RU148832U1

RU148832U1 - RADIO TRANSMISSION DEVICE FOR LONG-WAVE STATION FOR FAR RADIO NAVIGATION

Info

Publication number: RU148832U1
Application number: RU2014138576/07U
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Царёв; Владимир Александрович Сороцкий; Владимир Васильевич Смирнов
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2014-12-20

Abstract

1. Радиопередающее устройство, содержащее 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, отличающееся тем, что 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.2. Радиопередающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что число ключевых модулей N≥12.1. A radio transmitting device containing N key modules, the first input of each of which is connected to a power source through an isolation valve and a storage capacitor, the second input is grounded, and the control input is connected to the output of the control unit, an antenna with a matching element, and a current sensor in the antenna circuit characterized in that each key module contains a bridge circuit on field-effect transistors and a control unit for said transistors, the input of which serves as the control input of the key module, the input diagonal of the bridge The first circuit is connected to the inputs of the key module, and the primary winding of the transformer is connected to the output diagonal, the secondary windings of the transformers of all modules are connected in series, one output of which is connected to the antenna through a matching element, and the second output is grounded through the current sensor, and the output of the current sensor is connected to control unit input. 2. The radio transmitting device according to claim 1, characterized in that the number of key modules is N≥12.

Description

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».The utility model relates to the field of formation and transmission of radio signals, namely, the formation and transmission of radio navigation signals used in pulse-phase radio navigation systems (IFRNS) "Chaika", "Laurent-S".

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).The closest in technical essence of the claimed utility model is a radio transmitting device containing key modules, the first input of each of which is connected to a power source through an isolation valve and a storage capacitor, the second input is grounded, and the control input is connected to the output of the control unit, an antenna with a matching element, and current sensor in the antenna circuit (Equipment and operation of a long-range mobile radio navigation station RSDN-10, Moscow, Military Publishing House, 1990, p. 61 Fig. 3.12 and art. . 63 Fig. 3.14).

Недостатками этого устройства является нестабильные параметры при запуске и восстановлении, большой объем аппаратуры и потребляемой мощности, а также низкая надежность.The disadvantages of this device are unstable parameters during startup and recovery, a large amount of equipment and power consumption, as well as low reliability.

Задачей полезной модели является создание радиопередающего устройства, лишенного указанных недостатков. Технический результат - снижение потребляемой мощности и повышение надежности.The objective of the utility model is to create a radio transmitting device devoid of these disadvantages. The technical result is a reduction in power consumption and increased reliability.

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.The specified technical result is achieved due to the fact that in a radio transmission device containing N key modules, the first input of each of which is connected to a power source through an isolation valve and a storage capacitor, the second input is grounded, and the control input is connected to the output of the control unit, an antenna with matching element, and a current sensor in the antenna circuit, each key module contains a bridge circuit on field-effect transistors and a control unit for these transistors, the input of which serves as the control input of the switch of the first module, the input diagonal of the bridge circuit is connected to the inputs of the key module, and the primary winding of the transformer is connected to the output diagonal, the secondary windings of the transformers of all modules are connected in series, one terminal of which is connected to the antenna through a matching element, and the second terminal is grounded through the current sensor, the output of the current sensor is connected to the input of the control unit, and the number of key modules is N≥12.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - осциллограмма радиосигнала.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a device, FIG. 2 - waveform of the radio signal.

Радиопередающее устройство содержит источник питания 1, N ключевых модулей 2₁-2_N, первый вход каждого из них через развязывающий вентиль 3₁-3_N и накопительный конденсатор 4₁-4_N соединен с источником питания 1, второй вход каждого модуля 2₁-2_N 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 2₁-2_N содержит мостовую схему на полевых транзисторах 9-12 и узел управления 13₁-13_N транзисторами, вход которого соединен с выходом блока управления 5. К выходной диагонали каждого ключевого модуля 2₁-2_N подключена первичная обмотка трансформатора 14₁-14_N, 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.The radio transmitting device contains a power source 1, N key modules 2 ₁ -2 _N , the first input of each of them through an isolation valve 3 ₁ -3 _N and a storage capacitor 4 ₁ -4 _{N is} connected to a power source 1, the second input of each module 2 ₁ - 2 _{N is} grounded, and the control input is connected to the output of the control unit 5, antenna 6 with matching element 7, and a current sensor 8 in the antenna circuit 6. Each key module 2 ₁ -2 _N contains a bridge circuit based on field effect transistors 9-12 and a control unit 13 ₁ -13 _N transistors, the input of which is connected to the output of the control unit 5. To the output diagonal of each core module February ₁ -2 _N connected to the primary winding of the transformer ₁₄ January -14 _N, the secondary winding of said transformer connected to all the modules in a daisy chain, one terminal of which is connected through a matching member 7 to the antenna 6 and the second terminal through a current sensor 8 is grounded. The output of the current sensor 8 is connected to the input of the control unit 5.

В промежутках между импульсами запуска все N ключевых модулей 2₁-2_N 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 13₁-13_N 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 2₁ и 2₂, которые синхронно сначала открывают полевые транзисторы 9 и 12, формируя на вторичных обмотках трансформаторов 14₁ и 14₂ 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.In the intervals between the start pulses, all N key modules 2 ₁ -2 _N are closed. N storage capacitors 4 are charged from the current source 1 through isolation valves 3. The control unit 5 controls the operation of all key modules 2 in such a way as to form both a carrier frequency of 100 kHz and a modulation form - in this case, a radio pulse. The control signal from the control unit 2 is supplied to the control unit 13 ₁ -13 _N transistors, which controls the bridge circuit on the field effect transistors 9-12. For example, to generate the radio signal depicted in FIG. 2, at the first moment, transistors 9 and 12 open, the storage capacitor 7 is discharged through the field effect transistor 9, the primary winding of the transformer 14, the field effect transistor 12 and the common housing. In this case, a rectangular pulse (close in shape to a rectangular pulse) of positive polarity and an amplitude conditionally equal to unity is formed on the secondary winding of the transformer 14. Next, the control unit 17 closes the field effect transistors 9 and 12 and opens the transistors 10 and 11, while the storage capacitor 7 discharges the field effect transistor 10, the primary winding of the transformer 14, the field effect transistor 11 and the common housing. In this case, a rectangular pulse of negative polarity and with an amplitude conditionally equal to unity is formed on the secondary winding of the transformer 14. The next cycle - the control signal from the control unit 5 is fed to the control units 13 of two key modules, for example 2 ₁ and 2 ₂ , which synchronously first open the field effect transistors 9 and 12, forming positive rectangular pulses with an amplitude on the secondary windings of the transformers 14 ₁ and 14 ₂ conditionally equal to one. The pulses from the secondary windings are added in a circuit consisting of the secondary windings of the transformers 14, the matching device of the antenna 7, antenna 6 and the current transformer 8. This circuit is a bandpass filter with a central frequency of 100 kHz. This filter “smooths” the rectangular pulses while the current in the antenna circuit has the form of a sinusoid of FIG. 2 with a frequency of 100 kHz. When generating the corresponding control signal from the control unit 5, in accordance with a predetermined algorithm, it is possible to obtain the envelope of the radio navigation signal of the desired shape.

Ключевые модули 2₁ и 2_N могут включаться синхронно и синфазно, но могут включаться противофазно. Колебания, сформированные ключевыми элементами, суммируются с помощью трансформаторов 14₁-14_N..Key modules 2 ₁ and 2 _N can be switched on synchronously and in phase, but can be switched on in phase. Fluctuations formed by key elements are summed using transformers 14 ₁ -14 _N.

«Ступеньки», возникающие при формировании сигнала, сглаживаются фильтром, который образуется согласующим устройством антенны 7 и самой антенной 6.The "steps" that occur during the formation of the signal are smoothed out by the filter, which is formed by the matching device of the antenna 7 and the antenna 6 itself.

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.A part of the antenna circuit current is removed using a current transformer 8 and fed to one of the inputs of the control unit 5, where the shape of the antenna current is compared with the reference signal and corrective information is generated that affects the start parameters of the key modules 2. In addition, a signal is sent from each key module which corresponds to its serviceability. By analyzing the health of key modules and comparing the shape of the output current with the standard, it is possible to automatically ensure high quality of the output signal. The use of N identical modules makes it possible to obtain the required output power and increases the reliability of a radio transmitting device constructed according to such a scheme. The failure of even several key elements does not cause the failure of the functioning of the radio transmitting device as a whole.

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.The minimum number of key elements is mainly determined by the required output power of the radio transmitting device. For a long-wave long-range radio navigation station, this power ranges from hundreds of kilowatts to units of megawatts. The number of key elements necessary to provide a given power is usually increased to increase the reliability of the radio transmitting device due to redundant key elements. To generate a signal of a radio transmitting device of the required quality in accordance with regulatory documents, the number of key modules is 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.This scheme can be used not only for the formation of the radio-navigation signal IFRNS, but also for the formation of signals that are used in radio communications. The carrier frequency of the output signal is limited by the speed of field-effect transistors used in key elements.

Claims

1. A radio transmitting device containing N key modules, the first input of each of which is connected to a power source through an isolation valve and a storage capacitor, the second input is grounded, and the control input is connected to the output of the control unit, an antenna with a matching element, and a current sensor in the antenna circuit characterized in that each key module contains a bridge circuit on field-effect transistors and a control unit for said transistors, the input of which serves as the control input of the key module, the input diagonal of the bridge The first circuit is connected to the inputs of the key module, and the primary winding of the transformer is connected to the output diagonal, the secondary windings of the transformers of all modules are connected in series, one output of which is connected to the antenna through a matching element, and the second output is grounded through the current sensor, and the output of the current sensor is connected to control unit input.

2. The radio transmitting device according to claim 1, characterized in that the number of key modules is N≥12.