Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи

Полезная модель относится к радиорелейным линиям связи и может быть применена в отрасли информационных технологий.
В качестве прототипа выбран супергетеродинный приемопередатчик, содержащий схемы повышающего и понижающего преобразователей частот, подключенные друг к другу через диплексер, при этом схема повышающего преобразователя частот включает смесители, к входам которых подключен гетеродинный синтезатор частот [RU 84654, дата публикации: 10.07.2009 г., МПК H04B 7/14].
Недостаток прототипа заключается в присутствии в выходном информационном сигнале побочных составляющих и искажений из-за двойного преобразования частоты приемопередатчиком, вследствие чего требуется применение в схемотехнической конструкции приемопередатчика фильтра зеркального канала, что негативно сказывается на динамическом диапазоне приемопередатчика, его массогабаритных характеристиках и долговечности, существенным образом ухудшая эксплуатационные характеристики супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик супергетеродинного приемопередатчик для радиорелейной линии связи
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи содержит схемы повышающего и понижающего преобразователей частот, подключенные друг к другу через диплексер, при этом схема повышающего преобразователя частот включает смеситель, к входу которого подключен гетеродин. В отличие от прототипа схема повышающего преобразователя частот дополнительно включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи, при этом выходы четырех цифроаналоговых преобразователей подключены к входам смесителей, а вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходам смесителей.
Схемы повышающего и понижающего преобразователей частот, подключенные друг к другу через диплексер, обеспечивают возможность преобразования цифрового сигнала в радиочастотный и наоборот.
Схема повышающего преобразователя частот включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи, что обеспечивает реализацию в схеме прямой квадратурной модуляции и суммирование двух сигналов, которые находятся в квадратуре, за счет чего исключается необходимость формирования промежуточной частоты, негативно сказывающейся на качестве выходного информационного сигнала приемопередатчика, что снижает риск искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика.
Дополнительно, схема повышающего преобразователя может включать детектор выходной мощности сигнала, вход которого может быть подключен к выходам смесителей, а выход может быть подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, что обеспечивает возможность вычисления микроконтроллером постоянной составляющей балансных смесителей и дополнительного снижения риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика.
Дополнительно для снижения риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика, схема повышающего преобразователя частот может быть смонтирована на одной плате и дополнительно содержать умножитель частоты опорного генератора с каскадами усиления, имеющими фиксированный ток потребления и усилитель мощности, снабженный блоком стабилизации выходной мощности, реализованным на операционных усилителях.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что включает микроконтроллер, содержащий четыре цифроаналоговых и аналого-цифровой преобразователи, при этом выходы четырех цифроаналоговых преобразователей подключены к входам смесителей, а вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходам смесителей, что обеспечивает возможность прямой квадратурной модуляции схемой повышающего преобразователя частот, за счет чего исключается необходимость формирования промежуточной частоты и появляется возможность ее единичного преобразования приемопередатчиком, исключая необходимость применения в устройстве фильтра зеркального канала, что снижает риск появления в выходном информационном сигнале побочных составляющих.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 - функциональная схема супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.
Фиг.2 - функциональная схема элементов квадратурного смесителя супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи в соответствии с функциональными схемами, представленными на фиг.1 и фиг.2 содержит смонтированные на печатной плате опорный генератор 100, к которому подключены схемы 200 и 300 повышающего и понижающего преобразователей частот, в свою очередь подключенные друг к другу через диплексер 400, к которому в свою очередь подключена антенна 410.
Схема 200 повышающего преобразователя частот включает микроконтроллер 210 с интегрированными в него четырьмя ЦАП 211,212,213,214 и АЦП 215, усилитель 220 промежуточной частоты, квадратурный смеситель 230, включающий низкочастотные фильтры 231, сумматоры 232, фазовращатель 233, гетеродин 234, активные балансные смесители 235, блок 240 фазовой автоподстройки частоты, управляемый напряжением генератор 241, блок 242 усиления мощности, фильтров низких и высоких частот, умножитель 243 частоты опорного генератора с каскадами усиления, имеющими фиксированный ток потребления, усилитель 250 с регулируемым усилением, блок 251 управления выходной мощностью, детектор 252 огибающей, усилитель 260 мощности, снабженный блоком 261 стабилизации выходной мощности, реализованным на операционных усилителях, детектор 270 выходной мощности сигнала.
Схема 300 понижающего преобразователя частот включает малошумящий усилитель 310 с блоком 311 управления коэффициентом преобразования, балансный смеситель 320, блок 330 фазовой автоподстройки частоты, управляемый напряжением генератор 331, блок 332 усиления мощности, фильтров низких и высоких частот, умножитель 333 частоты опорного генератора с каскадами усиления, имеющими фиксированный ток потребления, усилитель 340 промежуточной частоты.
Подключение элементов друг к другу осуществлено в соответствии с функциональными схемами, представленными на фиг.1 и фиг.2.
Супергетеродинный приемопередатчик для радиорелейной линии связи работает следующим образом.
На цифровой вход схемы 200 повышающего преобразователя частот поступают синфазные I P и I N и квадратурные Q P и Q N составляющие информационного радиосигнала каждый в дифференциальном виде, которые выравниваются и корректируются упомянутой схемой 200, после чего происходит перенос информационного сигнала в радиочастотный диапазон, который посредством диплексера 400 и антенны 410 направляется в сеть связи. На вход схемы 300 понижающего преобразователя частот посредством антенны 410 и диплексера 400 поступает сигнал в радиочастотном диапазоне, который преобразуется в цифровой сигнал и поступает на цифровой выход вышеупомянутой схемы.
За счет применения в схеме 200 повышающего преобразователя частот прямой квадратурной модуляции исключается необходимость формирования промежуточной частоты и применения в устройстве фильтра зеркального канала, вследствие чего в выходном информационном сигнале отсутствуют побочные составляющие, достигается увеличение динамического частотного диапазона устройства и компенсируются возможные температурные и частотные искажения, связанные со старением компонентов.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в снижении риска искажения выходного информационного сигнала приемопередатчика, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики супергетеродинного приемопередатчика для радиорелейной линии связи.