RU2099872C1

RU2099872C1 - Radio transmitter backup device

Info

Publication number: RU2099872C1
Application number: RU95103152A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Балкунов; В.Г. Брежнев; А.М. Лихачев; В.В. Сотникова; С.В. Сорокоумов; В.И. Якшин
Original assignee: Военная академия связи
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1997-12-20
Also published as: RU95103152A

Abstract

FIELD: electrical communications. SUBSTANCE: device has exciter 1, main transmitting channel 2, backup transmitting channel 3, control unit 28, transmission channel analyzing units 4,5, power-circuit current check-up sensors 13,14, power switches 9,10, power supplies 7,8, power splitters 11,12, three switching devices built around power splitters 17,18,19, power adders 23,24,25, and controlled phase inverters 20,21,22, dummy antennas 27, delay lines 15,16 ballast loads 26, antenna 6. In case of main channel failure, control unit disconnects it from antenna and connects backup transmitting channel to the latter without switching over antenna inputs and without information loss. This is attained due to replacing high-frequency switches by three switching devices incorporating power splitters, power adders, and controlled phase inverters which made it possible to connect any channel to antenna input without additional switching and connecting delay lines to signal transmitting channels affording delay of high-frequency oscillations arriving at antenna during harnessing of analyzing units, power-circuit current check-up sensors, and control unit. EFFECT: improved reliability, provision for change-over from main to backup transmitter without loss of information. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике электрической связи и предназначено для использования в радиопередающих устройствах повышенной надежности. The invention relates to techniques for electrical communication and is intended for use in radio transmitting devices of high reliability.

Известно устройство для включения резервного радиопередающего тракта, содержащее задающий генератор и два радиопередающих тракта, из которых один основной, другой резервный, высокочастотные выходы которых через антенный переключатель соединены с антенной. В устройство сигнал подается на оба тракта. Если спустя короткое время после поступления входного сигнала сигнал на выходе основного тракта не появляется, включается резервный тракт, а основной выключается [1] Основными недостатками этого устройства является наличие высокочастотного переключателя, предназначенного для коммутации выходов передатчиков с большой выходной мощностью, что приводит к снижению надежности устройства. Для повышения надежности переключателя можно при переходе с основного радиотракта на резервный выключать высокое напряжение, однако это приводит к увеличению времени перехода, что в ходе работы трактов приводит к потере информации при переключении с основного на резервное передающее устройство. Аналогичными недостатками обладает известный резервированный радиопередатчик [2]
Наиболее близким по числу сходных признаков к заявляемому техническому решению является устройство резервирования радиопередатчика, содержащее возбудитель, основной и резервный приемопередатчики, блоки анализа состояния передающих трактов, блоки питания основного и резервного радиопередающих трактов, переключатели блоков питания основного и резервного радиопередающих трактов, антенный переключатель, антенну [3]
Так как при коммутации больших мощностей происходит быстрый износ контактных групп и, следовательно, ускоряется выход из строя переключателей. Однако устройство прототип имеет недостатки. Наличие высокочастотного переключателя, предназначенного для коммутации выходов передатчиков с большой выходной мощностью, приводит к снижению надежности устройства, при этом потеря информации при переходе с основного на резервный передатчик все равно присутствует.A device is known for switching on a backup radio transmission path, comprising a master oscillator and two radio transmission paths, of which one main, the other backup, high-frequency outputs of which are connected to the antenna via an antenna switch. The signal is fed to the device on both paths. If, after a short time after the input signal arrives, the signal at the output of the main path does not appear, the backup path turns on and the main path turns off [1] The main disadvantages of this device are the presence of a high-frequency switch designed to switch the outputs of the transmitters with high output power, which leads to a decrease in reliability devices. To increase the reliability of the switch, it is possible to switch off the high voltage during the transition from the main radio path to the backup, however, this leads to an increase in the transition time, which during the operation of the paths leads to loss of information when switching from the main to the backup transmitting device. The known redundant radio transmitter has similar disadvantages [2]
The closest in number of similar features to the claimed technical solution is the backup device of the radio transmitter containing the pathogen, the main and backup transceivers, power analysis units of the transmission paths, power supply units of the main and backup radio transmission paths, switches of the power supplies of the main and backup radio transmission paths, antenna switch, antenna [3]
Since when switching large capacities, there is a rapid deterioration of contact groups and, therefore, the failure of the switches is accelerated. However, the prototype device has disadvantages. The presence of a high-frequency switch designed to switch the outputs of transmitters with a large output power leads to a decrease in the reliability of the device, while the loss of information during the transition from the primary to the backup transmitter is still present.

Целью изобретения является разработка устройства, обеспечивающего переход с основного на резервный передатчик без потери информации при повышении надежности. The aim of the invention is to develop a device that provides a transition from the primary to the backup transmitter without loss of information while increasing reliability.

Поставленная цель достигается тем, что в передающее устройство, содержащее возбудитель, основной и резервный радиопередающие тракты, антенну, блоки анализа состояния передающих трактов, блоки питания передающих трактов, переключатели блоков питания основного и резервного радиопередающих трактов, дополнительно введены по два: делителя мощности, датчика контроля тока, линии задержки. Три коммутирующих устройства, содержащие один делитель мощности, управляемый фазовращатель, сумматор мощности, четыре баластные нагрузки, два эквивалента антенны, блок управления, содержащий два элемента ИЛИ, два инвертора, один элемент И, один триггер, зарядный резистор, конденсатор. При этом один вход первого делителя мощности соединен с выходом возбудителя, а другой с баластной нагрузкой, два выхода первого делителя мощности соединены со входами основного и резервного радиопередающего тракта. This goal is achieved by the fact that in the transmitting device containing the pathogen, the main and standby radio transmitting paths, antenna, power analysis units of the transmitting paths, power supply units of the transmitting paths, the switches of the power supply units of the main and standby radio transmitting paths, two more are introduced: a power divider, a sensor current control, delay lines. Three switching devices containing one power divider, a controlled phase shifter, a power combiner, four ballast loads, two antenna equivalents, a control unit containing two OR elements, two inverters, one AND element, one trigger, a charging resistor, a capacitor. In this case, one input of the first power divider is connected to the output of the pathogen, and the other with a ballast load, two outputs of the first power divider are connected to the inputs of the main and backup radio transmission path.

Выходы каждого радиопередающего тракта соединены с первыми входами делителей мощности соответствующих коммутирующих устройств через линии задержки. Первый выход делителя мощности каждого коммутирующего устройства соединен с первым входом сумматора мощности непосредственно, а другие выходы делителей мощности со вторыми входами сумматоров мощности через управляемые фазовращатели. Первый выход сумматора мощности коммутирующего устройства основного радиопередающего тракта и второй выход сумматора мощности коммутирующего устройства резервного радиопередающего тракта соединены с первым и вторым входом второго делителя мощности соответственно, два выхода которого соединены с эквивалентами нагрузки. Второй выход сумматора мощности основного радиопередающего тракта и первый выход сумматора мощности резервного радиопередающего тракта соединены соответственно со вторым и первым входами делителя мощности третьего коммутирующего устройства. Первый выход этого делителя мощности подключен к первому входу сумматора мощности непосредственно, а второй выход делителя мощности третьего коммутирующего устройства подключен ко второму входу сумматора через управляемый фазовращатель. Первый выход сумматора мощности третьего коммутирующего устройства соединен с антенной, а другой его выход с баластной нагрузкой. Входы питания основного и резервного радиопередающих трактов соединены с блоками питания передающих трактов через датчики контроля тока и переключатели блоков питания. Входы блоков анализа состояния передающих трактов соединены с выходами основного и резервного радиопередающих трактов, а их выходы подключены к первым входам соответственно первой и второй схем ИЛИ блока управления. Вторые входы первой и второй схем ИЛИ подключены к информационным выходам датчиков контроля тока входов питания соответственно основного и резервного радиопередающих трактов. Выходы первой и второй схем ИЛИ соединены через инверторы с управляющими входами переключателей блоков питания. Первый и третий входы триггера соединены с выходами первой и второй схем ИЛИ, а второй вход его подключен через зарядный резистор к источнику питания и через конденсатор к корпусу. Прямой выход триггера соединен с управляющими входами управляемых фазовращателей всех трех коммутирующих устройств. Первый и второй входы элемента И подключены к выходам первой и второй схем ИЛИ соответственно, а выход элемента И является выходом блока управления "авария". The outputs of each radio transmission path are connected to the first inputs of the power dividers of the respective switching devices via delay lines. The first output of the power divider of each switching device is connected directly to the first input of the power adder, and the other outputs of the power dividers are connected to the second inputs of the power adders via controlled phase shifters. The first output of the power adder of the switching device of the main radio transmission path and the second output of the power adder of the switching device of the backup radio transmission path are connected to the first and second input of the second power divider, respectively, two outputs of which are connected to load equivalents. The second output of the power adder of the main radio transmitting path and the first output of the power adder of the backup radio transmitting path are connected respectively to the second and first inputs of the power divider of the third switching device. The first output of this power divider is connected directly to the first input of the power adder, and the second output of the third power divider is connected to the second input of the adder via a controlled phase shifter. The first output of the power adder of the third switching device is connected to the antenna, and its other output is with ballast load. The power inputs of the main and backup radio transmitting paths are connected to the power supply units of the transmitting paths through current monitoring sensors and switches of the power supplies. The inputs of the blocks analyzing the state of the transmission paths are connected to the outputs of the main and backup radio transmitting paths, and their outputs are connected to the first inputs of the first and second circuits OR of the control unit, respectively. The second inputs of the first and second OR circuits are connected to the information outputs of the sensors for monitoring the current of the power inputs of the main and backup radio transmitting paths, respectively. The outputs of the first and second OR circuits are connected through inverters to the control inputs of the switches of the power supplies. The first and third inputs of the trigger are connected to the outputs of the first and second OR circuits, and its second input is connected through a charging resistor to a power source and through a capacitor to the housing. The direct trigger output is connected to the control inputs of the controlled phase shifters of all three switching devices. The first and second inputs of the AND element are connected to the outputs of the first and second OR circuits, respectively, and the output of the And element is the output of the "emergency" control unit.

Таким образом, при отказе основного передающего тракта, осуществляется переключение на резервный передающий тракт за счет использования новых коммутирующих устройств без переключений входов антенны. При этом применение линий задержки на время отработки управляющих воздействий блоком управления обеспечивает данные переключения без потери информации. Thus, in the event of a failure of the main transmission path, switching to the backup transmission path is carried out through the use of new switching devices without switching the antenna inputs. In this case, the use of delay lines for the duration of the control actions processing by the control unit provides switching data without loss of information.

Заявленное устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2
возбудитель 1;
основной передающий тракт 2 (ОПТ2);
резервный передающий тракт 3 (РПТ3);
блоки анализа состояния радиопередающих трактов 4 и 5 (БА 4 и 5);
антенна 6;
блоки питания 7 и 8 (БП 7 и 8);
переключатели питания 9 и 10 (П 9 и 10);
делители мощности 11 и 12 (ДМ 11 и 12);
датчики контроля тока 13 и 14 (ДКТ 13 и 14);
линии задержки 15 и 16 (ЛЗ 15 и 16):
делители мощности 17, 18, 19 (ДМ 17, 18, 19);
управляемые фазовращатели 20, 21, 22 (УФ 20, 21, 22);
сумматоры мощности 23, 24, 25 (СМ 23, 24, 25);
баластные нагрузки 26 (БН 26);
эквиваленты антенны 27 (ЭА 27);
блок управления 28 (БУ 28);
элементы ИЛИ 29 и 30;
JK триггер 31;
инверторы 32, 33;
элемент И 34;
зарядный резистор 35;
конденсатор 36.The claimed device is illustrated by drawings, where in FIG. 12
pathogen 1;
main transmission path 2 (OPT2);
backup transmission path 3 (RPT3);
blocks for analyzing the state of radio transmitting paths 4 and 5 (BA 4 and 5);
antenna 6;
power supplies 7 and 8 (BP 7 and 8);
power switches 9 and 10 (P 9 and 10);
power dividers 11 and 12 (DM 11 and 12);
current monitoring sensors 13 and 14 (DKT 13 and 14);
delay lines 15 and 16 (LZ 15 and 16):
power dividers 17, 18, 19 (DM 17, 18, 19);
controlled phase shifters 20, 21, 22 (UV 20, 21, 22);
power adders 23, 24, 25 (SM 23, 24, 25);
ballast loads 26 (BN 26);
equivalents of antenna 27 (EA 27);
control unit 28 (control unit 28);
elements OR 29 and 30;
JK trigger 31;
inverters 32, 33;
element And 34;
charging resistor 35;
capacitor 36.

Перечисленные элементы устройства резервированного радиопередатчика соединяются между собой следующим образом. The listed elements of the device redundant radio transmitter are interconnected as follows.

Выход возбудителя 1 подключен к первому входу ДМ 11, ко второму входу которого подсоединена БН 26. Первый выход ДМ 11 соединен с ОПТ2, а второй его выход с РПТЗ. На управляющий вход ОПТ2 подключен выход ДКТ 13, вход которого соединен с выходом П 9, а второй выход ДКТ 13 подключен к первому входу элемента ИЛИ 30. Первый вход П 9 соединен с выходом БП 7, второй вход П 9 является выходом инвертора 32. На управляющий вход РПТ3 подключен выход ДКТ 14, вход которого соединен с выходом П 10, а второй выход ДКТ 14 подключен к первому входу элемента ИЛИ 29. Первый вход П 10 соединен с выходом БП 8, второй вход П 10 является выходом инвертора 33. Выход ОПТ2 соединен со входами ЛЗ 15 и БА 4, а РПТЗ со входами ЛЗ 16 и БА 5. Выходы БА 4 и БА 5 подключены на вторые входы элементов ИЛИ 30 и 29 соответственно. Выход ЛЗ 15 и 16 соединены с первыми входами ДМ 17 и 18 соответственно. На вторые входы ДМ 17 и ДМ 18 подключены БН 26. Первые выходы ДМ 17 и 18 соединяются с первыми входами СМ 23 и 24 соответственно непосредственно, а вторые выходы ДМ 17 и 18 подключены ко входу УФ 20 и 21 соответственно, выходы которых подключены на соответствующие вторые входы СМ 23 и 24. Управляющие входы УФ 20 и 21 соединены с выходом триггера 31 БУ 28. Первый выход СМ 23 соединен с первым входом ДМ 12, два выхода которого соединены с ЭА 27, а второй выход СМ 23 со вторым входом ДМ 19. Первый выход СМ 24 соединен с первым входом ДМ 19, а второй выход СМ 24 подключен ко второму входу ДМ 12. Первый выход ДМ 19 подключен к первому входу СМ 25 непосредственно, а второй выход ДМ 19 подключен ко входу УФ 22, выход последнего соединен со вторым входом СМ 25. Управляющий вход УФ 22 соединен с выходом триггера 31 БУ 28. Первый выход СМ 25 подключен к антенне 6, а второй выход к БН 26. Выходы элементов ИЛИ 29 и 30 подключены к J и K входам триггера 31 соответственно и входам инверторов 33 и 32 соответственно. Первый и второй входы элемента И 34 соединены с выходами элементов ИЛИ 30 и 29 соответственно. Вход С триггера 31 подключен через зарядный резистор 35 к источнику питания и через конденсатор к корпусу. Инвертированный выход триггера 31 не используется. Выход элемента И 34 является выходом БУ 28 "авария". The output of the pathogen 1 is connected to the first input of DM 11, to the second input of which BN 26 is connected. The first output of DM 11 is connected to OPT2, and its second output to RPTZ. The output of the DCT 13 is connected to the control input of OPT2, the input of which is connected to the output of P 9, and the second output of the DCT 13 is connected to the first input of the OR element 30. The first input of P 9 is connected to the output of the PSU 7, the second input of P 9 is the output of the inverter 32. On RPT3 control input is connected to the output of DCT 14, the input of which is connected to the output of P 10, and the second output of DCT 14 is connected to the first input of the OR element 29. The first input of P 10 is connected to the output of BP 8, the second input of P 10 is the output of inverter 33. OPT2 output connected to the inputs of LZ 15 and BA 4, and RPTZ with inputs of LZ 16 and BA 5. The outputs of BA 4 and BA 5 key on the second inputs of OR elements 30 and 29 respectively. The output LZ 15 and 16 are connected to the first inputs of the DM 17 and 18, respectively. BN 26 is connected to the second inputs of DM 17 and DM 18. The first outputs of DM 17 and 18 are connected directly to the first inputs of SM 23 and 24, and the second outputs of DM 17 and 18 are connected to UV 20 and 21, respectively, the outputs of which are connected to the corresponding the second inputs SM 23 and 24. The control inputs UV 20 and 21 are connected to the output of the trigger 31 BU 28. The first output of the SM 23 is connected to the first input of the DM 12, the two outputs of which are connected to EA 27, and the second output of the SM 23 with the second input of the DM 19 The first output of CM 24 is connected to the first input of DM 19, and the second output of CM 24 is connected to the second input DM 12. The first output of DM 19 is connected to the first input of CM 25 directly, and the second output of DM 19 is connected to the input of UV 22, the output of the latter is connected to the second input of CM 25. The control input of UV 22 is connected to the output of trigger 31 BU 28. The first output SM 25 is connected to the antenna 6, and the second output to the BN 26. The outputs of the OR elements 29 and 30 are connected to the J and K inputs of the trigger 31, respectively, and the inputs of the inverters 33 and 32, respectively. The first and second inputs of the AND element 34 are connected to the outputs of the OR elements 30 and 29, respectively. The input From the trigger 31 is connected through a charging resistor 35 to a power source and through a capacitor to the housing. The inverted output of trigger 31 is not used. The output of the element And 34 is the output of the BU 28 "accident".

В качестве делителей мощности и сумматоров мощности могут быть использованы 3-дБ мосты деления (см. Заенцев В.В. Катушкин В.М. Лондон С.Е. Модель З.И. Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний М. Сов. радио. 1980, с. 296). As power dividers and power adders, 3-dB division bridges can be used (see Zentsev V.V. Katushkin V.M. London S.E. Model Z.I. Devices for adding and distributing high-frequency oscillation powers M. Sov. Radio . 1980, p. 296).

В качестве управляемых фазовращателей могут использоваться управляемые фазовращатели на две градации 0-180^o, (см. Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника, Нью-Йорк, 1970. Пер. с англ. (в четырех томах), под общей ред. К. Н. Трофимова; Т2 и Т3 М. Сов. радио, 1978 или Сканирующие антенные системы СВЧ. Пер. с англ. под ред. Г.Т. Маркова и А.Ф. Чаплина, ТЗ М. Сов. радио, 1971).As controlled phase shifters, controlled phase shifters can be used with two gradations of 0-180 ^o , (see the Radar Reference. Edited by M. Skolnik, New York, 1970. Translated from English (in four volumes), under the general ed K.N. Trofimova; T2 and T3 M. Sov.radio, 1978 or Scanning antenna systems of the microwave, translated from English under the editorship of G.T. Markov and A.F. Chaplin, TK M. Sov.radio, 1971).

Функции блоков анализа состояния радиопередающих трактов в частном случае могут быть реализованы на магнитно -электрическом датчике (см. Розенблат М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники М. Наука, 1974 Магнитополупроводниковые датчики допускового контроля повышенной чувствительности в сборнике "Магнитно -полупроводниковые элементы для переработки информации" М. Наука, 1978, с. 45-55) или интегральных микросхемах серии 521 (см. Полупроводниковые датчики компараторы ИМС серии 521). The functions of the blocks for analyzing the state of radio transmitting paths in a particular case can be implemented on a magnetoelectric sensor (see M. Rosenblatt. Magnetic elements of automation and computer engineering M. Nauka, 1974 Magnetic semiconductor sensors for tolerance control of increased sensitivity in the collection "Magnetic semiconductor elements for information processing "M. Nauka, 1978, pp. 45-55) or integrated circuits of the 521 series (see Semiconductor sensors, IC 521 series comparators).

В качестве линий задержки могут быть использованы двоично-дискретные линии задержки для широкополосных электрически управляемых антенн (см. Антенны. Сборник статей, вып. 26. Под ред. А.А. Пистолькорса. М. Связь, 1978, с. 170-120). As delay lines, binary-discrete delay lines for wideband electrically controlled antennas can be used (see Antennas. Collection of articles, issue 26. Edited by A. A. Pistolkors. M. Svyaz, 1978, p. 170-120) .

Блок управления БУ 28 может быть реализован на известных элементах, то есть элемент 31 на JK триггерах, элементы 29 и 30 на схемах ИЛИ, элементы 32 и 33 на схемах И-НЕ, элемент 34 на схеме И. В свою очередь, указанные элементы и их характеристики содержатся в книге "Справочник по цифровой вычислительной технике". Под ред. Малиновского Б.Н. Киев: Техника, 1979, с. 148-152. The control unit BU 28 can be implemented on known elements, that is, element 31 on JK triggers, elements 29 and 30 on OR circuits, elements 32 and 33 on NAND circuits, element 34 on circuit I. In turn, these elements and their characteristics are contained in the book "Handbook of Digital Computing." Ed. Malinovsky B.N. Kiev: Technique, 1979, p. 148-152.

В качестве датчиков контроля тока могут быть применены полупроводниковые датчики допускового контроля повышенной чувствительности (см. Сборник "Магнитно -полупроводниковые элементы для переработки информации". М. Наука, 1978, с. 45-55). As sensors for current control, semiconductor sensors of tolerance control of increased sensitivity can be used (see. Collection "Magnetic Semiconductor Elements for Information Processing". M. Nauka, 1978, pp. 45-55).

Назначение вводимых элементов:
первый делитель мощности 11 для распределения выходного высокочастотного колебания возбудителя на основной и резервный передающий тракт, в зависимости от того, какой из них используется;
делители мощности 17, 18, 19, управляемые фазовращатели 20, 21 и 22 и сумматоры мощности 23, 24 и 25 для коммутации выходной мощности основного или резервного передающего тракта на антенну 6 или эквивалент нагрузки 27;
второй делитель мощности 12 для подключения неработающего радиопередающего тракта к эквиваленту нагрузки 27;
блок управления 28 для управления переключениями с основного на резервный передающие тракты и обратно и выявления аварийных ситуаций всего устройства;
датчики контроля тока 13 и 14 для проверки функционирования ОПТ2 и РПТ3 по короткому замыканию;
блоки анализа состояния радиопередающих трактов 4 и 5 для проверки функционирования ОПТ2 и РПТ3 по обрывам.Purpose of input elements:
a first power divider 11 for distributing the output high-frequency oscillation of the pathogen into the main and backup transmission path, depending on which one is used;
power dividers 17, 18, 19, controlled phase shifters 20, 21 and 22 and power combiners 23, 24 and 25 for switching the output power of the main or backup transmission path to the antenna 6 or the load equivalent 27;
a second power divider 12 for connecting the idle radio transmission path to the load equivalent 27;
a control unit 28 for controlling switching from the primary to the backup transmitting paths and vice versa and for detecting emergency situations of the entire device;
current monitoring sensors 13 and 14 for checking the functioning of OPT2 and RPT3 for short circuit;
blocks for analyzing the state of radio transmitting paths 4 and 5 to verify the functioning of OPT2 and RPT3 over cliffs.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В рабочем режиме, после подачи питания на БУ 28 JK триггер 31 сохранит свое начальное состояние, так как на его управляющий вход С кратковременно поступит сигнал низкого уровня с обкладки конденсатора 36 схемы включения БУ 28. По мере заряда конденсатора 36 через зарядный резистор 35 триггер подготавливается к управлению по J и K входам. Пусть на прямом выходе JK триггера появился сигнал логической "I", что соответствует подаче высокого потенциала на управляющие входы фазовращателей УФ 20, 21 и 22, обеспечивающих подключение ОПТ2 на антенну 6 и РПТ3 на эквивалент антенны 27. Тогда в рабочем режиме устройство резервирования радиопередатчика работает следующим образом: высокочастотный сигнал с выхода возбудителя 1 подается на 1-й вход ДМ 11, который делит мощность ВЧ колебаний пополам. С 1-го выхода ДМ 11 сигнал подается на высокочастотный вход ОПТ2, а со второго выхода на высокочастотный вход РПТ3, которые обеспечивают усиление ВЧ сигнала до требуемого уровня и подают сигнал на вход линий задержки ЛЗ 15 и 16 и БА 4 и 5. В случае работоспособности ОПТ2 и РПТ3 с выхода блоков БА 4, БА 5, ДКТ 13 и ДКТ 14 на вход БУ 28 поступят сигналы логического "0". Поэтому на выходах элементов ИЛИ 29 и 30, а следовательно и на J и K входах триггера 31, будет логический "0" и триггер 31 будет сохранять свое первоначальное состояние. На выходах инверторов 32 и 33 сохранится логическая "I", обеспечивающая подключение БП 7 и 8 через П 9 и 10 к питающим входам ОПТ2 и РПТ3. ЛЗ 15 и 16 обеспечивают задержку в передаче ВЧ сигнала на время t анализа состояния ОПТ2 и РПТ3 с помощью блоков БА 4 и 5, ДКТ 13 и 14. С выхода ЛЗ 15 и 16 высокочастотные колебания поступают соответственно на первые входы ДЬ 17 и 18 коммутирующих устройств. С 1-х выходов ДМ 17 и ДМ 18 сигналы подаются на первые входы соответственно СМ 23 и СМ 24 непосредственно, а со вторых выходов через УФ 20 и УФ 21 на вторые входы соответственно СМ 23 и СМ 24. В случае использования в качестве ДМ 17 и 18 и СМ 24 и 24 квадратурных 3-х дБ направленных ответвителей для обеспечения сложения сигналов, поступивших на входы СМ 23 и 24 на их первых выходах фазовращатели должны реализовывать фазовый сдвиг на 180^o при этом на 1-х выходах СМ 23 и 24 будет сигнал с мощностью равной сумме мощностей сигналов на их входах. Если же УФ 20 и 21 обеспечивают 0^o фазовый сдвиг, то выходные ВЧ сигналы будут поступать на вторые выходы СМ 23 и 24. При подключении ОПТ2 к антенне 6, а РПТ3 к ЭА 27 с БУ 28 на входы УФ 20 и 21 подается сигнал логической "I", который удерживает фазовращатели в состоянии 0^o фазового сдвига. Поэтому ВЧ сигнал со второго выхода СМ 23 поступит на второй вход ДМ 19 коммутирующего устройства антенны, а со второго выхода СМ 24 через ДМ 12 на ЭА 27. Коммутирующее устройство антенны, содержащее ДМ 19, УФ 22 и СМ 25 работает таким же образом, как и коммутирующие устройства, состоящие из ДМ 17, УФ 20 и СМ 23 или ДМ 18, УФ 21 и СМ 24. Если УФ 22 обеспечивает "0" фазовый сдвиг, то сигнал со второго входа, пройдя через ДМ 19, делится пополам и с его первого выхода поступит на первый вход СМ 25 сдвинутым относительно сигнала на втором входе СМ 25 на 90^o, что обеспечит их сложение на первом выходе СМ 25 и подачу выходного колебания в антенну 6. УФ 22 поддерживается в состоянии с 0^o фазовым сдвигом подачей на его управляющий вход логической "I" с выхода триггера 31 БУ 28.In operating mode, after power is supplied to the JU control unit 28, the trigger 31 will retain its initial state, since its control input C will briefly receive a low level signal from the capacitor plate 36 of the control unit 28. As the capacitor 36 charges through the charging resistor 35, the trigger is prepared to control on J and K inputs. Let a logical “I” signal appear at the direct output of the JK trigger, which corresponds to the supply of a high potential to the control inputs of the UV phase shifters 20, 21, and 22, which connect OPT2 to antenna 6 and RPT3 to the antenna equivalent 27. Then, in operating mode, the radio transmitter backup device works as follows: a high-frequency signal from the output of the pathogen 1 is fed to the 1st input of the DM 11, which divides the power of the RF oscillations in half. From the first output of DM 11, the signal is fed to the high-frequency input OPT2, and from the second output to the high-frequency input RPT3, which provide amplification of the RF signal to the required level and supply a signal to the input of the delay lines LZ 15 and 16 and BA 4 and 5. In the case of health OPT2 and RPT3 from the output of the blocks BA 4, BA 5, VCT 13 and VCT 14 to the input of the control unit 28 will receive logical "0" signals. Therefore, at the outputs of the OR elements 29 and 30, and therefore at the J and K inputs of the trigger 31, there will be a logical "0" and the trigger 31 will retain its original state. At the outputs of the inverters 32 and 33, the logical "I" will be saved, ensuring the connection of the power supply units 7 and 8 through P 9 and 10 to the supply inputs of OPT2 and RPT3. LZ 15 and 16 provide a delay in the transmission of the RF signal for the time t of the analysis of the state of OPT2 and RPT3 using blocks BA 4 and 5, DKT 13 and 14. From the output of LZ 15 and 16, high-frequency oscillations are transmitted to the first inputs L 17 and 18 of the switching devices, respectively . From the 1 outputs of DM 17 and DM 18, the signals are fed to the first inputs of SM 23 and SM 24, respectively, and from the second outputs through UV 20 and UV 21 to the second inputs of CM 23 and SM 24, respectively. If used as DM 17 and 18 and SM 24 and 24 quadrature 3 dB directional couplers to ensure the addition of signals received at the inputs of SM 23 and 24 at their first outputs, the phase shifters must realize a phase shift of 180 ^o while at the 1 outputs of SM 23 and 24 will be a signal with a power equal to the sum of the power of the signals at their inputs. If UV 20 and 21 provide a 0 ^o phase shift, then the RF output signals will go to the second outputs of SM 23 and 24. When OPT2 is connected to antenna 6, and RPT3 to EA 27 with control unit 28, a logical signal is supplied to UV 20 and 21 inputs "I", which holds the phase shifters in a state of 0 ^o phase shift. Therefore, the RF signal from the second output of SM 23 will go to the second input of DM 19 of the antenna switching device, and from the second output of SM 24 through DM 12 to EA 27. The antenna switching device containing DM 19, UV 22 and CM 25 works in the same way as and switching devices, consisting of DM 17, UV 20 and SM 23 or DM 18, UV 21 and SM 24. If UV 22 provides a “0” phase shift, then the signal from the second input, passing through DM 19, is divided in half and with it the first output will go to the first input of SM 25 shifted relative to the signal at the second input of SM 25 by 90 ^o , which will ensure their Wait at the first output of SM 25 and supply the output oscillation to the antenna 6. UV 22 is maintained in a state with 0 ^o phase shift by supplying to its control input a logical "I" from the output of trigger 31 BU 28.

При отказе ОПТ2 по причине "коротких замыканий" или "обрывов" на выходе соответственно блоков ДКТ 13 или БА 4 появится сигнал логической "1", который через элемент ИЛИ 30 поступит на K вход триггера 31 и на вход инвертора 32. Сигнал логического "0" на выходе инвертора 32 отключит с помощью П 9 питающий вход ОПТ2 от БП 7. На K входе триггера 31 будет логическая "1", а на J входе логический "0", поэтому на прямом выходе триггера 31 появится сигнал логического "0", который поступит на управляющие входы УФ 20, 21 и 22 и обеспечит их перевод в состояние фазового сдвига 180^o. В результате тракт ОПТ2 через первый вход ДМ 17, первый выход СМ 23, первый вход ДМ 12 окажется подключен к ЭА 27. ВЧ сигнал с выхода ЛЗ 16 (формируемый РТП3) поступит на первый выход СМ 24 коммутирующего устройства РПТ3 и следовательно на первый вход ДМ 19 коммутирующего устройства антенны, который разделит его пополам. ВЧ сигнал с первого выхода ДМ 19 поступит на первый вход СМ 25 без сдвига фазы, а со второго выхода ДМ 19 через УФ 22 (обеспечивающий фазовый сдвиг 180^o) на второй вход СМ 25 со сдвигом 270^o, а следовательно коогерентно сложатся на первом выходе СМ 25 и поступят в антенну 6. Таким образом, произойдет подключение РПТ3 к антенне 6. После восстановления ОПТ2 с помощью переключателя П 9 производится его включение и проверки ДКТ 13 и БА 4 ВЧ колебания с его выхода через ЛЗ 15, ДМ 17, УФ 20 (сдвиг равен 180^o) СМ 23, ДМ 12 поступят в ЭА 27 и устройство будет продолжать работать в данном состоянии до момента отказа одного из трактов.In case of failure of OPT2 due to "short circuits" or "breaks" at the output of the DKT 13 or BA 4 units, respectively, the logical signal "1" will appear, which through the OR element 30 will go to the K input of the trigger 31 and to the input of the inverter 32. Logical signal "0 "at the output of the inverter 32 will disconnect using P 9 the power input OPT2 from the BP 7. At the K input of the trigger 31 there will be a logical" 1 ", and at the J input a logical" 0 ", therefore, a logical" 0 "signal will appear at the direct output of the trigger 31, which will go to the control inputs UV 20, 21 and 22 and ensure their translation into a phase shift of 180 ^o . As a result, the path OPT2 through the first input of DM 17, the first output of SM 23, the first input of DM 12 will be connected to EA 27. The RF signal from the output of LZ 16 (formed by RTP3) will go to the first output of SM 24 of the switching device RPT3 and therefore to the first input of DM 19 switching device of the antenna, which will divide it in half. The RF signal from the first output of DM 19 will go to the first input of SM 25 without phase shift, and from the second output of DM 19 through UV 22 (providing a phase shift of 180 ^o ) to the second input of SM 25 with a shift of 270 ^o , and therefore coherently develop at the first output SM 25 and will go to the antenna 6. Thus, the RPT3 will connect to the antenna 6. After the OPT2 is restored using the switch P 9, it is turned on and the VCT 13 and BA 4 are checked for high-frequency oscillations from its output through LZ 15, DM 17, UV 20 (shift is 180 ^o ) CM 23, DM 12 will go to EA 27 and the device will continue to work in this state until one of the tracts fails.

Если к антенне 6 подключен ОПТ2 и в ходе работы устройства резервирования радиопередатчика произойдет отказ РПТ3 по причине "короткого замыкания" или "обрыва", то на выходе ДКТ 14 или БА 5 появится сигнал логической "1", который через элемент ИЛИ 29 поступит на J вход триггера 31 и на вход инвертора 33. Последний выключит из работы РПТ3. На J входе триггера 31 будет сигнал логической "1", а на K входе логического "0". Поэтому на прямом выходе триггера 31, являющемся управляющим выходом БУ 28, сохранится сигнал логической "1", что обеспечит сохранение соединения ОПТ с антенной 6. После восстановления РПТ3 и принудительного включения П 10 данный тракт вновь будет соединен с ЭА 27. В случае отказа обоих трактов, инверторы 32 и 33 обеспечат их отключение, а на выходе элемента И 34 (сигнальном выходе БУ 28) появится сигнал "авария" устройства резервирования радиопередатчика. В ходе работы устройства с помощью ЛЗ 15 и 16 обеспечиваются переходы с ОПТ2 и обратно при их отказах без потери информации и использования высокочастотных переключателей, что позволяет исключить недостатки прототипа. If OPT2 is connected to antenna 6 and during operation of the radio transmitter backup device RPT3 fails due to a "short circuit" or "break", then a logical "1" signal will appear at the output of the DCT 14 or BA 5, which will go to J through the OR 29 element the input of the trigger 31 and the input of the inverter 33. The latter will turn off the RPT3. At the J input of the trigger 31 there will be a logic signal "1", and at the K input a logical "0". Therefore, at the direct output of the trigger 31, which is the control output of the control unit 28, the logical signal "1" will be saved, which will ensure that the connection of the OPT with the antenna 6 is maintained. After the RPT3 is restored and the P 10 is switched on, this path will again be connected to EA 27. In case of failure of both paths, the inverters 32 and 33 will ensure their shutdown, and at the output of the And 34 element (signal output of the control unit 28) the signal “failure” of the radio transmitter backup device will appear. During operation of the device using LZ 15 and 16, transitions from OPT2 and vice versa are provided when they fail without loss of information and the use of high-frequency switches, which eliminates the disadvantages of the prototype.

Таким образом, введение дополнительных элементов обеспечивает переход с основного на резервный передатчик без потери информации при повышении надежности. Thus, the introduction of additional elements provides a transition from the primary to the backup transmitter without loss of information while increasing reliability.

Оценку эффективности предлагаемого решения устройства резервирования радиопередатчика проведем в сравнении с прототипом. Его время перехода с основного на резервный радиопередатчик составляет:
t_пер=t_выкл1+t_вкл2+t_перекл
где, t_пер время перехода с основного на резервный радиотракт;
t_выкл1 время выключения высокого напряжения основного тракта;
t_выкл2 время включения высокого напряжения резервного тракта;
t_перекл время переключения высокочастотного переключателя.Evaluation of the effectiveness of the proposed solution of the backup device of the radio transmitter will be carried out in comparison with the prototype. Its transition time from the primary to the backup radio transmitter is:
_lane t = t _OFF1 + t + t _Switching _vkl2
where, t _lane transition time from the main to the backup radio path;
t _off1 time off the high voltage of the main path;
t _off2 time for switching on the high voltage of the backup path;
t switch the _switching time of the high-frequency switch.

При этом t_вкл2 составляет в современных устройствах 1.2 мин, а t_перекл + 3.5 с, а следовательно ведет к существенным потерям информации.Moreover, t _on2 in modern devices is 1.2 min, and t _switch + 3.5 s, and therefore leads to significant information loss.

И даже при применении аварийного режима с одновременным выключением мощности резервного передающего тракта с переключением входов антенного устройства, что ведет к снижению надежности высокочастотных переключателей (следовательно и в целом устройства) t_пер=t_перекл. Это приведет к потере информации. Так при передаче низкоскоростных цифровых потоков со скоростью 1200 бит/с также потери могут составлять 3600.6000 бит/с, что существенно сказывается на качестве связи. В заявляемом устройстве таких потерь информации при одиночных отказах ОПТ и РПТ не происходит.And even when applying the emergency mode while turning off the power of the backup transmitting path with switching the inputs of the antenna device, which leads to a decrease in the reliability of high-frequency switches (hence the device as a whole) t _per = t _switch . This will lead to loss of information. So when transmitting low-speed digital streams at a speed of 1200 bps, the losses can also be 3600.6000 bps, which significantly affects the quality of communication. In the inventive device, such information loss with single failures of the OPT and RPT does not occur.

Оценим среднее время восстановления работоспособности устройств. У прототипа
T_в= 2•t_пер•(1-expλ₁t)+t_в•(1-exp2•λ•t₁) (2)
где, t_в время восстановления работоспособности одного из передатчиков при одновременном отказе ОПТ и РПТ;
λ интенсивность отказов ОПТ и РПТ.Estimate the average recovery time of devices. The prototype
T _in = 2 • t _lane • (1-expλ ₁ t) + t _in • (1-exp2 • λ • t ₁ ) (2)
where, t _during the recovery of one of the transmitters with simultaneous failure of the OPT and RPT;
λ failure rate of OPT and RPT.

Для заявляемого устройства:
T_в= t_в•(1-exp2•λ•t₁) (3).For the inventive device:
T _in = t _in • (1-exp2 • λ • t ₁ ) (3).

Тогда выигрыш в снижении T_в составит:

.Then the gain in reducing T _in will be:

.

Так как λ= 10^-6, t_пер= 5 мин, t_в=15 мин, t₁=24 ч, выигрыш составит в снижении среднего времени восстановления в 8,33 раза.Since λ = 10 ^-6 , t _per = 5 minutes, t _in = 15 minutes, t ₁ = 24 hours, the gain will be 8.33 times lower average recovery time.

Таким образом, новая совокупность существенных признаков заявленного устройства резервирования радиопередатчика обеспечивает переход с основного на резервный передатчик без потери информации при повышении надежности. Thus, a new set of essential features of the claimed backup device of the radio transmitter provides a transition from the primary to the backup transmitter without loss of information while increasing reliability.

Claims

A radio transmitter backup device containing a pathogen, a primary and backup radio transmission paths, an antenna, transmission path condition analysis units, transmission path power supplies, power supply switches of the primary and backup radio transmission paths, characterized in that two power dividers and a monitoring sensor are additionally introduced into it current, delay lines, as well as three switching devices, each of which contains a power divider, a controlled phase shifter and a power combiner, four ballas loads and antenna equivalent, a control unit containing two OR elements and an inverter, an And element, a trigger, a charging resistor and a capacitor, while one input of the first power divider is connected to the output of the exciter, and the other with a ballast load, two outputs of the first power divider connected to the inputs of the main and backup radio transmission paths, the outputs of each of which are connected to the first inputs of the power dividers of the corresponding switching devices through delay lines, the first output of each of which is connected with the first input of the power adder of the same switching device directly, and the other outputs of the power dividers of each switching device with the second inputs of the power adder in each switching device through the controlled phase shifters, the first output of the power adder of the switching device of the main radio transmission path and the second output of the power adder of the backup radio transmission path with the first and second input of the second power divider, respectively, whose two outputs are connected to load vivalents, the second output of the power adder of the switching device of the main radio transmitting path and the first output of the power adder of the switching device of the backup radio transmitting path are connected respectively to the second and first inputs of the power divider of the third switching device, the first output of this power divider is connected directly to the first input of the power adder, and the second the output of the power divider of the third switching device is connected to the second input of the adder through the control phase shifter, the first output of the power adder of the switching device is connected to the antenna, and its other output is with a ballast load, the power inputs of the main and backup radio transmitting paths are connected to the power supply units of these paths through current monitoring sensors and switches of the power supply units, the inputs of the analysis units of the state of the transmitting paths are connected with the outputs of the main and backup radio transmission paths, and their outputs are connected to the first inputs of the first and second circuits OR of the control unit, respectively, the second inputs of the first and the second OR circuit are connected to the information outputs of the sensors for monitoring the current of the power supply inputs of the main and backup radio transmitting paths, the outputs of the first and second OR circuits are connected via inverters to the control inputs of the power supply switches of the main and backup radio transmitting paths, the first and third trigger inputs are connected to the outputs the first and second OR circuits, and its third input is connected through a charging resistor to a power source and through a capacitor to the housing, the third trigger output is connected ene to the control inputs of controlled phase shifters all three switching devices, the first and second inputs of AND gates connected to outputs of the first and second OR circuits, respectively, and the output of AND gate is the output of control unit "Failure".