УСТРОЙСТВО АВТОВЫБОРА ДИСКРЕТНОГО КАНАЛА Российский патент 2013 года по МПК H04B7/02 

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано при построении адаптивных систем радиосвязи с целью осуществления выбора каналов радиосвязи с минимальным уровнем помех в условиях изменчивости помеховой обстановки и ограниченности частотного ресурса.

Известно устройство автоматического поиска каналов радиосвязи (см. патент РФ №2010429, заявл. 02.11.1990 г., опубл. 30.03.1994 г.), содержащее блок управления частотой настройки приемника (БУЧНП), приемник (ПРМ), интегратор, пороговый блок, блок регистрации, блок счетчиков времени, демодулятор, декодер, первый и второй счетчики, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй, третий и четвертый блоки задержки, аналого-цифровой преобразователь, первый, второй, третий и четвертый блоки памяти, триггер, первый, второй, третий и четвертый ключи, блок сравнения, вход "Запуск" устройства, вход сигнала смены частоты настройки приемника, вход сигнала установки режима измерения уровня помех, вход сигнала установки режима работы устройства; выход сигнала номера выбранного канала устройства, выход сигнала значения уровня помех устройства, при этом вход "Запуск" устройства объединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, входом "Сброс" второго счетчика и единичным установочным входом триггера, нулевой установочный вход которого объединен со вторым выходом порогового блока, счетным входом второго счетчика, входом "Запуск" аналого-цифрового преобразователя, вторым входом четвертого элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом первого счетчика, а выход подключен к входу разрешения регистрации блока регистрации, вход сигнала значения уровня помех соединен с выходом интегратора, к которому также подключены сигнальные входы аналого-цифрового преобразователя и порогового блока, первый выход которого объединен с первыми входами четвертого и второго элементов ИЛИ и вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброс интегратора, сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом приемника, который также через демодулятор и декодер соединен со счетным входом первого счетчика, вход "сброс" которого является входом сигнала установки режима работы устройства, а первый выход соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, который также подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом сигнала установки режима измерения уровня помех устройства, а выход подключен к входу сигнала запуска блока счетчиков времени, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первым и вторым входами сигналов опроса-порогового блока, выход четвертого элемента ИЛИ через первый блок задержки подключен к первому входу сигнала смены частоты настройки БУЧНП, второй вход которого является входом сигнала смены частоты настройки приемника устройства, а выход объединен с входом сигнала номера частоты блока регистрации, вторыми входами третьего и четвертого элементов И и управляющим входом частотой настройки приемника, выход сигнала смены частоты настройки приемника подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход триггера объединен с инверсными входами "Сброс" блоков памяти и входом второго блока задержки, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с информационным входом четвертого блока памяти, к которому также подключен выход второго ключа, выход четвертого блока памяти является выходом сигнала значения уровня помех устройства, а также подключен к второму входу блока сравнения, первый вход которого объединен с сигнальным входом второго ключа и подключен к выходу первого блока памяти, информационный вход которого соединен с выходом третьего ключа, сигнальный вход которого объединен с сигнальным входом первого ключа и подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, инверсный выход триггера через четвертый блок задержки объединен с управляющим входом третьего ключа и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с адресным входом второго блока памяти, выход которого через четвертый ключ соединен с информационным входом третьего блока памяти, адресный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход третьего блока памяти является выходом сигнала номера выбранного канала устройства, выход второго счетчика через третий блок задержки соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход второго элемента И объединен с управляющими входами второго и четвертого ключей.

Измерение уровня помех в канале производится в два этапа. На этапе предварительного анализа выявляются частоты с уровнем помех, не превышающим установленный априорно пороговый уровень. На втором этапе в течение времени основного анализа происходит уточнение результата, полученного на этапе предварительного анализа. Если уровень помех останется меньше порогового уровня, тогда формируется окончательный результат измерения помех в канале. В противном случае процесс измерения повторяется.

В условиях периодического изменения уровня помех на анализируемых частотах, свойственного декаметровому диапазону, названное выше устройство не всегда обеспечивает достоверный выбор частоты с минимальным уровнем помех, при этом возможны зацикливания в работе устройства.

Кроме того, минимизация уровня помех в канале радиосвязи при использовании устройства производится за счет выбора частоты. Однако при сложной помеховой обстановке и изменяющихся условиях радиосвязи использование только частотного ресурса является недостаточным для обеспечения надежной и устойчивой радиосвязи, особенно в декаметровом диапазоне.

Известно также устройство автоматического выбора рабочих частот (см. патент РФ №2220503, заявл. 26.04.2002 г., опубл. 27.12.2003 г., бюл. №36), состоящее из антенного коммутатора, радиоприемника, блока фильтров, блока анализа, первого дешифратора, второго дешифратора, третьего дешифратора, блока памяти номеров антенн, блока памяти номеров частот, блока памяти номеров фильтров, блока памяти пороговых уровней помех, блока управления, блока распределения, блока определения дополнительных параметров помех, блока определения весов анализируемых частот, блока определения показателей качества частот, блока определения пригодности частот, блока отбраковки частот и блока выбора оптимальной частоты, при этом антенный коммутатор, радиоприемник, блок фильтров и блок анализа соединены каскадно по информационным входам, управляющий вход блока анализа подключен к выходу "Конец настройки" радиоприемника, F управляющих входов радиоприемника подключены к соответствующим F выходам третьего дешифратора, вход третьего дешифратора подключен к выходу блока памяти номеров фильтров, Р управляющих входов блока фильтров подключены к соответствующим Р выходам второго дешифратора. Вход второго дешифратора подключен к выходу блока памяти номеров фильтров, М антенных входов антенного коммутатора подключены к соответствующим М антеннам, а М управляющих входов антенного коммутатора подключены к соответствующим М выходам первого дешифратора, вход первого дешифратора подключен к выходу блока памяти номеров антенн, вход "Считывание" блока памяти номеров антенн подключен к входам "Считывание" блоков памяти номеров частот, номеров фильтров, пороговых уровней помех и к выходу "Считывание" блока управления, N входов номеров радионаправлений блока управления являются соответствующими N входами радионаправлений устройства, а 1-й, 2-й, 3-й и 4-й выходы "Код радионаправления" блока управления подключены соответственно к адресным входам блока памяти номеров антенн, блока памяти номеров фильтров, блока памяти пороговых уровней помех и к входу "Код радионаправления" блока памяти номеров частот, выход "Код частоты" блока управления подключен к адресному входу блока памяти номеров частот, выход "Уровень помехи" блока анализа подключен к информационному входу блока распределения, Q выходов блока распределения подключены к соответствующим Q информационным входам 1-й группы информационных входов блока определения весов анализируемых частот, к Q информационным входам блока определения пригодности частот и к Q информационным входам блока определения дополнительных параметров помех. Q выходов i-й группы выходов блока определения дополнительных параметров помех, где i=1, 2, …, (S-1), подключены к соответствующим Q информационным входам (i+1)-й группы информационных входов блока определения весов анализируемых частот, Q выходов j-й группы выходов блока определения весов анализируемых частот, где j=1, 2, …, S, подключены к соответствующим Q информационным входам j-й группы - информационных входов блока определения показателей качества частот, Q информационных выходов блока определения показателей качества частот подключены к соответствующим Q информационным входам 1-й группы информационных входов блока отбраковки частот, Q выходов блока отбраковки частот подключены к соответствующим Q информационным входам блока выбора оптимальной частоты, считывающий вход и выход блока выбора оптимальной частоты являются соответственно считывающим входом и выходом устройства, Q информационных входов 2-й группы информационных входов блока отбраковки частот подключены к соответствующим Q выходам блока определения пригодности частот, (Q+1)-й информационный вход блока определения пригодности частот подключен к выходу блока памяти пороговых уровней помех, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой управляющие выходы блока управления подключены к управляющим входам соответственно блока распределения, блока определения дополнительных параметров помех, блока определения весов анализируемых частот, блока определения показателей качества частот, блока определения пригодности частот, блока отбраковки частот и блока выбора оптимальной частоты, вход остановки работы блока управления является входом остановки работы устройства.

Устройство осуществляет выбор рабочих частот с минимальным уровнем помех путем последовательного измерения уровня помех и дополнительных параметров помех (математического ожидания, дисперсии уровней помех и др.) на анализируемых частотах и их одновременного учета для формирования значений сумм весовых коэффициентов на Q анализируемых частотах. При этом в качестве оптимальной рабочей частоты выбирается частота с максимальным значением сумм скорректированных весов анализируемых частот.

Несмотря на это, известное устройство не способно выполнять свою основную функцию в условиях воздействия естественных и преднамеренных помех импульсного характера.

Измерение уровня помех на разрешенных частотах в устройстве осуществляется периодически посредством взятия отсчетов в дискретные моменты времени с реализацией последующей статистической обработки значений, полученных в результате отсчетов. Однако при воздействии импульсных помех устройство может сформировать ложное представление о состоянии помеховой обстановки на выбранных частотах, а в случаях воздействия импульсных помех периодического характера и в особенности при совпадении периода взятия отсчета с периодом следования импульсной помехи известное устройство может полностью утратить способность выполнять возложенную на него функцию (результат в этом случае будет зависеть от величины взаимного сдвига двух названных последовательностей). Кроме того, для получения информации о состоянии канала на основе статистической обработки результатов измерений, необходимо обеспечить репрезентативность статистической выборки. При этом возможное повышение достоверности оценки уровня помех в канале за счет увеличения числа отсчетов требует больших временных затрат даже при сравнительно небольшом времени перестройки радиоприемника с одной частоты на другую.

Минимизация уровня помех в канале радиосвязи только за счет использования ограниченного частотного ресурса не обеспечивает в полной мере выбор канала радиосвязи с минимальным уровнем помех, при изменяющихся условиях радиосвязи и воздействии интенсивных помех, свойственных декаметровому диапазону.

Известно также устройство автоматического выбора рабочих частот (см. патент РФ №2295761, заявл. 13.07.2005 г., опубл. 20.03.2007 г., бюл. №8), состоящее из антенного коммутатора, радиоприемника, блока фильтров, блока анализа, блока распределения, блока прогнозируемого значения мощности сигнала, блока определения текущей вероятности ошибочного приема, блока усреднения и сравнения коэффициентов взаимного различия при различных видах работы, первого дешифратора, третьего дешифратора, второго дешифратора, блока быстрого преобразования Фурье, блока запоминания коэффициентов Фурье помехи, блока определения условных коэффициентов взаимного различия, блока запоминания коэффициентов Фурье эталонных сигналов, блока определения пригодности частот, блока запоминания пригодных частот, блока памяти номеров антенн, блока памяти номеров частот, блока памяти номеров фильтров, блока памяти вероятности ошибки допустимой, блока запоминания непригодных частот, блока управления, блока определения дополнительных параметров помех, блока определения весов анализируемых частот, блока определения показателей качества частот, блока отбраковки частот с учетом коэффициента различия, блока выбора оптимальной частоты и режима работы, каскадно-соединенные по информационным входам антенный коммутатор, радиоприемник, блок фильтров, блок анализа и блок распределения, управляющий вход которого соединен с девятым управляющим выходом блока управления, управляющий вход блока анализа подключен к выходу "Конец настройки" радиоприемника, F управляющих входов которого, где F≥2, подключены к соответствующим F выходам третьего дешифратора, вход которого подключен к выходу блока памяти номеров частот, Р управляющих входов блока фильтров, где Р≥2, подключены к соответствующим Р выходам второго дешифратора, вход которого подключен к выходу блока памяти номеров фильтров, М антенных входов антенного коммутатора, где М≥2, подключены к выходам соответствующих М антенн, М управляющих входов антенного коммутатора подключены к соответствующим М выходам первого дешифратора, вход которого подключен к выходу блока памяти номеров антенн, считывающий вход блока памяти номеров антенн подключен к считывающим входам блоков памяти номеров частот, номеров фильтров, прогнозируемого значения мощности сигнала и к считывающему выходу блока управления, N входов номеров радионаправления блока управления, где N≥2, являются соответствующими N входами радионаправлений устройства, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы "Код радионаправления" блока управления подключены к адресным входам соответственно блока памяти номеров антенн, блока памяти номеров фильтров, блока памяти вероятности ошибки допустимой, блока памяти номеров частот и к входу "Код радионаправления" блока прогнозируемого значения мощности сигнала, выход "Код частоты" блока управления подключен к адресному входу блока памяти номеров частот, а вход остановки работы блока управления является входом остановки работы устройства. Q информационных выходов блока распределения, где Q≥2, подключены к соответствующим Q информационным входам первой группы информационных входов блока определения весов анализируемых частот, к Q информационным входам блока определения дополнительных параметров помех, Q информационных выходов i-й группы выходов которого, где i=2, 3, …, S, a S+1 - количество анализируемых параметров помех, подключены к соответствующим Q информационным входам i-й группы информационных входов блока определения весов анализируемых частот, Q информационных выходов j-й группы блока определения весов анализируемых частот, где j=1, 2, …, S, подключены к соответствующим Q информационным входам j-й группы информационных входов блока определения показателей качества частот, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, управляющие выходы блока управления подключены к управляющим входам соответственно блоков определения дополнительных параметров помех, определения весов анализируемых частот и определения показателей качества частот, информационный выход блока фильтров подключен к информационному входу блока быстрого преобразования Фурье, информационный выход которого подключен к информационному входу блока запоминания коэффициентов Фурье помехи, управляющий вход блока запоминания коэффициентов Фурье помехи подключен ко второму управляющему выходу блока управления, первый управляющий выход которого подключен к управляющему входу блока быстрого преобразования Фурье, считывающий выход блока управления подключен к считывающему входу блока памяти вероятности ошибки допустимой, а третий выход "Код радионаправления" блока управления подключен к адресному входу блока памяти вероятности ошибки допустимой, выход блока памяти вероятности ошибки допустимой подключен ко второму информационному входу блока определения пригодности частот, управляющий вход которого подключен к третьему управляющему выходу блока управления, четвертый управляющий выход блока управления подключен к управляющему входу блока запоминания непригодных частот, информационный вход которого подключен к первому информационному выходу блока определения пригодности частот, первый информационный вход блока определения пригодности частот подключен к информационному выходу блока определения текущей вероятности ошибочного приема, второй информационный выход блока определения пригодности частот подключен к информационному входу блока запоминания пригодных частот, управляющий вход которого подключен к седьмому управляющему выходу блока управления, пятый и шестой управляющие выходы блока управления подключены к управляющим входам соответственно блока определения условных коэффициентов взаимного различия и блока определения текущей вероятности ошибочного приема, информационный выход блока запоминания коэффициентов Фурье помехи подключен к первому информационному входу блока определения условных коэффициентов взаимного различия, второй информационный вход блока определения условных коэффициентов взаимного различия подключен к информационному выходу блока запоминания коэффициента Фурье эталонных сигналов, информационный выход блока определения условных коэффициентов взаимного различия подключен к информационному входу блока усреднения и сравнения коэффициента взаимного различия при различных видах работы, управляющий вход которого подключен к девятому выходу блока управления, N адресных выходов блока усреднения и сравнения коэффициента взаимного различия подключены к N адресным входам блока выбора оптимальной частоты и режима работы, восьмой управляющий выход блока управления подключен к управляющему входу блока запоминания коэффициента Фурье эталонных сигналов, информационный выход блока. усреднения коэффициента взаимного различия подключен к первому информационному входу блока определения текущей вероятности ошибочного приема, второй и третий информационные входы которого подключены к первому информационному выходу блока анализа и к информационному выходу блока прогнозируемого значения мощности сигнала, Q выходов блока запоминания пригодных частот подключены к соответствующим Q-входам второй группы информационных входов блока отбраковки частот с учетом коэффициента различия, управляющий вход которого подключен к четырнадцатому управляющему выходу блока управления, пятнадцатый управляющий выход которого подключен к управляющему входу блока выбора оптимальной частоты и режима работы, Q-входов блока выбора оптимальной частоты и режима работы подключены к соответствующим Q-выходам блока отбраковки частот с учетом коэффициента различия, Q-входов первой группы информационных входов которого подключены к соответствующим Q информационным выходам блока определения показателей качества частот, при этом считывающий вход блока выбора оптимальной частоты и режима работы является считывающим входом устройства, первый информационный выход блока выбора оптимальной частоты и режима работы является информационным выходом информации о выбранной частоте, второй информационный выход которого является информационным выходом информации о режиме работы.'"

Принцип функционирования устройства автоматического выбора рабочих частот по патенту РФ №2295761 является в определенной мере аналогичным устройству по патенту РФ №2220503, охарактеризованному выше. Оценка уровня помех на частотах из числа разрешенных к использованию осуществляется также, как и у предшествующего устройства на основе статистической обработки измерительных отсчетов, производимых периодически в дискретные моменты времени. Однако в устройстве по патенту №2295761 в целях повышения достоверности выбора канала с минимальным уровнем помех дополнительно производится вычисление коэффициента взаимного различия (КВР). Коэффициент взаимного различия между структурой помехи и эталонным сигналом в частотно-временной области, формируемым в рассматриваемом устройстве, вычисляется на основе дискретных отсчетов, взятых в те же моменты времени, что и измерительные отсчеты, используемые для последующей статистической обработки. Использование КВР позволяет с точки зрения помехоустойчивости подобрать для радионаправления вид сигнала и его параметры, наиболее подходящие в конкретной помеховой обстановке. Вместе с тем устройству по патенту РФ №2295761 присущи те же недостатки, которые свойственны устройству по патенту РФ №2220503, основными из которых являются:

низкая достоверность определения канала с минимальным уровнем помех в условиях воздействия на устройство импульсных помех в особенности периодического характера;

ограниченные функциональные возможности, обусловленные использованием только частотной адаптации, что не гарантирует выбор канала (рабочей частоты) с минимальным уровнем помех в сложной помеховой обстановке.

Таким образом, известные устройства обладают существенными недостатками, которые не позволяют обеспечить достоверное определение частот с минимальным уровнем помех.

К изложенному выше следует добавить, что известные устройства имеют в своем составе только измерительный тракт, что не позволяет использовать их непосредственно при построении адаптивных радиолиний без дополнительных элементов и связей между, ними, способствующих совместному функционированию измерительного и рабочего трактов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство автовыбора дискретного канала, описанное в авторском свидетельстве СССР №658754, заявленном 04.07.1977, опубликованном 25.04.1979, бюллетень №15. Устройство автовыбора дискретного канала, содержащее коммутатор и два тракта обработки, рабочий и измерительный, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемник, анализатор временных искажений и счетчик искажений, причем выходы коммутатора соединены с входами приемников, последовательно соединенные блок регистров, блок сравнения, блок памяти и коммутатор рабочего тракта, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с другим входом блока сравнения, входом блока регистров, другим входом счетчика искажений и входом коммутатора измерительного тракта, первый и второй входы которого соединены соответственно с другим входом блока памяти и одним входом коммутатора рабочего тракта, другой вход которого соединен с выходом счетчика искажений рабочего тракта.

Известное устройство обладает рядом недостатков, которые приводят в конечном итоге к невысокой достоверности выбора канала.

Так, в известном устройстве не предусмотрено блокирование рабочего тракта, запрещающее его использование до окончания цикла последовательного анализа сигналов от всего набора антенн, подключенных к устройству автовыбора дискретного канала. Это может привести к подключению антенн, не обеспечивающих минимальный уровень помех, и, как следствие, к частому переключению антенн в рабочем тракте, что негативно отразится на обеспечении пропускной способности линии радиосвязи, обслуживаемой данным устройством.

Из алгоритма функционирования устройства следует, что если после включения устройства либо в процессе его работы по какой-либо причине содержимое второго регистра блока регистров будет обнулено, или во втором регистре окажется записанным код числа, которое по своей величине меньше, чем минимальный уровень помех в наблюдаемых каналах, устройство теряет способность выбора канала с минимальным уровнем помех. Кроме того, для обеспечения достоверности выбора канала с минимальным уровнем помех содержимое второго регистра памяти, в котором хранится результирующая информация о состоянии каналов (в данном случае об оптимальном канале) в известном устройстве, должно периодически обновляться в процессе работы, так как условия радиосвязи с течением времени могут изменяться. Однако в известном устройстве такая операция не предусмотрена. Все отмеченное выше свидетельствует о существенных недостатках известного устройства.

Целью изобретения является повышение достоверности выбора канала радиосвязи с наименьшим уровнем помех и расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения минимизации уровня помех в рабочем канале не только за счет выбора антенн, но и за счет одновременного выбора частоты рабочего канала из группы разрешенных частот.

Для достижения сформулированной цели в известное устройство автовыбора дискретного канала, содержащее блок коммутации и два тракта обработки, рабочий и измерительный, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемник и анализатор, счетчик импульсов, причем выходы блока коммутации соединены с входами приемников, блок регистров, блок сравнения, коммутатор рабочего тракта и коммутатор измерительного трактов, дополнительно введены второй счетчик измерительного тракта, второй блок регистров памяти, вторые коммутаторы рабочего и измерительного трактов, счетчик номеров частот, блоки автоматической настройки и формирования импульсов обновления, два блока электронных ключей, два блока элементов ИЛИ, два делителя частоты, четыре двухвходовых элемента ИЛИ, шесть мультивибраторов, опорный генератор, счетный триггер, дешифратор состояний, схема начальной установки, триггер, дешифратор и индикатор, при этом выход анализатора через первый и второй коммутаторы измерительного тракта соединены со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов измерительного тракта, вход управления первого коммутатора измерительного тракта соединен с одним из выходов счетного триггера, входом управления второго блока электронных ключей и входом первого мультивибратора, вход управления второго коммутатора измерительного тракта соединен со вторым выходом счетного триггера, входом управления первого блока электронных ключей и входом третьего мультивибратора, вход счетного триггера соединен с выходом опорного генератора, информационные выходы первого счетчика импульсов измерительного тракта соединены через первый блок электронных ключей с первой группой входов блока элементов ИЛИ, а информационные выходы второго счетчика импульсов измерительного тракта соединены через второй блок электронных ключей со второй группой входов блока элементов ИЛИ, выходы блока элементов ИЛИ соединены со входами первого регистра первого блока регистров и первой группой входов блока сравнения, выходы первого регистра первого блока регистров соединены со входами второго регистра первого блока регистров и второй группой входов блока сравнения, выходы второго регистра первого блока регистров через дешифратор соединены с индикатором, выход результирующего сигнала блока сравнения через первый элемент ИЛИ соединен со входами записи первых регистров первого и второго блоков регистров, а также с входом записи промежуточных результатов блока коммутации, входы записи вторых регистров памяти первого и второго блоков регистров соединены с выходом первого делителя частоты, входом второго делителя частоты, первым входом блока формирования импульсов обновления, входом установки в единичное состояние RS-триггера, входом шестого мультивибратора, входом записи результатов цикла блока коммутации, первым входом записи блока автоматической настройки и входом сброса счетчика номеров частот, информационные выходы которого соединены с входами первого регистра памяти второго блока регистров памяти и информационными входами дешифратора адреса блока автоматической настройки, выходы первого регистра памяти второго блока регистров соединены со входами второго регистра памяти второго блока регистров памяти, а его выходы с информационными входами регистра памяти блока автоматической настройки, выходы сигналов управления приемником измерительного тракта блока автоматической настройки соединены со входами управления приемником измерительного тракта, а выходы сигналов управления приемником рабочего тракта блока автоматической настройки соединены со входами управления приемником рабочего тракта, выход первого мультивибратора соединен через второй мультивибратор со входом сброса второго счетчика импульсов измерительного тракта, одним из входов второго элемента ИЛИ и вторым входом блока формирования импульсов обновления, выход третьего мультивибратора соединен со входом сброса первого счетчика импульсов измерительного тракта через четвертый мультивибратор, вторым входом второго элемента ИЛИ и третьим входом блока формирования импульсов обновления, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого делителя частоты, входом делителя частоты блока коммутации и одним из входов четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого мультивибратора, а выход с входом сброса счетчика номеров частот, четвертый вход блока формирования импульсов обновления соединен с выходом схемы начальной установки и входом установки в нулевое состояние RS-триггера, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов рабочего тракта, выход блока формирования импульсов обновления соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и входом блокировки записи блока автоматической настройки, выход анализатора рабочего тракта через первый коммутатор рабочего тракта соединен со счетным входом счетчика импульсов рабочего тракта, информационные выходы которого подключены ко входам дешифратора состояний, выход дешифратора состояний соединен со входом пятого мультивибратора, выход которого соединен со вторым входом записи блока автоматической настройки и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом второго делителя частоты, а выход со входом сброса счетчика импульсов рабочего тракта, выход приемника рабочего тракта соединен со входом анализатора рабочего тракта и входом второго коммутатора рабочего тракта, выход которого является сигнальным выходом рабочего тракта, выход управления коммутацией антенн блока автоматической настройки соединен со входом записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта блока коммутации.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения второго счетчика измерительного тракта, второго блока регистров памяти, вторых коммутаторов рабочего и измерительного тракта, счетчика номеров частот, блоков автоматической настройки и формирования импульсов обновления, двух блоков электронных ключей, двух блоков элементов ИЛИ, двух делителей частоты, четырех двухвходовых элементов ИЛИ, шести мультивибраторов, опорного генератора, счетного триггера, дешифратора состояний, схемы начальной установки, RS-триггера, дешифратора и индикатора, при этом выход анализатора через первый и второй коммутаторы измерительного тракта соединены со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов измерительного тракта, вход управления первого коммутатора измерительного тракта соединен с одним из выходов счетного триггера, входом управления второго блока электронных ключей и входом первого мультивибратора, вход управления второго коммутатора измерительного тракта соединен со вторым выходом счетного триггера, входом управления первого блока электронных ключей и входом третьего мультивибратора, вход счетного триггера соединен с выходом опорного генератора, информационные выходы первого счетчика импульсов измерительного тракта соединены через первый блок электронных ключей с первой группой входов блока элементов ИЛИ, а информационные выходы второго счетчика импульсов измерительного тракта соединены через второй блок электронных ключей со второй группой входов блока элементов ИЛИ, выходы блока элементов ИЛИ соединены со входами первого регистра первого блока регистров и первой группой входов блока сравнения, выходы первого регистра первого блока регистров соединены со входами второго регистра первого блока регистров и второй группой входов блока сравнения, выходы второго регистра первого блока регистров через дешифратор соединены с индикатором, выход результирующего сигнала блока сравнения через первый элемент ИЛИ соединен со входами записи первых регистров первого и второго блоков регистров, а также с входом записи промежуточных результатов блока коммутации, входы записи вторых регистров памяти первого и второго блоков регистров соединены с выходом первого делителя частоты, входом второго делителя частоты, первым входом блока формирования импульсов обновления, входом установки в единичное состояние RS-триггера, входом шестого мультивибратора, входом записи результатов цикла блока коммутации, первым входом записи блока автоматической настройки и входом сброса счетчика номеров частот, информационные выходы которого соединены с входами первого регистра памяти второго блока регистров памяти и информационными входами дешифратора адреса блока автоматической настройки, выходы первого регистра памяти второго блока регистров соединены со входами второго регистра памяти второго блока регистров памяти, а его выходы с информационными входами регистра памяти блока автоматической настройки, выходы сигналов управления приемником измерительного тракта блока автоматической настройки соединены со входами управления приемником измерительного тракта, а выходы сигналов управления приемником рабочего тракта блока автоматической настройки соединены со входами управления приемником рабочего тракта, выход первого мультивибратора соединен через второй мультивибратор со входом сброса второго счетчика импульсов измерительного тракта, одним из входов второго элемента ИЛИ и вторым входом блока формирования импульсов обновления, выход третьего мультивибратора соединен со входом сброса первого счетчика импульсов измерительного тракта через четвертый мультивибратор, вторым входом второго элемента ИЛИ и третьим входом блока формирования импульсов обновления, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого делителя частоты, входом делителя частоты блока коммутации и одним из входов четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого мультивибратора, а выход с входом сброса счетчика номеров частот, четвертый вход блока формирования импульсов обновления соединен с выходом схемы начальной установки и входом установки в нулевое состояние RS-триггера, выход которого соединен с управляющими входами первого и, второго коммутаторов рабочего тракта, выход блока формирования импульсов обновления соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и входом блокировки записи блока автоматической настройки, выход анализатора рабочего тракта через первый коммутатор рабочего тракта соединен со счетным входом счетчика импульсов рабочего тракта, информационные выходы которого подключены ко входам дешифратора состояний, выход дешифратора состояний соединен со входом пятого мультивибратора, выход которого соединен со вторым входом записи блока автоматической настройки и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом второго делителя частоты, а выход со входом сброса счетчика импульсов рабочего тракта, выход приемника рабочего тракта соединен со входом анализатора рабочего тракта и входом второго коммутатора рабочего тракта, выход которого является сигнальным выходом рабочего, тракта, выход управления коммутацией антенн блока автоматической настройки соединен со входом записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта блока коммутации блока коммутации, с помощью которых обеспечивается расширение функциональных возможностей и повышение достоверности выбора канала радиосвязи с наименьшим уровнем помех.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна». Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленное устройство поясняется чертежами:

фиг.1 - функциональная схема устройства;

фиг.2 - функциональная схема блока автоматической настройки;

фиг.3 - функциональная схема блока коммутации;

фиг.4 - функциональная схема блока формирования импульсов обновления;

фиг.5 - зависимость вероятности радиосвязи от количества используемых частот;

фиг.6 - зависимость вероятности радиосвязи от направленных свойств антенной системы;

фиг.7 - зависимость вероятности радиосвязи от совместного использования частотного и пространственно-поляризационного ресурса при работе радиолинии ионосферной волной на группе из 4 частот.

Устройство автовыбора дискретного канала, показанное на фиг.1, содержащее блок коммутации 1 и два тракта обработки, рабочий и измерительный, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемник и анализатор, причем выходы блока коммутации 1 соединены со входами приемников 2.1 и 2.2 измерительного и рабочего трактов соответственно. Выходы приемников соединены со входами анализаторов 3.1 и 3.2 измерительного и рабочего трактов соответственно. Выход анализатора 3.1 через первый 8 и второй 9 коммутаторы измерительного тракта соединен со счетными входами первого 4.1 и второго 4.2 счетчиков импульсов измерительного тракта, вход управления первого 8 коммутатора измерительного тракта соединен с одним из выходов счетного триггера 13, входом управления второго блока электронных ключей 20 и входом первого мультивибратора 14, вход управления второго коммутатора 9 измерительного тракта соединен со вторым выходом счетного триггера 13, входом управления первого блока электронных ключей 19 и входом третьего мультивибратора 16, вход счетного триггера 13 соединен с выходом опорного генератора 12, информационные выходы первого счетчика импульсов 4.1 измерительного тракта соединены через первый блок электронных ключей 19 с первой группой входов блока 21 элементов ИЛИ, а информационные выходы второго счетчика импульсов 4.2 измерительного тракта соединены через второй блок электронных ключей 20 со второй группой входов блока 21 элементов ИЛИ, выходы блока 21 элементов ИЛИ соединены со входами первого регистра 5.1 первого блока регистров 5 и первой группой входов блока сравнения 6, выходы первого регистра 5.1 первого блока регистров 5 соединены со входами второго регистра 5.2 первого блока регистров 5 и второй группой входов блока сравнения 6, выходы второго регистра 5.2 первого блока регистров 5 через дешифратор 35 соединены с индикатором 36, выход результирующего сигнала блока сравнения 6 через первый элемент ИЛИ 22 соединен со входами записи первых регистров первого 5 и второго 30 блоков регистров, а также с входом записи промежуточных результатов блока коммутации 1, входы записи вторых регистров памяти первого 5 и второго 30 блоков регистров соединены с выходом первого делителя частоты 25, входом второго делителя частоты 26, первым входом блока формирования импульсов обновления 27, входом установки в единичное состояние RS-триггера 31, входом шестого мультивибратора 33, входом записи результатов цикла блока коммутации 1, первым входом записи блока автоматической настройки 7 и входом сброса счетчика номеров частот 29, информационные выходы которого соединены с входами первого регистра памяти 30.1 второго блока регистров памяти 30 и информационными входами дешифратора адреса блока автоматической настройки 7, выходы первого регистра памяти 30.1 второго блока регистров 30 соединены со входами второго регистра памяти 30.2 второго блока регистров памяти 30, а его выходы с информационными входами регистра памяти блока автоматической настройки 7, выходы сигналов управления приемником измерительного тракта блока автоматической настройки 7 соединены со входами управления приемником 2.1 измерительного тракта, а выходы сигналов управления приемником рабочего тракта блока автоматической настройки 7 соединены со входами управления приемником 2.2 рабочего тракта, выход первого мультивибратора 14 соединен через второй мультивибратор 15 со входом сброса второго счетчика импульсов 4.2 измерительного тракта, одним из входов второго элемента ИЛИ 23 и вторым входом блока формирования импульсов обновления 27, выход третьего мультивибратора 16 соединен со входом сброса первого счетчика импульсов 4.1 измерительного тракта через четвертый мультивибратор 17, вторым входом второго элемента ИЛИ 23 и третьим входом блока формирования импульсов обновления 27, выход второго элемента ИЛИ 23 соединен с входом первого делителя частоты 25, входом делителя частоты блока коммутации 1 и одним из входов четвертого элемента ИЛИ 34, второй вход которого соединен с выходом шестого мультивибратора 33, а выход со счетным входом счетчика номеров частот 29, четвертый вход блока формирования импульсов обновления 27 соединен с выходом схемы начальной установки 32 и входом установки в нулевое состояние RS-триггера 31, выход которого соединен с управляющими входами первого 10 и второго 11 коммутаторов рабочего тракта, выход блока формирования импульсов обновления 27 соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 22 и входом блокировки записи блока автоматической настройки 7, выход анализатора рабочего тракта 3.2 через первый коммутатор 10 рабочего тракта соединен со счетным входом счетчика импульсов 4 рабочего тракта, информационные выходы которого подключены ко входам дешифратора состояний 28, выход дешифратора состояний 28 соединен со входом пятого мультивибратора 18, выход которого соединен со вторым входом записи блока автоматической настройки 7 и первым входом третьего элемента ИЛИ 24, второй вход третьего элемента ИЛИ 24 соединен с выходом второго делителя частоты 26, а выход со входом сброса счетчика импульсов 4 рабочего тракта, выход приемника 2.2 рабочего тракта соединен со входом анализатора 3.2 рабочего тракта и входом второго коммутатора 11 рабочего тракта, выход которого является сигнальным выходом рабочего тракта, выход управления коммутацией антенн блока автоматической настройки 7 соединен со входом записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта блока коммутации 1.

Устройство функционирует следующим образом.

Перед началом работы устройства автовыбора дискретного канала с помощью (см. фиг.2) блока ввода частот 7.1 блока автоматической настройки 7 в запоминающие устройства измерительного тракта 7.2 и рабочего тракта 7.3 блока 7 записываются по соответствующим адресам коды разрешенных к использованию частот. Настройка приемников измерительного 2.1 и рабочего 2.2 трактов на эти частоты осуществляется путем формирования кодов адресов на выходах дешифраторов адресов 7.5 и 7.7 соответствующих трактов.

В блоке памяти номеров антенн 1.7 измерительного тракта (см. фиг.3) и блока памяти номеров антенн 1.13 рабочего тракта хранятся по соответствующим адресам кодовые комбинации номеров используемых антенн. Комплект антенн для функционирования устройства подбирается исходя из необходимости обеспечения пространственной и поляризационной адаптации радиолинии и эффективного применения антенн в пределах всего диапазона используемых частот. Переключение антенн осуществляется автоматически посредством антенных коммутаторов измерительного 1.2 и рабочего 1.3 трактов, которые управляются информационными сигналами с блоков памяти номеров антенн 1.7 и 1.13, воздействующими на управляющие входы антенных коммутаторов, через соответствующие дешифраторы.

Кодовые комбинации, формируемые на выходе счетчика 1.4 импульсов блока коммутации 1 и далее передаваемые через дешифраторы адресов антенн измерительного 1.6 и рабочего 1.12 трактов на адресные входы блоков памяти номеров антенн 1.7 и 1.13, определяют, какая из антенн будет подключена к измерительному и рабочему трактам.

Как известно, при использовании остронаправленных антенн возможно получение значительного энергетического выигрыша при реализации радиосвязи. Однако большинство остронаправленных антенн являются узкополосными по частоте антеннами. Коэффициенты усиления антенн, а, стало быть, диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях существенно зависят от коэффициента $$k=\frac{2l}{\lambda }$$ , именуемого волновым числом, где λ - длина волны, на которой используется антенна; l - ее геометрические размеры, т.е. длина вибратора. Коэффициент k является одним из основных элементов при аналитическом описании основных параметров любой антенны.

Кроме того, заметные энергетические потери возможны при несовпадении поляризационных свойств приемной антенны и электромагнитной волны, пришедшей в точку приема. К отмеченному следует добавить также, что траектория распространения электромагнитной волны зависит от ее частоты. Поэтому при построении адаптивных радиолиний весьма важно выбрать не только рабочую частоту, но и для этой частоты выбрать нужную антенну, обеспечивающую за счет своих направленных и поляризационных свойств максимальное превышение уровня сигнала над уровнем помех.

Предлагаемое устройство позволяет производить одновременно выбор как частоты, так и антенны, обеспечивая частотную, пространственную и поляризационную адаптацию линии радиосвязи, что гарантирует значительное повышение достоверности принимаемых сообщений.

Структура блока коммутации 1 построена так, что к приемнику 2.1 измеренного тракта будут подключаться поочередно все из необходимого комплекса антенн, а к приемнику 2.2 рабочего тракта только те антенны, при использовании которых будет наблюдаться минимальный уровень помех. Таким образом в результате функционирования устройства автовыбора дискретного канала обеспечивается автоматический выбор пары: антенна-частота. Это позволяет вести более устойчивую радиосвязь в условиях воздействия как естественных, так и преднамеренных помех.

Рассмотрим далее взаимодействие элементов предлагаемого устройства. Сигнал с выхода приемника 2.1 измерительного тракта поступает на вход анализатора 3.1, который формирует импульсы ошибки при превышении амплитуды помехи заданного порога, определяемого исправляющей способностью оконечной аппаратуры. В течение установленного посредством опорного генератора 12 времени анализа импульсы ошибок, прошедшие через один из двух коммутаторов, обозначенных цифрами 8 и 9, суммируются в одном из двух счетчиков, обозначенных цифрами 4.1 и 4.2, измерительного тракта.

Динамика функционирования устройства в определяющей мере зависит от поступления импульсов с опорного генератора 12. Опорный генератор вырабатывает периодическую последовательность коротких прямоугольных импульсов, которые, пройдя некоторые преобразования в блоках устройства, рассматриваемых ниже, подаются на счетный вход счетчика импульсов 29. При поступлении импульса на счетный вход счетчик 29 выдает кодовую комбинацию, соответствующую номеру первой из разрешенных к использованию частот. Эта комбинация подается на входы дешифратора адреса 7.5 блока 7 автоматической настройки. На выходе дешифратора адреса 7.5 при поступлении кодовой комбинации формируется код адреса первой из разрешенных частот и производится настройка измерительного тракта на эту частоту. Эти же импульсы с выхода опорного генератора 12, воздействуя на вход триггера 13, переключают его из одного состояния в другое при поступлении очередного импульса. На прямом и инверсном выходах триггера поочередно формируются импульсы, амплитуды которых соответствуют логической единице и логическому нулю.

Импульсы с прямого выхода триггера 13, воздействуя на первый коммутатор 8, открывают его. При этом на первый счетчик 4.1 с анализатора 3.1 измерительного тракта поступают импульсы ошибок и суммируются в нем. Одновременно выходной импульс триггера воздействует на управляющие входы второго блока электронных ключей 20, разрешая прохождение информационных сигналов с выхода второго счетчика 4.2 импульсов измерительного тракта, через блок 21 элементов ИЛИ, на входы первого регистра 5.1 первого блока регистров 5 и запускает фронтом первый мультивибратор 14, который через второй элемент 23 ИЛИ, воздействуя на счетный вход счетчика импульсов 29, формирует в счетчике кодовую комбинацию, соответствующую номеру первой из разрешенных частот. Кроме того, импульс первого мультивибратора 14 поступает на вход делителя частоты 1.5 блока коммутации 1, а также на вход первого делителя 25 частоты, изменяя их состояние на единицу. По заднему фронту импульса первого мультивибратора 14 запускается второй мультивибратор 15, который своим импульсом обнуляет содержимое второго счетчика 4.2 импульсов измерительного тракта. Очередной импульс с выхода опорного генератора 12, воздействуя на вход триггера 13, переключает его в новое состояние, при этом на инверсном выходе триггера 13 появляется импульсный сигнал, соответствующий логической единице. Фронт этого импульса запускает третий мультивибратор 16 и, воздействуя на вход управления первого блока электронных ключей 19, подключает выходы счетчика импульсов 4.1 к входам блока 21 элементов ИЛИ, обеспечивая тем самым подключение информационных выходов счетчика 4.1 к входам первого регистра 5.1 памяти блока регистров 5 и группе входов блока сравнения 6. Через второй коммутатор измерительного тракта 9, открытый по одному из входов импульсом с инверсного выхода триггера 13, на счетный вход счетчика 4.2 импульсов поступают импульсы ошибок с анализатора 3.1 измерительного тракта и подсчитываются в нем. Третий мультивибратор 16 выходным импульсом воздействует через второй 23 элемент ИЛИ на вход первого 25 делителя частоты, а также вход делителя частоты 1.5 блока коммутации 1, увеличивая содержимое каждого из делителей на единицу, и счетный вход счетчика 29 импульсов, инициируя формирование на его выходе кода номера частоты, который присваивается анализируемой частоте из числа разрешенных, в данном случае второй, исходя из порядка следования. Код номера частоты, воздействуя на запоминающее устройство 7.2 измерительного тракта блока автоматической настройки 7, через дешифратор адреса 7.5 обеспечивает перестройку приемного устройства измерительного тракта на следующую частоту из числа разрешенных.

Первый 14 и третий 16 мультивибраторы вырабатывают одинаковые по длительности импульсы, которые определяют интервал времени между появлением измерительной информации на информационных выходах первого 4.1 и второго 4.2 счетчиков измерительного тракта и моментами обнуления названных счетчиков посредством импульсов сброса с выходов второго 15 и четвертого 17 мультивибраторов соответственно. Этот временной интервал должен быть достаточен для надежного срабатывания блока сравнения 6.

Кратко обобщая главное из вышеизложенного, следует отметить, что в процессе функционирования устройства обеспечивается:

1) поочередное подключение входов счетчиков импульсов 4.1 и 4.2 к выходу анализатора измерительного тракта 3.1 и информационных выходов счетчиков 4.1 и 4.2 к входам первого регистра 5.1 блока регистров 5 и к одной из двух групп информационных входов блока сравнения 6;

2) формирование кодов порядковых номеров анализируемых частот посредством счетчика импульсов 29;

3) фиксация числа проанализированных частот из группы разрешенных посредством делителя частоты 1.5 блока коммутации 1;

4) фиксация числа комбинаций частота-антенна посредством делителя частоты 25;

5) формирование кода номера используемой антенны посредством счетчика импульсов 1.4 блока коммутации 1.

В блоке сравнения 6 производится сравнение кодов двух чисел: кода числа, считываемого с информационных выходов первого 4.1 или второго 4.2 счетчиков и кода предшествующего результата измерения, записанного в первый регистр 5.1 первого блока регистров 5. Если код последующего числа окажется меньше кода предыдущего числа, записанного в первый регистр памяти 5.1, то на выходе блока сравнения 6 появляется импульс, который через элемент 22 ИЛИ воздействует на вход записи первого регистра 5.1 памяти блока регистров 5, записывая в него наименьшее из двух сравниваемых чисел. Одновременно этот импульс с выхода блока 6 сравнения записывает в первый регистр памяти 30.1 второго блока регистров 30 код числа, соответствующего номеру анализируемой частоты из числа разрешенных, а также, воздействуя на вход записи регистра памяти промежуточных результатов 1.9 блока коммутации 1 записывает в него код номера антенны, сформированный счетчиком импульсов 1.4 блока коммутации 1, посредством которой обеспечивался радиоприем.

После анализа уровней помех на всех частотах, разрешенных к использованию с применением всего комплекта антенн, подключенных к устройству, т.е. после полного перебора всех возможных комбинаций антенна-частота, на выходе первого 25 делителя частоты формируется импульс, который, воздействуя на вход записи второго 5.2 регистра памяти первого блока регистров 5, производит перезапись кодовой комбинации, соответствующей минимальному уровню помех, из первого регистра памяти 5.1 во второй регистр памяти 5.2 первого блока регистров 5. Кроме того, этот же импульс, воздействуя на вход записи второго регистра памяти 30.2 второго блока регистров 30, переписывает в него из первого регистра 30.1 код номера оптимальной частоты, а также, воздействуя на вход записи регистра памяти результатов цикла 1.10 блока коммутации 1, производит переписывание в него из регистра промежуточных результатов 1.9 информации о номере соответствующей антенны, при использовании которой наблюдается минимальный уровень помех в канале, и, наконец, воздействуя на вход сброса счетчика 29, обнуляет его содержимое. Одновременно выходной импульс первого 25 делителя частоты подается через элемент задержки 27.1 блока формирования импульсов обновления 27 (см. фиг.4) на вход установки триггера 27.2 в единичное состояние, подготавливая схему к работе в следующем цикле анализа частот. По заднему фронту импульса первого делителя частоты 25 запускается шестой мультивибратор 33, который своим импульсом, поступающим через элемент ИЛИ 34 на счетный вход счетчика 29, возобновляет очередной цикл анализа частот. Формирование этого импульса необходимо для обеспечения однозначной работы счетных элементов устройства, поскольку после обнуления содержимого счетчика 29 сразу же необходима его инициализация к новому циклу работы для устранения сбоя в работе устройства. Динамика продвижения информации во втором блоке регистров 30 в точности повторяет динамику продвижения информации в первом блоке регистров 5, что гарантирует однозначное определение номера частоты с минимальным уровнем помех. Далее необходимо отметить, что импульс с выхода первого делителя 25 частоты, воздействуя через элемент И 7.11 блока автоматической настройки 7, открытый по второму входу выходным потенциалом с выхода триггера 7.10, и элемент 7.8 ИЛИ на вход записи регистра памяти 7.6 блока автоматической настройки 7, записывает в него номер частоты, имеющей минимальный уровень помех. При этом на выходе дешифратора адреса 7.7 появляется кодовая комбинация, посредством которой запоминающее устройство рабочего тракта 7.3 выдает код настройки приемника 2.2 рабочего тракта, обеспечивая настройку приемника на частоту с минимальным уровнем помех. Одновременно этот импульс, воздействуя на вход записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта 1.11 блока коммутации 1, производит запись кода числа, соответствующего номеру антенны, при использовании которой в канале наблюдается минимальный уровень помех. Кодовая комбинация, сформированная на выходе регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта 1.11, воздействуя на адресные входы блока памяти номеров антенн 1.13 через дешифратор адресов антенн 1.12, формирует на выходе блока 1.13 информационный сигнал, воздействующий через дешифратор 1.14 на антенный коммутатор 1.3 рабочего тракта. В результате приложенного воздействия антенный коммутатор рабочего тракта подключает к входу приемника 2.2 рабочего тракта антенну, при приеме радиосигнала с помощью которой обеспечивается минимальный уровень помех.

От момента включения устройства в работу и до определения частоты с минимальным уровнем помех, информация с выхода приемного устройства 2.2 в рабочий тракт не должна поступать, поэтому в течение этого интервала первый 10 и второй 11 коммутаторы рабочего тракта закрыты по одному из входов нулевым потенциалом с выхода триггера 31.

После определения частоты с минимальным уровнем помех, настройки на эту частоту приемника 2.2 рабочего тракта и подключения соответствующей антенны рабочий тракт оказывается подготовленным к приему радиосигналов. Информация об оптимальной частоте с выхода дешифратора номера частоты 7.12 может быть передана по каналу обратной связи для перестройки радиопередатчика корреспондента адаптивной радиолинии. Поэтому импульс с первого делителя частоты 25, воздействуя на вход триггера 31, переводит его в единичное состояние. При этом триггер 31 выходным потенциалом открывает первый 10 и второй 11 коммутаторы рабочего тракта. Сигналы с выхода приемного устройства 2.2 поступают в рабочий тракт, а также на вход анализатора 3.2 рабочего тракта. С выхода анализатора рабочего тракта 3.2 импульсы ошибок, через открытый по второму входу первый коммутатор рабочего тракта 10 поступают на вход счетчика 4 импульсов, который производит подсчет числа импульсов ошибок, поступивших с выхода анализатора 3.1 искажений за время анализа. Если за установленный интервал времени счетчик 4 не заполнился, то импульсом с выхода второго делителя 26, воздействующим через третий элемент 24 ИЛИ на вход сброса счетчика, он обнуляется. Второй делитель частоты 26 определяет период обновления содержимого счетчика 4 импульсов рабочего тракта, что способствует повышению точности работы устройства. Если же счетчик 4 заполнится до окончания установленного интервала времени, то на выходе дешифратора состояний 28, подключенного к информационным выходам счетчика 4 рабочего тракта, возникает импульс, запускающий пятый мультивибратор 18. Импульс с выхода пятого мультивибратора 18, подающийся на вход записи регистра памяти 7.6 блока автоматической настройки 7 через логический элемент 7.8, переписывает в него информацию со второго регистра памяти 30.2 второго блока регистров 30 о номере частоты с минимальным уровнем помех и рабочий тракт установленным порядком перестраивается на эту частоту. Одновременно импульс с выхода пятого мультивибратора 18, воздействуя на вход записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта 1.11 блока коммутации 1, записывает в него информацию о номере соответствующей антенны. При этом дешифратор адресов антенн 1.12 формирует кодовую комбинацию, которая обеспечивает подключение к приемнику 2.2 рабочего тракта антенны, при использовании которой на определенной частоте наблюдается наименьший уровень помех.

Блок формирования импульсов обновления 27 обеспечивает периодическое обновление информации, записываемой в первые регистры первого и второго блоков регистров 5 и 30, что способствует повышению достоверности работы устройства при наличии ложных срабатываний. Обновление происходит периодически после каждого цикла работы устройства, определяемого делителем частоты 25, и осуществляется в следующей последовательности. После переписывания информации из первых регистров блоков регистров 5 и 30 во вторые регистры названных блоков, выходной импульс с первого 14, либо с третьего 16 мультивибраторов (что зависит от того, каким установлен коэффициент деления первого делителя частоты 25: четным или нечетным) подается через элемент 27.3 ИЛИ блока формирования импульсов обновления 27 на один из входов электронного ключа 27.4. При этом электронный ключ открыт по второму входу единичным потенциалом с выхода триггера 27.2, установленного в единичное состояние импульсом с выхода делителя частоты 25 при подготовке схемы блока 27 к работе. Одновременно импульс с выхода одного из мультивибраторов 14, либо 16 подается на вход установки триггера 27.2 в нулевое состояние. Триггер в течение некоторого интервала времени, определяемого его быстродействием, изменяет свое состояние. При таких воздействиях на выходе электронного ключа 27.4 будет сформирован короткий импульс, запускающий мультивибратор 27.5 блока формирования импульсов обновления 27. Мультивибратор 27.5 предназначен для формирования импульса, длительность которого является достаточной для надежного срабатывания триггера 7.10 блока автоматической настройки 7 и для обновления содержимого первых блоков регистров 5 и 30, путем подачи импульса с выхода мультивибратора 27.5 на их входы записи, через первый элемент 22 ИЛИ. Причем в начале работы устройства автовыбора дискретного канала триггер 27.2 устанавливается в нулевое состояние импульсом со схемы начальной установки 32, препятствуя тем самым формированию импульсов обновления до момента, пока не произведена перезапись информации в первом и втором блоках регистров 5 и 30 соответственно.

Схема начальной установки в момент включения устройства формирует импульс, который, воздействуя на вход триггера 31, переводит его в нулевое состояние. Нулевой потенциал с выхода триггера 31, прикладываемый ко вторым входам коммутаторов 10 и 11, блокирует подключение счетчика рабочего тракта 4 к выходу анализатора 3.2 рабочего тракта на время, необходимое для определения канала с минимальным уровнем помех. Этот же потенциал блокирует поступление информации с приемника 2.2 через электронный ключ второй коммутатор 11 рабочий тракт.

Схема начальной установки 7.9 блока автоматической настройки 7 устанавливает в единичное состояние триггер 7.10, открывая выходным потенциалом триггера элемент И 7.11 по одному из входов. Поэтому после окончания цикла определения канала с минимальным уровнем помех импульс с первого делителя частоты 25, воздействуя на второй вход элементам 7.11, формирует на его выходе импульс, который через элемент 7.8 ИЛИ подается на вход записи регистра памяти 7.6, записывая в него код номера частоты, имеющий минимальный уровень помех, со второго регистра 30.2 второго блока регистров 30. При этом блок автоматической настройки 7 настраивает рабочий канал на частоту с минимальным уровнем помех. Блок формирования импульсов обновления 27 своим импульсом, прикладываемым к входу установки триггера 7.10 в нулевое состояние, переключает триггер в нулевое состояние, закрывая выходным потенциалом триггера элемент И 7.11 и блокируя тем самым прохождение импульсов с выхода делителя частоты 25. Такая блокировка дает возможность в дальнейшем производить настройку частоты и коммутацию антенн рабочего тракта не после каждого цикла анализа каналов, а только по мере необходимости, когда условия радиосвязи не удовлетворяют поставленным требованиям, которые могут определяться достоверностью принимаемой информации при заданных скоростях работы, времени анализа рабочего тракта и объемом счетчика искажений. Объем счетчика, определяемый коэффициентом счета, может быть изменен апостериорно в процессе работы устройства на основе информации, индицируемой на индикаторе 36, с учетом поправок, которые могут быть введены для обеспечения заданного уровня достоверности.

Делитель частоты 1.5 блока коммутации 1 формирует на своем выходе импульс, воздействующий на счетный вход счетчика импульсов 1.4, только после поступления на его вход импульсов, число которых соответствует числу разрешенных частот. Таким образом, каждая из группы частот, разрешенных к использованию, анализируется при условии прохождения радиосигнала через каждую из комплекта антенн, подключенных к устройству.

Счетчик импульсов 1.4 блока коммутации 1 формирует на своих информационных выходах кодовые комбинации для автоматического переключения антенн. Коэффициент пересчета счетчика импульсов 1.4 равен числу антенн, используемых для обеспечения адаптивной радиосвязи.

Анализ вероятности радиосвязи показал достаточно высокую эффективность работы радиолинии при реализации предложенного устройства. Проиллюстрировать сказанное можно на конкретном примере с использованием графических зависимостей (см. фиг.5, 6 и 7), полученных в соответствии с методиками, изложенными в работах:

1. Военные системы радиосвязи. Часть 1 / Под ред. В.В.Игнатова. - Л.: ВАС, 1989. - 386 с.

2. Прохоров В.К., Шаров А.Н. Методы расчета показателей эффективности радиосвязи. - Л.: ВАС, 1990. - 132 с.

3. Адаптивные автоматизированные системы военной радиосвязи / Ю.П.Килимник, Е.В.Лебединский, В.К.Прохоров, А.Н.Шаров. - Л.: ВАС, 1978. - 284 с.

На представленных графиках использованы следующие обозначения:

Р - вероятность радиосвязи с допустимыми потерями достоверности;

Р_ош - вероятность ошибки элемента сигнала;

Q - количество частот в группе;

G - коэффициент усиления антенны.

Как следует из графических зависимостей вероятности радиосвязи от вероятности ошибки элемента сигнала (см. фиг.5) применение группы из четырех частот, разрешенных для использования, и вероятности ошибки элемента сигнала Р_ош=1·10^-4, с помощью известных устройств удается повысить вероятность радиосвязи с Р=0,35, при использовании одной частоты, до Р=0,76 при использовании четырех частот. Графики, представленные на фиг.6, показывают, что выбор антенны при той же вероятности ошибки элемента сигнала Р_ош=1·10^-4 позволяет довести вероятность радиосвязи до Р=0,92.

При совместном выборе как частоты, так и антенны, автоматически осуществляемом посредством предложенного устройства (см. фиг.7), результирующая вероятность радиосвязи определяется как вероятность суммы двух событий А и В по формуле

Р(А+В)=Р(А)+Р(В)-Р(А·В),

исходя из которой для рассматриваемого примера получим

Р(А+В)=0,76+0,92 - 0,699=0,98.

Таким образом, теоретические расчеты свидетельствуют о весьма существенном повышении вероятности радиосвязи при использовании разработанного устройства.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам радиосвязи, и может быть использовано при построении адаптивных систем радиосвязи. Технический результат заключается в повышении достоверности выбора канала и расширении функциональных возможностей устройства, при этом обеспечивается минимизация уровня помех в рабочем канале посредством одновременного использования как пространственно-поляризованной, так и частотной адаптации радиоканала. Для этого устройство автовыбора дискретного канала дополнительно содержит второй счетчик измерительного тракта, второй блок регистров памяти, вторые коммутаторы рабочего и измерительного трактов, счетчик номеров частот, блоки автоматической настройки и формирования импульсов обновления, два блока электронных ключей, два блока элементов ИЛИ, два делителя частоты, четыре двухвходовых элемента ИЛИ, шесть мультивибраторов, опорный генератор, счетный триггер, дешифратор состояний, схему начальной установки, RS-триггер, дешифратор и индикатор, и соответствующие функциональные связи, позволяющие достичь указанного технического результата. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство автовыбора дискретного канала, содержащее блок коммутации и два тракта обработки, рабочий и измерительный, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемник и анализатор, счетчик импульсов, причем выходы блока коммутации соединены с входами приемников, блок регистров, блок сравнения, коммутатор рабочего тракта и коммутатор измерительного трактов, отличающееся тем, что дополнительно введены второй счетчик измерительного тракта, второй блок регистров памяти, вторые коммутаторы рабочего и измерительного трактов, счетчик номеров частот, блоки автоматической настройки и формирования импульсов обновления, два блока электронных ключей, два блока элементов ИЛИ, два делителя частоты, четыре двухвходовых элемента ИЛИ, шесть мультивибраторов, опорный генератор, счетный триггер, дешифратор состояний, схема начальной установки, RS-триггер, дешифратор и индикатор, при этом выход анализатора через первый и второй коммутаторы измерительного тракта соединен со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов измерительного тракта, вход управления первого коммутатора измерительного тракта соединен с одним из выходов счетного триггера, входом управления второго блока электронных ключей и входом первого мультивибратора, вход управления второго коммутатора измерительного тракта соединен со вторым выходом счетного триггера, входом управления первого блока электронных ключей и входом третьего мультивибратора, вход счетного триггера соединен с выходом опорного генератора, информационные выходы первого счетчика импульсов измерительного тракта соединены через первый блок электронных ключей с первой группой входов блока элементов ИЛИ, а информационные выходы второго счетчика импульсов измерительного тракта соединены через второй блок электронных ключей со второй группой входов блока элементов ИЛИ, выходы блока элементов ИЛИ соединены со входами, первого регистра первого блока регистров и первой группой входов блока сравнения, выходы первого регистра первого блока регистров соединены со входами второго регистра первого блока регистров и второй группой входов блока сравнения, выходы второго регистра первого блока регистров через дешифратор соединены с индикатором, выход результирующего сигнала блока сравнения через первый элемент ИЛИ соединен со входами записи первых регистров первого и второго блоков регистров, а также с входом записи промежуточных результатов блока коммутации, входы записи вторых регистров памяти первого и второго блоков регистров соединены с выходом первого делителя частоты, входом второго делителя частоты, первым входом блока формирования импульсов обновления, входом установки в единичное состояние RS-триггера, входом шестого мультивибратора, входом записи результатов цикла блока коммутации, первым входом записи блока автоматической настройки и входом сброса счетчика номеров частот, информационные выходы которого соединены с входами первого регистра памяти второго блока регистров памяти и информационными входами дешифратора адреса блока автоматической настройки, выходы первого регистра памяти второго блока регистров соединены со входами второго регистра памяти второго блока регистров памяти, а его выходы с информационными входами регистра памяти блока автоматической настройки, выходы сигналов управления приемником измерительного тракта блока автоматической настройки соединены со входами управления приемником измерительного тракта, а выходы сигналов управления приемником рабочего тракта блока автоматической настройки соединены со входами управления приемником рабочего тракта, выход первого мультивибратора соединен через второй мультивибратор со входом сброса второго счетчика импульсов измерительного тракта, одним из входов второго элемента ИЛИ и вторым входом блока формирования импульсов обновления, выход третьего мультивибратора соединен со входом сброса первого счетчика импульсов измерительного тракта через четвертый мультивибратор, вторым входом второго элемента ИЛИ и третьим входом блока формирования импульсов обновления, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого делителя частоты, входом делителя частоты блока коммутации и одним из входов четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого мультивибратора, а выход с входом сброса счетчика номеров частот, четвертый вход блока формирования импульсов обновления соединен с выходом схемы начальной установки и входом установки в нулевое состояние RS-триггера, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов рабочего тракта, выход блока формирования импульсов обновления соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и входом блокировки записи блока автоматической настройки, выход анализатора рабочего тракта через первый коммутатор рабочего тракта соединен со счетным входом счетчика импульсов рабочего тракта, информационные выходы которого подключены ко входам дешифратора состояний, выход дешифратора состояний соединен со входом пятого мультивибратора, выход которого соединен со вторым входом записи блока автоматической настройки и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом второго делителя частоты, а выход со входом сброса счетчика импульсов рабочего тракта, выход приемника рабочего тракта соединен со входом анализатора рабочего тракта и входом второго коммутатора рабочего тракта, выход которого является сигнальным выходом рабочего тракта, выход управления коммутацией антенн блока автоматической настройки соединен со входом записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта блока коммутации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок автоматической настройки содержит два запоминающих устройства, одно из которых рабочего, а второе измерительного трактов, два дешифратора адреса, элемент ИЛИ, элемент И, RS-триггер, схему начальной установки, блок ввода частот, дешифратор номера частот и регистр памяти, входы которого являются информационными входами регистра памяти блока автоматической настройки и соединены с выходами второго регистра памяти второго блока регистров памяти устройства, а выходы - с входами дешифратора адреса рабочего тракта и входами дешифратора номера частоты, информация с выходов которого используется при формировании сигнала для передачи по каналу обратной связи при работе устройства в составе адаптивной радиолинии, выходы дешифратора адреса рабочего тракта соединены с адресными входами запоминающего устройства рабочего тракта, выходы которого являются выходами сигналов управления приемником рабочего тракта блока автоматической настройки, входы дешифратора адреса измерительного тракта являются информационными входами дешифратора адреса блока автоматической настройки и соединены с выходами счетчика номеров частот и входами первого регистра второго блока регистров устройства, выходы дешифратора адреса измерительного тракта соединены с адресными входами запоминающего устройства измерительного тракта, выходы которого являются выходами сигналов управления приемником измерительного тракта блока автоматической настройки, входы записи запоминающих устройств рабочего и измерительного трактов соединены с выходами блока ввода частот, вход записи регистра памяти соединен с выходом элемента ИЛИ, который также является выходом управления коммутацией антенн блока автоматической настройки, один из входов элемента ИЛИ соединен с выходом элемента И, а второй вход элемента ИЛИ является вторым входом записи блока автоматической настройки, один из входов элемента И является первым входом записи блока автоматической настройки, а второй вход соединен с выходом RS-триггера, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом схемы начальной установки, а вход установки в нулевое состояние является входом блокировки записи блока автоматической настройки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок коммутации содержит два антенных коммутатора, два дешифратора, два блока памяти номеров антенн, два дешифратора адресов антенн, счетчик импульсов, делитель частоты, регистр управления коммутацией антенн рабочего тракта, регистр памяти результатов цикла, регистр памяти промежуточных результатов и разветвитель, М входов которого являются антенными входами для подключения М приемных антенн, а две группы выходов, каждая из которых содержит М соединительных линий, подключенных ко входам двух антенных коммутаторов, рабочего и измерительного трактов, управляемых посредством двух каналов формирования сигналов управления коммутацией антенн, каждый из которых содержит последовательно соединенные дешифратор, выходами подключенный к входам управления антенным коммутатором, блок памяти номеров антенн и дешифратор адресов антенн, входы дешифратора адресов антенн канала формирования сигналов управления антенным коммутатором рабочего тракта соединены с выходами регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта, входы которого соединены с выходами регистра памяти результатов цикла, а вход записи информации является входом записи регистра управления коммутацией антенн рабочего тракта блока коммутации, информационные входы регистра памяти результатов цикла соединены с выходами регистра памяти промежуточных результатов, вход записи которого является входом записи результатов цикла блока коммутации, информационные входы регистра памяти промежуточных результатов соединены с выходами счетчика импульсов и входами дешифратора адресов антенн канала формирования сигналов управления коммутацией антенн измерительного тракта, вход записи регистра памяти промежуточных результатов является одноименным входом блока коммутации, счетный вход счетчика импульсов соединен с выходом делителя частоты, вход которого является входом делителя частоты блока коммутации, коэффициент деления делителя частоты соответствует числу частот, разрешенных к использованию, а коэффициент счета счетчика импульсов соответствует числу антенн, подключенных ко входу блока коммутации, выходы антенных коммутаторов рабочего и измерительного трактов соединены со входами приемников соответствующих трактов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования импульсов обновления содержит элемент И, RS-триггер, мультивибратор, элемент ИЛИ и элемент задержки, состоящий из двух элементов НЕ, включенных последовательно через RC-цепочку, вход элемента задержки является первым входом блока формирования импульсов обновления и соединен с выходом первого делителя частоты устройства, а выход соединен со входом установки в единичное состояние RS-триггера блока формирования импульсов обновления, вход установки в нулевое состояние которого соединен с выходом элемента ИЛИ и одним из входов элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, а выход - с входом мультивибратора, выход которого является выходом блока формирования импульсов обновления, первый и второй входы элемента ИЛИ, являющиеся соответственно вторым и третьим входами блока формирования импульсов обновления, соединены с выходами первого и третьего мультивибраторов, а третий вход элемента ИЛИ, являющийся четвертым входом блока формирования импульсов обновления соединен с выходом схемы начальной установки устройства.