Научная статья на тему 'Предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона системы радиосвязи с ППРЧ'

Предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона системы радиосвязи с ППРЧ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
7
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
SDR радиоприёмные устройства декаметрового диапазона / аналого-цифровой преобразователь / преселектор / псевдослучайная перестройка рабочей частоты / отношение сигнал/шум / антиалайзинговая фильтрация / значащий разряд / SDR HF radio / analog-to-digital converter / preselector / FHSS / signal-to-noise ratio / anti-aliasing filtering / significant bit.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Хвостунов Ю.С.

В статье рассматриваются предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона, обеспечивающих требования стандарта, предъявляемых к радиоприёмным средствам декаметрового диапазона в части динамического диапазона входного сигнала и уровня восприимчивости по блокированию, а также устраняющие искажения, вносимые автоматической регулировкой усиления при приёме сигналов системы радиосвязи с использованием режима изменения рабочей частоты по псевдослучайному закону. Целью работы является анализ структуры аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона и требований, предъявляемых к её отдельным составляющим. Используемые методы: теоретический и практический заделы в области цифровой обработки сигналов декаметрового канала связи. Новизна: состоит в том, что предлагаются структура аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона. Результат: заключается в том, что предлагаемая структура аналоговой части SDR радиоприёмных устройств обеспечивает как предъявляемые требования стандарта и позволяет обеспечить работу систем связи с изменением рабочей частоты по псевдослучайному закону во всём декаметровом диапазоне. Практическая значимость: заключается в том, что предлагаемая структура аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона позволит обеспечить построение систем декаметровой связи, обеспечивающих заданные вероятностно-временные характеристики в условиях радиоэлектронного противоборства и решающие проблему электромагнитной совместимости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Хвостунов Ю.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Proposals for the construction of the analog part of the SDR radio receivers of the HF radio network with FHSS

The article includes proposals for the construction of the industrial part of SDR decameter radio receivers, recommended standard requirements for HF radio in terms of the dynamic range of the input signal and the level of blocking susceptibility, as well as damaging distortions introduced by AGC when receiving signals from a radio communication system with FHSS. The purpose of this work is to analyze the structural part of the SDR radio receivers of decameter and safe components suitable for its use. Methods used: theoretical and practical groundwork in the field of digital signal processing of a decameter communication channel. Novelty: consists in the fact that the structure of the analog part of the SDR radio receivers of the decameter range is proposed. Result: is that the proposed structure of the analog part of the SDR radio receivers provides both the requirements of the standard and allows you to ensure the operation of communication systems with FHSS in the entire decameter range. Practical significance: lies in the fact that the proposed structure of the analog part of the SDR HF radio receivers will ensure the construction of decameter communication systems that provide the specified probabilistic-temporal characteristics in the conditions of Electronic countermeasures and solve Electromagnetic compatibility problems.

Текст научной работы на тему «Предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона системы радиосвязи с ППРЧ»

ПЕРЕДАЧА, ПРИЕМ И ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ

УДК 004.722

Предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона системы радиосвязи с ППРЧ

Хвостунов Ю.С.

Аннотация. В статье рассматриваются предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона, обеспечивающих требования стандарта, предъявляемых к радиоприёмным средствам декаметрового диапазона в части динамического диапазона входного сигнала и уровня восприимчивости по блокированию, а также устраняющие искажения, вносимые автоматической регулировкой усиления при приёме сигналов системы радиосвязи с использованием режима изменения рабочей частоты по псевдослучайному закону. Целью работы является анализ структуры аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона и требований, предъявляемых к её отдельным составляющим. Используемые методы: теоретический и практический заделы в области цифровой обработки сигналов декаметрового канала связи. Новизна: состоит в том, что предлагаются структура аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона. Результат: заключается в том, что предлагаемая структура аналоговой части SDR радиоприёмных устройств обеспечивает как предъявляемые требования стандарта и позволяет обеспечить работу систем связи с изменением рабочей частоты по псевдослучайному закону во всём декаметровом диапазоне. Практическая значимость: заключается в том, что предлагаемая структура аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона позволит обеспечить построение систем декаметровой связи, обеспечивающих заданные вероятностно-временные характеристики в условиях радиоэлектронного противоборства и решающие проблему электромагнитной совместимости.

Ключевые слова: SDR радиоприёмные устройства декаметрового диапазона, аналого-цифровой преобразователь, преселектор, псевдослучайная перестройка рабочей частоты, отношение сигнал/шум, антиалайзинговая фильтрация, значащий разряд.

Введение

Программно-определяемое радиоприёмное устройство SDR в общем случае содержит антенну, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и сигнальный процессор (DSP). Сигнальный процессор DSP, входящий в состав SDR радиоприёмного устройства, выполняет одновременно функции цифровой фильтрации и функции аппаратуры передачи данных -решает задачи демодуляции принимаемого из эфира сигнала, автоматического установления соединения, детектора качества сигнала, приёма сообщений и т. д., а также взаимодействия с оконечным оборудованием данных (ООД). Программная реализация алгоритмов обработки принимаемых сигналов позволяет изменять и дополнять функционал устройства и улучшать его характеристики с минимальными затратами. В частности, технология SDR радио позволяет добавлять новые типы модуляции, виды сигнально-кодовых конструкций, протоколы передачи полученных данных и т. д. путём замены программного обеспечения.

Одним из важных узлов SDR-устройства является аналого-цифровой преобразователь. АЦП, подключённый к антенне, преобразует непрерывный во времени входной сигнал в дискретную двоично-кодированную форму. Характеристики АЦП во многом определяют и параметры устройства в целом, прежде всего это разрешение (число бит за выборку), частота выборки сигнала, отношение «сигнал/шум», динамический диапазон при отсутствии

«паразитных» составляющих. Но для реализации технических возможностей АЦП необходимо обеспечить соответствие технических характеристик АЦП и характеристик принимаемого сигнала в частности по динамическому диапазону, полосе пропускания, необходимости обеспечить отсутствие наложения на спектр полезного сигнала внеполосных шумов (антиалайзинговая фильтрация). Эти требования должны учитываться при построении аналоговой части SDR радиоприёмника.

Применение SDR радиоприёмника в системах декаметровой связи с использованием режима изменения рабочей частоты по псевдослучайному закону (ППРЧ) накладывает дополнительные требования к его аналоговой части: обеспечить высокий динамический диапазон изменения уровня принимаемого сигнала в условиях мощных сосредоточенных помех.

Требования, предъявляемые к радиоприёмным устройствам по динамическому

диапазону принимаемого сигнала

В соответствии с ГОСТ Р 52016-2003 [1] радиоприёмное устройство должно удовлетворять следующим требованиям, зависящим от характеристик АЦП:

- динамический диапазон по побочному каналу приёма на зеркальных частотах (дБ) , не менее 90 дБ;

- уровень восприимчивости по блокированию относительно частоты настройки вне полосы ± 6 % - не менее 130 дБмкВ (3,16 В), вне полосы ± 15 % - не менее 150 дБмкВ (31,6 В).

На рис. 1 показана реализация спектра сигнала с антенного выхода антенны 3БС-2 [2]. На приведенном рисунке четко выделяются сигналы мощных радиостанций. Уровни сигналов и помех меняются в пределах до 75 дБ. В отдельные моменты времени присутствуют импульсные помехи, существенно повышающие средний уровень помех (в частности, пиковые значения импульсных помех в полосе 3100 Гц на десятки децибел превышают уровень фонового шума), при этом длительность пачек импульсных помех достигает сотен миллисекунд, а полоса данных помех в частотной области превышает 10 МГц.

Рис. 1. Реализация спектра сигнала с выхода антенны 3БС-2

Из приведенного рисунка следует, что при переключении рабочей частоты (РЧ) в пределах всего декаметрового диапазона уровни сигнала скачком могут измениться на 75 дБ и более даже без учета импульсных помех.

Обеспечение требований по уровню шума, вносимым АЦП SDR радиоприёмника

При преобразовании входного сигнала АЦП вносит свой шум, который определяется как отношение среднеквадратического значения входного сигнала к среднеквадратическому значению шума квантования. Без учёта вклада спектральных составляющих для идеального ^-разрядного АЦП с частотой выборки fs отношение сигнал/шум (измеренное в полосе Найквистаf/2) равно [3, 4]:

SNR = (6,02N+1,76) дБ,

где N — разрядность АЦП.

С учетом спектральных составляющих реальное отношение сигнал/шум SINAD (Signal-to-noise and distortion radio) АЦП:

SINAD = SNR - D, где D - вклад нелинейных искажений сигнала, выраженный в дБ.

Шум квантования, вносимый АЦП, распределён по всей полосе Найквиста от 0 до f/2. Если ширина полосы сигнала AF меньше f/2, то при цифровой фильтрации составляющие шума АЦП, попадающие вне полосы сигнала, подавляются, за счёт чего повышается эффективное отношение SINAD (эффект передискретизации). Выигрыш по обработке (processing gain) или усиление обработки Куо для системы с передискретизацией определяется как [3,4]:

К vo = 10 log

' fs

V 2AF у

При определении эффективной разрядности АЦП необходимо учитывать уровень входного сигнала по отношению к его полной шкале. Эффективное количество разрядов АЦП ENOB (Effective Number of Bits) определяется как [3,4]:

SINAD -1,76 + K - К

ENOB =-,-уо--,

6,02

где Кос - ослабление (динамический диапазон) входного сигнала, выраженное в дБ.

ENOB — характеристика, показывающая сколько на самом деле бит в выходном коде АЦП несет в себе полезную информацию. Может принимать дробные значения.

В табл. 1 приведена оценка ENOB обработки сигналов, занимающих различные полосы рабочих частот и имеющих различный динамический диапазон по отношению к полной шкале АЦП. Оценка проведена для современного отечественного АЦП 5101НВ045 (разрядность 16, частота выборки 80 МГц, заявленный SINAD = 75 дБ, разработка АО «ПКК «Миландр»).

Для анализа соответствия возможности рассматриваемого АЦП требованиям аппаратуры передачи данных (АПД), реализованной на DSP, необходимо провести оценку требуемого минимального количества значащих разрядов на выходе АЦП для биполярных сигналов для различных видов модуляции. В табл. 2 приведена данная оценка.

Из табл. 1 и 2 следует, что необходимый динамический диапазон 90 дБ в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52016-2003:

- обеспечивается для канала тональной частоты для режимов АМ, ЧМ и ФМ;

- обеспечивается для расширенного канала с полосой 40 КГц для режимов АМ, ЧМ и однократной и двукратной ФМ;

- не обеспечивается для каналов с полосой большей 400 кГц.

- требования обеспечения уровня восприимчивости по блокированию не выполняются для всех видов модуляции сигнала.

Таблица 1 - Оценка ЕЫОБ АЦП 5101НВ045 обработки сигналов с различной полосой и динамическим диапазоном

№ п/п Вариант по полосе занимаемым сигналом Суммарная полоса сигнала, МГц Усиление обработки, дБ Вклад усиления обработки в эффективную разрядность АЦП Динамический диапазон входного сигнала, дБ Эффективная разрядность АЦП ЕМОБ

1. 1 0,0031 1 канал ТЧ 41 6,8 60 9,0

2. 70 7,3

3. 80 5,7

4. 90 4,0

5. 150 0

6. 2 0,04 расширенный канал 30 5,0 60 7,2

7. 70 5,5

8. 80 3,9

9. 90 2,2

10. 150 0

11. 3 0,4 групповой канал (до 100 каналов ТЧ) 20 3,3 60 5,5

12. 70 3,9

13. 80 2,2

14. 90 0,5

15. 150 0

16. 4 1,5 широкополос ный канал 14 2,3 60 4,6

17. 70 2,9

18. 80 1,2

19. 90 0

20. 150 0

21. 5 3,1 широкополос ный канал 11 1,8 60 4,0

22. 70 2,4

23. 80 0,7

24. 90 0

25. 150 0

26. 6 28,5 полный цекаметровый диапазон 1,5 0,2 50 4,1

27. 60 2,4

28. 70 0,8

29. 80 0

30. 90 0

31. 150 0

Таблица 2 - Оценка минимального количества значащих разрядов обработки сигнала для

различных видов модуляции

Используемая кратность модуляции Количество Допустимая Погрешности

Вид значащих погрешность определения фазы

модуляции разрядов определения амплитуды принимаемого

АЦП принимаемого сигнала сигнала

АМ (ТГ), 1 1 до 50%

ЧМ 2 до 25%

1 1 до 900

ФМ 2 2 до 450

3 3 до 280

КАМ 4 4 до 5% до 150

6 6 до 1,5% до 40

Необходимость применения пассивного перестраиваемого преселектора

Полученные данные показывают, что для расширения динамического диапазона и обеспечения требований уровня восприимчивости по блокированию перед АЦП необходимо ставить пассивный перестраиваемый полосовой фильтр, согласованный с расположением f0) и полосой полезного сигнала и отсеивающий шум вне его полосы (рис. 2). Функцию переноса сигнала в низкую полосу частот и его цифровую фильтрацию выполняет цифровой процессор приёма сигнала RSP (Receive Signal Processor), обеспечивающий усиление обработки. Дальнейшую обработку и демодуляцию принимаемого сигнала осуществляет цифровой сигнальный процессор DSP. Необходимо отметить, что без пассивного преселектора применение усилителей сигнала для компенсации потерь в тракте от антенны до радиоприёмника, использование супергетеродинного приёмника, а также фильтров с активными элементами приведет к их перегрузке и блокированию приема мощной внеполосной помехой.

Рис. 2. Структура SDR радиоприёмного устройства с расширенным динамическим диапазоном

по принимаемому сигналу

В качестве примера на рис. 3 показана АЧХ преселектора PS 1,5-30 (разработка ОАО «Уранис-Радиосистемы», Севастополь). Полоса пропускания преселектора 2 %, ослабление внеполосных помех при расстройке ± 10 % более 45 дБ, а при расстройке ± 20 % - более 65 дБ, максимальный уровень сигнала на входе - до + 33 дБм. Динамический диапазон принимаемого сигнала по отношению к помехам, расположенным вне полосы преселектора, увеличивается до 65 ^ 75 дБ. Применение такого преселектора исключает блокировку приёма мощной внеполосной помехой.

Время перестройки преселектора не превышает 150 мкс, что позволяет обеспечить работу системы радиосвязи с ППРЧ с предельно малым нахождением на одной рабочей частоте (РЧ) во всем декаметровом диапазоне. Для предотвращения выхода из строя преселектора при аномальных больших уровнях сигнала на выходе антенны устанавливается входное защитное устройство (ВЗУ).

Необходимо заметить, что пассивный преселектор выполняет функцию антиалайзингового фильтра. На рис. 4 видно, что сигнал совместно с внеполосными помехами, отраженные в результате дискретизации на частоту Кверх = 30 МГц, подавлен преселектором на величину более 70 дБ. Для сигналов и внеполосных помех, расположенных ниже частоты 30 МГц, ещё больше.

дБ 0

-10

-20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90

F верх

Fs - F верх

Fs

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

А __ _ — _ /JL

/|\ J--1 V -

11 \ . п ь ' 1 \ L 1 X

1/ i \ / 1 ^ / 1 4

Принимаемая \ полоса сигнала / ^ Отражённая \ \ полоса сигнала ^ ^

, Г 1 / \ 1 \ 1

/ / \ п " \ 1 iV" 1 \

А 1 \ 1 \

F МГц

1

Зоны Н ай кви ста 2

Рис. 4. АЧХ преселектора PS 1,5-30 на частоте настройки 30 МГц

0

30

40

50

80

Для максимального использования разрядной сетки АЦП и не допущения его перегрузки после преселектора перед АЦП традиционно используется усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ) (рис. 5). Управление коэффициентом усиления возможно, как автономно непосредственно путем анализа уровня сигнала на выходе усилителя, так и при анализе качества принимаемого сигнала в DSP. Последний вариант позволяет более гибко и динамично управлять коэффициентом усиления входного усилителя. Необходимо отметить, что работа системы АРУ приводит к амплитудной модуляции сигнала и, как следствие, к появлению в выходном сигнале гармоник низкого уровня.

Рис. 5. Структура SDR радиоприёмного устройства с АРУ

Обеспечение приёма сигналов различного уровня SDR радиоприёмным устройством декаметрового диапазона для режима ППРЧ

Для систем декаметровой связи с ППРЧ для увеличения стойкости к радиоэлектронному противодействию (РЭП) время работы на одной РЧ устанавливается менее времени реакции систем РЭП. В связи с тем, что уровни сигналов на входе антенны на разных участках декаметрового диапазона могут отличаться до 75 дБ и более [5], необходимо отдельно для каждой рабочей частоты обеспечить оптимальный для АЦП уровень входного сигнала. Для реализации максимальной пропускной способности используются сигнальные конструкции с высокими кратностями модуляции (табл. 2). Для таких сигналов изменение входного уровня сигнала во время приёма может привести к существенному снижению помехоустойчивости. Таким образом к АРУ предъявляются противоречивые требования: с одной стороны, необходимо быстро установить необходимый

для АЦП уровень при смене РЧ (минимальная постоянная времени АРУ), с другой стороны необходимо поддерживать постоянный уровень сигнала на входе АЦП для исключения искажений его обработки и снижению помехоустойчивости приёма. Количество РЧ и время работы на одной РЧ устанавливается исходя из противоречивых требований по обеспечению надёжности и заданного времени установления и восстановления соединения, обеспечения многоканальности и стойкости к системам РЭП [6].

При использовании в пакете переключения ограниченного количества РЧ (не более нескольких десятков) возможен вариант АРУ отдельно для каждой рабочей частоты -постоянная времени больше времени работы на отдельной рабочей частоте (не значимо искажается принимаемый сигнал), по окончанию приема на текущей рабочей частоте полученный уровень усиления фиксируется, работа на данной рабочей частоте возобновляется, начиная с этого уровня. Через несколько периодов повторения каждой РЧ устанавливается необходимый уровень усиления сигнала. Управление усилителем осуществляет DSP по информации о номере рабочей частоты из АПД. Недостатками данного варианта являются:

- возможная потеря принимаемой информации в период установления оптимального коэффициента усиления на каждой РЧ;

- низкая динамика отработки изменения уровня сигнала при большом количестве (более нескольких десятков) РЧ, в том числе расположенных в разных участках декаметрового диапазона;

- невозможность правильного функционирования при ведении сеанса связи в режиме ППРЧ без повторения номиналов рабочих частот.

Свободным от этих недостатков является варианты построения SDR радиоприёмника показанные на рис. 6.

Рис. 6. Структура SDR радиоприёмника с динамическим диапазоном 132 дБ для полосы сигнала 40,0 кГц и 143 дБ для полосы сигнала 3,1 кГц для режима ППРЧ

Эффективное число разрядов АЦП 5101НВ045 при разных уровнях сигнала с выхода антенны для двухканального построения SDR радиоприёмника показано на рис. 7. Перекрытие между каналами обработки - 5 дБ.

Из рис. 7 следует, что гарантируется минимум 6 эффективных разрядов АЦП для рассматриваемого двухканального приёмника при изменении уровня сигнала с выхода антенны ^а = 50 Ом) в пределах от - 99 дБм (2,5 мкВ) до +33 дБм (10 В) для полосы принимаемого сигнала 40,0 кГц и от - 110 дБм (0,71 мкВ) до +33 дБм (10 В) для полосы принимаемого сигнала 3,1 кГц. Перекрытие между каналами обработки 6 дБ и 17 дБ для сигналов с полосой 40,0 кГц и 3,1 кГц соответственно.

Динамический диапазон 132 дБ (143 дБ)

-?9_„Б^_Д^=40 КГЦ иск, ЛР=3,1 КГц

Uc дБм

+40 +20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140

Рис. 7. Зависимость эффективного числа разрядов АЦП 5101НВ045 от уровня сигнала на выходе антенны для двухканального построения SDR радиоприёмника

На рис. 8 показаны версии обработки сигналов различных уровней А, Б и В для варианта сигнала с полосой 3,1 КГц.

А Б В А Б В

- диапазон АЦП - область усиления обработки

Рис. 8. Обработка каналами 1 и 2 сигналов различного уровня А, Б и В на выходе антенны

(вариант 3,1 кГц по полосе канала)

Данная структура построения SDR радиоприёмника позволит эффективно использовать возможности сложных сигнально-кодовых конструкций (СКК) при переходе на новую РЧ без каких-либо настроек. Это позволяет предельно сократить время работы на одной РЧ. Из табл. 1 следует, что данный вариант построения SDR радиоприёмного устройства позволяет для вариантов 1, 2 и 3 обеспечить обработку сложных СКК, требующие эффективной разрядности АЦП не менее 5-6. Это утверждение справедливо при условии, что преселектор подавил помехи до величины, не позволяющей блокировку «рабочего» для сигнала канала усиления.

В соответствии с рассматриваемой структурой DSP получает два независимых потока отсчётов принимаемого сигнала, независимо обрабатывает эти потоки, определяет качество приема по каждому из каналов усиления, выбирает наилучший (т. е. с наименьшими искажениями) и направляет выделенный информационный поток к ООД. Поэтому же критерию для обеспечения максимальной пропускной способности и заданного качества

принимаемого сигнала в системах декаметровой радиосвязи с решающей обратной связью (в режимах дуплекс и полудуплекс) DSP обеспечивает адаптацию по рабочей частоте и СКК.

Предложенная архитектура построения аналоговой части SDR позволяет для режима ППРЧ исключить искажения, вносимые «классической» схемой построения АРУ и применить более сложные СКК с более высокой кратностью модуляции. Это делает возможным при заданной мощности передатчика (энергетики линии) увеличить пропускную способность организованного канала связи, либо для заданной скорости передачи информации существенно (в разы) понизить требования к энергетике трассы (менее мощный передатчик и более простая передающая или универсальная антенна).

Для обеспечения одновременной обработки принимаемых сигналов на разных РЧ с разной задержкой в декаметровом канале необходимо использовать два комплекта оборудования, установленного после ВЗУ, а для обеспечения приоритета ведения связи [6] четыре комплекта. Примером рассмотренного подхода является система адаптивной декаметровой радиосвязи с ППРЧ [5]. В данной системе SDR радиоприёмное устройство оснащено пассивным синхронным преселектором, усилителем с индивидуальным коэффициентом усиления для каждой РЧ. Время нахождения на одной РЧ 50 мс. При использовании сигналов с полосой от 3,1 до 9,0 кГц при мощности передатчика 1 кВт при использовании антенно-фидерного устройства с круговой диаграммой направленности (приемо-передающая антенна «Нерпа-ШВИ») система адаптивной декаметровой радиосвязи с ППРЧ круглосуточно обеспечивала устойчивое соединение и поддержания сеанса связи на информационной скорости 4800 ^ 9600 бит/с на дальности до 2600 км в условиях РЭП.

Выводы

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы. В состав аналоговой части рассматриваемого SDR радиоприёмного устройства декаметрового диапазона должно входить:

- непосредственно после выхода антенны входное защитное устройство ВЗУ для предотвращения выхода из строя аппаратуры при аномальных уровнях сигнала;

- пассивный синхронный согласованный с сигналом по полосе пропускания преселектор, управляемый DSP в пределах всего декаметрового диапазона с временем переключения, не превышающим время перехода на новую рабочую частоту радиосредств (до 2 ^ 3 мс). Ввиду постоянной смены рабочей частоты и требуемого большого ресурса (до 106 и более переключений за сутки) переключение должно осуществляться pin-диодами;

- отдельные каналы обработки сигнала с взаимоувязанным уровнем усиления в каждом из них.

В функции аппаратуры передачи данных, реализованной на сигнальном процессоре SDR радиоприёмника, дополнительно включаются управление частотой настройки пассивного преселектора и выбор канала усиления по критерию минимума искажений принимаемого сигнала.

Предложенная структура построения SDR радиоприёмного устройства с максимальным динамическим диапазоном для режима ППРЧ позволяет обеспечить выполнение требований стандарта, предъявляемых к радиоприёмным средствам декаметрового диапазона в части заданного динамического диапазона входного сигнала и уровня восприимчивости по блокированию, а также устранить искажения, вносимые системой АРУ при приеме сигналов с ППРЧ во всём декаметровом диапазоне частот.

Литература

1. ГОСТ Р 52016-2003 Приёмники магистральной радиосвязи гекаметрового-декаметрового диапазона волн. Параметры, общие технические требования и методы измерений.

2. Пояснительная записка технического проекта. Разработка предложений по построению типового автоматизированного приемного радиотракта. - Омск: ОНИИП, 2018. 123 с.

3. Ричард Лайонс. Цифровая обработка сигналов. - М. ООО «Бином-Пресс», 2006. - 656 с.

4. Аналого-цифровое преобразование под ред. Уолта Кестера. - М: Техносфера, 2007. 1019 с.

5. Гук И.И., Путилин А.Н., Сиротинин И.В., Хвостунов Ю.С. Адаптивная система декаметровой радиосвязи с полнодиапазонной псевдослучайной перестройкой рабочей частотой и предварительные результаты трассовых испытаний ее фрагмента. Материалы VI Санкт-Петербургской Межрегиональной конференции «Региональная информатика «РИ-2011», Санкт-Петербург, 26-28 октября 2011 года.

6. Хвостунов Ю.С. Децентрализованная система управления работой декаметровой радиосетью // Техника средств связи. 2021. №1 (153). С. 35-48.

References

1 GOST R 52016-2003 Receivers of the main radio communication of the hecameter-decameter wave range. Parameters, general technical requirements and measurement methods.

2. Explanatory note of the technical project. Development of proposals for the construction of a typical automated receiving radio path. Omsk. ONIIP. 2018. 123 p.

3. Richard Lyons. Digital signal processing. Mоscow. OOO "Binom-Press" publ. 2006. 656 p.

4. Analog-to-digital conversion, ed. Walt Kester. Mоscow. Technosphere р^! 2007. 1019 p.

5. Guk I.I., Putilin A.N., Sirotinin I.V., Khvostunov Yu.S. Adaptive system of decameter radio communication with full-range pseudo-random tuning of the operating frequency and preliminary results of field tests of its fragment. Materials of the VI St. Petersburg Interregional Conference "Regional informatics "RI-2011", St. Petersburg, October 26-28, 2011.

6. Khvostunov Yu.S. Decentralized system for managing the operation of a HF radio network. Means of Communication Equipment.. 2021. No 1 (153). Pp. 35-48.

Статья поступила 28 января 2022 года

Информация об авторе

Хвостунов Юрий Сергеевич - Кандидат технических наук. Заместитель директора научно-технического центра ПАО «Интелтех». Тел.: +7(812)448-96-30. E-mail: Khvostunov@mail.ru. Адрес: 197342, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д.8.

Proposals for the construction of the analog part of the SDR radio receivers of the HF radio network with

FHSS

Yu.S. Khvostunov

Annotation. The article includes proposals for the construction of the industrial part of SDR decameter radio receivers, recommended standard requirements for HF radio in terms of the dynamic range of the input signal and the level of blocking susceptibility, as well as damaging distortions introduced by AGC when receiving signals from a radio communication system with FHSS. The purpose of this work is to analyze the structural part of the SDR radio receivers of decameter and safe components suitable for its use. Methods used: theoretical and practical groundwork in the field of digital signal processing of a decameter communication channel. Novelty: consists in the fact that the structure of the analog part of the SDR radio receivers of the decameter range is proposed. Result: is that the proposed structure of the analog part of the SDR radio receivers provides both the requirements of the standard and allows you to ensure the operation of communication systems with FHSS in the entire decameter range. Practical significance: lies in the fact that the proposed structure of the analog part of the SDR HF radio receivers will ensure the construction of decameter communication systems that provide the specified probabilistic-temporal characteristics in the conditions of Electronic countermeasures and solve Electromagnetic compatibility problems.

Keywords: SDR HF radio, analog-to-digital converter, preselector, FHSS, signal-to-noise ratio, antialiasing filtering, significant bit.

Information about the author

Yuri Sergeevich Khvostunov - Candidate of Technical Sciences. Deputy Director of the Research Center of PJSC "Inteltech". Tel.: +7(812)448-96-30 E-mail: Khvostunov@mail.ru. Address: 197342, St. Petersburg, Kantemirovskaya str., 8.

Для цитирования: Хвостунов Ю.С. Предложения по построению аналоговой части SDR радиоприёмных устройств декаметрового диапазона системы радиосвязи с ППРЧ // Техника средств связи. 2022. № 1 (157). С 35-44.

For citation: Khvostunov Yu. S. Proposals for the construction of the analog part of the SDR radio receivers of the HF radio network with FHSS. Means of Communication Equipment. 2022. No. 1 (157). Pp. 35-44 (in Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.