автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Разработка и исследование автоматизированных систем контроля параметров подвижных радиостанций

На правах рукописи

ргб од

БАБКИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПОДВИЖНЫХ РАДИОСТАНЦИЙ

Специальность 05.12.17 - Радиотехнические п телевизионные

системы и устройства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 1998

Работа выполнена в отделе связи, спецтехннки п автоматизации штаба УВД Воронежской области.

Научным руководитель - доктор технических наук.

профессор Попов П.А. Официальные оппоненты: доктор технических наук.

профессор Заенцев В.В..

кандидат технических наук, доцент Акимов В!И.

Ведущая организация - научно-исследовательский институт спецтехники МВД России, г.Москва.

Защита состоится 24 нюня 1998 года в 15 часов на заседании диссертационного совета К 063.81.05 по присуждению ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 в Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026. г.Воронеж, Московский проспект. 14. конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан мая 1998 года.

Ученый секретарь диссертацион-----

совета

п. 05. 9 S

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время широкое применение получили системы подвижной радиосвязи - одночастотного и дву.хчасготного симплекса, частотного и временного дуплекса, радиотелефонии. Одной из основных проблем разработки таких систем 'являюг от жесткие требования по обеспечению качественной и надежной радиосвязи в заданной зоне обслуживания. Данная проблема может быть решена следующими путями: ' оптимальным построением систем подвижной радиосвязи: рациональным использованием частотного ресурса: улучшением характеристик и повышением качества работы радиостанций.

Одним из важных направлений решения этой проблемы является контроль работоспособности подвижных радиостанций (ПР) в реальных условиях. При этом их функционирование должно соответствовать нормированным значениям набора параметров, указанных ГОСТом и обеспечивающих выполнение ими функциональных задач в системе радиосвязи.

В настоящее время в реальных условиях в большинстве систем радиосвязи проводится контроль только мощности несущей передатчика и чув-" ствительности приемника. Это осуществляется, например, в радиостанциях "Транспорт", "Маяк", "Сапфир". "Волемот" и др. наиболее широко эксплуатируемых в системах подвижной сухопутной радиосвязи. В этом случае встроенными устройствами контроля осуществляется проверка мощности несущей передатчика электронным способом и. чувствительности приемника с помощью генераторов шума. Контроль указанных параметров позволяет лишь определить способност ь передатчика Г1Р генерировать на своем выходе ВЧ сигнал заданного уровня, а приемника - принимать слабые сигналы и не обеспечивает их надежного функционирования в реальных условиях. Основным фактором проявления этого недостатка является отсутствие контроля таких параметров, как амплитудно-частотном модуляционной характеристики (АЧМХ) и коэффициента нелинейных искажений (КИИ) передатчика, а гакже амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и КНИ приемника, позволяющих определить способность передатчика формировать и передавать, а приемника принимать сигнал с заданными параметрами.

В то же время, как показывают статистические данные экспериментальных исследовании отказов работоспособности•радиостанций, именно

контроль данных параметров в реальных условиях является важным фактором дополняющим обеспечение качественной и надежной радиосвязи.

Существуют также устройства дистанционного контроля ПР. Такие устройства реализованы на базе стационарной радиостанции (СР). которая вместе с ПР образует систему радиосвязи, при этом контроль работоспособности Г1Р ограничивается проверкой чувствительности приемника при излучении СР сигнала контроля и получении от'контролируемой ПР сигнала подтверждения. Недостатком работы таких устройств является неоднозначность оценки чувствительности приемника ПР. связанной с несовершенством используемого алгоритма взаимодействия между стационарной и контролируемыми Г1Р. не учитывающего изменений положения ПР на местности во время движения.

В связи с этим организация контроля параметров радиостанции, основанная на имеющихся в серийно выпускаемых радиостанциях встроенных устройствах контроля, а также имеющихся устройствах дистанционного контроля, не может обеспечить в полной мере работоспособность ПР, так как отличается ограниченным набором контролируемых параметров, необеспечивающих полноту контроля. В тоже время, в связи с появлением в настоящее время большого количества радиостанций, актуальность проведения контроля набора параметров в реальных условиях определяется необходимостью обеспечения качественной и надежной радлосвя-. зи в заданной зоне обслуживания и электромагнитной совместимости систем радиосвязи за счет своевременного определения и оперативной замены неисправных Г1Р, а для оперативных служб и возможностью восстановления их работоспособности с помощью специальной аппаратуры контроля системы радиосвязи.

Очевидно, создать эффективную систему контроля набора параметров радиостанций при их эксплуатации в реальных условиях на базе встроенных или дистанционных устройств возможно только с использованием современных технических и программных средств.

Целыо диссертационной работы является разработка н исследование средств автоматизированного контроля набора параметров ПР в реальных условиях.

Для достижения поставленной цели были решены следующие основ- » ные задачи:

экспериментальные исследования контролируемых па раме! ров. влияющих па надежность и качество работы систем радиосвя зи:

разработка и.анализ алгоритмов встроенного и дистанционного контроля набора параметров:

разработка структурных схем и исследование характеристик автоматизированных систем контроля (АСК):

разработка и анализ адаптивных устройств контроля параметров ПР. Методы исследования. Для решения перечисленных задач использовались методы спектрального анализа, цифровой обработки сигналов, математического анализа, экспериментального исследования, программной реализации управляющих алгоритмов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем: экспериментально обоснована необходимость разработки автоматизированного контроля набора параметров ПР. обеспечивающего повышение надежности и качества работы систем радиосвязи:

разработан и проанализирован алгоритм встроенного автоматизированного контроля АЧХ и КИИ приемопередатчиков ПР, отличающийся использованием метода параллельного сравнения цифровых отсчетов эталонного сигнала и сигнала, несущего информацию о значениях контролируемых параметров, и на базе предложенного алгоритма разработана структурная схема встроенной АСК:

разработан алгоритм и осуществлен анализ дистанционного автоматизированного контроля параметров ПР, отличающийся возможностью контроля набора параметров, и на его базе разработана структурная схема дистанционной АСК;

разработан алгоритм работы адаптивного устройства контроля мощности несущей передатчиков ПР, позволяющего автоматически регулировать значение мощности несущей в заданных пределах. Автор защищает:

результаты анализа статистических данных экспериментального исследования значений параметров ПР;

алгоритм встроенного авюматнзнрованного контроля АЧХ и КНИ приемопередатчиков ПР;

алгоритм автоматизированного дистанционного контроля набора параметров ПР;

алгоритм декодирования сигналов взаимодействия в дистанционных

АСК;

варианты построения встроенных и дистанционных АСК: результаты анализа быстродействия и достоверности контроля набора параметров АСК;

алгоритм работы и структурную схему адаптивного устройства контроля мощности несущей передатчиков ПР.

Практическая ценность полученных в диссертационной работе результатов состоит в следующем:

разработана практическая схема управляющего устройства АСК: разработана практическая схема устройства декодирования сигналов взаимодействия дистанционных АСК;

разработана практическая схема индикационно-регистрирующего устройства АСК;

разработано адаптивное устройство контроля мощности несущей передатчика ПР на базе квадратурных усилителей;

разработаны программы работы основных узлов АСК. Реализация результатов работы. Исследования, проведенные в дпе-' сертационной работе, являются частью научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме госбюджетной НИР № 31256, договоров о творческом сотрудничестве с отделом связи УВД ABO Воронежской высщей школы МВД России и НИИСТ МВД России. Результаты диссертационной работы в виде:

управляющего устройства на базе однокристальной микроЭВМ. реализующего алгоритм работы ПР и алгоритм декодирования сигналов взаимодействия дистанционных АСК внедрены в НИИ "BEFA" в серийно выпускаемых заводом "Сигнал" радиостанциях комплекса "Сапфир" (г.Воронеж, акт внедрения 0! .02.1995г.):

индикационно-регистрирующего устройства АСК на базе однокристальной микроЭВМ внедрены на заводе "Сигнал" в серийно выпускаемых радиостанциях комплекса "Транспорт" (г.Воронеж, акт внедрения от 25.03.199]

встроенного автоматизированного контроля АЧХ трактов приемопередатчиков ПР защищены авторским свидетельством (A.C. СССР № 1800625. Устройство для контроля амплитудно-частотной характеристики четырехполюсников. Опубл. в Б.И., 1993, № 9);

варианта построения управляющего устройства АСК на базе однокристальной микроЭВМ защищены авторским свидетельством. (A.C. СССР №1688263. Устройство для контроля электромонтажа. Опубл. в Б.И., 1991, №40).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях ВГТУ (г. Воронеж, 1990). НИИ "ВЕГА" (г. Воронеж. 1990). НИИСТ МВД России (г.

Москва, 1992); научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ВВШ МВД России (г. Воронеж. 1994.1997), межвузовской научно-практической конференции "Охрана-97" (г.Воронеж. 1997), научных семинарах кафедры радиотехники ВВШ МВД России.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в четырнадцати печатных работах, включающих девять статей, тезисы трех докладов, описания двух авторских свидетельств. .

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 134 страницах машинописного текста, иллюстрирована рисунками на 32 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 103 наименований и пяти приложений. ' •

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследований, изложены новые научные результаты, полученные в работе, ее практическая ценность. Представлены сведения об апробации и внедрении результатов.

В первой главе проведен анализ статистических данных экспериментальных исследований по определению параметров ГТР. в наибольшей степени влияющих на надежность и качество радиосвязи: проведен обзор существующих устройств контроля параметров ПР при их эксплуатации в реальных условиях и определена техническая база для создания АСК. .

В табл. 1.1 и табл. 1.2. приведены статистические данные экспериментального исследования, показывающие процентное отношение приемопередатчиков радиостанций, в которых наблюдалось отклонение конкретного параметра от нормированного значения при ухудшении качества радиосвязи. Анализ статистических данных, приведенных в этих таблицах показывает, что в наибольшей степени при ухудшении качества радиосвязи или выходе радиостанции из строя отклоняются от нормированных значений следующие параметры: мощность несущей. КНИ н АЧМХ передатчи-( ка; чувствительность, КНИ и АЧХ приемника. Данный результат пЬзволил сделать вывод о том, что одним из возможных путей решения проблемы обеспечения надежной работы систем радиосвязи является оперативный контроль в реальных условиях эксплуатации именно лих параметров.

Таблица 1.1

Процентное отношение передатчиков ПР, в которых наблюдалось отклонение параметров от нормированных значений

Количество радиостанции, в кото-

рых наблюдалось отклонение па- .

N Наименование контролируемых параметров раметра от нормированного значе-

п/п передатчика ния, в процентах от общею числа

отобранных

I мощность исчущсн 45

2 амплитудно-частотная модуляционная 20

характеристика

3 коэффициент нелинейных искажений 10

4 урокснь паразитной частотной модуляции 2

5 уровень царапиной амплитудной модуляции 2

6 ' ширина полосы частот излучения 3

7 уровень излучения в соседнем канале 2

8 уровень побочных излучении 2

9 отклонение частоты -

10 чувствительность модуляционного входа 1

Таблица 1.2

Процентное отношение приемников ПР, в которых наблюдалось отклонение параметров от нормированных значений

Количество радиостанций, в кото-

рых наблюдалось отклонение па-

N Наименование контролируемых параметров раметра or нор.мнрованного зна-

п/п приемника чения, и процентах от общего числа

отобранных

1 чувствительность 40

2 амплитудно-частотная характеристика 15

3 коэффициент нелинейных искажений 10

4 избирательность по соседнему каналу 1

5 избирательность по побочным каналам 2

6 ннтермодуляцпонная избирательность 1

В табл. 1.3 и табл. 1.4 приведены статистические данные экспериментального исследования о количестве радиостанций в процентах от числа отобранных, в которых наблюдалось отклонение указанных параметров от нормированных значений на определенную величину.

Таблица !.?

Величина отклонений параметров передатчиков ПР от нормированных значений

Величина отклонений параметров передатчика от нормированных значений, дБ Количество радиостанции и процентах 01 числа ото-, бранных, в которых наблюдалось отклонение пара- | метра ог нормированного значения

мощность несущей лмчх к»ш !

5 80 55 65,

10 15 35 35

15 5 10 1

Таблица 1.4

Величина отклонений параметров приемников ПР от нормированных значений

Величина отклонении параметров приемника от нормированных значений, дБ Количество радиостанций н процентах от числа ото- 1 бранных, в которых наблюдалось отклонение пара- | метра от нормированного значения |

чувствительность АЧХ КНИ !

5 65 60 ' 55 !

10 20 30 45

15 10 10 1

20 5 1 1

Оказалось, что в 80% величина отклонения мощности несущей, в 55".. - АЧМХ и в 65% - КНИ передатчиков радиостанции составила 5дБ и более, что следует из табл. 1.3; в 65% величина отклонения чувствительности, в 60% - АЧХ и в 55% - КНИ приемников радиостанции составила 5 дБ и более, что следует из табл. 1.4. Отсюда можно сделать вывод, что в абсолютном большинстве случаев при значительном ухудшении радиосвязи или ее прекращении по причине отклонения какого-либо из параметров от нормы, величина этого отклонения составляет не менее 5 дБ.

В настоящее время при эксплуатации ПР в реальных условиях контролируются только мощность несущей передатчика электронным методом и чувствительность приемника, как правило, с помощью генераторов шума. Устройств, осуществляющих контроль набора параметров ПР. которые в наибольшей степени влияют на качество и надежность радиосвязи между абонентами, не существует. Эти параметры контролируются только при вводе ПР в эксплуатацию. Отсутствие устройств, осуществляющих

контроль набора параметров ПР при их эксплуатации в реальных условиях, можно объяснить тем, что во-первых, это связано со значительными техническими трудностями, обусловленными большими аппаратурными затратами и энергопотреблением, во-вторых, фактором обеспечения качественной и надежной радиосвязи между абонентами считался контроль только мощности несущей передатчика и чувствительности приемника и в третьих, до настоящего времени контроль набора параметров ПР при их эксплуатации в реальных условиях не стоял так остро в связи с малой загруженностью радиосетей средствами радиосвязи.

Обеспечить контроль набора параметров ПР в реальных условиях могут *АСК, разработанные с использованием современной технической базы и программного обеспечения и. в частности, однокристальных микроЭВМ

Во второй главе разработан и проанализирован алгоритм встроенного автоматизированного контроля АЧХ и КНИ приемопередатчиков ПР методом сравнения цифровых отсчетов эталонного сигнала и сигнала, несущего информацию о значениях контролируемых параметров; разработан и проанализирован алгоритм дистанционного автоматизированного контроля набора параметров ПР; разработаны структурные схемы управляющих устройств на базе однокристальных микроЭВМ.

В качестве критерия эффективности АСК предложено выбрать вероятность обнаружения радиостанций, у которых значения параметров из выбранногд набора не соответствуют нормированным. В табл. 1.5 приведены статистические данные экспериментального исследования о количестве радиостанций, в которых наблюдались отклонения группы параметров от нормы.

Таблица 1.5

Количество радиостанций, в которых наблюдаются отклонения группы праметров от нормированных значений

N Количество радиостанции в процентах

п/п Наименование параметра к общему числу отобранных

1 мощность несушен передатчика

п чувствительность приемника 55

2 АЧМХ передатчика и АЧХ приемника 25

3 КНИ передатчика и К11И приемника 15

4 другие параметры

Оказалось, что количество радиостанций в процентах к общему числу отобранных, у которых наблюдалось отклонение от нормированных значений мощности несущей передатчика и чувствительности приемника составляет только 55%; в то же время количество радиостанций, у которых наблюдалось отклонение АЧМХ передатчика и АЧХ приемника составляет 25%; количество радиостанций, у которых наблюдалось отклонение КНИ передатчика и КНИ приемника составляет 15% и количество радиостанций. у которых наблюдалось отклонение других параметров составляет 5%.

Из анализа статистических данных, приведенных в табл. 1.5. следует, что вероятность Р> обнаружения неисправных радиостанций существующими устройствами контроля равна 0.55, а вероятность Раек обнаружения неисправных радиостанций с помощью автоматизированных систем может составить 0,95. Как видно, вероятность Раск'больше вероятности Ру в 1,7 раза, на основании чего можно сделать вывод о том, что с введением в действующую систему радиосвязи автоматизированной системы контроля набора параметров можно повысить надежность и качество радиосвязи между абонентами.

В качестве технических характеристик АСК определены быстродействие алгоритма и достоверность результатов контроля набора параметров, которые должны удовлетворять выбранном}' критерию эффективности.

Анализ обобщенной структурной схемы позволил определить следующие типы АСК относительно передачи и приема сигналов контроля: дистанционные и встроенные. Дистанционные должны быть частью системы радиосвязи, при этом контроль набора параметров ПР предложено осуществлять либо но эталонной модели, когда параметры контролируемой ПР сравниваются с эталонной, параметры которой находятся в норме, либо по матрице состояний, когда контролируемые параметры сравниваются со значениями, заложенными в запоминающем устройстве автоматизированной системы.

Встроенные АСК должны являться частью ПР, а алгоритм их работы - частью общего алгоритма работы радиостанции. Разработанный алгоритм встроенного автоматизированного контроля АЧХ и КИИ приемопередатчиков ПР отличается использованием метода параллельного сравнения цифровых отсчетов эталонного сигнала х^) и сигнала у^). несущего информацию о значениях контролируемых параметров, при этом отклонение АЧХ тракта приемопередатчика Г1Р от нормированного значения

о

определяется функцией Лху сравнения цифровых отсчетов сигналов хМ и

ут

3

йху—Е ,

¡=1

где 11х1у1 - функция сравнения цифровых отсчетов I - ой спектральной составляющей на входе и выходе ПР. В свою очередь

N

Их>у1=1(Х1© \Ч),

П = 1

где Х1 - цифровая матрица 1 - ой спектральной составляющей входного сигнала х^), состоящая из N отсчетов, взятых на интервале наблюдения О, С ЧаСТОТОЙ ВЗЯТИЯ ЭТИХ отсчетов Хоте». - цифровая матрица 1 - ой спектральной составляющей выходного сигнала у;^), также состоящая из N отсчетов, взятых на интервале (^к © - операция "исключающее или". Если АЧХ тракта приемопередатчика контролируемой. ПР в норме, 11x^=0. если же АЧХ не в норме, то Кх1у1 > 0. По величине 11x1/1 можно определить АЧХ тракта приемопередатчика. Интервал наблюдения должен быть больше или равен периоду самой низкой частоты входного сигнала то есть . (21 > 1/ Г'к а частота взятия отсчетов Тотсч! - удвоенному значению самой высокой частоты.

Для определения КНИ происходит цифровая обработка массива дискретных отсчетов сигнала у^) по формуле:

-2-1-1—I

Цц-ио-ид1

ЦД1

где Щ - действующее значение напряжения контролируемого сигнала у(1). ио - постоянная составляющая контролируемого сигнала. Цщ - эффективное значение первой гармоники контролируемого сигнала.

Разработан алгоритм дистанционного автоматизированного контроля, с помощью которого возможно осуществить контроль набора пара-

кни =

метров UP в реальных условиях в действующей системе радиосвязи. В такой системе АСК может быть как самостоятельной частью системы, так и входить в состав СР, при этом параметры передатчика ПР контролируются аппаратурой контроля СР, а параметры приемника - аппаратурой контроля ПР.

Показано,'что выполнение алгоритма дистанционного автоматизированного контроля набора параметров отличается надежностью, так как перед его выполнением устанавливается устойчивое взаимодействие по радиоканалу между стационарной и контролируемой подвижной радиостанциями.

Разработанные управляющие устройства АСК на базе однокристальных микроЭВМ позволили объединить алгоритмы контроля набора параметров н управление работой составных частей ПР и СР в единый алгоритм работы, отличающийся конечностью и результативностью.

В третьей главе предложены варианты построения п осуществлен анализ встроенных и дистанционных АСК на основе разработанных ранее алгоритмов их работы.

Выявлено, что АСК на основе алгоритмов встроенного и дистанционного автоматизированного контроля набора параметров отличаются малыми аппаратурными затратами на выполнение алгоритмов и простыми схемотехническими решениями. Причем алгоритм работы встроенной АСК является частью алгоритма работы контролируемых ПР, а дистанционной - частью алгоритма работы системы радиосвязи.

В предложенной структурной схеме встроенной АСК контролируются АЧХ и КНИ тракта приемопередатчика, при этом последовательность контроля следующая: мощность несушей передатчика, чувствительность приемника, АЧХ и КНИ тракта приемопередатчика. Последовательность контроля параметров ПР дистанционной АСК: мощность несущей передатчика и чувствительность приемника, АЧМХ и КНИ передатчика. АЧХ и КНИ приемника.

Быстродействие и достоверность алгоритмов контроля АСК необходимо обеспечивать как на программном, так и техническом уровнях. Показано, что для увеличения быстродействия алгоритма контроля мощности несущей передатчика и чувствительности приемника ПР дистанционными АСК необходимо уменьшать количество ступеней излучения ВЧ сигнала, увеличивать быстродействие синтезаторов частот и использовать в качестве сигналов контроля гармонические составляющие с частотами, имеющими как можно большие значения. Быстродействие алгоритмов

контроля АЧМХ передатчика и АЧХ приемника будет определяться временем передачи ВЧ сигнала соответственно ПР и СР, которое в свою очередь определяется временем декодирования и взятия цифровых отсчетов гармонических составляющих сигналов контроля. Быстродействие алгоритмов контроля АЧМХ передатчика и АЧХ приемника ПР определяется выражением:

Хатах = (Ы + 1) • Т.. + ^ + 1) • Тер + ^ + 1) • Тв = (1\ + 1) ■ (Тк + Тер + То) , '

где Та, Тер и Тв - длительности одного периода гармонических сигналов, ¡V количество периодов гармонических сигналов, анализируемых микроэвм.

Быстродействие алгоритма контроля нелинейных искажений определяется выражением: '

Ткни = N • Тер + Тер + Тобр = Тер ■ ^ + 1) + Тобр ,

где Тер - длительность одного периода сигнала частотой 1000 Гц. Тоор- время обработки микроЭВМ массива дискретных отсчетов сигнала контроля.

Проведенный анализ достоверности результатов контроля параметров базировался на статистических данных экспериментальных исследований.

Контроль КНИ, АЧХ, АЧМХ происходит с помощью аналого-цифрового преобразователя, в связи с чем проанализирован механизм аналого-цифрового преобразования и определена величина погрешности, влияющей на достоверность результатов. Неидеальность дискретизации и квантования может быть отражена в виде:

1 Дк11

и; = Е[ — • ]и(п • ьа-ь^ ]• — , 5ки т ш

гдеЬ (МО - функция, заменяющая 5 -функцию и позволяющая оценить вносимые при этом искажения в операцию дискретизации, бки - эквивалентный неидеальному квантованию интервал, отображающий соответствующие искажения этой операции, Лк-и - равномерный интервал квантования, Е [ • ] - целая часть, и) - принятая единица измерения и.

Окончательно погрешность из-за - неидеальности дискретизации и квантования будет равна:

1 и Лки 1 Дки

ЛпШ = Е [------------ |и (I) 51 ] • ---Е [----/ и СI > 5 (4 - Ь) сЦ ■ — .

(Дки+ 8)-Тит и1 Лки т и|

Ш основе анализа сделан вывод о том. что АСК обеспечивают требуемую достоверность в реальных условиях.

В четвертой главе разработан алгоритм адаптивного контроля мощности несушей передатчиков ПР.'позволяющий автоматически регулировать значение мощности несущей в заданных пределах. На базе алгоритма разработано устройство адаптивного контроля мощности несущей на основе квадратурных усилителей. Работа устройства заключается в формировании с помощью управляемых фазовращателей такого фазового сдвига сигналов, при котором их векторная сумма равнялась бы оптимальному значению, соответстаующему нормированному значению мощности несущей передатчика. На рис. 1 представлена векторная диаграмма сигналов, формируемых в квадратурном усилителе при адаптивном контроле мощности несушей. ,

Рис.1

Закон изменения фазового угла сдвига сигналов, формируемы* в квадратурном усилителе:

11

ср = — • агс5ш [--1 ] ,

2 2

(1 - Ли) %

>

где Ди - уменьшение амплитуды сигналов при изменении мощности несущей передатчика. .

ОС1ЮВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании полученных результатов экспериментального исследования причин ухудшения качества радиосвязи и. как наиболее неблагоприятного случая, прекращения связи показано, что кроме влияния мощности несущей передатчика и чувствительности приемника на качество радиосвязи существенно влияют параметры, определяющие качество информационного сигнала, особенно-амплитудно-частотная модуляционная характеристика и коэффициент нелинейных искажений передатчика и амплитудно-частотная характеристика и-коэффициент нелинейных искажений приемника.

2. Отклонения набора вышеуказанных параметров от нормированных значений при ухудшении качества радиосвязи между абонентами достигает 5 дБ и более.

3. Показано, что для эффективного контроля набора параметров подвижных радиостанций в реальных условиях эксплуатации необходим автоматизированный контроль этих параметров системами контроля, использующими современное техническое и программное обеспечение.

. 4. Разработаны и проанализированы алгоритмы встроенного, и дистанционного контроля набора параметров и на их основе предложены новые структурные схемы встроенных и дистанционных автоматизированных систем контроля.

5. Для практической реализации структур автоматизированных систем контроля разработаны управляющее устройство, устройство декодирования сигналов взаимодействия. индикационно-регистрирующее устройство, а также программное обеспечение этих устройств, позволяю-

щее эффективно выполнять возложенные на них функции по контролю параметров подвижных радиостанций в реальных условиях.

6. На основе анализа и экспериментальных исследований показана эффективность разработанных автоматизированных систем контроля в системах подвижной радиосвязи: вероятность определения неисправных радиостанций равна 0.95, в то время как у существующих устройств контроля она достигает значения, равного 0,55.

7. Технические характеристики автоматизированных систем (быстродействие алгоритма и достоверность результатов контроля) удовлетворяют выбранному критерию эффективности: время, затрачиваемое на выполнение алгоритма контроля, не превышает 1с. а достоверность результатов контроля позволяет определить отклонения параметров от нормированных значений.

8. Разработано адаптивное устройство контроля мощности несущей передатчика подвижных радиостанций, позволяющее не только контролировать мощность несущей, по автоматически регулировать ее значение при отклонении от номинального в пределах 3 дБ.

9. Управляющее устройство, индикационно-регистрирующее устройство, а также их программное обеспечение внедрены в промышленно выпускаемых радиостанциях "Сапфир" и "Транспорт".

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бабкин А.Н., Попов П.А. Автоматизированная система контроля параметров подвижных УКВ радиостанций. НС б. научных трудов ВВШ МВД России. - Воронеж, 1995. - С.36-41.

2. A.C. 1800625 СССР. МКИ Н 04 В 3/46. Устройство для контроля амплитудно-частотной характеристики четырехполюсников. /А.Н.Бабкин. П.А.Попов (СССР) // Б.И. 1993. №9.

3. Бабкин А.Н. Основные принципы структурного проектирования микропроцессорной системы контроля параметров приемопередатчиков возимых радиостанций. - М.: 1994. - Юс. Деи. в ВИМИ 7.02.94. № Д08557.

4. Бабкин А.Н. Методы контроля основных параметров прпемопе-редагчикоз в автоматизированных системах контроля (АСК). - М.: 1994.-7с. Деп. в ВИМИ 7.02.94. № Д08558.

5. Бабкин А.И.. Попов П.А. Методы адаптации автоматизированных систем контроля параметров приемопередатчиков //Синтез, передача и

прием сигналов управления н связи: Межвуз. сб. научных трудов. - Воронеж, 199.5. - С.75-79.

6. Бабкин А.Н. Методы адаптации автоматизированных систем контроля (АСК) параметров приемопередатчико.в. - М.: 1996. - 5с. Дел. в ВИМИ 19.02.96, №Д08626.

7. Бабкин А.Н., Попов П.А. Алгоритм дистанционного контроля подвижных УКВ радиостанций. //Сб. научных трудов ВВШ МВД России. -Воронеж. 1996. - С.45 - 51.

8. Бабкин А.Н., Попов П.А. Методы адаптации автоматизированных систем контроля параметров приемопередатчиков.//Тез. докл. научно-практич. конф. ВВШ МВД России.- Воронеж, 1994. - С29..

9. Бабкин А.Н. Разработка алгоритмов регулирования^ параметров приемопередатчиков в автоматизированных системах контроля (АСК). -М.: 1996. - 14с. Деп. в ВИМИ 13.03.96. №Д08625.

10. Бабкин А.Н., Стеганцев A.B. Принципы проектирования адаптивных устройств контроля параметров передатчиков систем подвижной радиосвязи. //Тез. докл. научно-практич. конф. ВВШ МВД России. Воронеж, 1997.-С46.

1J. Бабкин А.Н.. Жайворонок Д.А., Стеганцев A.B. Алгоритм адаптивного контроля мощности несущей передатчиков подвижных УКВ радиостанций на базе квадратурных усилителей частотно-модулированных сигналов.-//Сб. научных трудов ВВШ МВД России,- Воронеж. I997.-C94-

12. Бабкин А.Н., Попов П.А. Дистанционный контроль приемопередающих устройств в системах охранной сигнализации. /Юхрана-97:Тез. докл. Всерос. паучно-практич. конф. -Воронеж, 1997.-С31.

13. А.С.1688263 СССР. МКИ С 06 Б 15/46. Устройство для контроля электромонтажа. /В.Н. Кузнецов. А.Н. Бабкин (СССР) // Б.И. 1991. №40.

14. Бабкин А.Н., Попов П.А. Корреляционный метод кон-роля параметров приемопередатчиков. //Сб. науч. трудов ВВШ МВД России. -Воронеж, 1995. - С.69-74.

98.

ЛР № 020419 от 12.02.92. Подписано в печать 18.05.98. Объем усл.печ.л. 1,0. Тираж 85 экз- Заказ № (ßl ..

Издательство Воронежского государственного технического университета 394026 Воронеж, Московский просп., 14