителя мощности, блока октавных фильтров и устройства электропитания. Обозначения, принятые на Фиг. 1:
1 - возбудитель;
2 - широкополосный усилитель мощности;
3 - блок октавных фильтров;
4 - устройство электропитания.
На Фиг. 2 представлена блок-схема соединений всех вновь введенных элементов. Обозначения, принятые на Фиг. 2:
1 - возбудитель;
2 - широкополосный усилитель мощности;
3 - блок октавных фильтров;
4 - устройство электропитания;
5 - высокочастотный коммутатор;
6 - смеситель;
7 - генератор частоты 12 МГц;
8 - блок сопряжения.
Справа на Фиг. 2 показано соединение контактов коммутатора 5 при формировании СВ сигнала (перекрещенные стрелки) и при работе в KB диапазоне (пунктирная стрелка).
Функционирование заявленного корабельного радиопередающего устройства KB диапазона осуществляется следующим образом.
При возникшей неисправности передатчика СВ диапазона и необходимости передать в эфир сигнал «Привода», по системе управления средствами связи корабля передаются команды управления подготовкой и работой модернизированного для этих целей передатчика Р-649. Включается в работу генератор постоянной частоты 12 МГц 7. Сигнал с его выхода поступает на 1-й вход смесителя частоты б. Одновременно включаются возбудитель 1 и широкополосный усилитель мощности КB передатчика 2. При этом на возбудителе 1 устанавливается частота  отвечающая условию:
где  - постоянная частота генератора, равная 12 МГц;
- требуемая несущая частота сигнала «Привод» в СВ диапазоне.
Сигнал с частотой  на выходе с выхода возбудителя 7 через коммутатор 5 подается на второй вход смесителя 6. В результате процесса амплитудной модуляции частоты  сигналом с частотой  образуется спектр из 3-х сигналов с номиналами:  в соответствии с теоретическим обоснованием этого процесса [Першин В.Т. Формирование и генерирование сигналов в цифровой радиосвязи. - Минск: Новое знание; ИНФРА-М, 2013, стр. 62].
где  - круговая частота модулируемого колебания;
- круговая частота модулирующего колебания;
- коэффициент модуляции.
В нашем случае m=1, что позволит получить максимальной амплитуду требуемого колебания с частотой 0,15 МГц.
- модулирующая частота;
- частота модулируемого колебания.
На вход широкополосного усилителя 2 подается с выхода коммутатора 5 сформированный в смесителе 6 спектр из показанных выше трех составляющих 12 МГц, 24,15 МГц и 0,15 МГц.
Все широкополосные усилители мощности корабельных коротковолновых передатчиков, например, передатчик Р-649 ОАО «РИМР», не имеют элементов настройки во все рабочем диапазоне от 1,5 МГц до 30,0 МГц. В широкополосном усилителе мощности 2 спектр выходного сигнала ограничивается только сверху переключаемыми фильтрами нижних частот блока октавных фильтров.?. Эти фильтры подавляют излучения передатчика на частотах высших гармоник начиная со 2-ой. Ограничения в области нижних частот в усилителе мощности отсутствуют, что позволяет произвести передачу сигнала «Привода» на частоте СВ диапазона.
Граичная частота фильтра нижних частот октавного фильтра 3 в нижней части рабочего диапазона равна 2,8 МГц. Отсюда видно, что высокочастотные колебания с номиналами KB 12 МГц и 24,15 МГц при формировании сигнала СВ диапазона, поступившие на вход широкополосного усилителя 2, на выходе октавного фильтра 3 будут отсутствовать.
Класс излучения в режиме «Привод» А2А (телеграфия с амплитудной манипуляцией и тонально модулированной поднесущей). Частота модуляции в классе А2А 1020±50 Гц или 400±25 Гц. Возбудители корабельных KB передатчиков класс излучений А2А не формируют. Они формируют класс излучений А1А - канал, содержащий квантованную или цифровую информацию без использования модулируемой поднесущей. Поскольку класс излучений А2А в возбудителях корабельных KB передатчиков отсутствует, потребуется устройство сопряжения 8, обеспечивающее формирование сигнала, соответствующего классу излучения А2А. Введенное дополнительно в KB передатчик устройство сопряжения 8 имеет 2 входа. Информационный сигнал, соответствующий KB радиолинии, без изменений поступает с одного из 2-х входов (на Фиг. 2 - вход справа) блока сопряжения 8 на вход штатного возбудителя 7 KB передатчика.
Информационный сигнал, соответствующий радиолинии «Привод», (на Фиг. 2 - вход слева) с другого входа блока сопряжения 8 поступает на управляющий элемент возбудителя 1, обеспечивающий амплитудную манипуляцию поднесущей частоты, т.е. работу в классе излучения А2А. В этом случае колебание, устанавливаемой в возбудителе 1 KB передатчика частоты  модулируется низкочастотным сигналом «Привода» и с возбудителя 7 поступает на вход широкополосного усилителя 2 КB передатчика.
Системой управления комплекса связи должна быть предусмотрена коммутация выхода этого KB передатчика на вход антенны СВ диапазона.
Таким образом, в случае выхода из строя корабельного средневолнового передатчика, может быть решена задача передачи сигнала «Привода» с корабля, несущего летательные аппараты.