Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Описание комплекса унифицированных радиорелейных систем (КУРС). Учебное пособие
.pdf
21
№
п/п
Элементы фидерного тракта
Потери
Примечание
1 2 3
4
1
Фидерные линии (погонное затухание, дБ/м:
коаксиал. кабель РК-75-24-36
биметаллический или медный
волновод Ø70 мм
0,08
0,02
0,15
0,2
Для диапазона 2 ГГц
Для диапазона 4 ГГц
Для диапазона 6 ГГц
Для диапазона 8 ГГц
2
Эллиптический волновод:
ЭВГ-2
ЭВГ-4
ЭВГ-6
0,035
0,05
0,12
Для диапазона 4 ГГц
Для диапазона 6 ГГц
Для диапазона 8 ГГц
3
Коаксиально-волноводный или
волноводный переход, дБ
0,1 Для диапазонов 2, 4, 6, 8 ГГц
4
Герметизирующая вставка, дБ
0,1
Для диапазонов 2, 4, 6, 8 ГГц
5
Селектор поляризации, дБ
0,1
Для диапазонов 2, 4, 6, 8 ГГц
6
Устройство совмещения,
устройство сложения или
устройство разделения сигналов
приёма и передачи (ферритовый
циркулятор + режекторный
фильтр), дБ
0,3+0,1
Для диапазонов 2, 4, 6, 8 ГГц
7
Фильтр высших типов волн
Ø70 мм, дБ
0,2 Для диапазонов 4 и 6 ГГц
8
Корректор поляризации Ø70 мм,
дБ 0,1 Для диапазонов 4 и 6 ГГц
Таблица 4.2
Основные потери в элементах АФТ систем КУРС
5. Построение приёмопередающей аппаратуры
5.1. Построение приёмопередающей аппаратуры системы
В диапазоне 2 ГГц, с учётом использования четырёхчастотного
плана распределения рабочих частот, приёмопередающая аппаратура
скомпонована так, что в одной стойке размещаются по два
приёмопередатчика (два приёмника и два передатчика) вместе с
фильтрами разделения и сложения сигналов соответственно на
приёме и передаче. По своему составу приёмопередающие стойки
промежуточных станций (ПРС), в зависимости от назначения, делятся
на восемь типов: 15В15Н, 15В15Н, 26В26Н, 26Н26В, 37В37Н,
37Н37В, 4В4Н, 4Н4В. Здесь первые две цифры относятся к номерам
стволов приёма, а вторые две цифры – передачи. Буква В означает,
что частота настройки приёмника (передатчика) выше рабочей
частоты передатчика (приёмника), буква Н означает, что частота
КУРС-2
22
1
1
1
1
настройки приёмника (передатчика) ниже рабочей частоты
передатчика (приёмника).
Стойки 15В15Н и 15Н15В предназначены для организации двух
симплексных телевизионных стволов прямого направления; эти
стойки используют 1-й и 5-й радиоканалы плана частот.
Стойки 26В26Н, 26Н26В, 37В37Н, 37Н37В предназначены для
организации дуплексных телефонного и резервного стволов; они
используют 3-й и 7-й радиоканалы для прямого направления (7-й
канал является резервным) и 2-й и 6-й радиоканалы для обратного
направления (6-й канал – резервный).
Стойки 4В4Н и 4Н4В предназначены для организации одного
симплексного телевизионного ствола обратного направления, и
поэтому они в своём составе не имеют вилки фильтров сложения и
разделения сигналов, но имеют полосовые фильтры, аналогичные
фильтрам других стволов.
Для оконечных радиорелейных станций (ОРС) используется
другой состав приёмопередающих стоек: при передаче сигналов в
прямом направлении – 26Н37В, 4Н15В или 26В15Н, 4В37Н; при
передаче сигналов в обратном направлении – 15Н26В, 37Н4В или
37В26Н, 15В4Н. Таким образом, на РРЛ КУРС-2 всего используется
16 типов различно скомпонованных стоек. Различная компоновка
стоек не вызывает трудностей в связи с полной независимостью
приёмников и передатчиков.
Резервирование стволов аппаратуры КУРС-2 осуществляется
автоматической заменой любого из рабочих стволов, в котором
наблюдается ухудшение качественных показателей или нарушение
связи, резервным стволом.
5.2. Структурная схема приёмника системы КУРС-2
Структурная схема приёмника системы КУРС-2 представлена
на рис. 5.1. Входной СВЧ сигнал через разделительный фильтр,
представляющий собой вилку двух 5-звенных полосовых фильтров
ПФ
и ПФ2, и далее через развязывающий ферритовый циркулятор
ФЦ
и входной полосовой фильтр ПФ преобразователя частоты
поступает на смеситель приёмника См. Разделительный фильтр
стволов (блок РФ) обеспечивает избирательность приёмника по
зеркальному каналу и частично избирательность по соседнему
каналу. Развязывающий ферритовый циркулятор ФЦ
обеспечивает работу полосового фильтра ПФ
на согласованную
с нагрузкой Н
активную широкополосную нагрузку. На смеситель приёмника через
фильтр узкой полосы ФУП и умножитель частоты УмЧ с
коэффициентом умножения, равным восьми, поступает также
напряжение гетеродина.
23
АРУ
ПФ
1
ПФ
2
ФЦ
1
ФЦ
2
Разделительный
фильтр стволов (РФ)
От АФТ
2f
16f
f
2f
Г
ПФ
СМ
ФУП
УмЧ
УМщ
ФУП
1
УдЧ
ГКв
Реж.Ф ПУПЧ
Блок преобразователя
частоты приёмника (ПрЧПр)
Блок
гетеродина
приёмника
(ГтПр)
К Пр
2
φ
ФПЧ УПЧ КГВЗ
Блок формирования
полосы (ФрП)
ГУПЧ
Блок ГУПЧ
ТРПТ
Г
Г
КГ
2
КГ
1
70 МГц
61,25 МГц
УС-ОГР
ЭК-1
УПТ
Выпр
ФУП
УПЧ
ТрГ-1
б
а
К К
К системе
контроля
Блок замещающего генератора (ГЗ)
Блок ОУПЧ
ТрГ-1 ЭК-2
КДМ
г в
Вых.СС
ТрГ-2
ТрГ-3
Выход
ПЧ
ОУПЧ
Рис. 5.1. Структурная схема приёмника системы КУРС
-2
24
с
Гетеродин приёмника состоит из стабилизированного
кварцевого автогенератора ГКв, генерирующего стабильные
колебания с частотой 105 - 120 МГц (конкретные значения частот
определяются номером ствола), удвоителя частоты УдЧ,
двухзвенного фильтра узкой полосы ФУП1, выделяющего колебания
с частотой 210 - 240 МГц, и усилителя мощности этих колебаний
УМщ. ФУП уменьшает содержание шумовых боковых составляющих
в спектре колебаний гетеродина и тем самым уменьшает вклад
гетеродина в шумы каналов связи.
В смесителе приёмника См выделяется разностная
(промежуточная) частота fпч = fс - fг = 70 МГц (или fг - f
), которая
через режекторный фильтр РжФ, запирающий путь в тракт усиления
промежуточной частоты колебания с частотой гетеродина и частотой
принимаемого сигнала, подаётся на вход предварительного
малошумящего усилителя промежуточной частоты ПУПЧ. ПУПЧ
имеет малый уровень собственных шумов и предназначен обеспечить
минимальный коэффициент шума приёмника. Далее сигнал ПЧ
поступает на блок формирования полосы ФрП, состоящий из фильтра
промежуточной частоты ФПЧ, УПЧ и корректора группового
времени запаздывания сигнала КГВЗ. ФПЧ определяет селективность
приёмника по соседнему каналу. КГВЗ уменьшает неравномерность
характеристики ГВЗ в полосе пропускания фильтрующих систем
приёмопередатчика. ФПЧ и КГВЗ развязаны усилительными
каскадами УПЧ, обеспечивающими согласование в широкой полосе
частот. С выхода КГВЗ сигнал ПЧ подаётся на вход главного
усилителя промежуточной частоты ГУПЧ, состоящего из шести
каскодных каскадов на транзисторах – регуляторов усиления. ГУПЧ
охвачен кольцевой усиленной автоматической регулировкой
усиления АРУ, необходимой для предотвращения перегрузки
усилительных каскадов и обеспечения постоянства выходного уровня
приёмника. После ГУПЧ сигнал поступает на блок оконечного
усилителя промежуточной частоты ОУПЧ, вход которого начинается
с гибридного тройника (делителя мощности) ТрГ-1. В ТрГ-1 сигнал
разветвляется на два направления: «а» и «б». В направлении «а»
колебания ПЧ усиливаются в УПЧ и, проходя через узкополосный
фильтр ФУП, поступают на выпрямитель (Выпр). Постоянный ток с
выхода выпрямителя, усиленный в усилителе постоянного тока УПТ,
управляет электронными ключами ЭК-1 и ЭК-2, а также используется
как сигнал о наличии несущей частоты в системе контроля (К).
Со второго направления «б» сигнал ПЧ от ТррГ-1 поступает на
ЭК-2 и далее - на гибридный тройник ТрГ-2. Один из выходов ТрГ-2
«в» используется для подключения контрольного демодулятора КДМ.
Сигнал со второго выхода «г» усиливается в ОУПЧ, после чего
25
поступает на основной выход ПЧ блока ОУПЧ и далее - на
гибридный тройник Трг-3.
При отсутствии сигнала ПЧ на выходе ГУПЧ ключ ЭК-2 в
блоке ОУПЧ коммутирует на выход приёмника сигнал замещающего
генератора (ГЗ). ГЗ предназначен для имитации несущей при
пропадании ЧМ сигнала на выходе приёмника или при снижении
уровня сигнала ниже минимального уровня приёма. В качестве
имитирующего сигнала используется колебание с частотой 70 МГц,
модулированное по фазе сигналом неисправности (пилотсигналом
ПС) с частотой 8,75 МГц.
Замещающий генератор состоит из двух автогенераторов КГ-1
и КГ-2, стабилизированных кварцевыми резонаторами на частотах
70 МГц и 62,25 МГц, усилителя-ограничителя УС-ОГР и выходного
электронного ключа ЭК-1, управляемого с блока ОУПЧ. Колебания
отобоих генераторов КГ-1 и КГ-2 подаются на УС-ОГР, в котором
подводимые к его входу два разных по уровню колебания
складываются и за счёт нелинейности амплитудной характеристики
ограничителя преобразуются в колебание с двумя боковыми
составляющими спектра, эквивалентное фазовой модуляции с малым
индексом. Напряжение питания на автогенераторы КГ-1 и КГ-2
подаётся через транзисторный регулятор постоянного тока (ТРПТ),
управляемый от системы АРУ блока ГУПЧ. При нормальном уровне
сигнала автогенераторы КГ-1 и КГ-2 не получают питания, и это
исключает возможность помех из-за конечного затухания
электронных ключей ЭК-1 и ЭК-2 в выключенном состоянии. При
замирании сигнала сначала подаётся питание на автогенераторы КГ-1
и КГ-2, а уж потом, при уменьшении сигнала ниже порога включения
ГЗ, происходит переключение ключей ЭК-1 и ЭК-2.
Блок контрольного демодулятора КДМ предназначен для
выделения сигналов служебной связи и включается только в
телефонном стволе.
Все усилители ПЧ, замещающий генератор ГЗ, кварцевый
генератор гетеродина ГКв получают электропитание через
электронный стабилизатор напряжения – 24/18 В, что способствует
стабильности параметров приёмника, уменьшает помехи и
паразитные связи через общие электропитающие цепи и устройства.
Описанный тракт УПЧ является унифицированным для всех четырёх
систем КУРС.
5.3. Структурная схема передатчика системы КУРС-2
Структурная схема передатчика КУРС-2 приведена на рис. 5.2.
Частотно-модулированный сигнал ПЧ с выхода приёмника или с
оконечной стойки подаётся на вход блока преобразования частоты,
26
4
4
3
4
2
3
3
использующего мощный повышающий параметрический
преобразователь МПП. Свойства параметрических преобразователей
таковы, что они обладают сравнительно большим коэффициентом
преобразования паразитной амплитудной модуляции в паразитную
фазовую модуляцию (АМ-ФМ преобразование), что приводит к
появлению нелинейных шумов на выходе передатчика. Для снижения
этих нелинейных шумов АМ-ФМ преобразования на входе блока
преобразователя установлен амплитудный ограничитель АО. После
АО усиленный в мощном усилителе промежуточной частоты (МУПЧ)
сигнал ПЧ через режекторный фильтр (Реж.Ф), служащий для
отражения колебаний частоты гетеродина передатчика, поступает на
преобразователь МПП. МПП переносит с усилением спектр сигнала
ПЧ в диапазон частот 1,75 – 2,0 ГГц.
Для обеспечения нормальной работы МПП требуется
значительная мощность гетеродина передатчика. Гетеродин
передатчика состоит из блока кварцевого генератора, блока усиления
мощности и блока умножения частоты. Такие элементы как
кварцевый генератор (КГ), фазовый модулятор (ФМ) служебной
связи, удвоители частоты (УдЧ), усилители с узкополосными
фильтрами (УС), отличаются от таких же устройств приёмника
только частотой настройки. Кварцевый генератор формирует
высокостабильные колебания с частотой 105 - 120 МГц.
После УдЧ предварительно усиленные в УС колебания с
частотой в диапазоне 210 - 240 МГц поступают на выход мощного
усилителя гетеродина передатчика (УМщ). На выходе блока усиления
мощности включен ферритовый циркулятор ФЦ
с мощной
нагрузкой Н, защищающий УМщ от опасных для него изменений
внешней нагрузки, возникающих при коммутациях и регулировках в
цепях последующих удвоителей частоты, а также при переходных
процессах в момент включения передатчика.
С выхода ФЦ
через фильтр гармоник ФГ колебания
гетеродина поступают на вход умножительной цепочки, состоящей из
трёх каскадов мощных удвоителей частоты на нелинейной ёмкости
УдЧ2, УдЧ
и УдЧ
. Фильтр гармоник исключает возможность
вредного воздействия на УМщ гармоник умножаемой частоты,
которые могут иметь значительные амплитуды на входе удвоителей
частоты при их расстройке. После цепочки удвоителей частоты
колебания гетеродина через фильтр узкой полосы ФУП
ферритовый циркулятор ФЦ
МПП. ФЦ
создаёт постоянную нагрузку для блока умножителя
подаются на вход преобразователя
и
частоты, не зависящую от наличия сигнала ПЧ на повышающем
преобразователе МПП. С выхода МПП сигнал СВЧ сравнительно
большой мощности (2,15 Вт) поступает на блок фильтра сложения
27
ПФ
1
ФЦ
1
Н
ПФ
2
ФЦ
2
Н
К АФТ
ПФ
МПП
ФЦ
3
Н
Реж.Ф МУПЧ АО
От передатчика другого ствола
ЧМ сигнал ПЧ
70МГц
0,3 В
Блок преобразователя
частоты
8f
16f
4f
8f
2f
4f
ФЦ
4
Н
ФУП2УдЧ
4
ФГУдЧ
3
УдЧ
2
Блок умножения частоты
ФУП УМщ
Блок усиления
мощности
Г
КГ
2f
4f
УдЧ
1
ФМ УС
Сигналы
СС и ТО
Блок
кварцевого
генератора
Блок гетеродина
передатчика
Блок фильтра
сложения
сигналов двух стволов, тождественный разделительному фильтру
приёмников. На выходе фильтра сложения, являющегося СВЧ
выходом приёмопередающей стойки, мощность сигнала равна около
1,5 Вт.
Рис. 5.2. Структурная схема передатчика системы КУРС-2
5.4. Основные технические данные приёмопередающей стойки
ПрПд-2 аппаратуры КУРС-2
1. Коэффициент шума приёмника, измеренный на входе
разделительного фильтра………………………не более 10 дБ.
28
2. Неравномерность группового времени запаздывания
приёмопередатчика в полосе ± 5 МГц в режиме
промежуточной станции……………………….не более 3 нс
3. Номинальное значение напряжения сигнала ПЧ на выходе
приёмника: два основных выхода……………………..0,5 В,
один контрольный…………………….. … 0,3 В.
4. Порог включения замещающего генератора………….25 пВт.
5. Номинальное напряжение сигнала ПЧ на входе передатчика
…………………………………………………………….0,3 В.
6. Мощность СВЧ сигнала передатчика на выходе
стойки……………………………………………………..1,5 Вт.
7. Напряжение питания……………………………..24 В ± 10 %.
8. Приёмопередатчик позволяет вводить и выводить сигналы
служебной связи, телеуправления и телесигнализации в
спектре частот…………..……………………..….0,3 – 56 кГц.
9. Мощность, потребляемая приёмником,………..……….40 Вт.
10. Мощность, потребляемая передатчиком,…..…………110 Вт.
11. Конструкция стойки ПрПд-2 обеспечивает длительную
непрерывную работу при температуре окружающего воздуха
5 о - 45 оС и относительной влажности 96 % при 30 оС.
5.5. Построение приёмопередающей аппаратуры систем
КУРС-4, КУРС-6 и КУРС-8
В диапазонах 4, 6, и 8 ГГц используются в основном
двухчастотные планы распределения рабочих частот. Поэтому
приёмная и передающая аппаратура размещается в отдельных
унифицированных стойках приёмников и стойках передатчиков.
Каждая стойка содержит либо четыре приёмника (Пр4, Пр6 или Пр8)
вместе с фильтрами разделения сигналов стволов, либо четыре
передатчика (Пд4, Пд6 или Пд8) с фильтрами сложения сигналов
стволов. Стойки приёмников и стойки передатчиков для каждого
диапазона (2, 4 или 8 ГГц) имеют четыре основных варианта
исполнения: 1357Н, 2468Н, 1357В и 2468В, т.е. два – для чётных и
нечётных номеров стволов нижней половины диапазона частот, и
два – для верхней половины диапазона частот.
Кроме указанных стоек основного варианта приёмников, для
систем КУРС-4 и КУРС-6 выпускаются стойки приёмников с блоком
автовыбора ПрАВ. Использование стоек ПрАВ совместно со
стойками Пр позволяет организовать сдвоенный приём по четырём
симплексным стволам с разнесением антенн по высоте.
Таким образом, в отличие от приёмопередающей аппаратуры
системы КУРС-2, на РРЛ с аппаратурой КУРС-4, КУРС-6 и КУРС-8
29
ПФ
1
ФЦ
2
Н
ФЦ
1
ПФ
2
ФЦ
3
ПФ
3
ФЦ
4
ПФ
4
ФЦ
5
Н
От АФТ
Блок РФ
К другим приёмникам
ПФ
ФЦ
6
Н
1 2
3
2
3
1
ФЦ
7
2f
nf
ФУП
УмЧ
См ПУПЧ
Блок преобразователя
частоты (ПрЧПр)
Г
АРУ
ГУПЧ
ФрП
ОУПЧ
ГЗ
Унифицированный
блок ПЧ
Н
ГД
Выходы
ПЧ
КДМ
Выход
СС и ТО
ФЦ
8
Н
ФУПУМЩ
ФЦ
9
Н
2f
f
Г
УмЧ ГКв
Блок гетеродина приёмника
1
1
6
6
6
используется восемь типов основных различно скомпонованных
стоек приёмников и четыре типа стоек передатчиков.
5.6. Структурные схемы приёмников систем КУРС-4,
КУРС-6 и КУРС-8
Структурные схемы приёмников всех трёх систем имеют
одинаковое построение. Такая система представлена на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Структурная схема приёмника систем КУРС-4, КУРС-6
и КУРС-8
СВЧ ЧМ сигналы всех стволов данного диапазона частот от
АФТ поступают в стойку приёмников на волноводный вход блока
разделительных фильтров (РФ), в котором с помощью ферритовых
циркуляторов ФЦ
- ФЦ5 и полосовых фильтров ПФ1 - ПФ4
осуществляется их расфильтровка. С выходов полосовых фильтров
ПФ
- ПФ4 СВЧ сигналы направляются к преобразователям частоты
приёмников ПрЧПр соответствующих стволов. В блок ПрЧПр входят:
полосовой фильтр ПФ, настроенный на частоту принимаемого
сигнала, смеситель См, объединённый с предварительным УПЧ
(ПУПЧ), а также умножитель частоты УмЧ, фильтр узкой полосы
ФУП и развязывающие ферритовые циркуляторы ФЦ
Циркулятор ФЦ
сигнала гетеродина.
ФЦ
через нагруженный ферритовый циркулятор ФЦ7, выполняющий
функции вентиля, поступает в плечо 3 ФЦ6. В соответствии с
Принимаемый сигнал после фильтра ПФ проходит через
(плечи 1 - 2) и поступает на смеситель См. Энергия гетеродина
используется для сложения принимаемого сигнала и
и ФЦ7.
30
6
6
6
7
8
направлением циркуляции энергии, обозначенным на схеме стрелкой,
она попадает в плечо 1 ФЦ
. Отражаясь от ПФ, не пропускающего
колебания частоты гетеродина, энергия гетеродина снова попадает на
ФЦ
и через плечи 1 - 2 подаётся на См. В этой схеме ФЦ6 служит
одновременно развязывающим устройством в цепи принимаемого
сигнала, выполняя функцию вентиля. Действительно, волна,
отражённая от См, направляется циркулятором ФЦ
в цепь
гетеродина (в плечо 2 циркулятора ФЦ7), где поглощается в нагрузке
Н циркулятора ФЦ
и до ПФ не доходит. Таким образом,
обеспечивается согласованная нагрузка полосового фильтра ПФ.
Гетеродин приёмника построен аналогично гетеродину
аппаратуры КУРС-2. Он состоит из термостабилизированного
кварцевого генератора ГКв, умножителей частоты УмЧ, фильтров
узкой полосы ФУП, усилителя мощности УМщ и развязывающих
циркуляторов ФЦ
и ФЦ9. Гетеродинные частоты образуются
путём многократного умножения в УмЧ колебаний частоты ГКв
105 - 120 МГц (в зависимости от частоты ствола). Так, для приёмника
систем КУРС-4 частота сначала удваивается, а затем умножается в
двух каскадах учетверения на варакторах. Таким образом, для
получения частоты гетеродина приёмника Пр-4 частота ГКв
умножается в 2х4х4=32 раза.
В приёмнике Пр-6 номинальная частота гетеродина получается
умножением частоты 105-120 МГц в 2х3х9 = 54 раза.
В приёмнике Пр-8 частота ГКв умножается в 2х4х9 = 72 раза.
Гетеродинный сигнал подаётся на См через ФУП и ФЦ7. ФУП
уменьшает содержание шумовых боковых составляющих в спектре
колебаний гетеродина, возникающих в тракте гетеродина приёмника
ГтПр, и тем самым уменьшает вклад гетеродина в шумы каналов
связи. Полученный в См сигнал промежуточной частоты 70 МГц
усиливается в ПУПЧ и поступает на унифицированный тракт ПЧ,
рассмотренный выше.
5.7. Структурная схема передатчиков систем КУРС-4,
КУРС-6 и КУРС-8
Структурная схема передатчиков аппаратуры, работающей в
диапазонах 4, 6 8 ГГц, представлена на рис. 5.4. Сравнивая данную
схему со схемой передатчика аппаратуры КУРС-2, изображённую на
рис. 5.2, видим, что она состоит из однотипных блоков и узлов.
Отличие заключается лишь в конструктивном выполнении некоторых
элементов СВЧ аппаратуры и величине коэффициента умножения в
умножителе частоты гетеродина передатчика.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]