Устройство для автоматического контроля каналов многоканальных радиоприемных устройств Советский патент 1984 года по МПК H04B17/00 H04B3/46 

Изобретение относится к радиопри емной технике и может использоватьс в автоматических системах негпрерывногб и периодического контроля пара метров приемных устройств KB, УКВ, СЕЧ диапазонов различного назначени без снятия их со связи, а также кон роля многоканальных анализаторов спектра всех указанных диапазонов. Известно устройство для автомати ческого контроля главных каналов ра диоприемных устройств, содержащее генератор опорных частот, входной коммутатор, аттенюатор, пороговый блок, последовательно роединенные блок з.адержки. и коррелятор, последо вательно соединенные выходной комму татор и блок регистрации,фильтр ниж них частот, промежуточный коммутато блок памяти, сумматор, частотный дискриминатор, умножитель частоты, аналого-цифровой преобразователь, решающий блок и первый и второй генераторы линейно-ступенчатого напря жения, при этом выход генератора опорных частот через входной коммутатор подключен к входу блока задержки, выход коррелятора через последовательно соединенные фильтр нижних частот, промежуточный коммутатор, блок памяти и выходной коммутатор подключен к входу блока регистрации, выход частотного дискриминатора, вход которого соединен с вторым входом коррелятора, через последовательно соединенные решающий блок, первый генератор линейноступенчатого напряжения и сумматор, подключен к объединенным вторым входам входного и промежуточного коммутаторов, выход блока памяти через последовательно соединенные пороговый блок и второй генератор линейно-ступенчатого напряжения подключен к второму входу выходного коммутатора, а выход частотного дис криминатора подключен к объединенны входам аналого-цифрового преобразов теля и умножителя частоты, шаход ко торого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходвл которого под ключёны к вторым входам фильтра ниж них частот и сумматора соответствен но l . Однако в данном устройстве отсу ствует возможность одновременного контроля и сравнения нескольких каналов связи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического конт роля каналов многоканальных радиопр емных устройств, содержащее на-пере дающей стороне первый и второй атте нюаторы, выходы которых соединены с входами каналов связи, а входы с выходами первого и второго коммутаторов, управлякиие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного напряжения,,на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор, а также опорный генератор 2j Однако известное устройство имеет низкую точность. .Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического контроля каналов многоканальных радиоприемных устройств, содержащее на передающей стороне первый и второй аттенюаторы, выходы которых соединены с входами каналов связи, а входы - с выходами первого и второго коммутаторов, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного напряжения, на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор , а также опорный генератор, введены на передающей стороне генератор ударного возбуждения, дисперсионная линИя задержки, третий коммутатор и элемент задержки, выход которого соединен со счетным вхол.ом триггера и управляющим входом третьего коммутатора, выход и вход которого соединены соответственно с объединенными информационными входами Первого и второго коммутаторов и с выходом дисперсионной линии задержки, вход которой соединен с выходом генератора ударного возбуждения, вход которого соединен с первым выходом генератора опорного напряжения, второй выход которого подключен к входу элемента задержки, а на приемной стороне - три элемента задержки, два смесителя, два перемножителя, два режекторных Фильтра и два полосовых фильтра, при этом выходы первого и второго каналов соединены с входа ш соответственно первого и второго элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, вторые входы которых соединены с. выходами опорного генератора, а выходы.- с первыми входами перемножителей, вторые входы которых соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки и с входами первого и второго режекторных фильтров, выходы которых соединены с входами первого и второго полосовых фильтров, причем выход первого полосового фильтра подключен к первому входу коррелятора через третий элемент задержки, а выход второго полосового фильтра к второму входу коррелятора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для автоматического контроля каналов многоканальных радиоприемных устройств содержит на передающей стороне 1 генератор 2 ударного возбуждения, дисперсионную линию 3 задержки, триггер 4, элемент 5 Зсщержки, первый 6 и второй 7 KOND TaTopu, первый 8 и второй 9 аттенюаторы, радиоприемное устройство 10, третий коммутатор 11 и генератор 12 опорного напряжения, а на приемной стороне 13 - индикатор 14, первый и второй перемножители 15 и 16 соответственно, первый 17 и второй 18 режекторные фильтры, первый и второй полосовые фильтры 19 и 20 соответственно, опорный генератор 21, первый, второй и третий элементы 22-24 задержки соответстренно, коррелятор 25, первый 26 и второй 27 смесители, причем передающая и приемная стороны соединены через радиоприемное устройство 10.

Устройство работает следующим образом.

На передающей стороне 1 генератор 12 опорного напряжения фop иpyeт импульсы длительностью 2у и периодом следования Т,, которые запускают генератор 2 ударного возбуждения. Радиоимпульс i, пройдя через линию 3 задержки(Преобразуются в линейночастотно-модулированный сигнал, а третий коммутатор 11 формирует необходимую длительность линейно-частотно-модулированного сигнала, причем элемент 5 задержки, имеющий время задержки Cj, обеспечивает вырезание необходимого участка сигнала, полученного после дисперсионной линии 3 задержки. Суммированный сигнал поступает на первый б и второй 7 коммутаторы, которые поочередно включаются, управляемые триггером 4. Через первый 8 и второй 9 аттенюаторы зондирующие сигналы необходимой интенсивности поочередно подаются на входы контролируемого радиоприемного устройства 10.

На приемной стороне 13 сти14улируЮ1дий сигнал поступает на входы перво го 22 и второго 23 элементов задержки, а также на входы первого 15 и второго 16 перемножителей. При этом в первом 26 и втором 27 смесителях с помощью опорного генератора 21 происходит преобразование стимулирующего сигнала на фиксированную частоту Up независимо от значений несущих частот и . Первый 15, второй 16 перемножители, первый 17 и второй 18 режекторные фильтры и первый 19 и второй 20 полосовые фильтры образуют коррелятор четвертого порядка,

Анализ коррелятора четвертого порядка выполняется при следующих условиях. Стимулирукхчий сигнал 5(.О имеет большую базу 8)1. Сигнал связи P(t,ocl в данном случае является помехой и представляет собой квазидетерминированный гармонический процесс, параметры at которого неизвестны. ГЧум iri(t) представляет собой гауссов стационарный процесс с из-. вестной корреляционной функцией. Предположим, что спектральное paicпределение стимулирующего сигнала, помехи, шума и форма амплитудночастотных характеристик всех режекторных фильтров имеет прямоугольный вид, а преобразование частоты, задержка и перемножение выполняются идеально.

Исследование энергетического критерия , осуществляется на основе спектрального подхода.

Введение в состав устройства коррелятора четвертого порядка обеспечивает преобразование стимулирующег сигнала и. помехи (сигнала связи) на фиксированную частоту озр независимо от значений несущих частот и помехи

Время запазд1лвания A..I первого элемента 22задержки.выбираем из условия

.. ,

где Сцор.р - интервал корреляции

помехи; -itop.s интервал корреляции

стимулирующего сигнала. Это приводит к тому, что спектральное распределение стимулирующего сигнала дополнительно расширяется, а спектр помехи остается узкополосным на частоте сор . Установка на выходе коррелятора четвертого порядка совокупности из полосовых и режекторных фильтров позволяет избавиться от компоненты Помеха-помеха и выделить с несущественными искажениями компоненту Сигнал-сигнал На илходе первого 19 и второго 20 полосовых фильтров получаем компоненты Сигнал-сигнал, Сигнал-помеха, Сигнал-шум, Помеха-шум и Шум-шум, мощность которых равна соответственно

р .2й I.J1J. - iA 4iiJ

ui

р..б

-g.p- mp-S ;v7Ui

ui

p..6

t.i

1 j 7

Пг21л „

p , -( biV 4ii J -дисперсия сигнала; -полоса контролируемого радиоприемного устройства;-полоса сигнала; mp - амплитуда помехи; jn - дисперсия шума; iff, - полоса шума. Приведенные соотношения соответс вуют случаю непрерывающихся спектро стимулирующего сигнала 5(i) и помехи Р(1,ос). Величина мощности компонент Сигнал-помеха и Помеха-шум зави сит от значения несущих частот cog, Wp и средней частоты шума OJn . Наибольший уровень Рд-р и Рр. имеют при выполнении условий С05-сОр- о,ир-Сл) : if Р -и .cV-iL р-п mp ,Поскольку все компоненты на выхо первого 19 и второго 20 полосовых фильтрой статистически независимы, то это позволяет процессы, поступакядие на вход коррелятора 25 непосре ственно и через третий элемент 24 задержки, представить моделью в виде совокупности сигнала, помехи и шума. При этом под сигналом понимается компонента Сигнал-сигнал, под помехой - компонента Сигналпомеха , под шумом - совокупность компонент Сигнал-шум, Помеха-шум и Шум-шум. При выполнении условия di i 4-ifg все компоненты процесса нормализуют ся. Мощности отдельных компонент вы ходного процесса определяются из следующих соотношений: .,., a fpul Когда Q . 1 q SI . ТВХЧР - .n 1 ex. )v8( Допустим, 4Toqj,,j,-- 0,1-1, про ведение &i Т - 10-- 1.0000 и f-p(ALp) l.,(. f;,.blH.;|.«L f ifT-, f:v(-%.s..j-;|-,8.: ««рОтВ и б.с ТТ Bxsp ,где ; , In-n и s-p - мощности Р т Р П 5-р сигнала,, шума и помехи соответственно ; : v Т - постоянная интегрирования;Г5(йц) 1 - коэффициент корреляции сигналов,равен 1,так как время задержки третьего элемента задержки 24 выбирается равным периоду следования импульсов (.i,7 ) Гр(йСр)- коэффициент корреляции при utp -p- л. э-гIПри обработке сложных сигналов всегда выполняется соотношение , что обеспечивает нормализацию выходного процесса и позволяет характеризовать помехоустойчивость энергетическим критериег- с , который индицируется индикатором 14. С учетом соотношений для компонент сигнала, помехи и шума на выходе коррелятора четвертого порядка выражение для энергетического критерия имеет вид: ..2,1. 8«Sp дЗ .f expn tn тогда на выходе коррелятора четвертого порядка имеем |еых,о,, ОИ - 100 Я вых., 22 - 2200. Исследование энергетического критерия коррелятора четвертого порядка показывает, что он дает существенный выигрыш при наличии на выходе контролируемого радиоприемного устройства 10 мешающего узкополосного сигнала связи и внутренних шумов при уровне стимулирующего сигнала ниже уровня внутренних шумов, что позволяет резко повысить точность контроля каналов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАНАЛОВ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ, Содержащее на передакяцей стороне первый и второй аттенюаторы, выходы которых соединены с входами кангшов связи, а входы - с выходами первого и второго коммутаторов, управляющие вхрды которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного напряжения, на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор, а также опорный генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности,в него введены на передающей стороне генератор ударного возбуждения,дисперсионная линия задержки,третий коммутатор и элемент задержки, выход которого соединен со счетным входом триггера и управляющим входом третьего коммутатора, выход и вход которого соедине ны соответственно с объединенными информационными входами первого и второго коммутаторов и с выходом дисперсионной линии задержки, вход которой соединен с выходом генератора ударного возбуждения, вход которого соединен с первым выходом генератора опорного напряжения, второй выход которого подключен к входу элемента задержки, а на приемной стороне - три элемента задержки, два смесителя, два перемножит.еля, два режекторных фильтра и два полосовых фильтра, при этом выходы первого и второго кансшов соединены с входами i соответственно первого и второго элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, вторые входы которых соединены с выходами опорного генератора, а выходы с первыми входами перемножитёлей, вторые входы и. выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго элементов зашержки и с r входами первого и второго режекторных фильтров, выходы которых соеди4 нены с входами первого и второго полосовых фильтров, причем выход первого полосового фильтра подключен :л :л к первому входу коррелятора через третий элемент задержки, а выход второго полосового фильтра - к второму входу коррелятора.