Системы коротковолновой радиосвязи

Передающие устройства

В современных системах KB радиосвязи используется однопо­лосная модуляция. Передающие устройства, как правило, имеют два телефонных канала с полосами 3100 Гц. Мощность передатчика выбирается равной одному из следующих значений: 1; 5; 10; 20—30 или 80—100 кВт.

Так как при однополосной модуляции осуществляется перенос исходного сигнала на требуемую фиксированную частоту, то при необходимости работы в режимах AT, ЧТ, ДЧТ или ОФТ доста­точно сформировать эти сигналы на низкой частоте в полосе, не превосходящей полосу канала ТЧ, а затем подать их на вход однополосного передатчика. Такая универсальность однополос­ного оборудования позволяет использовать одни и те же тракты передачи для различных видов телефонной и телеграфной работы.

Радиопередающие устройства КВ диапазона, как правило, имеют блочную конструкцию. Каждый блок выполняет опреде­ленные функции. Некоторые блоки могут быть унифицированными и могут использоваться как в передатчиках, так и в приемниках. Типовая структурная схема радиопередающего устройства по­казана на рис. 6.14.

Рис.6.14

В состав радиопередающего устройства входят следующие ос­новные блоки:

— предварительный преобразователь, который преобразует входной сигнал в соответствии с видом модуляции. Это, по су­ществу, блок формирования видов работы, в котором формиру­ются телефонные и телеграфные сигналы на низкой частоте;

— промежуточный преобразователь (один или несколько), который транспонирует сформированный в предварительном пре­образователе сигнал в диапазон промежуточных частот от 1 до 2 МГц;

— оконечный преобразователь, который преобразует сигнал промежуточной частоты с помощью генератора плавного диапазона, стабилизированного блоком опорных частот, в колебания рабочего диапазона передатчика;

— выходной усилитель мощности, с помощью которого осу­ществляется селективное усиление сформированного сигнала;

— блок опорных частот (БОЧ), формирующий ряд высокостабильных вспомогательных частот для последовательного преобразования сигнала, а также для стабилизации частоты генератора плавного диапазона, установленного в оконечном преобразователе. Отно­сительная нестабильность рабочей частоты передатчика в зави­симости от его целевого назначения составляет 10^-6 – 10^-8. Ос­таточная расстройка частоты генератора плавного диапазона ком­пенсируется в оконечном преобразователе.

В современных передатчиках коротковолнового диапазона все операции по выбору того или иного вида или режима работы, типа антенны, рабочей частоты может осуществляться автомати­чески как с передних панелей блоков, так и дистанционно по системе ТУ-ТС.

При описании структурной схемы передающего устройства уже отмечалось, что формирование различных видов работы осуществ­ляется в предварительном преобразователе. Назовем его блоком формирования видов работы и рассмотрим, какие основные эле­менты он содержит (рис. 6.15).

Рис.6.15

Для формирования двух телефонных однополосных сигналов по верхней и нижней боковой полосе используются два баланс­ных смесителя, на входы которых соответственно подаются речевые сигналы первого и второго корреспондентов. В качестве первой частоты преобразования на оба смесителя подается высокостабильное колебание частоты порядка 128 кГц от блока опорных частот (БОЧ).

На выходе первого смесителя устанавливается полосовой фильтр для выделения верхней боковой полосы, а на выходе второго смесителя — полосовой фильтр для выделения нижней боковой полосы или наоборот. Таким образом, на первой часто­те преобразования будут сформированы два однополосных теле­фонных канала. Величина этой частоты рекомендована МККР. Она выбирается из условия обеспечения качественной расфильтровки верхней и нижней боковых полос телефонного сигна­ла. На выходе блока видов работы предусматривается возмож­ность установления в случае необходимости требуемого уровня пилот-сигнала с помощью регулятора R.

При таком способе формирования однополосных сигналов воз­можны следующие режимы работы:

— передача однополосного сигнала на одной из полос: верх­ней или нижней (ВБП или НБП);

— передача двух однополосных сигналов на верхней и ниж­ней боковых полосах (ВБП+НБП);

— передача одной и той же информации на верхней и нижней боковых полосах, что применяется при значительном уровне по­мех;

— передача информации по одному или двум однополосным каналам с полностью подавленной несущей или с требуемым уровнем пилот-сигнала.

Для повышения помехоустойчивости в тракте формирования однополосного телефонного сигнала может применяться клиппирующее устройство в одном из каналов. При этом режим рабо­ты передатчика должен быть одноканальным.

С выхода блока видов работы однополосные сигналы на первой частоте преобразования поступают в блоки промежуточ­ных и оконечных преобразователей, в результате чего они пере­носятся в область рабочих частот.

Формирование телеграфных видов работы производится сле­дующим образом. Сигналы амплитудного телеграфирования фор­мируются с помощью манипулятора, на один вход которого пода­ется колебание той же частоты, что и при формировании однополосного сигнала (128 кГц), а на другой вход — телеграфный сиг­нал. Далее сигнал AT на частоте 128 кГц подается на блок про­межуточного преобразователя.

Сигналы ЧТ и ДЧТ формируются в частотном манипуляторе, который представляет собой самовозбуждающийся генератор. В такт с телеграфными посылками происходит отклонение час­тоты генератора в одну и другую сторону от своего среднего значения на определенный частотный сдвиг. Разность частот на­жатия и отжатия называется разносом частот. В системах KB радиосвязи приняты следующие величины разноса частот: 125, 250, 500, 1000 Гц и некоторые другие. В соответствии с этим разли­чают следующие режимы частотной телеграфии: ЧТ-125, ЧТ-250, ДЧТ-250, ЧТ-500, ДЧТ-500 и т. д.

Средняя частота генератора выбирается такой же, как и в пре­дыдущем случае, т. е. равной 128 кГц или выше. В последнем случае она понижается до 128 кГц для того, чтобы ее номинал был согласован с требуемым значением входной частоты блока промежуточного преобразователя.

Таким образом, блок видов работы формирует телефонные и телеграфные сигналы на частоте 128 кГц в полосе, не превосхо­дящей полосу канала ТЧ. Это позволяет в дальнейшем, исполь­зуя один и тот же тракт передатчика, осуществить перенос исход­ного сигнала на любую из рабочих частот коротковолнового диа­пазона.

Приемные устройства

В современных КВ радиоприемниках используется декадная установка частоты, а в качестве устройства диапазонно-кварцевой стабили­зации частоты применяется унифицированный блок опорных час­тот (рис. 6.16).

Рис. 6.16

Отличительной особенностью таких приемников является то, что у них тракт первой промежуточной частоты входит в коль­цо компенсации остаточной расстройки, а первый гетеродин вы­полняет роль вспомогательного генератора, охваченного кольцом автоматического поиска, настройки и слежения за требуемой ра­бочей частотой.

При декадной установке частоты схема компенсации совме­щается с интерполяционным методом формирования высокоста­бильных эталонных частот. Для выбора необходимой рабочей частоты необходимо ручки декадных переключателей селекторов гармоник С1—С6 установить в определенное положение. Возбу­дители, выполненные в виде унифицированных блоков, имеют шесть переключателей на десять положений каждый: «Десятки МГц», «Единицы МГц», «Сотни кГц», «Десятки кГц», «Единицы кГц» и «Сотни Гц». При работе в KB диапазоне используются только три положения переключателя «Десятки МГц»: 0,1 и 2.

Определенному положению частот селекторов (положению ру­чек) соответствует только одна частота первого гетеродина, при которой преобразованное колебание на выходе интерполяционной схемы попадает в полосу пропускания основного узкополосного фильтра. Задачей автоматической систе­мы настройки гетеродина является изменение частоты в пределах данного диапазона и ее фиксация в момент появления напряже­ния на выходе узкополосного фильтра.

Рассмотрим, как осуществляется установка заданной частоты первого гетеродина. Предположим, что приемник был настроен на какую-то частоту, а теперь необходимо его перестроить на другую. Для этого следует установить ручки декадных переклю­чателей на номинал новой частоты. Если раньше приемник при­нимал сигнал прежнего корреспондента и на выходе узкополос­ного фильтра СМ6 имело место напряжение преобразованного колебания, то с установкой ручек в новое положение это напря­жение исчезнет. Это послужит командой на включение мотора поиска такой частоты гетеродина, которая бы совместно с сово­купностью установленных частот селекторов дала бы преобразо­ванную частоту, попадающую в полосу пропускания выходного узкополосного фильтра. Появление напряжения на выходе этого фильтра означает, что заданная частота гетеродина установлена и мотор выключается. После окончания режима поиска продол­жает действовать система электронного слежения за установлен­ной частотой, т. е. система автоподстройки частоты в случае воз­действия дестабилизирующих факторов (обычно это система ЧАП).

Теперь проследим, каким образом осуществляется компенса­ция остаточной расстройки частоты первого гетеродина. Для этого используют компенсационное кольцо, включающее в себя первый гетеродин, первый смеситель, второй смеситель и второй гетеродин. В этом кольце важную роль играет преобразованная частота на выходе узкополосного фильтра СМ6 интерполяцион­ной схемы. Эта частота имеет остаточную расстройку, равную остаточной расстройке частоты первого гетеродина .

Принятый сигнал преобразовывается в первую промежуточ­ную частоту с остаточной расстройкой  и поступает на второй смеситель. С другой стороны на этот смеситель подается колебание частоты второго гетеродина, которое образовано вы­ходной частотой узкополосного фильтра СМ6 и вспомогательной частотой, поступающей с ДОЧ через селектор С6. Следователь­но, частота второго гетеродина также будет содержать остаточ­ную расстройку частоты, равную .

Поскольку при втором преобразовании частоты происходит вычитание колебаний первой промежуточной частоты и частоты второго гетеродина (или наоборот), то остаточная расстройка частоты  первого гетеродина компенсируется.

Таким образом, стабильность второй промежуточной частоты определяется стабильностью эталонных частот ДОЧ, а также стабильностью частоты принимаемого сигнала и не зависит от стабильности частоты первого гетеродина. Это означает, что по­лоса пропускания частных трактов (блоков видов работы) при­емника должна рассчитываться исходя из ширины спектра при­нимаемого сигнала и величины относительной нестабильности рабочей частоты передатчика и частоты ДОЧ. При применении унифицированных блоков опорной частоты в системах KB радио­связи величины относительной нестабильности частоты на пере­дающем и приемном конце одинаковы.