СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КВ-УКВ РАДИОСТАНЦИЙ
HF-VHF RADIO STATIONS TEST BENCH

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к системам радиосвязи, и может быть использовано для испытания радиостанций коротковолнового (KB) и ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов волн.
Известны устройства радиосвязи различного диапазона волн (ДВ, KB и УКВ), которые находят все более широкое применение для обеспечения радиосвязи в интересах различных министерств и ведомств. При этом для обеспечения качественной радиосвязи с использованием указанных средств проводятся испытания путем проверки их тактико-технических характеристик на соответствие заданным требованиям.
Проверку тактико-технических характеристик КВ-УКВ радиостанций обычно проводят в процессе предварительных (заводских) и государственных испытаний, при этом используются лабораторные измерительные приборы, позволяющие измерять отдельные параметры радиостанций. Однако они не дают интегральной оценки качества KB или УКВ радиосвязи с учетом среды распространения радиоволн. Организация подобных испытаний требует значительных материальных и финансовых затрат. При получении отрицательных результатов осуществляется доработка радиостанций и затем проводятся повторные испытания указанных радиосредств, на что затрачиваются дополнительно материальные и финансовые средства.
Особенно остро стоит вопрос испытания KB радиосредств, поскольку характеристики образуемых ими каналов по причине резкого изменения параметров распространения радиоволн этого диапазона непостоянны.
При наличии стендов, подобных предлагаемому, проверку технических характеристик разработанных KB и УКВ радиостанций на соответствие заданным требованиям осуществляют с их помощью, что способствует исключению повторных испытаний и соответственно приводит к уменьшению затрат.
Целью изобретения является сокращение времени разработки радиостанций за счет обеспечения интегральной оценки качества характеристик измеряемых каналов KB и УКВ радиостанций в условиях резкого изменения параметров среды распространения радиоволн.
Поставленная цель достигается тем, что стенд для испытания КВ-УКВ радиостанций состоит из датчика кода Морзе, включающего в себя последовательно соединенные клавиатуру, электронный блок и головные телефоны, блока оценки качества телефонного радиоканала, включающего в себя датчик телефонного тест-сигнала, приемник телефонного тест-сигнала и счетчик числа ошибок в канале связи, телеграфного датчика, включающего в себя устройство формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала, наборное устройство передающей комбинации телеграфного сигнала и устройство обработки, анализа и отображения принятой комбинации телеграфного сигнала, коммутатора низкочастотных (НЧ) каналов, радиомодема, приемного испытательного радиотракта, включающего в себя первую и вторую приемные антенны, первый высокочастотный (ВЧ) коммутатор, аттенюатор, блок разделения сигналов, радиоприемник испытуемого канала (ИК), радиоприемник опорного канала (ОК) одиночного приема и радиоприемник ОК сдвоенного приема, передающего испытательного радиотракта, включающего в себя радиопередатчик ИК, радиопередатчик ОК, второй ВЧ коммутатор, передающую коротковолновую (KB) антенну и передающую ультракоротковолновую (УКВ) антенну, при этом вход-выход электронного блока датчика кода Морзе соединен с первым входом-выходом коммутатора НЧ каналов, выход датчика телефонного тест-сигнала по стыку C1-И соединен с первым входом коммутатора НЧ каналов, первый выход которого соединен со входом приемника телефонного тест-сигнала, выход которого соединен со входом счетчика числа ошибок в канале радиосвязи, аналоговый вход-выход радиомодема соединен со вторым входом-выходом коммутатора НЧ каналов, третий вход-выход которого соединен с дискретным входом-выходом радиомодема, четвертый вход-выход коммутатора НЧ каналов по стыку С1-ТГ соединен с входом-выходом устройства формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала телеграфного датчика, вход которого по стыку С1-ТГ соединен с выходом наборного устройства передающей комбинации телеграфного сигнала, а вход устройства обработки, анализа и отображения принятой комбинации телеграфного сигнала по стыку С1-ТГ соединен с выходом устройства формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала, первый выход радиоприемника ИК по стыку С1-И соединен со вторым входом коммутатора НЧ каналов, третий вход которого по стыку С1-ТГ соединен со вторым выходом радиоприемника ИК, первый выход радиоприемника ОК одиночного приема по стыку С1-ТГ соединен с четвертым входом коммутатора НЧ каналов, вход радиомодема по стыку С1-ТЧ соединен со вторым выходом радиоприемника ОК одиночного приема, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам радиоприемника ОК сдвоенного приема, выходы первой и второй приемных антенн подключены соответственно к первому и второму высокочастотным входам первого ВЧ коммутатора, первый и второй высокочастотные выходы которого подключены ко входам соответственно аттенюатора и радиоприемника ОК сдвоенного приема, выход аттенюатора соединен со входом блока разделения сигналов, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входу радиоприемника ИК и к третьему входу радиоприемника ОК одиночного приема, второй выход коммутатора НЧ каналов по стыку С1-ТГ соединен с первым входом радиопередатчика ИК, второй вход которого по стыку С1-ТЧ соединен с третьим выходом коммутатора НЧ каналов, четвертый выход которого по стыку С1-ТГ соединен с первым входом радиопередатчика ОК, выходы радиопередатчика ИК и радиопередатчика ОК подключены соответственно к первому и второму входам второго ВЧ коммутатора, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно передающей KB антенны и передающей УКВ антенны.
Сопоставительный анализ с имеющимися техническими решениями показал, что в предлагаемом стенде для испытания КВ-УКВ радиостанций получена новая совокупность элементов, которая в патентной и технической литературе на момент подачи заявки на изобретение неизвестна.
Таким образом, заявляемый стенд для испытания КВ-УКВ радиостанций соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что полученная совокупность способствует проявлению новых свойств устройства, приводит к сокращению времени проведения разработки радиостанций и повышению качества характеристик измеряемых каналов KB и УКВ радиостанций в условиях резкого изменения параметров среды распространения радиоволн, обеспечению возможности выбора лучших характеристик и разработки на их основе перспективных радиостанций, отвечающих современным требованиям. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Данное решение существенно отличается от известных решений в данной области техники, явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень. Кроме того, оно промышленно применимо, что подтверждено разработкой документации на данное устройство, изготовлением стенда и проведением его испытаний.
На чертеже приведена структурная электрическая схема стенда для испытания КВ-УКВ радиостанций.
Стенд для испытаний КВ-УКВ радиостанций состоит из датчика 1 кода Морзе, включающего в себя клавиатуру 2, электронный блок 3 и головные телефоны 4, блока 5 оценки качества телефонного радиоканала, включающего в себя датчик 6 телефонного тест-сигнала, приемник 7 телефонного тест-сигнала и счетчик числа ошибок в канале радиосвязи, телеграфного датчика 9, включающего в себя устройство 10 формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала, наборное устройство 11 передающей комбинации телеграфного сигнала и устройство 12 обработки, анализа и отображения принятой комбинации телеграфного сигнала; коммутатора 13 НЧ каналов, радиомодема 14, приемного испытательного радиотракта 15, включающего в себя первую 16 и вторую 17 приемную антенны, первый ВЧ коммутатор 18, аттенюатор 19, блок 20 разделения сигналов, радиоприемник 21 ИК, радиоприемник 22 ОК одиночного приема и радиоприемник 23 ОК сдвоенного приема, передающего испытательного радиотракта 24, включающего в себя радиопередатчик 25 ИК, радиопередатчик 26 ОК, второй ВЧ коммутатор 27, передающую KB антенну 28 и передающую УКВ антенну 29.
Выход клавиатуры 2 датчика 1 кода Морзе соединен со входом электронного блока 3, выход которого соединен со входом головных телефонов 4. Вход-выход электронного блока 3 соединен с первым входом-выходом коммутатора 13 НЧ каналов. Выход датчика 6 телефонного тест-сигнала блока 5 оценки качества телефонного радиоканала по стыку C1-И, выполненному в соответствии с ГОСТ 27832-87, соединен с первым входом коммутатора 13 НЧ каналов, первый выход которого соединен со входом приемника 7 телефонного тест-сигнала, выход которого соединен со входом счетчика 8 числа ошибок в канале связи.
Второй вход-выход коммутатора 13 НЧ каналов по стыку С1-ТГ соединен с входом-выходом устройства 10 формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала телеграфного датчика 9, вход которого по стыку С1-ТГ соединен с выходом наборного устройства 11 передающей комбинации, а вход устройства 12 обработки, анализа и отображения принятой комбинации по стыку С1-ТГ соединен с выходом устройства 10 формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала.
Аналоговый вход-выход радиомодема 14 соединен с третьим входом-выходом коммутатора 13 НЧ каналов, четвертый вход-выход которого соединен с дискретным входом-выходом радиомодема 14.
Высокочастотные выходы первой 16 и второй 17 приемных антенн приемного испытательного радиотракта 15 подключены соответственно к первому и второму высокочастотным входам первого ВЧ коммутатора 18, первый и второй высокочастотные выходы которого подключены ко входам соответственно аттенюатора 19 и радиоприемника 23 ОК сдвоенного приема. Выход аттенюатора 19 соединен со входом блока 20 разделения сигналов, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно радиоприемника 21 ИК и радиоприемника 22 ОК одиночного приема. Первый выход радиоприемника 21 ИК по стыку C1-И соединен со вторым входом коммутатора 13 НЧ каналов, третий вход которого по стыку С1-ТГ соединен со вторым выходом радиоприемника 21 ИК.
Первый выход радиоприемника 22 ОК одиночного приема по стыку С1-ТГ соединен с четвертым входом коммутатора 13 НЧ каналов, вход радиомодема 14 по стыку С1-ТЧ соединен со вторым выходом радиоприемника 22 ОК одиночного приема, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам радиоприемника 23 ОК сдвоенного приема.
Второй выход коммутатора 13 НЧ каналов по стыку С1-ТГ соединен с первым входом радиопередатчика 25 ИК передающего испытательного радиотракта 24, второй вход которого по стыку С1-ТЧ соединен с третьим выходом коммутатора 13 НЧ каналов, четвертый выход которого по стыку С1-ТГ соединен с первым входом радиопередатчика 26 ОК. Выходы радиопередатчика 25 ИК и радиопередатчика 26 ОК подключены соответственно к первому и второму входам второго ВЧ коммутатора 27, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно передающей KB антенны 28 и передающей УКВ антенны 29.
Датчик 1 кода Морзе в составе клавиатуры 2, электронного блока 3 и головных телефонов 4 предназначен для формирования, передачи и приема кодограмм при организации слуховой радиосвязи по KB радиоканалам.
Датчик 1 обеспечивает передачу буквенного и цифрового текстов кодом Морзе со скоростью передачи информации от 10 до 40 групп/мин, равномерность передаваемых тире, точек и интервалов между ними в пределах знака и тональный контроль передаваемых знаков с помощью головных телефонов 4.
Блок 5 оценки качества телефонного радиоканала в составе датчика 6 и приемника 7 телефонного тест-сигнала и счетчика 8 числа ошибок в канале связи предназначен для формирования телефонного тест-сигнала, обмена информацией по испытуемым каналам KB и УКВ радиостанций и подсчета числа ошибок в канале связи со световой индикацией результата оценки качества.
В качестве блока 5 может быть использована серийно выпускаемая аппаратура типа АТ-3029. Она предназначена для подсчета ошибок при передаче дискретной информации по каналам связи и для использования в качестве имитатора двоичного симметричного канала. Аппаратура АТ-3029 обеспечивает:
4
9
15
передачу и прием «точки», «нули», «единицы», рекуренты последовательностей двоичных символов максимальной емкостью 2 - 1, 2 - 1, 2 - 1 бит;
передачу и прием тестовых сигналов со скоростями 100, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 16000, 32000, 48000 бит/с;
3
4
5
6
7
подсчет количества искаженных символов в тестовом сигнале при помощи встроенного счетчика за сеансы измерения длительностью 10, 10, 10, 10, 10 тактов и индикацию их на цифровых индикаторах;
подсчет количества сеансов измерения.
Телеграфный датчик 9 в составе устройства 10 формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала, наборного устройства 11 передающей комбинации и устройства 12 обработки, анализа и отображения принятой комбинации предназначен для проведения испытания радиоканалов при организации буквопечатающей телеграфной связи путем передачи, приема и анализа принятой телеграфной информации по KB радиоканалу. Он обеспечивает передачу одного потока телеграфной информации со скоростями 50, 100, 150, 200, 300, 500, 600, 1000, 1200, 2400, 4800, 9600 бит/с, выдачу в радиоканал по стыку С1-ТГ и прием из радиоканала комбинаций и сигналов «отжатие», «нажатие», «точки» и различных рекурент (от 7 до 511 символов).
Коммутатор 13 НЧ каналов предназначен для подключения и коммутации низкочастотных цепей, а также для коммутации сигналов низкой частоты в зависимости от видов и режимов работы, поступающих от оконечных устройств, передающего и приемных трактов, сопряжения уровней сигналов различных устройств.
Коммутатор НЧ каналов обеспечивает подключение всех низкочастотных цепей от всех элементов стенда и их коммутацию при переключениях режимов работы стенда с испытуемого на опорный канал и обратно, а также обеспечивает осциллографический контроль всех цепей.
Радиомодем 14 предназначен для преобразования аналоговых сигналов, поступающих от оконечных приборов, в сигналы тональной частоты диапазона 0,3-3,4 кГц, передачи и приема их по радиоканалу KB радиостанции.
Радиомодем 14 предназначен для передачи двоичной информации по KB радиоканалу. Он обеспечивает передачу одного потока дискретной информации со скоростями 1200, 2400 бит/с, либо двух асинхронных потоков со скоростью 1200 бит/с каждый при сопряжении по стыку C1-И, обмен служебными формализованными командами между операторами, обслуживающими устройство, работу в полосе канала ТЧ от 300 до 3400 Гц, выдачу канала по симметричной соединительной линии с сопротивлением 600±100 Ом и максимальным затуханием не превышающим 15 дБ, работу в режимах одиночного и сдвоенного приема по каналам пространственного или частотного разнесенного приема, применение исправляющего кодирования по методу Вагнера при скоростях 1200 и 2400 бит/с.
Первая приемная антенна 16 приемного испытательного радиотракта 15 предназначена для приема радиосигналов в диапазоне волн от 1,5 до 30 МГц. Она представляет собой антенну типа вертикальный наклонный диполь и содержит два луча длиной по 20 метров каждый. Лучи антенны выполнены из медного многожильного антенного канатика, сечением 7 мм. Антенна подвешена на телескопической мачте на высоте 9 метров.
Вторая приемная антенна 17 представляет собой штыревую антенну типа АШ-4 (антенна штыревая четырехметровая), размещаемую на телескопической мачте высотой 12 метров. Она предназначена для приема радиосигналов в диапазоне волн от 1,5 до 80 МГц по радиолинии с увеличенной дальностью связи в режиме сдвоенного приема.
Первый ВЧ коммутатор 18 предназначен для коммутации первой 16 и второй 17 приемных антенн на вход аттенюатора 19 и выдачи ВЧ сигналов на вход радиоприемника 23 ОК сдвоенного приема. Он выполнен в экранированном корпусе с использованием коаксиальных кабелей и ВЧ переключателей.
Аттенюатор 19 предназначен для внесения дополнительного (до 60 дБ) затухания в приемный тракт с целью искусственного ухудшения качества приема в процессе проводимых испытаний радиотрактов.
Блок 20 разделения сигналов предназначен для подключения выхода первой 16 или второй 17 антенн на входы двух радиоприемников: радиоприемника 21 ИК или радиоприемника 22 ОК.
Общие принципы построения радиоприемных устройств, используемых в предлагаемом стенде для испытания КВ-УКВ радиостанций, изложены в ряде известных источников [1, 2].
Радиоприемник 21 ИК представляет собой радиоприемное устройство, построенное на основе цифровой обработки сигналов и использования управляющих процессоров. Он может содержать антенный коммутатор, фильтр основной селекции, главный тракт радиоприемника в составе четырех приемных трактов, блок опорного генератора, блок векторных отсчетов, блок программных интерфейсов и блок управления.
Радиоприемник 21 ИК обеспечивает четырехканальный прием по каждому из четырех антенных входов (при наличии четырех антенн соответственно), организацию от одного до четырех приемных радиоканалов в режиме совместимости с радиоприемными устройствами старого парка, пространственный разнесенный прием с автоматической компенсацией помех, цифровую обработку сигналов и демодуляцию, формирование сигналов для оконечной аппаратуры (оконечных устройств) телефонной и телеграфной связи, а также возможность трансляции четырех информационных потоков канального уровня по стыку 100 Base-TX.
Радиоприемник 22 ОК одиночного приема содержит блок входных цепей, преселектор, главный тракт приемника, синтезатор частот, демодулятор телефонных сигналов, демодулятор телеграфных сигналов, первый блок выходных цепей и второй блок выходных цепей.
Радиоприемник 23 ОК сдвоенного приема содержит блок входных цепей, преселектор, главный тракт приемника, синтезатор частот, демодулятор телеграфных сигналов и демодулятор телефонных сигналов.
В качестве радиоприемников 22 и 23 может быть использовано автоматизированное радиоприемное устройство типа Р-170П, которое содержит главный тракт приема, тракт обработки телефонных и телеграфных сигналов, систему синтеза частот и систему управления и контроля. Тракт обработки телефонных и телеграфных сигналов включает в себя демодулятор телефонных сигналов, демодулятор телеграфных сигналов и демодулятор цифровых каналов [3].
Радиоприемное устройство Р-170П предназначено для приема сигналов в ДВ, KB и УКВ диапазонах частот при работе в составе аналогичных радиосредств и на магистральных радиолиниях. Антенный вход приемника предназначен для работы с антеннами, заканчивающимися коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом или в KB диапазоне симметричным кабелем с волновым сопротивлением 200 Ом.
РПУ содержит следующие основные системы: главный тракт приема, тракт обработки телефонных и телеграфных сигналов, систему синтеза частот и систему управления и контроля.
В главном тракте приема сигнал с выхода элемента защиты поступает на вход преселектора, предназначенного для обеспечения требуемой селективности РПУ по зеркальному каналу, по первой промежуточной частоте и по побочным каналам приема.
Преобразование частоты осуществляется на двух смесителях. На первом смесителе производится преобразование сигналов в первую промежуточную частоту, а на втором смесителе первые промежуточные частоты преобразуются с помощью вторых гетеродинов во вторые ПЧ. На оконечные устройства принятая информация выдается с выходов демодуляторов.
Каждый из радиопередатчиков 25 ИК и 26 ОК передающего испытательного тракта 24 состоит из модулятора, возбудителей и усилителя мощности. В модуляторе осуществляется модуляция с помощью низкочастотных сигналов, поступающих от оконечных устройств стенда: датчика 1 кода Морзе, блока 5 оценки качества телефонного радиоканала и телеграфного датчика 9.
Сигнал с выхода модулятора после селекции и коррекции искажений поступает на возбудители. В возбудителе с помощью кварцевого генератора и умножителя образуется заданная частота с требуемым уровнем сигнала. В усилителе мощности осуществляется усиление сигналов в широком диапазоне частот, включая заданные частоты KB и УКВ диапазона волн.
Усилитель мощности представляет собой широкополосный усилитель мощности, выполненный в виде нескольких каскадов усиления, охваченных обратной связью, обеспечивающий возможность регулирования режимов выходной мощности (полную и малую мощность, режим настройки). Он обеспечивает формирование высокочастотных колебаний (KB и УКВ диапазона волн) и усиление их до необходимого уровня в режиме передачи, последующую передачу радиосигналов в антенны 28 и 29 для излучения их в эфир.
В предлагаемом стенде предусмотрена работа радиопередатчиков с выходной мощностью 1 кВт. При этом в радиопередатчиках 25 и 26 предусмотрена возможность регулировки выходной мощности и работу с использованием четырех градаций выходной мощности (25, 50, 75 и 100%), которые используются при проведении испытаний радиосредств на различные дальности связи.
Радиопередатчик 25 ИК представляет собой радиопередающее устройство, построенное на основе цифрового формирования сигналов и использования управляющих процессоров. Он обеспечивает передачу информации потребителю в цифровом виде, организацию от одного до четырех передающих радиоканалов, работу с оконечной аппаратурой (оконечными устройствами) телефонной и телеграфной связи с приемом от нее информации в цифровом виде и последующим формированием сигнала для усилителя мощности различного класса излучений, основными из которых являются: слуховая амплитудная телеграфия, автоматическая двухканальная частотная телеграфия со скоростями 150, 300 и 500 бит/с, автоматическая относительная фазоразностная телеграфия со скоростями 50, 100, 300 и 500 бит/с, слуховая однополосная телефония и двухполосная телефония с двумя полосами частот 300-3400 Гц, слуховая частотная телефония с основной несущей частотой и полосой выходного сигнала от 300 до 3400 Гц и девиацией частоты 5,6 кГц.
В качестве радиопередатчика 26 ОК могут быть использованы радиопередающие устройства типа Р-161МБ-1 и Р-167М.
Радиопередающее устройство Р-161 МБ-1 KB диапазона предназначено для работы на стационарных радиоцентрах в диапазоне частот 1,5-30 МГц на радиолиниях отраженной волной до 2000 км и земной волной до 70 км. Это устройство обеспечивает передачу информации со следующими классами излучений: слуховая амплитудная телеграфия и автоматическая одноканальная частотная телеграфия со скоростями 50, 75, 100, 150, 300 и 500 бит/с, однополосная и двухполосная телефония [4].
Радиопередающее устройство Р-167М предназначено для работы в УКВ диапазоне на радиолиниях земной волной до 150 км и радиолиниях метеорной связи до 1000 км. Это устройство обеспечивает передачу информации с классами излучений: слуховая амплитудная телеграфия, автоматическая одно- и двухканальная частотная телеграфия со скоростями 50, 75, 100, 150, 300 и 500 бит/с, однополосная и двухполосная телефония [5].
Второй ВЧ коммутатор 27 предназначен для коммутации сигналов с выходов радиопередатчика 25 ИК и радиопередатчика 26 ОК на входы соответственно передающей KB антенны 28 и передающей УКВ антенны 29. Он выполнен в экранированном корпусе с использованием коаксиальных кабелей и ВЧ переключателей. Переключение выходных цепей передатчиков осуществляется вручную с помощью поворотного рычага.
Передающая KB антенна 28 представляет собой вертикальный наклонный диполь и содержит два луча длиной по 13 метров каждый. Лучи выполнены из медного многожильного антенного канатика, сечением 7 мм. Антенна подвешена на мачте высотой 9 м. Антенна предназначена для обеспечения поочередной работы радиопередатчиков 25 ИК и 26 ОК при передаче сообщений в процессе проведения испытаний.
В качестве передающей УКВ антенны 29 могут быть использованы штыревые антенны типа АШ-4 или АШ-10 (десятиметровая штыревая антенна), размещаемые на телескопической мачте различной высоты.
Предлагаемый стенд обеспечивает следующие виды работ при проведении испытаний KB и УКВ радиостанций:
1) слуховой телефон;
2) телефонную связь в цифровом режиме;
3) буквопечатающий телеграф.
При этом в стенде обеспечиваются следующие основные режимы работы радиостанций:
1) прием и передача при всех видах работы;
2) симплекс;
3) двухчастотный симплекс;
4) дуплекс при организации телефонной связи в цифровом режиме.
Предлагаемый стенд предназначен для проведения трассовых испытаний разрабатываемых и/или серийных средств KB и УКВ радиосвязи на KB радиотрассах протяженностью до 800 км пространственной волной и на УКВ радиотрассах протяженностью до 150 км земной волной либо на линиях УКВ метеорной радиосвязи протяженностью до 1000 км.
При этом стенд обеспечивает:
передачу, прием и регистрацию на датчике кода Морзе принимаемой информации слуховой радиотелеграфии (режим «слуховой телефон» или «слуховая радиотелеграфия»);
передачу, прием, регистрацию и анализ сообщений (теста) в телефонном режиме для различных классов излучения;
передачу, прием, регистрацию и анализ сообщений (теста) в телеграфном режиме для различных классов излучения в KB диапазоне частот от 1,5 до 30 МГц;
передачу, прием, регистрацию и анализ сообщений (теста) в тех же режимах работы и классах излучения в УКВ диапазоне от 20 до 80 МГц;
поочередное подключение к передающей и приемной антеннам радиоприемных и радиопередающих устройств испытуемого и опорного каналов;
поочередное подключение к входам возбудителей и выходам приемников испытуемого и опорного каналов имитаторов оконечной аппаратуры телефонной и телеграфной связи, а также аппаратуры слухового приема и передачи;
визуальный осциллографический контроль передаваемых и принимаемых сообщений (теста) в любой точке НЧ тракта;
сопряжение ТЧ стыков радиоприемных и радиопередающих устройств для работы цифровой аппаратуры со стыком C1-И с помощью радиомодема по однополосному каналу радиосвязи со скоростями передачи информации 1200/2400 бит/с;
коммутацию через ВЧ коммутатор одного из двух радиопередающих устройств (радиопередатчика 25 ИК или радиопередатчика 26 ОК) на передающие антенны KB и УКВ диапазона;
подключение через блок 20 разделения сигналов к первой приемной антенне одного из двух радиоприемников (радиоприемника 21 ИК или радиоприемника 22 ОК);
введение в тракт приема дополнительного затухания (до 60 дБ) с использованием аттенюатора 19.
Работа предлагаемого стенда основана на использовании сравнительного метода проведения испытаний, суть которого заключается в следующем.
Первоначально для всех обеспечиваемых видов и режимов работы с использованием набора исходных данных осуществляется передача информации по опорному каналу. Затем, не меняя условий испытания и используемого набора данных, производится передача информации по испытуемому каналу.
В процессе передачи информации осуществляется контроль напряжения и уровня сигналов в выбранных точках тракта прохождения информации с помощью внешнего осциллографа, встроенных измерительных приборов и производится оценка качества канала на приеме.
Оценка качества канала связи для режима работы «слуховой телефон» (слуховая радиотелеграфия) производится путем приема информации на слух с помощью головных телефонов 4 датчика 1 кода Морзе или с помощью микротелефонной гарнитуры, подключенной на выходе НЧ канала радиоприемных устройств (радиоприемников 21 ИК, 22 ОК одиночного приема или 23 ОК сдвоенного приема).
Качество канала при проверке телефонной связи в цифровом режиме работы оценивается путем анализа информации, принимаемой приемником 7 блока 5, и подсчета количества ошибок счетчиком 8. При этом подсчитывается число искаженных импульсов (символов), и результат отображается на цифровых индикаторах.
Основные принципы испытания КВ-УКВ радиостанций, с помощью которых организуются радиолинии с использованием предлагаемого стенда, заключаются в следующем.
Испытания проводятся с использованием сравнительного метода. При этом испытания каналов новой аппаратуры (новых радиостанций) проводятся совместно с «опорным каналом», в качестве которого используется существующая или модернизируемая аппаратура либо аппаратура, для которой имеется опыт эксплуатации.
Испытания проводятся на двух-трех мощностях для определения энергетических соотношений сравниваемых радиолиний.
Суть метода, многократно использовавшегося на практике, заключается в том, что вместо полной реализации аппаратуры всех сравниваемых вариантов производится передача минимально необходимого набора тестовых сигналов и регистрация выходных сигналов демодуляторов и устройств измерения уровней сигнала и помех, при этом параметры тестовых сигналов (способ и скорость манипуляции, длительность излучения, принципы выбора и смены рабочей частоты и т.д.) соответствуют параметрам исследуемых радиолиний. Зарегистрированная информация используется далее в качестве исходных данных для выбора требуемых характеристик функциональных узлов (преселектора и др.) для совершенствования разрабатываемых или модернизируемых KB и УКВ радиостанций.
Стенд предназначен для проверки работы испытуемого радиоканала и сравнения качества приема по этому каналу с качеством приема опорным каналом.
При этом в приемном тракте высокочастотный сигнал KB диапазона с выхода первой 16 или второй 17 приемных антенн по коаксиальному кабелю через высокочастотный разъем первого ВЧ коммутатора 18 стенда поступает в приемный испытательный радиотракт 15, где происходит его усиление, двойное преобразование частоты и детектирование, в результате которого получается низкочастотный (НЧ) сигнал. НЧ сигнал подается на соответствующие цепи коммутатора 13 НЧ каналов для подачи на различные виды оконечных устройств: датчик 1 кода Морзе, блок 5 оценки качества телефонного радиоканала и телеграфный датчик 9.
При организации радиоканала для обеспечения по нему передачи/приема информации в режиме «слуховой телефон» осуществляется по тракту, включающему вход-выход электронного блока 3 датчика 1 кода Морзе, коммутатор 13 НЧ каналов, приемный испытательный радиотракт 15 и передающий испытательный радиотракт 24.
При передаче сигнал с выхода клавиатуры 2 через электронный блок 3 датчика 1 кода Морзе поступает на вход коммутатора 13 НЧ каналов. На коммутаторе 13 НЧ каналов переключатель режима работы установлен в положение «СЛУХ».
С выхода коммутатора 13 НЧ каналов сигнал поступает на вход радиопередатчика 25 ИК, который осуществляет преобразование набранной на клавиатуре 2 кодограммы в высокочастотный (ВЧ) сигнал. ВЧ сигнал через второй ВЧ коммутатор 27 поступает на вход передающей KB антенны 28 и излучается ею в эфир.
Прием сигналов в режиме слуховой телефон (режим «слуховой телефон» или «слуховая радиотелеграфия») осуществляется по тракту, включающему: первую приемную антенну 16 (переключение антенн производится на первом ВЧ коммутаторе 18), первый ВЧ коммутатор 18, аттенюатор 19, блок 20 разделения сигналов, далее радиоприемник 21 ИК или радиоприемник 22 ОК одиночного приема, коммутатор 13 НЧ каналов, электронный блок 3 и головные телефоны 4 датчика 1 кода Морзе.
Организация радиоканала для обеспечения по нему передачи/приема информации в режиме цифровой телефонной связи осуществляется по тракту, включающему: блок 5 оценки качества телефонного радиоканала, коммутатор 13 НЧ каналов, радиомодем 14, приемный испытательный радиотракт 15 и передающий испытательный радиотракт 24.
При передаче сигнал с выхода датчика 6 телефонного тест-сигнала поступает на вход коммутатора 13 НЧ каналов. С выхода коммутатора 13 НЧ каналов сигнал поступает на вход радиопередатчика 25 ИК, который осуществляет преобразование набранного на датчике 6 телефонного тест-сигнала в высокочастотный сигнал. ВЧ сигнал через второй ВЧ коммутатор 27 поступает на вход передающей KB антенны 28 и излучается ею в эфир.
Прием из KB радиоканала телефонного тест-сигнала в режиме одиночного приема осуществляется по тракту, включающему: первую приемную антенну 16 (переключение антенн производится на первом ВЧ коммутаторе 18), первый ВЧ коммутатор 18, аттенюатор 19, блок 20 разделения сигналов, далее радиоприемник 21 ИК или радиоприемник 22 ОК одиночного приема, радиомодем 14, коммутатор 13 НЧ каналов, приемник 7 телефонного тест-сигнала, анализатор принимаемого тест-сигнала и счетчик 8 числа ошибок в канале связи блока 5 оценки качества телефонного радиоканала.
Организация радиоканала для обеспечения по нему передачи/приема буквопечатающей телеграфной информации осуществляется по тракту, включающему: телеграфный датчик 9, коммутатор 13 НЧ каналов, приемный испытательный радиотракт 15 и передающий испытательный радиотракт 24.
При передаче информации сигнал с выхода наборного устройства 11 передающей комбинации телеграфного сигнала телеграфного датчика 9 поступает на вход устройства 10 формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала, с выхода устройства 10 сигналы передающей комбинации через коммутатор 13 НЧ каналов поступают на модуляционный вход радиопередатчика 25 или 26 передающего испытательного тракта 24. С выхода радиопередатчика 25 или 26 высокочастотные колебания через второй коммутатор 27 поступают на вход передающей KB антенны 28 и излучаются ею в эфир.
Прием из KB радиоканала телеграфной информации осуществляется по тракту, включающему: первую приемную антенну 16 (переключение антенн производится на первом ВЧ коммутаторе 18), первый ВЧ коммутатор 18, аттенюатор 19, блок 20 разделения сигналов, далее радиоприемник 21 ИК или радиоприемник 22 ОК одиночного приема, коммутатор 13 НЧ каналов, устройство 10 формирования передающей и анализа принятой комбинации телеграфного сигнала и устройство 12 обработки, анализа и отображения принятой комбинации телеграфного сигнала.
Процесс передачи и приема испытательных сигналов по опорному и испытуемому каналам повторяется многократно. При этом производится подсчет количества сеансов связи и набирается статистика числа ошибок (искажений импульсов, символов) в испытуемом канале. На основе полученных результатов с использованием известных методик производится расчет достоверности приема.
В режиме сдвоенного приема стенд работает следующим образом.
В этом режиме сигналы от передатчика корреспондента принимаются первой 16 и второй 17 приемными антеннами. Сигналы, принятые первой приемной антенной 16, через первый ВЧ коммутатор 18, аттенюатор 19 и блок 20 разделения сигналов поступают на вход радиоприемника 22 ОК одиночного приема, а сигналы, принятые второй приемной антенной 17, через первый ВЧ коммутатор 18 поступают на вход радиоприемника 23 ОК сдвоенного приема и с его выхода принятые испытательные сигналы от корреспондента передаются на другой вход радиоприемника 22. Принятые сигналы в радиоприемнике 22 ОК складываются и с его выхода снимается уже сигнал суммарного канала, который через коммутатор 13 НЧ каналов поступает на блок 5 оценки качества радиоканала и на телеграфный датчик 9. Блоки 5 и 9 анализируют принятые сигналы и осуществляют подсчет числа ошибок в принимаемой информации с отображением результатов подсчета на соответствующих индикаторах.
Объем (количество символов) тестовой информации по каждому сеансу для получения статистики распределения ошибок при работе на фиксированной частоте при малых вероятностях ошибок определяется с использованием известных соотношений. При этом рассчитывается также количество испытательных сеансов, необходимое для оценки средних значений вероятности доведения сообщения.
Используя полученные данные, вырабатываются предложения по совершенствованию функциональных узлов KB и УКВ радиосредств, входящих в состав радиотракта испытуемого канала.
Технический эффект от использования предлагаемого стенда для испытания КВ-УКВ радиостанций заключается в сокращении времени проверки технических параметров разработанных KB и УКВ радиостанций и уменьшении затрат на их производство и серийное изготовление.
В ходе проведенной опытно-конструкторской работы был изготовлен макет предлагаемого стенда, проведена проверка его работоспособности и осуществлены испытания разрабатываемых и серийно изготовленных KB радиосредств в диапазоне частот от 1,5 до 30 МГц, а также УКВ радиосредств в диапазоне частот от 30 до 80 МГц.
Практика проведенных испытаний показала, что использование предлагаемого стенда для проверки тактико-технических характеристик KB и УКВ радиостанций позволило существенно уменьшить время проведения испытаний, сократить соответственно сроки разработки и изготовления новых радиостанций KB и УКВ диапазона волн.
Расчеты показали, что использование стенда для испытания КВ-УКВ радиостанций приводит к сокращению примерно в 1, 5 раза времени разработки и изготовления KB и УКВ радиостанций в промышленности, а также способствовало снижению материальных и финансовых затрат на разработку новых радиостанций.
Источники информации
1. Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / Под ред. профессора О.В.Головина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006.
2. Голубев В.Н. Оптимизация главного тракта приема радиоприемного устройства. - М.: Радио и связь, 1982.
3. Автоматизированное радиоприемное устройство Р-170П. Техническое описание ЦЛ2.003.143 ТО, 1991.
4. Радиопередающее устройство Р-161МБ-1. Техническое описание ЯР 1.600.047 ТО, 1983.
5. Радиопередающее устройство Р-167М. Техническое описание ЯХ 1.100.012 ТО, 1990.