ИМИТАТОР ПРОСТРАНСТВЕННО-РАЗНЕСЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к средствам имитации источников радиоизлучений (ИРИ), и может быть использовано при оценке показателей качества средств радиопеленгования и систем местоопределения, а также для обучения обслуживающего персонала указанных средств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототип) является устройство - имитатор пространственно-разнесенных источников радиоизлучения [патент РФ №2627689, G01S 7/02, 2017], содержащий генератор синхросигналов и последовательно соединенные устройство управления (УУ), первое запоминающее устройство (ЗУ) и накапливающий сумматор, N - каналов формирования сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные четвертое ЗУ, фазосдвигающее устройство и устройство формирования сигнала, при этом вторые входы фазосдвигающих устройств всех каналов объединены и соединены с выходом накапливающего сумматора, второе ЗУ и третье ЗУ, при этом их первые входы объединены и соединены с третьим выходом УУ, а вторые входы объединены со вторым входом первого ЗУ и соединены со вторым выходом УУ, при этом второе ЗУ имеет J - выходов, а третье ЗУ имеет (N-J) - выходов таким образом, что с первого по J-й выход второго ЗУ соединены с соответствующими первыми входами четвертого ЗУ с первого по J-й канал формирования сигналов (J<N), а с J+1 по N-й выход третьего ЗУ соединены с соответствующими первыми входами четвертого ЗУ с J+1 по N-й канал формирования сигналов, при этом выходы устройств формирования сигнала являются выходами имитатора.

Недостатком указанного устройства является ограниченность функциональных возможностей в имитации пространственно-разнесенных ИРИ с сигналами различных видов и параметрами.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей имитации пространственно-разнесенных ИРИ за счет формирования сигналов различных видов с заданными фазовыми сдвигами в каждой группе относительно фазы сигнала в одном опорном первом канале по двум заданным значения пеленгов для требуемых координат ИРИ на основе модуляции несущей низкочастотным сигналом, принятым с эфира.

Технический результат достигается тем, что в имитатор пространственно-разнесенных источников радиоизлучения, содержащий генератор синхросигналов и последовательно соединенные УУ, первое ЗУ и накапливающий сумматор, N каналов формирования сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные четвертое ЗУ, фазосдвигающее устройство и устройство формирования сигнала, при этом вторые входы фазосдвигающих устройств всех каналов объединены и соединены с выходом накапливающего сумматора, второе ЗУ и третье ЗУ, при этом их первые входы объединены и соединены с третьим выходом УУ, а вторые входы объединены со вторым входом первого ЗУ и соединены со вторым выходом УУ, при этом второе ЗУ имеет j выходов, а третье ЗУ имеет (N-j) - выходов таким образом, что с первого по j-й выход второго ЗУ соединены с соответствующими первыми входами четвертого ЗУ с первого по j-й канал формирования сигналов а с j+1 по N-й выход третьего ЗУ соединены с соответствующими первыми входами четвертого ЗУ с j+1 по N-й канал формирования сигналов, дополнительно введены последовательно соединенные приемная антенна, полосовой фильтр (ПФ), блок преобразования сигнала на нулевую промежуточную частоту (ПЧ), обнаружитель, инвертор, N параллельно включенных последовательно соединенных вторых ключевых схем и перемножителей, блок задания уровня порога обнаружения выход которого соединен со вторым входом обнаружителя, и первая ключевая схема, первый вход которой соединен с объединенными выходом обнаружителя и входом инвертора, а второй вход объединен с первым входом обнаружителя и выходом блока преобразования сигнала на нулевую ПЧ, при этом выход первой ключевой схемы соединен с объединенными вторыми входами N параллельно включенных перемножителей, а их первые входы соединены со вторыми выходами соответствующих вторых ключевых схем, первые входы которых соединены с выходами соответствующих устройств формирования сигнала, а вторые входы объединены с выходом инвертора, при этом первые выходы вторых ключевых схем соединены с выходами соответствующих перемножителей, выходы которых являются выходами устройства.

Сущность изобретения заключается в приеме радиосигналов различных видов и параметров с эфира в заданной полосе частот с последующим преобразованием их на нулевую ПЧ, обнаружением и в случае принятия решения о наличии сигнала, использования его в качестве модулирующего напряжения для двух групп (1…J) и (J+1…N) сигналов с различными фазовыми сдвигами в каждой группе относительно фазы сигнала в одном первом опорном канале. После чего осуществляется подача сформированных сигналов каждой группы с модуляцией определяемой принятым сигналом из эфира на вход соответствующего фазового пеленгатора, причем количество формируемых сигналов в группе соответствует количеству каналов соответствующего фазового пеленгатора. В случае принятия решения об отсутствии сигнала на выходе обнаружителя осуществляется формирование сигналов на выходах имитатора в виде несущего колебания с заданными фазовыми сдвигами. Этим достигается имитация работы ИРИ с различными видами сигналов и параметров с заданного местоположения.

Дополнительно введенные последовательно соединенные приемная антенна, ПФ, блок преобразования сигнала на нулевую ПЧ, обнаружитель с блоком задания уровня порога обнаружения и инвертор обеспечивают принятие решения о наличии или отсутствии сигнала в эфире в заданной полосе частот, а N параллельно включенных последовательно соединенных вторых ключевых схем и перемножителей, первая ключевая схема, первый вход которой соединен с объединенными выходом обнаружителя и входом инвертора, а второй вход объединен с первым входом обнаружителя и выходом блока преобразования сигнала на нулевую ПЧ, при этом выход первой ключевой схемы соединен с объединенными вторыми входами N параллельно включенных перемножителей, а их первые входы соединены со вторыми выходами соответствующих вторых ключевых схем, первые входы которых соединены с выходами соответствующих устройств формирования сигнала, а вторые входы объединены с выходом инвертора, при этом первые выходы вторых ключевых схем соединены с выходами соответствующих перемножителей, выходы которых являются выходами устройства обеспечивают формирование групп сигналов с модуляцией определяемой принятым сигналом из эфира и заданными фазовыми сдвигами в соответствии с заданными местоположением ИРИ, чем и достигается технический результат.

На фигуре представлена функциональная схема имитатора пространственно-разнесенных ИРИ с произвольными видами сигналов, где введены следующие обозначения: 1 - приемная антенна; 2 - генератор синхросигналов; 3 - устройство управления; 4 - ПФ; 5 - блок преобразования сигнала на нулевую ПЧ; 6 - блок задания уровня порога обнаружения; 7 - ЗУ; 8 - обнаружитель; 9 - ключевая схема; 10 - накапливающий сумматор; 11 - фазосдвигающее устройство; 12 - устройство формирования сигнала; 13 - инвертор; 14 - перемножитель.

Назначение элементов приемная антенна 1, ПФ 4, блок преобразования сигнала на нулевую ПЧ 5, блок задания уровня порога обнаружения 6, обнаружитель 8, ключевые схемы 9, инвертор 13 и перемножители 14 ясны из их названия. Они могут быть выполнены с использованием промышленно выпускаемых радиотехнических элементов.

Например, устройство преобразования сигнала на нулевую ПЧ 5 может быть реализовано на основе схемы квадратурного преобразования (Радиоприемные устройства: учебник для вузов / Н.Н. Фомин, Н.Н. Буга, О.В. Головин и др.: под ред. Н.Н. Фомина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. с. 344, рис. 7. 30). Блок задания уровня порога обнаружения 6 может быть реализован на основе известных промышленно выпускаемых подстроечных резисторов и источника постоянного напряжения. Обнаружитель 8 может быть реализован на основе промышленно выпускаемых компараторов.

Назначение остальных элементов устройства аналогично устройству прототипу.

Имитатор пространственно-разнесенных ИРИ работает аналогично прототипу, за некоторым исключением.

При наличии сигнала в заданной ПФ 4 полосе частот с выхода приемной антенны 1 радиосигнал через ПФ 4 поступает на блок преобразования сигнала на нулевую ПЧ 5, где осуществляется перенос его спектра на нулевую ПЧ. После этого принятый сигнал на нулевой ПЧ одновременно поступает на второй вход первой ключевой схемы 9.1 и первый вход обнаружителя 8, в котором осуществляется его сравнение с уровнем порогового напряжения, поступающего на второй вход обнаружителя 8 с выхода блока задания уровня порога обнаружения 6. Путем сравнения уровня принятого сигнала на нулевой ПЧ с уровнем порогового напряжения принимается решение о наличии или отсутствии сигнала на выходе обнаружителя 8. В случае если уровень принятого сигнала выше уровня порогового напряжения, то принимается решение о наличии сигнала, и на первый вход первой ключевой схемы 9.1 подается напряжение логической единицы, которое открывает ее. Одновременно с этим напряжение логической единицы с выхода обнаружителя 8 подается на вход инвертора 13, с выхода которого нулевое напряжение поступает на объединенные вторые входы вторых ключевых схем 9.2, которое отключает их первые выходы, а подключает вторые выходы к их первым входам. В этом случае сигнал, принятый с эфира проходит с выхода блока преобразования сигнала на нулевую ПЧ 5 на объединенные вторые входы перемножителей 14 и является в этом случае модулирующим напряжением, осуществляющим низкочастотную модуляцию сформированных на выходах устройств формирования сигнала 12 несущих колебаний с заданными фазовыми сдвигами.

В случае отсутствия сигнала в заданной ПФ 4 полосе частот на выходе обнаружителя 8 принимается решение об отсутствии сигнала, нулевое напряжение поступает на первый вход первой ключевой схемы и не открывает ее. Одновременно с этим нулевое напряжение с выхода обнаружителя 8 поступает на вход инвертора 13, с выхода которого напряжение логической единицы поступает на объединенные вторые входы вторых ключевых схем и подключает первые их выходы к первым входам, в результате чего сформированные несущие колебания с выходов устройств формирования сигнала 12 проходят на выходы устройства в обход перемножителей 14.

Таким образом, на выходах устройства будут сформированы радиосигналы с заданными фазовыми сдвигами в соответствии с требуемыми значениями пеленгов и видом модуляции, определяемым принятым радиосигналом из эфира, что тем самым обеспечит достижение заявленного технического результата.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к средствам имитации источников радиоизлучений, и может быть использовано при оценке показателей качества средств радиопеленгования и систем местоопределения, а также для обучения обслуживающего персонала указанных средств. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей имитации пространственно-разнесенных источников радиоизлучения (ИРИ) за счет формирования сигналов различных видов с заданными фазовыми сдвигами в каждой группе относительно фазы сигнала в одном опорном первом канале по двум заданным значениям пеленгов для требуемых координат ИРИ на основе модуляции несущей низкочастотным сигналом, принятым с эфира. В заявленном имитаторе пространственно-разнесенных ИРИ дополнительно осуществляется прием произвольного сигнала и использование его в качестве модулирующего напряжения для одновременно сформированных двух групп (1…J) и (J+1…N) сигналов с различными фазовыми сдвигами в каждой группе относительно фазы сигнала в одном опорном первом канале по двум заданным значения пеленгов для требуемых координат ИРИ. 1 ил.

Имитатор пространственно-разнесенных ИРИ содержит генератор синхросигналов и последовательно соединенные устройство управления, первое запоминающее устройство и накапливающий сумматор, N каналов формирования сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные четвертое запоминающее устройство, фазосдвигающее устройство и устройство формирования сигнала, при этом вторые входы фазосдвигающих устройств всех каналов объединены и соединены с выходом накапливающего сумматора, второе запоминающее устройство и третье запоминающее устройство, при этом их первые входы объединены и соединены с третьим выходом устройства управления, а вторые входы объединены со вторым входом первого запоминающего устройства и соединены со вторым выходом устройства управления, при этом второе запоминающее устройство имеет J выходов, а третье запоминающее устройство имеет (N-J) выходов таким образом, что с первого по J-й выход второго запоминающего устройства соединены с соответствующими первыми входами четвертого запоминающего устройства с первого по J-й канал формирования сигналов (J<N), а с J+1 по N-й выход третьего запоминающего устройства соединены с соответствующими первыми входами четвертого запоминающего устройства с J+1 по N-й канал формирования сигналов, отличающийся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные приемная антенна, полосовой фильтр, блок преобразования сигнала на нулевую промежуточную частоту, обнаружитель, инвертор, N параллельно включенных последовательно соединенных вторых ключевых схем и перемножителей, блок задания уровня порога обнаружения, выход которого соединен со вторым входом обнаружителя, и первая ключевая схема, первый вход которой соединен с объединенными выходом обнаружителя и входом инвертора, а второй вход объединен с первым входом обнаружителя и выходом блока преобразования сигнала на нулевую промежуточную частоту, при этом выход первой ключевой схемы соединен с объединенными вторыми входами N параллельно включенных перемножителей, а их первые входы соединены со вторыми выходами соответствующих вторых ключевых схем, первые входы которых соединены с выходами соответствующих устройств формирования сигнала, а вторые входы объединены с выходом инвертора, при этом первые выходы вторых ключевых схем соединены с выходами соответствующих перемножителей, выходы которых являются выходами устройства.