РАДИОСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для организации сетей и направлений наземной симплексной радиосвязи обмена речевой и цифровой информацией, одним из источников которой может быть персональный компьютер (ПК).
Известно большое количество радиостанций (PC), например комплекс средств радиосвязи «Арбалет», [Комплекс средств радиосвязи "Арбалет". Возимые УКВ радиостанции. Издательство ВАС. 1996 г. УДК.621.396.7], выполняющих аналогичные функции. Недостатками этих радиостанций являются:
отсутствие защиты речевой информации от прямого перехвата;
невозможность передачи цифровой информации от ПК и дистанционного управления режимами и видами работы;
невозможность автоматизированного ввода радиоданных (РД), под которым понимаются значения рабочих частот.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является радиостанция по свидетельству на полезную модель №27764 Н 04 В 7/00, опубл. 10.02.2003 г., принятая за прототип.
На фиг.1 приведена структурная схема прототипа, где обозначено:
1 - управляющий микропроцессор;
2 - синтезатор частот (СЧ);
3 - первый коммутатор информации передающего тракта;
4 - передатчик;
5 - приемник;
6 - антенный коммутатор;
7 - антенна;
8 - антенно-согласующее устройство (АСУ);
9 - преобразователь формата слов (ПФС) передающего тракта;
10 - преобразователь формата слов (ПФС) приемного тракта;
11 - фотоприемник;
12 - депакетатор команд и данных (КД);
13 - пакетатор команд и данных (КД);
14 - фотопередатчик;
15 - дельта-кодер;
16 - преобразователь скорости цифровой информации (ПСЦИ) передающего тракта;
17 - преобразователь скорости цифровой информации (ПСЦИ) приемного тракта;
18 - дельта-декодер;
19 - сумматор по «модулю 2» приемного тракта;
20 - генератор ПСП передающего тракта;
21 - сумматор по «модулю 2» передающего тракта;
22 - генератор ПСП приемного тракта;
23 - кодер сигналов синхронизации (КДСС);
24 - декодер сигналов синхронизации (ДКСС).
Устройство-прототип содержит в передающем тракте последовательно соединенные фотоприемник 11, ПФС передающего тракта 9, депакетатор КД12 и ПСЦИ передающего тракта 16, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора информации передающего тракта 3, выход ПФС передающего тракта 9 соединен с входом управляющего микропроцессора 1, кроме того, последовательно соединенные генератор ПСП передающего тракта 20 и КДСС23, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора информации передающего тракта 3, последовательно соединенные дельта-кодер 15 и сумматор по модулю два 21, второй вход которого соединен с выходом генератора ПСП передающего тракта 20, а выход - со вторым входом первого коммутатора информации передающего тракта 3, при этом сигнал от источника речевой информации
(ИстРИ) поступает на вход дельта-кодера 15, от источника цифровой информации (ИстЦИ) на первый вход ПСЦИ16, от источника радиоданных (ИстРД) на вход фотоприемника 11, от источника команд и данных (ИстКД) на первый вход ПФС передающего тракта. 9, управляющий вход ПСЦИ16 управляет выбором информации от ИстЦИ или ИстКД, а управляющий вход первого коммутатора информации передающего тракта 3 управляет выбором информации от ППЦИ16, сумматора по модулю два 21 или КДСС23. Выход первого коммутатора информации передающего тракта 3 соединен с первым входом передатчика 4, выход которого соединен с первым входом антенного коммутатора 6, двунаправленный вход-выход которого соединен с двунаправленным входом-выходом (АСУ)8, вход-выход которого двунаправленной шиной соединен с антенной 7, управляющий вход антенного коммутатора 6 управляет подключением входа-выхода АСУ к выходу передатчика или входу приемника.
В приемном тракте устройство-прототип содержит последовательно соединенные ПСЦИ17, пакетатор КД13, ПФС10, фотопередатчик 14, причем второй вход ПФС приемного тракта соединен со вторым выходом управляющего микропроцессора 1. Последовательно соединенные декодер сигналов синхронизации (ДКСС)24, генератор ПСП22, сумматор по модулю два 19, дельта-декодер 18. Второй вход сумматора по модулю два 19 соединен с выходом приемника 5, а также со входами ПСЦИ приемного тракта 17 и ДКСС24. При этом сигнал с выхода дельта-декодера 18 поступает к приемнику речевой информации (ПрРИ), с выхода ПСЦИ17 - к приемнику цифровой информации (ПрЦИ), с выхода фотопередатчика 14 - к приемнику радиоданных (ПрРД), с выхода ПФС10 - к приемнику команд и данных (ПрКД).
Первый выход управляющего микропроцессора 1 соединен с входом синтезатора частот (СЧ)2, со вторыми входами передатчика 4 и приемника 5, а выход СЧ2 соединен с третьими входами приемника 4 и передатчика 5.
В понятие РД в предлагаемой PC кроме значений частот входят также ключи криптографической защиты информации (КЗИ).
Устройство-прототип работает следующим образом.
В режим передачи PC переходит по сигналу «Запрос передачи» от одного из источников информации - ИстРИ, ИстРИ, ИстКД. По запросу передачи от ИстРИ (манипулятар прием\передача на гарнитуре оператора) речевой сигнал, имеющий аналоговую форму, с помощью ДКД15 преобразуется в цифровую последовательность со скоростью 16 кбит/с, поступает на сумматор по модулю два 21. На второй вход сумматора 21 поступает цифровая последовательность со скоростью 16 кбит/с, сформированная генератором ПСП передающего тракта 20 и выполняющая защитную роль. ПСП от генератора 20 поступает также на КДСС 23, в котором с определенной периодичностью формируются сигналы для синхронизации генератора ПСП22 в приемном тракте. Защищенная информация с выхода сумматора по модулю два 21 поступает на первый коммутатор информации передающего тракта 3, в котором по команде управляющего входа осуществляется подмена отрезка речи кодограммой КДСС.
По запросу передачи от ИстЦИ цифровой сигнал поступает вначале на первый вход ПСЦИ передающего тракта 16, с выхода которого сигнал с единой скоростью поступает на второй вход первого коммутатора информации передающего тракта 3.
По запросу передачи от ИстКД цифровой сигнал, соответствующий стандарту стыка RS-232C, поступает в ПФС передающего тракта 9, затем в депакетатор КД12, ПСЦИ16 и далее на первый коммутатор информации передающего тракта 3.
С выхода первого коммутатора информации передающего тракта 3 сигнал любого из источников информации, приведенный к единой форме, поступает на вход передатчика 4, с выхода которого радиосигнал через антенный коммутатор 6, который при наличии сигнала запроса передачи от
любого из источников информации подключается к АСУ8, антенне 7 и излучается в эфир.
В режиме приема в PC осуществляются процедуры обратного преобразования высокочастотного сигнала, принятого антенной 7, который через АСУ8 и антенный коммутатор 6, поступает на вход приемника 5, выход которого подключен одновременно к ДКСС24, сумматору по модулю два приемного тракта 19 и входу ПСЦИ приемного тракта 17. ДКСС приемного тракта 24 в принятой и оцифрованной смеси шума и речи определяет наличие синхросигналов детерминированной структуры, и под их воздействием изменяют фазу работы генератора ПСП22 в сторону ее полного совпадения с ПСП передающего тракта. Выход генератора ПСП приемного тракта 22 подключен к первому входу сумматора по модулю два приемного тракта 19. В результате сложения защита информации снимается и на выходе сумматора по модулю два выделяется речевая информация в цифровой форме, из которой в дельта-декодере 18 формируется речевая информация в аналоговой форме с полосой частот 300-3400 Гц, которая подается к ПрРИ (гарнитура оператора). Одновременно с выхода ПСЦИ17 сигнал поступает на ПрЦИ и пакетатор КД13 стыка RS-232C, откуда через ПФС приемного тракта 10 подается в ПрКД.
При отсутствии запроса передачи от ИстКД, поступающий по стыку RS-232C сигнал трактуется в PC как команда дистанционного управления (ДУ) и с выхода ПФС9 направляется в управляющий микропроцессор 1, где исполняется. В режиме загрузки РД сигнал, сформированный в ИстРД, по оптическому интерфейсу поступает в фотоприемник 11, затем в ПФС9 и управляющий микропроцессор 1, который обеспечивает размещение РД в памяти.
При отсутствии в принятом радиосигнале признаков служебных сигналов, ответные команды управляющего процессора 1 формируются в ПФС приемного тракта 10 и направляются к ПрКД. Кроме того, в режиме
загрузки РД, сигнал управляющего процессора 1 через ПФС приемного тракта 10 и фотопередатчик 14 поступает в ПрРД.
Недостатками устройства-прототипа является необходимость применения нескольких разъемов для подключения к радиостанции различных источников цифровой информации, что неизбежно влечет увеличение габаритов портативных радиостанций и усложняет технологию их производства.
Для устранения указанных недостатков в радиостанцию, содержащую в передающем тракте фотоприемник, вход которого предназначен для подключения к внешнему источнику сигнала радиоданных, последовательно соединенные преобразователь формата слов (ПФС) передающего тракта, депакетатор команд и данных (КД), преобразователь скоростей цифровой информации (ПСЦИ) передающего тракта, первый коммутатор информации передающего тракта и передатчик, при этом, выход ПФС передающего тракта соединен с входом управляющего микропроцессора, первый выход которого соединен с входом синтезатора частот (СЧ) и вторыми входами передатчика и приемника, причем выход СЧ соединен с третьими входами передатчика и приемника, выходы которых соединены с соответствующими входами антенного коммутатора, выход которого двунаправленной шиной соединен с входом-выходом антенного согласующего устройства, вход-выход которого двунаправленной шиной соединен с антенной, кроме того, последовательно соединенные генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) и кодер сигналов синхронизации (КДСС), выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора информации передающего тракта, второй вход которого соединен с выходом генератора ПСП передающего тракта, а первый вход сумматора по модулю два соединен с выходом дельта-кодера, в приемном тракте - последовательно соединенные декодер сигналов синхронизации (ДКСС), генератор ПСП приемного тракта, сумматор по модулю два приемного тракта и дельта-декодер, последовательно соединенные ПСЦИ приемного тракта, пакетатор КД и
ПФС приемного тракта, причем второй выход управляющего микропроцессора соединен со вторым входом ПФС приемного тракта, выход приемника также соединен с входами ДКСС и ПСЦИ приемного тракта, и вторым входом сумматора по модулю два, а также фотопередатчик, при этом третьи входы первого коммутатора информации передающего тракта, ПСЦИ передающего тракта, а также антенного коммутатора являются управляющими, согласно полезной модели, введены второй коммутатор информации передающего тракта и коммутатор информации приемного тракта, выход которого соединен с входом фотопередатчика, первый вход - с выходом ПФС приемного тракта, второй вход - с выходом ПСЦИ приемного тракта, а третий вход является управляющим, первый выход второго коммутатора информации передающего тракта соединен с входом ПФС передающего тракта, второй выход - со вторым входом ПСЦИ передающего тракта, первый вход - с выходом фотоприемника, а второй вход является управляющим.
Структурная схема предлагаемой радиостанции приведена на фиг.2, где сохранены обозначения узлов, совпадающих с прототипом, и дополнительно обозначены:
25 - второй коммутатор информации передающего тракта;
26 - коммутатор информации приемного тракта.
Предлагаемая радиостанция содержит в передающем тракте последовательно соединенные фотоприемник 11, второй коммутатор информации передающего тракта 25, ПФС передающего тракта 9, депакетатор КД12, ПСЦИ передающего тракта 16, первый коммутатор информации передающего тракта 3 и передатчик 4, при этом выход ПФС передающего тракта 9 соединен с входом управляющего процессора 1, первый выход которого соединен с входом СЧ2 и вторыми входами передатчика 4 и приемника 5, причем выход СЧ2 соединен с третьими входами передатчика 4 и приемника 5, выходы которых соединены с соответствующими входами антенного коммутатора 6, выход которого
двунаправленной шиной соединен с входом-выходом АСУ8, выход-вход которого двунаправленной шиной соединен с антенной 7. Второй выход второго коммутатора информации передающего тракта 25 соединен со вторым входом ПСЦИ передающего тракта 16, кроме того, последовательно соединенные генератор ПСП передающего тракта 20 и КДСС23, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора информации передающего тракта 3, второй вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два передающего тракта 21, второй вход которого соединен с выходом генератора ПСП передающего тракта 20, а первый вход сумматора по модулю два передающего тракта 21 - с выходом дельта-кодера 15, при этом третьи входы первого коммутатора информации передающего тракта 3, ПСЦИ передающего тракта 16, антенного коммутатора 6, а также второй вход второго коммутатора информации передающего тракта 25 являются управляющими В приемном тракте - последовательно соединенные ДКСС24, генератор ПСП приемного тракта 22, сумматор по модулю два приемного тракта 19 и дельта-декодер 18, последовательно соединенные ПСЦИ приемного тракта 17, пакетатор КД13, ПФС приемного тракта 10, коммутатор информации приемного тракта 26 и фотопередатчик 14, причем второй выход управляющего микропроцессора 1 соединен со вторым входом ПФС приемного тракта 10, выход приемника 5 также соединен с входами ДКСС24 и ПСЦИ17 приемного тракта, и вторым входом сумматора по модулю два приемного тракта 19, выход ПСЦИ приемного тракта 17 соединен со вторым входом коммутатора информации приемного тракта 26, третий вход которого является управляющим.
Предлагаемая радиостанция работает следующим образом. В радиостанции предусмотрены два режима работы, «Запись» и «Работа», переключение которых осуществляется механическим переключателем, например тумблером, на пульте управления радиостанцией. В режиме «Запись» производится подготовка радиостанции к работе -записываются необходимые радиоданные в память радиостанции,
поступающие через фотоприемник 11, второй коммутатор информации передающего тракта 25 и ПФС передающего тракта 9 в управляющий микропроцессор 1, который после записи радиоданных в память выдает сигнал об исполнении через ПФС приемного тракта 10, коммутатор информации приемного тракта 26 и фотопередатчик 14 на Пр.КД. Радиоданные, записанные в память радиостанции в этом режиме возможно копировать на другие радиостанции. Выдача радиоданных, записанных в память, осуществляется фотопередатчиком 14 при нажатии манипулятора прием\передача на пульте управления.
В режиме «Работа» команды управления, которые подаются на управляющие входы элементов схемы PC, вырабатываются управляющим микропроцессором 1 в соответствии с кодограммой, поступающей в составе сигнала цифровой информации на фотоприемник 11. До получения команды управления с фотоприемника 11 второй коммутатор информации тракта передачи 25 подключен через ПФС тракта передачи 9 к управляющему микропроцессору 1, на время получения пакета цифровой информации от ПК (Ист.КД или Ист.ЦИ) второй коммутатор информации передающего тракта 25 подключен к ПСЦИ передающего тракта 16.
Управление работой коммутатора информации тракта приема 26 осуществляется микропроцессором 1 по командам, поступающим с сигналом из антенны.
Таким образом, обеспечение работы радиостанции через один оптический интерфейс (фотопередатчик, фотоприемник) с различными видами цифровой информации позволяет организовать запись и копирование радиоданных, прием и передачу команд и цифровой информации от ПК через один порт без проводных соединений и дополнительных разъемов на радиостанции, что улучшает технологичность производства и расширяет эксплуатационные возможности радиостанции. Способность оптических приемников и передатчиков принимать и передавать сигналы в широком угловом секторе позволяет обеспечивать дистанционное адресное
управление и передачу данных и цифровой информации по радиоканалу от одного ПК через несколько радиостанций одновременно, производить копирование радиоданных из одной радиостанции в несколько других, в результате чего расширяются возможности при организации радиосетей и сокращается время подготовки группы радиостанций, предназначенных для работы в одной сети. Эти характеристики существенны для малогабаритных и портативных радиостанций, используемых для эксплуатации в сложных условиях.