1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Для передачи информации на большие расстояния в настоящее время находят все более широкое применение системы связи с однополосной модуляцией. Метод однополосной модуляции ОМ является предпочтительным при построении авиационных связных и командных коротковолновых и ультракоротковолновых радиостанций, благодаря тому что он по сравнению с другими методами позволяет при сохранении номинальной мощности передатчиков значительно повысить помехоустойчивость и надежность радиотелефонной связи.

Высокая помехоустойчивость систем связи с однополосной модуляцией является решающим преимуществом перед системами связи с амплитудной модуляцией. Поскольку при однополосной модуляции ширина спектра радиосигнала равна ширине спектра модулирующего сигнала, то эффективность системы связи с ОМ . Обобщенный выигрыш системы с однополосной модуляцией , так как при демодуляции однополосного сигнала отношение мощности сигнала к мощности помехи остается неизменным.

Сравнительная оценка систем связи с однополосной и частотной модуляцией показывает, что при сильных сигналах отношение сигнал/помеха на выходе ЧМ приемника получается существенно больше, чем в однополосном приемнике. Однако при слабых сигналах система с однополосной модуляцией обладает более высокой помехоустойчивостью. Применение при этом клиппирования (ограничения по амплитуде модулирующего сигнала в передатчике) обеспечивает существенный дополнительный выигрыш однополосной модуляции.

Экспериментальные исследования, проведенные советскими учеными А. Д. Князевым и другими, показали, что при одинаковых излучаемых мощностях частотно- и однополосномодулированных сигналов при применении клиппировання однополосная модуляция обеспечивает в 2--2,5 раза большую дальность связи по сравнению с частотной модуляцией.

1. Назначение, основные тактико-технические данные, состав и принцип построения связных радиостанций Р-842, Р-846, «Ядро-1»

1.1 Общие сведения об однополосной модуляции

Термин «однополосная модуляция» (ОМ) является в известной степени условным. Происхождение его связано с тем, что спектр сигнала при ОМ по форме соответствует спектру одной из боковых полос AM колебаний.

Известно, что при модуляции напряжением одной звуковой частоты F в составе амплитудно-модулированного напряжения содержатся колебания трех частот -- несущей и двух боковых и :

где ;.

Поскольку составляющая несущей частоты не несет информации о передаваемом сообщении, а выполняет лишь вспомогательную роль, то ее можно исключить из состава излучаемых сигналов. Полезная информация содержится только в боковых частотах. Если исключить из состава излучаемых сигналов колебания несущей частоты и одной из боковых частот, связь можно осуществить и на одной боковой частоте.

В случае модуляции колебаний несущей частоты речевым сигналом с полосой частот спектр амплитудно-модулированных колебаний будет состоять из колебаний несущей частоты , колебаний нижней боковой полосы частот (НБП) и верхней боковой полосы частот (ВБП). В силу симметрии боковых полос для передачи сообщения можно в принципе использовать любую из них (рис. 1, а) и осуществлять связь как на верхней, так и на нижней боковой полосе частот. Образующийся при этом сигнал называется радиосигналом однополосной модуляции на верхней (нижней) боковой полосе с подавленной несущей (рис. 1,6).

Рис.1 Спектры сигналов:

а - с амплитудной модуляцией; б - с ОМ на верхней боковой полосе;

в - с ОМ на верхней боковой полосе с пилот-сигналом

Если колебания несущей частоты подавлены до уровня колебаний составляющих боковой полосы, сигнал называется однополосным с ослабленной несущей (ОМН). Если вместе с колебаниями боковой полосы частот передается «остаток» колебаний несущей частоты на уровне 10% от колебаний боковых полос частот (рис. 1,в), такой остаток называется пилот-сигналом (ПС).

Каналы связи с однополосной модуляцией имеют ряд преимуществ перед каналами связи с амплитудной модуляцией.

Исключение составляющей несущей частоты из передаваемого сигнала обеспечивает значительное улучшение энергетических соотношений в передатчике. Действительно, при амплитудной тональной модуляции ток в антенне имеет составляющую несущей частоты с амплитудой и составляющие боковых частот с одинаковыми амплитудами, равными .

Пиковая мощность передатчика должна быть рассчитана таким, образом, чтобы в антенне обеспечивался максимальный ток:

Из этого следует, что при стопроцентной модуляции максимальное значение суммарного тока боковых частот составляет половину . При работе без несущей и при той же пиковой мощности передатчика амплитуды токов боковых частот будут в два раза больше. При этом мощность колебаний боковых частот увеличивается в 4 раза. Таким образом, работа без несущей эквивалентна увеличению мощности передатчика в 4 раза. Значительные преимущества получаются также за счет подавления одной из боковых полос, образующихся при амплитудной модуляции речевым сигналом.

При ОМ необходимая ширина полосы пропускания передатчика и приемника в два раза уже по сравнению с полосой пропускания при АМ. За счет сужения полосы пропускания уменьшается мощность шумов на выходе приемника ОМ в два раза, то есть отношение мощности сигнала к мощности шума (помехи) возрастает в два раза, что эквивалентно выигрышу по мощности в два раза.

При отсутствии модулирующего сигнала (например, при молчании перед микрофоном) при ОМ передатчик не излучает, в то время как при AM излучаются колебания несущей частоты. Учитывая, что подобные паузы при радиотелефонной работе составляют значительную часть времени, применение ОМ дает дополнительный энергетический выигрыш.

Исключение из радиосигнала колебаний несущей частоты уменьшает искажения сигнала при замираниях, поскольку три передаче AM сигнала такой вид замираний определяется либо частичным ослаблением колебаний несущей частоты, либо сдвигом фаз между боковыми полосами спектра сигнала. Поэтому переход к ОМ может дать дополнительный выигрыш в мощности еще в два раза. Таким образом, в идеальном случае переход от AM к ОМ может дать выигрыш в мощности в 16 раз. Кроме того, в одном и том же диапазоне частот связи при ОМ можно разместить в два раза больше телефонных каналов связи, чем при AM, за счет уменьшения ширины спектра подаваемого сигнала.

Практически реальный выигрыш в мощности сигнала при ОМ по отношению к AM оказывается несколько меньше чем в 16 раз, поскольку на выходе передатчика помимо однополосного сигнала имеется еще «остаток» колебаний несущей частоты -- пилот-сигнал.

Однополосный сигнал может быть сформирован несколькими-методами. Основными из них являются:

фильтровый метод (метод многократной балансной модуляции);

фазокомпенсационный метод (метод многофазной модуляции).

В авиационных однополосных радиостанциях применяется фильтровый метод. Сущность фильтрового метода состоит в подавлении колебаний несущей частоты применением балансной модуляции, а колебаний одной боковой полосы частот использованием высокодобротных частотно-избирательных фильтров.

Эффективное подавление трудно осуществить, если однополосный сигнал формируется на высокой частоте. Для повышения эффективности подавления следует увеличить относительную величину частотного интервала между гармоническими составляющими спектра (рис.1,а), которые надо отфильтровать. Этого можно добиться, осуществляя первоначально модуляцию на пониженной частоте с последующим использованием многократного преобразования частоты. Упрощенная структурная схема передатчика с однополосной модуляцией изображена на рис.2, а. Амплитудно-частотные спектры колебаний в различных каскадах передатчика показаны на рис. 2, б.



Рис.2. Структурная схема передатчика при фильтровом методе получения однополосной модуляции (а) и амплитудно-частотные спектры колебаний в различных каскадах передатчика (б)

связной радиостанция однополосный модуляция

На балансный модулятор БМ1 поступают колебания спектра звуковых частот и высокой частоты . На выходе балансного модулятора получаются только спектры колебаний боковых частот, несущая отсутствует. Относительная величина частотного интервала между боковыми полосами

Выбирая низкое значение частоты можно получить достаточно большую величину . Фильтрация нерабочей боковой полосы при этом не вызывает затруднений. Затем полученный спектр переводят в диапазон более высоких частот, применяя повторную модуляцию в БМ2 колебаний высокочастотного генератора, работающего на частоте , колебаниями одной боковой полосы, полученными при первоначальной модуляции, и т.д.

Из рис.2,б видно, что процесс формирования ОМ сигнала можно представить как процесс перемещения спектра, модулирующего сигнала в области более высоких частот с сохранением неизменными интервала между составляющими спектра и соотношением между их амплитудами. После усиления в УВЧ ОМ сигнал подается на усилитель мощности (УМ), а затем в антенну.

При формировании однополосного сигнала фильтровым методом предъявляются высокие требования к балансному модулятору и полосовому фильтру. Балансный модулятор должен обеспечивать подавление колебаний несущей частоты не менее 50 дБ. Полосовой фильтр должен обладать крутыми скатами резонансной характеристики. В настоящее время для этой цели используются электромеханические фильтры с резонансной частотой 500 кГц.

Усилитель мощности должен обеспечивать усиление колебаний по мощности без искажений в полосе частот сигнала. Это требование можно удовлетворить при работе УМ в режиме колебаний первого рода или второго рода с углом отсечки , однако режим колебаний первого рода невыгоден с энергетической точки зрения. Для приема однополосного сигнала в составе приемника необходимо иметь маломощный местный гетеродин, восстанавливающий колебания несущей частоты. Тогда на вход детектора будут поступать колебания несущей и боковых частот . При достаточно большой амплитуде колебаний несущей частоты, создаваемых местным гетеродином, нелинейные искажения при демодуляции принимаемого сигнала получаются незначительными. Частота колебаний на выходе детектора равна разности частот принимаемых колебаний боковых частот и местного гетеродина, то есть такой детектор, по существу, является преобразователем частоты и выполняется часто по кольцевой схеме. На нагрузке детектора образуется напряжение звуковой частоты .

Для воспроизведения сообщения с малыми искажениями должна быть обеспечена высокая точность установки частоты гетеродина. Если эта частота не совпадает с частотой подавленных в передатчике несущих колебаний, частота напряжения на выходе детектора будет отличаться от частоты передаваемого модулирующего сигнала. Практика показывает, что при приеме телефонных сигналов допустима неточность установки частоты гетеродина около нескольких десятков герц.

В системах с пилот-сигналом несущие колебания подавляются в передатчике не полностью. Некоторая доля мощности несущих колебаний излучается передатчиком (пилот-сигнал) и может быть усилена в приемнике специальным узкополосным усилителем, после чего складывается с принимаемыми боковыми колебаниями. В некоторых системах пилот-сигнал используется для автоматической подстройки частоты местного гетеродина, создающего несущие колебания. Кроме того, пилот-сигнал используется для автоматической регулировки усиления.

1.2 Назначение, основные тактико-технические характеристики, состав принцип построения связных радиостанций Р-846, «Ядро-1», Р-842.

1.2.1 Радиостанция Р-846

Приемопередающая коротковолновая самолетная радиостанция предназначена для обеспечения дальней телефонной и телеграфной в коротковолновом диапазоне, беспоисковой и бесподстроечной радиосвязи самолетов с наземными радиостанциями, имеющими стабильность частоты не хуже 110-6 и дискретную сетку частот (шаг дискретности 1 кГц), а также для связи между самолетами, оборудованными этими радиостанциями.

Радиостанция в телефонном виде работы с амплитудной модуляцией (AM) и в телеграфном виде работы с амплитудной манипуляцией (АТШИР) могут работать с другими радиостанциями, имеющими стабильность частоты не хуже 2510-6.

Радиостанция построена по трансиверному принципу, поэтому она может обеспечивать только симплексную связь. Передача и прием информации ведутся на одной и той же частоте.

Радиостанция Р-846 имеют дискретную сетку рабочих частот. Сетка опорных частот образуется из колебаний одного опорного кварцевого генератора. В радиостанции применена система диапазонно-кварцевой стабилизации частоты.

Высокая стабильность частоты колебаний передатчика и высокая стабильность настройки приемника, необходимые для реализации однополосной модуляции, позволили увеличить число рабочих частот за счет уменьшения полосы пропускания приемника и одновременно повысить помехоустойчивость радиосвязи.

Широкий диапазон рабочих частот, возможность предварительной настройки на 18 частот связи, дистанционное управление существенно упрощают управление радиостанцией в полете, позволяют наилучшим образом маневрировать частотами связи.

Радиостанция Р-846 устанавливается на самолетах фронтовой авиации.

Основные технические данные:

1) Радиостанция обеспечивают связь в диапазоне частот от 2000 до 29999 кГц на дискретных частотах через 1 кГц.

Результирующее отклонение частоты от номинальной во всех условиях эксплуатации не превышает 110-6.

2) Радиостанция готова к работе с пониженной стабильностью частоты в телефонном виде работы с амплитудной модуляцией (AM) и в телеграфном виде работы с амплитудной манипуляцией (АТШИР) с радиостанциями, имеющими стабильность частоты не хуже 2510-6 через 2-5 мин после включения напряжения питания.

К работе со стабильностью 110-6 радиостанции готовы после 20 мин прогрева термостата опорного генератора при температуре окружающего воздуха минус 60°С.

О готовности радиостанции в стабильных видах работ свидетельствует загорание табло ОМ и ЧТ на пультах управления.

3) Радиостанция обеспечивают следующие виды работы в симплексном режиме:

телефонную работу на одной верхней боковой полосе частот (ОМ);

телефонную работу при амплитудной модуляции (AM);

телеграфную работу при частотной манипуляции;

телеграфную работу при амплитудной манипуляции на номинальной частоте со скоростью 150 знаков в минуту;

работу с оконечной аппаратурой.

4) Чувствительность приемного тракта радиостанции не хуже:

2 мкВ - в телефонном виде работы с однополосной модуляцией;

5 мкВ - в телефонном виде работы с амплитудной модуляцией;

2 мкВ - в телеграфном виде работы с амплитудной манипуляцией с широкой полосой;

1 мкВ - в телеграфном виде работы с амплитудной манипуляцией с узкой полосой;

1 мкВ - в телеграфном виде работы с частотной манипуляцией.

5) Мощность передатчика радиостанции при работе на нагрузочное сопротивление 50 Ом в телеграфном виде работы и пиковая мощность при однополосной модуляции составляет не менее 50 Вт.

В диапазоне частот 2-4 МГц передатчики имеют пониженную мощность не менее 15 Вт.

Мощность передатчика в телефонном виде работы при амплитудной модуляции составляет не менее 25% от мощности в телеграфном виде работы.

6) Все управление радиостанцией в полете осуществляется с дистанционных пультов управления (основного или дублера), вынесенных на расстояние да 50 м от радиостанции.

Пульты управления обеспечивают выбор в полете любой частоты или любого из восемнадцати заранее настроенных каналов.

7) Время автоматической перестройки радиостанции с одной частоты на другую или с одного канала на другой не превышает 30-40 с.

Время настройки радиостанции на восемнадцать каналов, включая время проверки автоматики, не превышает 30 мин.

Время перехода с приема на передачу не превышает 0,5 с.

8) Питание радиостанций осуществляется от электросистем.

Радиостанция Р-846 по питанию выпускаются в двух вариантах:

от однофазной сети с частотой 40020 Гц и напряжением 1158 В. Этот вариант имеет индекс ЭО (Р-846 -ЭО);

от трехфазной сети с частотой 40020 Гц и напряжением 200±14 В. Этот вариант имеет индекс ЭТ (Р-846-ЭТ).

11) Потребляемая мощность от источников питания радиостанции в режиме передачи по сети переменного напряжения 115/200 В с частотой 40020 Гц составляет для радиостанций Р-846-ЭО и Р-846-ЭТ не более 650 ВА.

Для всех радиостанций потребляемая мощность от источников постоянного напряжения 27 В в режиме перестройки и при включенных термостатах не превышает 250 Вт.

12) Радиостанция обеспечивают работу на проволочные антенны длиной 9-20 м, а также на антенны верхнеемкостного питания через фидер с волновым сопротивлением 50 Ом с помощью антенного автоматического согласующего устройства.

13) Масса радиостанции Р-846 без контрольно-проверочного прибора П12 и соединительных кабелей не более 78 кг.

14) Радиостанция может работать:

при температурах окружающей среды от -60 до +50°С,

при температуре +40°С в среде с относительной влажностью воздуха до 98 %;

при вибрациях частотой от 10 до 200 Гц при ускорениях до 5g;

при ударных перегрузках до 5g, при частоте 40-80 ударов в мин,

непрерывно в течение 24 час по циклу: 5 мин - передача, 10 мин - прием.

15) Дальность радиосвязи зависит от выбора рабочей частоты, от типа антенны, состояния ионосферы, уровня помех, мощности наземного передатчика и чувствительности наземного приемника, диаграмм направленности бортовой и наземных антенн.

Состав радиостанции Р-846.

Радиостанция включает в себя ряд функционально и конструктивно самостоятельных приборов и входящих в них блоков (см. рис. 3):

П1М - опорный генератор,

П2Т - приемник-возбудитель,

П4-Ш - усилитель мощности,

П5-Ш (П5А-ПрШ) - антенное автоматическое согласующее устройство, П7Т-А, П7Т-Б, П7Т-В, П7Т-Г, П7-Е - пульты управления,

П9 - запоминающее устройство,

П13 -- манипуляционный генератор,

П13А - прибор специальных видов работ,

П14В - усилитель автонастройки согласующего устройства,

П16 - телеграфный ключ,

П17-А, П17-Б, П17-В - сетевые фильтры.



1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Радиостанция Р-846 с пультом П7Т-В.

1 - приемник-возбудитель (П2); 2 - пульт управления П7Т-В; 3 - усилитель мощности (П4-Ш); 4 - опорный генератор (ПIМ); 5 - прибор электропитания (П3); 6 - запоминающее устройство (П9); 7 - сетевой фильтр (П17); 8 - усилитель автонастройки согласующего устройства (П14); 9 - согласующее устройство (П5-Ш)

Принцип работы радиостанций рассмотрим по структурной схеме (рис. 4), раскрывающей взаимосвязь основных функциональных элементов.

Рис. 4 Упрощенная структурная схема КВ радиостанции

Опорный генератор (П1) предназначен для формирования высокостабильных колебаний с частотой 1 МГц. Представляет собой автогенератор синусоидальных колебаний с кварцевой стабилизацией частоты. Для обеспечения требуемой нестабильности частоты 10-6 опорный генератор размещен в термостате. Эти колебания поступают в приемник-возбудитель (П2) для формирования сетки рабочих частот связи.

Основным блоком радиостанции является приемник-возбудитель. В режиме «Передача» выполняет функции высокостабильного дискретного возбудителя, формируя сигнал на частоте связи с дискретностью 1 кГц в диапазоне 2,0--30,0 МГц. В режиме «Прием» выполняет функции высокостабильного супергетеродинного приемника с дискретной настройкой, осуществляя селекцию принимаемых сигналов, их усиление и выделение принимаемой информации.

Система ввода информации в радиостанции тесно связана с системой формирования сетки рабочих частот возбудителя. В режиме «Передача» -- кроме формирования сетки рабочих частот в приемнике-возбудителе производится формирование заданных видов работы (ОМ, AM, AT) и предварительное усиление сигналов по мощности, а в режиме «Прием» осуществляется требуемое усиление и обеспечивается основная селекция принимаемых сигналов.

Усилитель мощности (П4) предназначен для усиления колебаний, сформированных в приемнике-возбудителе, до заданной мощности.

Согласующее устройство (П5) предназначено для автоматического согласования входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением кабеля. Это необходимо для эффективной передачи высокочастотной энергии из усилителя мощности в антенну при работе радиостанции на передачу и, наоборот, из антенны на вход приемного тракта при работе радиостанции на прием.

Манипуляционный генератор (П13) предназначен для формирования первичного частотно-манипулированного сигнала со сдвигом 250 или 500 Гц. Сигналы на выходе манипуляционного генератора соответствуют обратной телеграфной работе: fп=500кГц±.

Манипуляционный генератор управляется либо от аппаратуры Р-099, либо от телеграфного ключа.

Усилитель автонастройки (П14) служит для усиления сигналов рассогласования согласующего устройства.

Пульт управления (П7) служит для дистанционного управления радиостанцией. Управление сводится к изменению частоты связи и включению вида работы радиостанции.

1.2.2 Радиостанция “Ядро - I”

Бортовая приемо-передающая коротковолновая радиостанция «Ядро-I» предназначена для обеспечения беспоисковой, бесподстроечной симплексной радиотелефонной связи экипажа легких самолетов и вертолетов гражданской авиации, используемые на местных воздушных линиях с радиостанциями аэропортов на расстоянии до 1000 км международных и внутрисоюзных авиалиний.

Тактико-технические данные:

1) Диапазон и сетка частот:

от 2000 до 17999,9 кГц с дискретностью 100 Гц при работе с пультами управления Б7А1-ЯрI, Б7А2-ЯрI и дискретностью 1 кГц при работе с пультом управления Б7Б2к-Жл.

2) Максимальная погрешность и стабильность частоты:

максимальная погрешность частоты на протяжении времени между двумя смежными коррекциями спустя 15 мин. после подачи напряжения питания при наиболее неблагоприятной комбинации одновременно действующих в эксплуатации условий по температуре, влажности, напряжению питания и механическим нагрузкам не превышает 20Гц,

коррекция частоты производится один раз в год,

стабильность частота на протяжении непрерывной 6 часовой работы, после 15 минутного прогрева, в процессе изменения температура, давления, напряжения питания не хуже .

3) Время готовности к работе:

радиостанция готова к работе с момента включения питания с пониженной стабильностью и через 15 мин. с номинальной стабильностью.

4) Виды работы в режимах приема и передачи:

телефонную работу при амплитудной двухполосной модуляции (AM);

совместную работу в AM с радиостанциями, имеющими стабильность не хуже ;

однополосную телефонную работу на верхней боковой полосе частот (300-3400) Гц в виде работы ;

однополосную телефонную работу на верхней боковой полосе частот (300-2700) Гц в виде работа ОМ.

5) Чувствительность приемника в нормальных климатических условиях при соотношении дБ в виде работы:

AM не хуже 5 мкВ,

ОМ не хуже 3 мкВ.

6) Мощность передатчика:

в пике огибающей на выходе усилителя мощности, при работе на активном сопротивление равное 50 Ом, составляет не менее 100 Вт,

на участке диапазона от 12000 до 17999,9 кГц составляет не менее 50 Вт.

7) Управление радиостанцией осуществляется с дистанционного пульта управления, допускающего удаление от приемопередатчика на расстояние 30 м. Типовое время автоматической перестройки с одной частоты на другую не более 5с. Допускается увеличение времени настройки до 9 с. на отдельных участках диапазона.

8) Радиостанция обеспечивает работу с абонентскими гарнитурами АГ-2, АГ-3. Выход приемника сопрягается с СПУ-7, СПУ-8, СПУ-Ю, СПУ-14, СГУ-6, СПГУ "Вещание".

9) Питание радиостанции осуществляется от бортовой сети постоянного тока с напряжением (272,7) В. Мощность потребления не более 640 Вт в режиме передачи и 280 Вт в режиме приема.

9) Условия эксплуатации:

радиостанция обеспечивает длительность до 6 часов работу по циклу 1 мин. - передача, 3 мин.- прием в следующих условиях внешних воздействий: высотности до 9100 м с блоком Б5-ЯрI с блоками Б5А-ЯрI, Б5А1-ЯрI с Б14А1-ЯрII до 12000 м;

интервал рабочих температур от минус 55 до плюс 55°С;

механических ударных перегрузок до 12g;

механических вибрационных перегрузов до 5g;

тропического климата.

10) Охлаждение блоков Б1-ЯрII (Б1-ЯрII-I, Б1-ЯрII-IА) и Б4-ЯрI осуществляется от встроенного в амортизационную раму вентилятора. Остальные блоки радиостанции принудительного охлаждения не требуют.

11) В радиостанции предусмотрена автоматическая защита от электроперегрузок, коротких замыканий, термозащита, барозащита и защита по коэффициенту бегущей волны.

12) Предполетная проверка работоспособности радиостанции и отыскание неисправного блока осуществляется системой встроенного контроля. Предусмотрена проверка работоспособности радиостанции автоматизированной системой.

13) Масса радиостанции составляет не более 20,5 кг в составе блоков Б1-ЯРII (Б1-ЯрII-1, Б1-ЯрII-IA), Б4-ЯрI, Б5-ЯрI (Б5А-ЯрI), Б7АI-ЯрI (Б7А2-ЯрI, Б7Б2к-Жл). В указанную массу не входят блоки Б10Б-ЯрI (Б10-ЯрI). Б18-ЯрI, Б21-ЯрI, Б22-ЯрI, кабели, ЗИП.

Состав радиостанции (см. рис. 5):

Рис. 5 Состав радиостанции “Ядро I”

1. Амортизационная рама Б10Б-ЯрI (Б10В-ЯрI),

2. Приемовозбудитель Б1-ЯрII-I (Б1-ЯрII-IА),

3. Усилитель мощности Б4-ЯрI,

4. Антенное согласующее устройство Б5А-ЯрI,

5. Антенное согласующее устройство Б5-ЯрI,

6. Антенное согласующее устройство Б5А1-Яр1,

7. Блок управления антенным согласующим устройством Б14А1-ЯрII,

8. Рама к блоку управления Б14А1-ЯрII,

9. Пульт управления Б7А1-ЯрI (Б7А2-ЯрI),

10. Пульт управления с выбором каналов Б7Б2к-Жл,

11. Блок питания вентилятора Б18-ЯрI.

Радиостанция «Ядро-I» имеет насколько вариантов комплектации.

Радиостанция построена по блочному принципу и состоит из ряда блоков. Блоки радиостанции состоят из субблоков. Однотипные блоки и субблоки взаимозаменяемы. Все блоки радиостанции выполнены негерметизированными, за исключением варианта блока антенного согласующего устройства Б5Д1-ЯрI.

1.2.3 Радиостанция Р-842 (вертолёт Ми-8)

Приемопередающая коротковолновая радиостанция Р-842 предназначена для бесподстроечной симплексной радиотелефонной связи вертолета с наземными радиостанциями на выбранных частотах.

Основные технические данные.

1) Диапазон частот -- от 2 до 8 МГц с рабочими дискретными частотами на участке от 2 до 4 МГц через 4 кГц и на участке от 4 до 8 МГц через 8 кГц.

2) Наибольшее отклонение частоты от номинала не превышает:

а) в поддиапазоне 2-4 МГц -- ± 200 Гц;

б) в поддиапазоне 4-т-8 МГц-- ±400 Гц.

3) Потребляемая мощность при номинальном значении напряжения не превышает:

а) в режиме «Передача» -- 300 Вт;

б) в режиме «Прием»-- 170 Вт.

4) Радиостанция обеспечивает непрерывную работу в течение 12 ч по циклу: 5 мин передача и 10 мин прием.

Передача и прием производятся на одной частоте, время перехода с приема на передачу и обратно -- не более 1 с.

5) Система автоматической перестройки радиостанции обеспечивает жесткую предварительную фиксацию и повторную дистанционную установку десяти любых зафиксированных частот во всем рабочем диапазоне. Время перехода с одной зафиксированной частоты на другую -- не более 15 с.

6) Мощность передатчика, отдаваемая в нагрузочное сопротивление, равное 25 Ом, в телефонном режиме на несущей волне в нормальных условиях, при номинальном значении питающего напряжения, в любой точке диапазона не менее 10 Вт.

7) Приемник радиостанции при номинальном значении напряжения источника питания имеет чувствительность не хуже 6 мкВ. При изменении напряжения источника питания на±10% от номинального значения чувствительность ухудшается не более чем в два раза.

8) Дальность двусторонней радиосвязи в телефонном режиме, при полете на радиостанцию и от нее на высоте 1000 м не менее 400 км.

9) Питание радиостанции -- от сети постоянного тока напряжением 27 В ±10'%.

10) Радиостанция может эксплуатироваться: при температуре окружающего воздуха от --60 до +50° С, относительной влажности до 98% при окружающей температуре до +40° С, атмосферном давлении от 760 до 1\98 мм рт. ст. и вибрациях с ускорением -- до 5^.

11) Управление радиостанцией -- с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ).

Предварительная настройка радиостанции -- посредством органов управления, расположенных на лицевой панели приемопередатчика. Низкочастотные цепи радиостанции (телефоны, ларингофоны) -- на переговорном устройстве СПУ. В передающем тракте радиостанции -- устройство для ограничения модуляции, включение и выключение которого производится с пульта дистанционного управления.

12) Радиостанция может работать -- на несимметричные жесткие или выпускные антенны длиною 7--12 м.

13) Слуховой контроль работы передатчика -- по высокой частоте с последующим детектированием и усилением.

14) В приемнике радиостанции -- автоматическая и ручная регулировки усиления. Ручная регулировка громкости действует и при использовании автоматической регулировки усиления.

15) Защита цепей радиостанции от перегрузок и коротких замыканий -- с помощью легкоплавких быстродействующих предохранителей типа ВП-1-1. Защита цепи высокого напряжения от короткого замыкания -- посредством релейной системы.

Комплект радиостанции Р-842:

приемопередатчик (см. рис. 6),

пульт дистанционного управления (см. рис. 7),

крышка передней панели приемопередатчика (см. рис. 6).

Размещение радиостанции Р-842 на вертолете Ми-8.

Приемопередатчик установлен в радиоотсеке фюзеляжа на левом борту между шпангоутами № 15--16 (см. рис. 6)

Пульт дистанционного управления радиостанции Р-842 на правой боковой панели электропульта летчиков (см. рис. 7).

Антенна радиостанции (см. рис. 8).

Включение и проверка.

Питание радиостанции осуществляется от аккумуляторной шины черезавтоматзащитысетиАЗСГК-15«Связи. Р.С.»

При установке автомата защиты сети «Связи. Р. С.» в положение «Включено» на панели АЗС электропульта летчиков напряжение бортовой сети подается через штырь «Г» штепсельного разъема Ш17 на приемопередатчик.

При переводе переключателя рода работ «Выкл.--РРГ--АРГ» из положения «Выкл.» в положение «РРГ» или «АРГ» загораются лампы красного подсвета на пульте дистанционного управления (ПДУ) (см. рис. 8), что свидетельствует об исправности цепи питания радиостанции.



Рис. 6 Приёмопередатчик радиостанции Р-842 в радиоотсеке.

Рис.7 Пульт дистанционного управления радиостанции Р-842 на правой боковой панели электропульта лётчиков.

1 - пульт управления ПУ-2В курсовой системы КС-3Г; 2 - пульт дистанционного управления радиостанции Р-842; 3 - щиток УРТ-27; 4 - переключатель электромеханизма ЭПК-2Т стеклоочистителя.

Антенна радиостанции представляет собой два стальных канатика, протянутые справа и слева по бортам фюзеляжа от передних стоек, установленных у шпангоута № 15, до стабилизатора.



Рис.8 Антенны радиостанций Р-842, Р-860 и радиоприёмника Р-852 на вертолёте (вид против полёта)

1 - антенна АШС-1 радиостанции Р-860;

2 - антенна АШС-1 радиоприёмника Р-852;

3 - стойка тросиковой антенны радиостанции Р-842.

2. Принцип работы радиостанции Р-846 («Ядро-1») по структурной схеме: синтезатор частот радиостанции

Структурная схема радиостанции (см. рис. 9).

Рис. 9 Структурная схема связной КВ радиостанции

Функционально в состав радиостанции входят: антенна (А), антенное согласующее устройство (АСУ); тракт усиления высокой частоты (тракт УВЧ); возбудитель в составе: датчика опорных частот 1 (ДОЧ 1), датчика опорных частот 2 (ДОЧ 2), блока синтеза частот (БСЧ); устройство выработки режима работы (УВР).

Возбудитель радиостанции представляет собой устройство диапазонно-кварцевой стабилизации частоты -- синтезатор частот комбинированного типа.

В состав возбудителя входят датчик опорных частот и блок синтеза частот (БСЧ). Датчик опорных частот на схеме условно показан в виде двух датчиков ДОЧ1 и ДОЧ2. Каждый из них выполнен по схеме синтезатора косвенного синтеза: ДОЧ1 с кольцом ЧАПЧ, ДОЧ2 с кольцом ИФАПЧ. Блок синтеза вместе с ДОЧ1 и ДОЧ2 составляют синтезатор непосредственного синтеза.

На выходе возбудителя образуются колебания рабочих частот, которые в данном случае являются частотами связи. Диапазон частот радиостанции (2,0--29,999 МГц) благодаря системе ДКСЧ получается дискретным с интервалом между соседними частотами связи кГц.

Первоисточником колебаний опорных частот ДОЧ1 и ДОЧ2 служит опорный генератор (ОГ), вырабатывающий колебания с частотой МГц.

Колебания опорного генератора подаются на блок делителей частоты (ДЧ), умножитель частоты (30) и селектор тысяч. На выходе блока ДЧ получаются колебания с частотами 500, 100 и 1кГц, на выходе умножителя--колебания с частотой 30МГц.

Селектор тысяч, состоящий из четырёх каскадов преобразует (усиливает, ограничивает, дифферинцирует, умножает, выделяет в контуре с 29 по 56 гармонику, усиливает) колебания кварцевого генератора в ряд гармонических колебаний сетки частот в диапазоне МГц с интервалом между соседними частотами 1 МГц. Колебания с выхода селектора тысяч поступают на смеситель СМ6, на который одновременно подаются колебания плавного генератора УКВ диапазона кГц (электронная настройка через 100 кГц системой ЧАПЧ). На выходе СМ6 выделяются колебания шестой промежуточной частоты кГц. Колебания с частотой усиливаются и фильтруются в и поступают на смеситель СМ7. На СМ7 подаются также колебания от селектора сотен. Селектор сотен служит для создания сетки частот в диапазоне кГц с интервалом между соседними частотами кГц (дифферинцирование, усилитель резонансный, как умножитель частоты на контуре выделяет с 38 по 47 гармонику через 100кГц). На выходе СМ7 образуются колебания седьмой промежуточной частоты: кГц (const !!!)

Колебания с частотой усиливаются и фильтруются узкополосным фильтром (для избирательности 7 контуров) УПЧ8 и поступают на частотный дискриминатор (ЧД), настроенный на частоту кГц (const !!!)кольца ЧАПЧ, с помощью которого производится подстройка частоты ПГУКВ по преобразованной частоте опорного генератора.

Контуры селектора тысяч (через 1 Мгц), ПГУКВ (через 100 кГц), селектора сотен (через 100 кГц) и УПЧ7 синхронно перестраиваются (перестройкой контуров селектора тысяч килогерц с помощью варикапов, меняющих свою емкость в зависимости от напряжения, подаваемого на них с делителя напряжения, коммутируемого переключателем на 30 положений, связанным с общей системой автоматической установки частот, установка десятков и единиц килогерц производится декадными переключателями с помощью механизма установки частоты, связанного с общей системой автоматической установки частот радиостанции, вращением двигателя устанавливается роторы переменных конденсаторов согласно выбранного диапазона) с помощью системы автоматической установки частоты. Благодаря этому на их выходах выделяются колебания определенных частот из указанных диапазонов. В результате рассмотренных преобразований на выходе смесителя СМ7 выделяются колебания постоянной промежуточной частоты, близкой к частоте настройки ЧД системы ЧАПЧ.

В состав схемы ЧАПЧ входят фантастрон и управляющий элемент (УЭ). Фантастрон может работать в двух режимах: в режиме автоколебаний и в режиме усиления как усилитель постоянного тока (УПТ). В автоколебательном режиме фантастрон создает напряжение пилообразной формы с частотой 3--5 Гц. Это напряжение подается на электронный управляющий элемент. В качестве управляющего элемента применен варикап (полупроводниковый прибор), подключенный к контуру ПГУКВ. Таким образом, осуществляется электронная настройка частоты ПГУКВ через 100к Гц.

Схема ЧАПЧ работает в двух режимах: в режиме поиска и в режиме слежения. В режим поиска схема переходит в том случае, когда окажется за пределами полосы схватывания системы ЧАПЧ. Это может быть в момент включения радиостанции или при перестройке радиостанции с одного канала на другой. В режиме поиска напряжение фантастрона пилообразной формы, воздействуя на варикап, изменяет емкость контура, а следовательно, и частоту колебаний ПГУКВ, промежуточные частоты и по пилообразному закону. Процесс поиска будет происходить до тех пор, пока не попадет в полосу схватывания системы ЧАПЧ. При попадании в полосу схватывания ЧАПЧ на выходе ЧД появится отрицательное напряжение (рабочая область ЧД, только область отрицательных значений; управляющее напряжение от 3,5 до 7,5 В подаётся на управляющую сетку и запирает лампу), под действием которого фантастрон переключается из автоколебательного режима (колебания срываются) в режим УПТ, усиливая напряжение, образующееся на выходе ЧД. Таким образом, система ЧАПЧ переходит в режим слежения. В этом режиме происходит подстройка частоты ПГУКВ Отклонение от частоты настройки ЧД (2550кГц) сопровождается изменением управляющего напряжения на выходе дискриминатора, которое через УПТ воздействует на варикап и вызывает изменение частоты ПГУКВ (подстройку) в направлении, обеспечивающем приближение к .

Благодаря системе автоматической установки частоты радиостанции и системе ЧАПЧ на выходе ПГУКВ образуется первая сетка опорных частот ДОЧ1 в диапазоне кГц с шагом дискретности кГц.

Вторая сетка опорных частот (десятков и единиц килогерц) с дискретностью 1кГц в диапазоне кГц образуется с помощью ДОЧ2, построенного по схеме синтезатора косвенного синтеза с кольцом ИФАПЧ. В состав ДОЧ2 входят генератор импульсов (ГИ); кольцо ИФАПЧ: импульсно-фазовый детектор (ИФД), управляющий элемент (УЭ) и плавный генератор длинноволнового диапазона (ПГДВ).

Генератор импульсов выполнен по схеме блокинг-генератора и выполняет функцию генератора гармоник. Запуск блокинг-генератора осуществляется напряжением стабильной частоты 5кГ или 1кГц, которое поступает из блока делителей частоты (ДЧ). Блокинг-генератор вырабатывает импульсы с частотой следования 5кГц или 1кГц. Эти импульсы поступают на ИФД импульсно-фазовой автоподстройки частоты ПГДВ.

Величина и полярность управляющего напряжения (постоянное) на выходе ИФД зависят от фазовых соотношений между напряжением подстраиваемого ПГДВ и напряжением соответствующей гармоники опорной частоты частоты блокинг-генератора. Напряжение с нагрузки ИФД подается на управляющий элемент -- реактивную лампу, подключенную к контуру ПГДВ.

Реактивная лампа, имеющая емкостный характер, в зависимости от полярности и величины управляющего напряжения изменяет частоту ПГДВ до полного совпадения ее с частотой соответствующей гармоники (т.е. синхронизирована опорной частотой). Система ИФАПЧ не вносит ошибок по частоте, поэтому относительная погрешность частоты колебаний ПГДВ равна относительной погрешности эталона частоты -- опорного генератора.

Дискретная перестройка частоты ПГДВ через 10кГц и 1кГц, производится с помощью механизма, связанного с общей системой автоматической настройки радиостанции; система ИФАПЧ осуществляет точную подстройку ПГДВ по выбранной гармонике. Чтобы исключить захват системой ИФАПЧ (полоса синхронизации кольца ИФАПЧ + 250 Гц, а за счёт нестабильности ПГДВ расстройка по частоте может быть до + 500 Гц) соседней гармоники частоты блокинг-генератора, синхронизация ПГДВ производится вначале по гармонике частоты 5кГц (при более широкой полосе схватывания ИФАПЧ + 1000 Гц, чтобы не подстроится на соседнюю гармонику опорной частоты), а затем уже по гармонике частоты 1кГц (после того как уменьшится расстройка частоты ПГДВ). Таким образом полоса захвата составляет + 600 Гц. Переключение блокинг-генератора с частоты 5кГц на частоту 1кГц происходит автоматически за время 0,5-1 сек (на время переключения работает запоминающий каскад).

Полученные колебания опорных частот с выходов ДОЧ1 и ДОЧ2 подаются на смесители блока синтеза частот БСЧ. Выбор требуемых опорных частот осуществляется системой автоматической настройки радиостанции. При этом с помощью селектора тысяч устанавливаются тысячи килогерц, с помощью селектора сотен - сотни килогерц и с помощью ДОЧ2 - десятки и единицы килогерц.

Колебания ПГДВ с выхода ДОЧ2 подаются на смеситель СМ8, на который поступают также колебания седьмой промежуточной частоты с выхода УПЧ8. В результате смешения колебаний этих частот на выходе смесителя образуются колебания восьмой промежуточной частоты:

в диапазоне 2751 - 2850кГц с шагом дискретности кГц.

В режиме «Передача» колебания восьмой промежуточной частоты поступают на смеситель СМЗ, в котором они смешиваются с колебаниями вспомогательной частоты: кГц, поступающими из блока делителей частоты (ДЧ) через УПЧ5.

Па выходе третьего смесителя СМЗ образуются колебания второй промежуточной частоты в диапазоне кГц. Колебания второй промежуточной частоты поступают на смеситель СМ2, где в результате смешения с напряжением умножителя частоты (МГц) образуются колебания первой промежуточной частоты: кГц, с шагом дискретности 1кГц.

В смесителе СМ1 колебания первой промежуточной частоты смешиваются с колебаниями ПГУКВ. На выходе СМ1 получаются колебания рабочих частот связи в диапазоне радиостанции кГц. Отметим, что

Из выражения видно, что частота связи равна алгебраической сумме частот селектора тысяч, селектора сотен, ДОЧ2, вспомогательной частоты и частоты умножителя. Поскольку колебания ПГУКВ в процессе синтеза частоты связи участвуют дважды, то в правой части выражения частота отсутствует, она оказывается скомпенсированной. Поэтому нестабильность частоты ПГУКВ не будет сказываться на стабильности частоты связи, которая определяется стабильностью частоты опорного генератора!!!

Заключение

Основными преимуществами связи на одной боковой полосе по сравнению с системами двухполосной связи, в которых производится амплитудная модуляция (AM), являются:

возможность удвоения числа каналов связи в одном и том же диапазоне;

увеличение дальности связи и более высокое качество приема при наличии помех по сравнению с AM.

Последнее преимущество объясняется:

увеличением излучаемой мощности, определяющей телефонный эффект при приеме, поскольку отсутствуют затраты мощности на несущие колебания;

сужением полосы пропускания приемника вследствие уменьшения ширины спектра излучаемого сигнала, что позволяет уменьшить вероятность помех от радиостанций на соседних каналах;

Значительно уменьшается влияние избирательного замирания (селективного фединга) при дальней связи на коротких волнах, поскольку при двухполосном сигнале такой вид замирания определяется либо частичным ослаблением несущей, либо сдвигом фаз между несущей и боковыми полосами или сдвигом фаз между боковыми полосами.

Преимущество радиостанций с однополосной модуляцией относительно радиостанций, в которых производится амплитудная модуляция, может быть реализовано в снижении мощности передатчика, если задаваться одинаковым качеством связи, и в снижении пикового значения напряжения в антенне.

Литература

Вертоградов В.И. «РЭО летательных аппаратов» Часть 1. М. Воениздат, 1979.

Брицын М.И. «Авиационные радиоэлектронные средства». Часть 1. М. Воениздат, 1978.

Техническое описание, инструкция по эксплуатации, руководство по технической эксплуатации на Р-842, Р-846, «Ядро-I», вертолёт Ми-8, Ми-24В(Д).

Основные ТТД связных (коротковолновых) радиостанций

№	Параметры	Р-842М	Р-846	Ядро-I	Примечание
1	Диапазон рабочих частот / интервал сетки частот	2 - 4 МГц / 4 КГц 4 - 8 МГц / 8 КГц	2 - 29,999 МГц / 1 КГц	2 - 17,9999 МГц / 100 Гц, 1 КГц	Ядро-I: интервал сетки частот от ПУ
2	Количество рабочих частот	1 000	28 000	32 000 / 16 000
3	Виды работ / вид модуляции, манипуляции	ТЛФ / АМ	ТЛФ / ОМ, АМ ТЛГ /ЧМп (ЧТ), АМп (АТ)	ТЛФ / ОМ, АМ
4	Мощность передатчика	> 25 Вт	> 50 Вт (ОМ) > 15 Вт (2 - 4 МГц)	50 - 100 Вт	Р846: Ртлф АМ>25%Ртлг
5	Чувствительность приемника	? 6 мкВ (С/Ш = 3/1)	< 1 мкВ (ТЛГ: АТ, ЧТУП) < 2 мкВ (ТЛФ: ОМ) < 5 мкВ (ТЛФ: АМ)	< 5 мкВ (АМ) < 3 мкВ (ОМ)
6	Полоса пропускания приемника	> 5 КГц	3,45 КГц (ОМ) 7,2 КГц (АМ)	-	Р-846: 150 Гц (АТУП) 2400 Гц (АТШП)
7	Относительная нестабильность частоты	5•10-5	< 10-6	3•10-7
8	t готовности к работе	-	30 мин	15 мин
9	t перестройки с одной частоты на другую	< 15 с	30 - 40 с	< 5 с
10	t перехода с приема на передачу и обратно	< 1 с	< 0,5 с	0,5 с
11	t непрерывной работы	12 ч по циклу: 5' ПРД, 10' ПРМ	24 ч по циклу: 5' ПРД, 10' ПРМ	6 ч по циклу: 1' ПРД, 3' ПРМ
12	Количество предварительно настраиваемых каналов на ПУ	10	18	-
13	Дальность радиосвязи	> 400 км	Зависит от fсв, типа антенны и т.д.	< 1 000 км
14	Потребляемая мощность	400 Вт (27В)	< 650 ВА (115В) < 250 Вт (27В)	< 640 Вт (ПРД, 27В) < 280 Вт (ПРМ, 27В)	27В±10% 115В±7%
15	Масса комплекта	21 кг	78 кг	20,5 кг

Размещено на Allbest.ru

...