Способ многократной радиопередачи

Способ многократной радиопередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

е

М б3187"

Класс 21а, 49

ОПИСАНИЕ ИЗОВРКТКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

3арегистрироваио в Бюро иаобрвтений I ocnAa+e:ири 4Н "СССР

А. А. Магазаник

Способ многократной радио

Заявлено 25 июля 1938 г. в Наркомсвязп за X 982 (216058) Опубликовано 29 февраля 1944 года

Высоксчастотная часть коротковолновых передающих устройств способна пропустить полосу частот во много раз большую, чем это нужно для телефонной, телеграфной и фотстелеграфной работы. Это обстоятельство позволяет осуществить многокргтное использование передающего оборудования. Однако, лишь немногие из предложенных систем многократнсй радиопередачи используют всю по-;ису пе,редатчика, обычно ограничиваясь полосой. соответствующей одному каналу передачи (9 кгц), тогда как оконечные каскады коротковолновых передатчиков и коротковолновые антенны могут пропустить более широкую полосу частот порядка 30 — 40кгц. Расстановка несущих частот отдельных каналов на 7—

10 кгц и более дала бы возможность использовать стандартную приемную аппаратуру.

Многократное использование мощных каскадов передатчика, возбуждаемых генераторами различных частот, вызывает при практическом осуществлении ряд технических трудностей. Требуется линейность амплитудных характеристик каскадов, усиливающих одновременно несколько частот, и в связи с этим более высокая стабильность режима передатчика. Этим способом можно практически осуществить многократное использование только последних двух каскадов, работающих в режиме усиления. При этом мощность, приходящаяся на каждый канал передачи, если не принять специальных мер для фазирсвания несущих чгстот отдельных каналов, обратнопропорциональна квадрату числа каналов, поэтому более чем двукратное использование передатчика этим спссобохв вряд-ли целесообразно.

Все эти затруднения в указанном способе многократной передачи вызвгны тем, что многократно используемые каскады должны одновременно усиливать нескольк частот. С точки зрения режима передатчика значительное преимущество на стороне тех систем, в котоpb!x передатчик в каждый момент времени генерирует только одну частоту.

Для передачи телеграфных сигналов нет необходимости излучать несущую частоту непрерывно, так как дс" таточно передавать каждую телеграфную посылку лишь несколькими импульсами несущей частоты.

Такого рода передача имеется при,М 63187, радиотелеграфировании модулированными колебаниями.

Таким образом имеется возможность: с одной стороны, осуществить требование, чтобы передатчик

F кажды и данный момент генерировал только одну частоту, а с другой — осуществить передачу отдельными импульсами несущей частоты. г1редлагаемый способ и основан на том, что передатчик генерирует поочередно импульсы разных частот.

Последовательность импульсов одной частоты образует «несущую» для одного иа нала. Частота чередования импульсов зависит от скорости телеграфной манипуляции — на самую короткую . телеграфну|о посылку должно приходиться не менее трех импульсов несущей частоты.

Телеграфная манипуляция в каждом из каналов сводится к управлению излучением импульсов соответствующей этому каналу частоты: пры нажатии ключа передатчик излучает импульсы данной частоты, при отжатии — излучение этих импульсов прекращается.

Прием каждого канала осуществляется самостоятельным приемным устройством. Для того чтобы было зозможно полное разделение каналов без взаимных помех, и для исключения помех другим линиям радиосвязи необходимо ограничить излучаемый спектр, соответствующий каждому из каналов.

Для этого, согласно изобретению, фронт импульсов каждый частоты сглаживают при»помощи модулятора пере.a,àò÷èêa.

Описываемый метод многократной передачи может быть применен для телеграфии и фототелеграфии, хотя в последнем случае излучаемый спектр частот заметно расширяется, что ограничивает применимость метода.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1 — 9 прилагаемого чера ежа.

На фиг. 1 показана, скелетная схема многократной радиопередачи, выполняемой по предлагаемому способу; на фиг. 2 показаны телеграфные посылки и импульсы, излучаемь.е передатчиком соответственно манипулированию каждого из трех возбудителей по схеме на фиг. 1; на фиг. 3 в схема устройства для скругления импульсов; на фиг. 4— форма импульсов, служащих для скругления фронта, и импульсов„ излучаемых передатчиком; на фиг.

5 изображен вариант сх емы многократной передачи с применением одного кварцевого возбудителя; на фиг. 6 в схема электронного переключателя каналов; на фиг, 7 — aaii риант схемы передачи; на фиг. 8 и

9 поясняются способы расстановки частот каналов.

Простейшая блок-схема передатчика, выполняемого по предлагаемому способу, изображена на фиг. 1. Устройство, показанное условно в виде вращающегося переключателя П, последовательно подключает каждый из возбудителей (генераторов) 1, 2, 3 (число каналов и соответствующее ему число генераторов может быть и большим) к буферному каскаду передатчика

ПР. В цепи каждого из возбудителей включен свой манипулятор М.

Специальное устройство СФ вырабатывает импульсы низкой частоты, подаваемые на модулятор передатчика для скругления фронта импульсов несущей частоты.

Все контуры передатчика настраиваются на некоторую среднюю частоту, Форма импульсов соответственно манипуляции каналов при трехкратной,переда|че показана на фиг. 2.

Аналогичное преобразование посылок имеет место и при другом числе каналов.

Надежность связи при многократной передаче описываемым методом определяется следующими соображениями. Амплитуда импульсов несущей частоты соответствует номинальной мощности передатчика.

Среднее значение мощности, приходящейся на один канал, в первом приближении падает пропорционально числу каналов. Наличие модуляции несущей частоты каждого из каналов ослабляет селективные замирания при применении приемников с полосой, достаточной для, и 63187 пропускания несущей и первой пары боковых ча=тот.

По излучаемому спектру каждый из каналов передачи равноценен телеграфному передатчику, работающему модулированными колебаниями (с огибающей модуляцией, близкой к трапецоидальной). Поэтому каждый из каналов занимает в эфире большую полосу, чем это нужно для передачи с заданной скоростью.

Для сужения излучаемого спектра необходимо максимально снизить частоту модуляции несущей (в нашем случае — частоту чередования импульсов) и уменьшить интенсивность высших гармонических составляющих огибающей модуляции, для чего необходимо сгладить соответствующим образом фронт каждого импульса устройством СФ.

Частота чередования импульсог, — назовем ее частотой коммуTdUHH» — - при скорости манипуляции в 400 ъ. р. m. должна быть порядка 800 герц. Что касается формы импульсов, то при числе каналов до трех можно при соответст вующем скруглении фронта импульсов несущей считаться только с первыми четырьмя гармониками огибающей модуляции.

Таким образом спектр излучения одного канала имеет ширину порядка 800 X 4 X 2 = 6400 герц.

Таким образом при трехканальной передаче, в случае применения обычных приемных устройств, передатчик будет занимать в эфире такую же полосу, какую при существующем распределении частот занимают три передатчика.

Разность несущих частот отдельных каналов может быть установ... ена любой, в пределах от 7 до 50 кгц. Расстановка частот для двукратной передачи изображена на фиг. 8. Пря применении специальных узкополосных приемников возможно более рациональное и спользование эфира расстановкой частот так, как это показано на,фиг. 9. В последнем случае необходимо ограничить спектр частот манипуляции посредством сглаживания фронта си гналов манипуляции.

Существенным элементом схемы многократной передачи является устройство для сглаживания фронта

СФ импульсов, излучаемых передатчиком. Назначением этого устройства, как уже указывалось, является ограничение спектра излучения. соответствующего каждому каналу передачи. Одна из возможных схем скругления фронта импульсов, использующая модулятор передатчи«а, изображена на фиг. 3. Напряжение от п-фазного звуковогo ге,нератора, питающего электронный переключатель каналов (см. фиг. 6), подается через регулятор фазы РФ на tl-фазный выпрямитель, работающий с большой отсечкой. Импульсы выпрямленного тока усиливаются и ограничиваются по максимуму. Полученные в результате ограничения импульсы прямоугольной формы (фиг. 4) пропускают я через дроссельный фильтр ДФ, который скругляет их скаты..Импульсы низкой частоты со скругленным скатом (импульсы от СФ) подаются на модулятор передатчика. В результате модуляции импульсы высокой частоты, излучаемые передатчиками, принимают огибающую, соответствующую по фо„ме импульсам на входе модулятора.

Регулятор фазы РФ необходим для совмещения по фазе импульсов

СФ и импульсов высокой частоты.

При правильной установке фазы скаты огибающей модуляции симметричны относительно импульсов высокой частоты.

В схеме по фиг. 1 возбудители

1, 2. 3 генерируют частоты. которые после умножения в передатчике непосредственно дают нужные несущие частоты каналов в эфире 1 a«как частоты возбудителей в этом случае весьма высоки, то для получения требуемой стабильности частот н каждом из возбудителей должна быть применена кварцевая стабилизация.

В стандартных передатчиках, имеющих один кварцевый возбудитель, значительно удобней схема многократной передачи, показанная на фиг. 5..;й 63187

В этой схеме нужные частоты по.лучаются при помощи балансного модулятора Карсона. В качестве балансного модулятора может быть использован буферный каскад, дополненный второй лампой, который сохраняет функции буфера, работая без сеточного тока.

К сеткам ламп Л-1 и Л-2 подводятся в одинаковой фазе напряжение генерируемой кварцем частоты и в противоположных фазах напряжение одной из частот fI Ь, Ь от генераторов 1, 2, 3. В анодной цепи балансного каскада текут токи частот f —, f; и f — f; (f; — частота того из вспомогательных генера i оров, который подключен в 1.ассматриваемый момент к балансному каскаду). Гсли частота f; достаточно велика, То соответствующей настройкой контура можно выделить одну из этих частот. Выделенная частста используется далее для возбуждения передатчика. Подключая к балансному каскаду последовательно генераторы 1, 2, 3, получаем на выходе передатчика поочередное излучение разных частот, как и в схеме фиг. 1.

Этот способ получения нескольких частот обладает следующими преимуществами: э) генераторы 1, 2, 3 имеют сравнительно низкие частоты — порядка

10 гц и могут быть поэтому стабилизированы параметрически. Абсо IIoTHHH нестабильность частоты генератора с параметрической стабилизацивй;в области частот 1 0 — 3:

10 гц составляет около 60— — 100гц. Такого же порядка абсолютная нестабильность эксплоатационных генераторов с кварцевой стабилизацией в области частот

1 — 2 10 гц при применении кварцевых пластин с низким температурным коэфициентом.

Меняя частоты генераторов 1, 2, 3, мы меняем частоту передатчика.

Таким образом при этой схеме мы имеем возможность плавно изменять несущую частоту каждого из каналов, что черезвычайно ценно для эксплоатации, Этот способ плавного изменения частоты, передатчика, по.зволяющий с набором из нескольких ква) цев непрерывно пе„екрыть весь рабочий диапазон, много проще, чем применение коротковолнового возбудителя с параметрической стабилизацией; б) эта же аппаратура позволяет осуществить одновременную телефонию и телеграфию по способу, описанному в авт. свид. Л 46329; в) ашгаратура получается более простой и компактной. Мощность вспомогательных генераторов должна быть порядка нескольких ватт.

На фиг. 6 приведена одна из возможных схем электронного перек:почателя и-генераторов каналов и телеграфной манипуляции.

Наиряжепие звуковой частоты от и-фазного генератора (и — число каналов) подается через диоды на управляющие сетки разделительных ламп РЛ. Отрицательная полуволна фазного напряжения запирает соответствующую этой фазе разделительную лампу, включЕнную в тракт возбудителя канала. При положительной полуволне разделительная лампа открывается. Подбором псстоянного отрицательного смещения время, в течение которого разделительная лампа данного канала открыта, уста навливаевся равным одной и-й части периода звуковой частоты, чем и достигается поочередное во)збуждение передатчика частотами каналов.

Назначение диодов Д вЂ” Д;:, вкгпоченных B цепь звуковой частоты, заключается в том, чтобы предохранить сетки разделительных ламп от попадания на них положительного потенциала, т. е. установить возможность появления =еточных токов, могущих нагрузить задающие генераторы каналов.

В схемах по фиг. 1 и 5 телеграфная манипуляция осуществляется в цепи каждого из задающих генераторов до слияния каналов. При этом манипуляция имеет место в первом же каскаде после кв арцевого. Это не должно сказаться на режиме последнего, так как балансный каскад работает в очень легком режиме без сеточного тока и, следовательно, нагрузка кварца при манипуляции не будет меняться. № б3187

Возможно также осуществить манипуляцию в одном из последующих каскадов передатчика, общем для всех каналов.

Такая схема показана на фпг. 7.

Вместо применения нескольких вспомогательных генераторов здесь и спользуется один генератор Л, который дает несколько частот. Изменения частоты производит механизм H), условно изображенный в виде перек;почателя, подключающего к контуру генератора A различные емкости. Телеграфная манипуляция производится .на любой каскад передатчика. Манипулируемый каскад заперт соответствующим смещением; синхронно и синфазно с изменением частоты генератора

Л на этот каскад подаются импульсы, открывающие его. При нажатии на всех каналах каждой частоте генератора соответствует свой открывающий импульс. Если на части каналов в рассматриваемый момент должно оыть отжатие, то от.крывающие импульсы, соответствующие частотам этих каналов, не подаются на манипуляторы. Мани,пуляционное устройство изображено условно в виде механического переключателя П, вращающегося синхронно и синфазно с переключателем

П1, и механических реле Pi, Ря, Рз.

Функции переключателей П1 — П и механических реле могут выполняться электронными лампами. В . качестве элемента, изменяющего частоту генератора,, можно применить одну из известных схем, в которых электронная лампа ведет се:-бя как реактивность.

Преимуществом схемы фиг. 7 яв.ляется то, что она позволяет получить большее постоянство разности частот каналов, чем предыдущие схемы, — это может быть использовано при расстановке частот согласно фиг. 9.

Основные преимущества предлагаемого метода. многократной ра,диопередачи с округлением фронта импульсов сводятся к следующему:

1. Незначительная потеря мощности.

2. Простота и малые габариты дополнительного устройства к передатчику.

3. Работа передатчиков в телеграфном режиме {высокий к. и. д.) при отсутствии специальных требований к режиму передатчика.

4. Система может быть введена в эксплоатацию без изменений или дополнений в приемной аппаратуре.

5. Отдельные каналы могут быть использованы для связи с разными корреспондентами, находящимися в одном направлении и. примерно, на одном расстоянии. Географическое распределение наших магист.ра IbHbIx связей допускает широкое использование этой возможности.

6, Применение метода не потреоует изменения .в оконечной телеграфной аппаратуре.

К недостаткам следует отнести: а) Каждый канал передачи занимает самостоятельный канал в эфире.. Таким образом этот метод, давая уплотнение, использования передатчика, не дает уплотнения в использовании эфира.

Спектр каждого из каналов соответствует спектру тонально модулированного передатчика. Полоса, которую занимает каждый канал, составляет около 6400 гц. Этот недостаток не имеет особого значения в настоящее время, но может ограничить применение метода в будующем. б) Частоты отдельных каналов связаны между собой, что представляет неудобство при распределении волн.

Предмет изобретения

Способ многократной радиопередачи посредством попеременно излучаемых разных частот, прйчем каждому каналу связи придана своя частота, отличающийся тем, что для сужения передаваемого спектра частот фронт импульсов каждой частоты сглаживают при помощи модулятОра передатчика.

К авторскому свидетельству № б3187

Фиг. 1

l ! (Л !

1.

I

Фиг. 2

7dcЪФ и тра.л . 77 T78pg jthgpggq 3ЛУчРЖС с" асro îè

У лаа, а

П >сылми nrpn um å . 0 > арпа

Ы фъР АР с ю .цулчи 7+ÍÞòàË2 ц

ПоРылиояро Menu r-п(оо ноют а9лукь, с ос 7gn)cru - e e . "

О 3 а,ю; .ианк- . r

7РоРр.ггл ис. но

Фиг. 3

1 .1

К авторскому свидетельству № " 1 7

Дрло.Мсй:АР K trcu7-БУР ВЯ ф» Рф . Чй г л

Фиг. 8

Фиг. 9 Р4Ъ ïó Л5сжг; е; л лрс са

uc Ad3>/me сусл. уЬ;Май ломУ

Техн. редактор М. С. Бондарев

Отв. редактор Д. А, Михайлов

Л45649. Подписано к печати 18/IV 1945 r. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 24

Типография Госпланиздата, им. Боровского, Калуга