| Пріоритети: | Винахід відноситься до модуляції, передачі та прийому інформаційних сигналів. Спосіб модуляції для передачі інформаційних сигналів у довгохвильовому діапазоні полягає в тому, що інформаційними сигналами модулюють першу несучу частоту методом квадратурної двосмугової модуляції, виділяють сигнал з однією бічною смугою і непридушеною несучою, здійснюють перетворення цього сигналу сигнал проміжної частоти з однією або двома бічними смугами перетворюють сигнал проміжної частоти у довгохвильовий діапазон шляхом змішування з частотою гетеродина, який випромінюють. Схема передачі інформаційних сигналів та приймач інформаційних сигналів призначені відповідно для передачі та прийому згаданих сигналів. Технічний результат, що досягається - підвищення ккд і зниження ймовірності спотворення сигналів перешкодами. 3 с. та 1 з.п. ф-ли, 3 іл.
Малюнки до патенту Україна 2194368
Винахід стосується способу модуляції та структурної схеми передачі інформаційних сигналів та приймача для прийому промодульованих та переданих цим способом інформаційних сигналів.
Така двосмугова модуляція інтегрується спеціально в такі канали зв'язку, у яких ширина смуги сигналу грає другорядну роль.
Необхідну для демодуляції промодулированного сигналу з двома бічними смугами несучу генерують, наприклад, пристереофонічних передач, шляхом одночасної передачі опорної частоти в 19 кГц для отримання несучої 38 кГц в ЧС-сигналі (частотно-модульованому) мультиплексному сигналі. Для того, щоб регенерувати несучу сигналу з двома ідентичними бічними смугами, інші способи застосовують петлю Коста (Costa's Loop) Як приклад можна навести мікросхему SAA6579T демодулятора радіоінформаційної системи (RDS).
У цьому випадку передачі сигналу радіоінформаційної системи (квадратурної двосмугової модуляції з 2 ідентичними бічними смугами) (RDS QDSB) в діапазоні довгих хвиль є обмеження ширини смуги (RDS QDSB = 4,8 кГц). Випромінювання радіосигналу при квадратурної двосмугової модуляції (RDS QDSB) з такою смугою в діапазоні довгих і найдовших хвиль (9...148,5 кГц) призвело б до перешкод у сусідніх каналах вже скоординованих передавачів.
Ця обставина і обумовлює пов'язані з ним недоліки двосмугової передачі, такі як: 1) необхідність подвійної ширини смуги пропускання радіосигналу (RF-сигналу), 2) розподіл випромінюваної енергії порівну між двома бічними смугами, навіть у тому випадку, коли необхідність існує лише в одній бічній смузі, 3) подвійна ширина смуги селективності в необхідних приймачах збільшує ймовірність спотворення сигналу на заваді.
Загалом проблематика при аналоговій або цифровій передачі інформації по радіо полягає в ширині смуги, необхідної для продукту модуляції. Це означає, що в міжнародних і національних масштабах слід прагнути оптимального використання природних ресурсів, зокрема використання корисної смуги частот для "зв'язку".
Тому в основі винаходу лежить завдання розробки такого способу та такої структурної схемипередачі інформаційних сигналів через передавачі з великим радіусом впевненого радіоприймання, які б максимально уникнути зазначених недоліків.
Спосіб, структурна схема і приймач відповідно до винаходу повинні дозволити реалізувати це завдання швидко і з найменшими витратами, без розробки нових мікросхем (чіпів), і забезпечити можливість відразу їх використовувати в кінцевій апаратурі.
Це завдання вирішується за допомогою ознак, розкритих у пункті 1 формули винаходу і що стосуються передачі в радіоінформаційній системі сигналу з однією смугою, та ознак, розкритих у пункті 6 формули винаходу та що стосуються структурної схеми.
Інші розвиваючі винахід ознаки містяться у відмінній частині пунктів 2-5 формул винаходу.
Перевага рішення відповідно до винаходу полягає в тому числі і в тому, що аналогова односмугова модуляція (SSB) може бути перенесена також на цифрову двосмугову модуляцію (двосмугова модуляція = 2 фазовим маніпуляціям DSB = 2PSK). Типовим випадком застосування двосмугової модуляції (DSB), а якщо бути точніше, квадратурної двосмугової модуляції (QDSB), є сигнал радіоінформаційної системи (RDS), як показано на Фіг. 1.
Так, наприклад, за допомогою фільтрації можна виділити вибірково нижню або верхню бічні смуги сигналу радіоінформаційної системи (RDS). Отримана таким чином цифрова односмугова модуляція шляхом змішування з відповідною частотою гетеродина може бути перенесена в потрібний спектр передачі, як показано на Фіг. 2.
Передача однієї бічної смуги або без непридушеної несучої залежить від застосовуваного способу демодуляції. Допускаються обидва варіанти (див. Фіг. 1), з чого випливає, що в порівнянні з квадратурною двосмуговоюпередачею (QDSB) буде зайнята лише половина ширини смуги.
Крім того, покращується коефіцієнт корисної дії передавача і, отже, при тому ж радіусі впевненого радіоприйому знизяться енергетичні та експлуатаційні витрати. Звуження лінії дозволяє зменшити ширину лінії селективності (виборчості) на приймальній стороні, знижуючи тим самим можливість спотворення сигналів перешкодами. Приймач з такими перевагами розкритий у пунктах з 7 по 9 формули винаходу, Докладніше опис винаходу наводиться нижче на прикладі окремих втілень, представлених на кресленнях.
Фіг. 1 зображує передачу модульованого в радіоінформаційній системі сигналу з однією бічною смугою; Фіг. 2 - принципову схему реалізації способу, відповідного винаходу, і Фіг. 3 – принципову схему приймача.
Перераховані вище недоліки, що мають місце при випромінюванні сигналу радіоінформаційної системи на довгій хвилі, долаються шляхом перенесення способів модуляції з однією бічною смугою (SSB), відомих за аналоговою технікою передачі, квадратурну двосмугову модуляцію для радіоінформаційної системи (RDS). На відміну від аналогової односмугової модуляції (SSB) для демодуляції необхідно мати несучу у правильній фазі та частоті.
В даному випадку для формування верхньої бічної смуги (USB), взятої в рамку зі штрихової лінії, що несе, застосовується метод фільтрування. Це означає, що як другий крок відбувається перетворення частоти радіосигналу, промодулированного квадратурної двосмугової модуляцією RDS QDSB (57кГц), на ширину пропускання ( = 2,4 кГц) односмугового фільтра.
Таким чином, залежно від обраної частоти гетеродина під час першого частотного перетворення ми отримуємо на виходіфільтра нижню бічну смугу (нижня бічна смуга + несуча частота) або верхню бічну смугу (верхня бічна смуга + несуча частота) на положенні проміжної частоти. Друге частотне перетворення служить для перенесення отриманої однієї бічної смуги радіосигналу (RDS) з непридушеної несучої (несуча пригнічується до максимуму амплітуд бічної смуги) на бажану частоту передачі. На наступному ступені відбувається посилення сигналу до відповідної випромінюваної потужності. Як, яким чином генеруватиметься сигнал з однією бічною смугою (методом фільтрування, фазовим методом або шляхом синтетичного генерування), - несуттєво. Не виключається також можливість застосування цього способу більш складних видів модуляції, наприклад, за двосмуговим принципом. Застосування цього способу залежить від діапазону довгих хвиль.
Нижче наводиться опис демодуляції під час передачі радіосигналу з однією бічною смугою SSB-RSD.
В принципі можлива як синхронна демодуляція (когерентний демодулятор з допоміжною несучою у правильній частоті та фазі), так і асинхронна демодуляція (без допоміжної несучої). При застосуванні синхронного виду демодуляції треба на стороні передачі додати неподавлену несучу, що знаходиться у квадратурі щодо бічної смуги. Демодуляція відбувається за допомогою синхронних демодуляторів, при цьому передана неподавлена несуча застосовується для синхронної демодуляції. Тим самим було демодуляція відбувається у основну смугу. При асинхронної демодуляції треба, щоб на приймальній стороні демодулятор забезпечив недостатню орієнтацію несучої щодо бічної смуги. Далі можливі демодуляція сигналу шляхом аналізу типових складових частотного спектру на цифри 0 або 1 та генерування з нихпотоку даних, в якому відбуватиметься асинхронна демодуляція бічної смуги, у тому числі демодуляція шляхом аналізу складових спектра частоти продукту модуляції. Це означає, що з демодуляції не потрібно розробка нових мікросхем, чипів, т.к. у будь-якому випадку продукт демодуляції може бути відразу ж запущений у подальшу обробку із застосуванням стандартних цифрових схем.
Передача радіосигналу з однією бічною смугою (SSB-RDS) була випробувана в діапазоні довгих хвиль на частоті 123,7 кГц, при цьому технічно реалізованої та виправданої показала себе описана нижче з посиланням на Фіг.2 схема. У цьому випадку джерелом інформації 1 служить кодер 2 радіоінформаційної системи (RDS), який може забезпечити квадратурну двосмугову модуляцію як, так і без несучої частоти. Після першого перетворення частоти в першому змішувачі 3 і першому гетеродині 4 формується сигнал з однією бічною смугою і непригніченою несучою, відфільтровується у фільтрі 5 шляхом змішування в другому змішувачі 6, який другим гетеродином 7 подається несуча частота, перетворюється в частоту передачі, посилюється в зусиллі 8 та передається.
На Фіг. 3 показаний приймач для прийому інформаційних сигналів, переданих із застосуванням способу згідно винаходу. Від антени 13 високочастотні сигнали подаються на вхідний підсилювач 14. Частота fe + F ZF(пч) генерується гетеродином 15, причому fe являє собою несучу неподавлену несучу, що міститься у високочастотному сигналі, а F ZF(пч) = 57 кГц. Потім на стадії змішування 16 посилений високочастотний сигнал переноситься на проміжну частоту пропускається через смуговий фільтр 17 зі смугою пропускання 2,4 кГц. До нього підключено стандартний демодулятор радіоінформаційної системи (RDS) 18 типу SAA6579T, який маєвиходи 19, 20 для тактового та інформаційного сигналів, по одному виходу на кожен. Ці сигнали можуть декодуватися за встановленими в радіоінформаційній системі правилами, а потім подаватися на індикацію.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб модуляції для передачі інформаційних сигналів у довгохвильовому діапазоні, що полягає в тому, що інформаційними сигналами модулюють першу несучу частоту методом квадратурної двосмугової модуляції, виділяють з промодулированного сигналу фільтруванням або фазовим методом сигнал з однією бічною смугою і непридушеною несучою неподавленої несучої сигнал проміжної частоти з однією або двома бічними смугами і перетворюють сигнал проміжної частоти в довгохвильовий діапазон шляхом змішування з частотою гетеродина, який випромінюють.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що сигнал з однією бічною смугою та непридушеною несучою містить нижню або верхню бічні смуги.
3. Схема передачі інформаційних сигналів, що містить кодер радіоінформаційної системи, що формує сигнал з однією бічною смугою і непригніченою несучою, з'єднаний з частотним перетворювачем 3, 4, вихід якого через смуговий фільтр з'єднаний з частотним перетворювачем в довгохвильовий діапазон, вихід якого з'єднаний з входом довгохвильового передавача .
4. Приймач інформаційних сигналів, що містить прийомні засоби для перетворення прийнятого довгохвильового сигналу сигнал проміжної частоти і перетворення останнього в односмуговий модульований сигнал з непридушеною несучою 14, 15, 16, виходи яких через смуговий фільтр з'єднані з демодулятором, що виділяє смуги пропускання смугового фільтраскладає 2,4 кгЦ.