Устройство для анализа спектра радиосигнала Советский патент 1986 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к контроль НО-Ч13мерительной технике и к технике связи и, в частности, предназначено для спектрального анализа амппитудно-модулированных и относительно фазома1шпулироваш{ых (AM и ОФМ) радиосигналов и для формирования импульсных AM и ОФМ радиосигналов.

Цель изобретения - увеличение ра:зрешаЮ1цей способности полосы частот анализируемого сигнала за счет использования преобразований для расширения спектра исследуемого сиг нш1а.

На чертеже представлена структурная схема устройства для анализа спектра радиосигналов.

Устройство содержит блок I преобразования сигнала, включакящй в себя многоотводную аналого-дискрет- иую линию 2 задержки (МАДОЗ) - регистр сдвига на приборе с зарядовой связью ШС, перемнояители 3-1 .,, 3 - N, многоотводную аналоговую линию 4 задержки МАЛЗ}, вьшсшнен- ную, например, в виде устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ), сумматор 5,.блок 6 управления, фильтр 7, генератор 8, анализатор 9 спектра.

Работа устройства рассмотрена для .случая когерентного по несущей частоте ОФМ-радиосигнала, имеющего манипуляции фазы О, if.

I

Устройст о р аботает следующим

образом,

Принятый радиосигнал поступает на информационный вход- МАДПЗ 2 блока 1 преобразования сигнала. Работа устройства начинается с приходом тактовых импульсов от блока 6 управления на соответствующие входа МАдаЗ 2, при этом в каждом такте МАДПЗ 2 производит выборку, хранение (запоминание) и ориентирование на соответствующий отвод текущего амплитудного значения сигнала. Частота взятия выборок равна удвоенной несущей частоте когерентного по ОФМ-радиосигнала, причем выборки в течение каждого периода несущей частоты берутся в моменты времени,соответствукнцие фазовому

If положению

3 л

-- и Несущей частоты

радиосиганала.

302

После окончания текущей выборки с порядковым иомером, кратным по числу отводов, т,е. выходов МАДПЗ 2 (рассмотрен первый цикл работы уст-

ройства), на первые входы перемножи- телей 3- N.,., 3-1 поступают соответственно с N-ro,,. 1-го выходов МАДОЗ 2 соответственно первая и N-я выборки радиосигнала, а блок 6 управления, синхронизируется с моментом текущего перехода через нуль высокочастотного (ВЧ) колебания, поступающего на его первый вход от генератора 8, Длительность сигнала

дпя МАДПЗ 2 выбирается равной нечетному числу полупериодов ВЧ-.колебания генератора 8,

I

При этих условиях в интервале

Т между N-й и (N +1)-й к 1борками ВЧ-радиоимпульс, поступакжций на вход МАЛЗ 4, проходит последовательно без временной суперпозиции на ее отводах через первый ,,,,М-й отводы МАЛЗ 4 и поступает на вторые входа соответственно перемножителей соответственно перемножителей . 3- N,,.. 3-1, каждый из которых умножает поступающий на него ВЧ-т)а- диоимпульс на задаваемый по его первому .входу весовой коэффициент, соответствующий определенной выборке радиосигнала, т.е. N-й перемножи- тель N перемножает ВЧ адио-

импульс с первого отвода МАПЗ 4 на величину (амплитуда и знак) первой выборки радиосигнала, поступающей с N-го отвода МАДПЗ 2, и соответственно первый перемножитель 3 перемножает ВЧ Т адиоимпульс с N-го отвода МАЛЗ 4 на величину N-й выборки радиосигнала, поступающей с первого отвода МАДЛЗ 2, Следовательно, на выходах перемножителей 3- N ..,. 3-1

последовательно появляются ВЧ-аналоги соответственно первого ,,N-ro периодов (с присвоенной нумерацией выборок) несущей радиосигнала с сохранением амплитуды и фазы выборок реального ОФМ-радиосигнала, которые поступают на N-й ..,, первый входы сумматора 5, Так как единичная задержка МАДЗ 4 равна длительностн ВЧ-тхадиоимпульса, то на выходе сумматора 5 появится высокочастотный составной радиоимпульс, именщий текущие амплитуду.и фазу реального ОФ№-радиосигиала и ширину спектрai

определяемую коэффициентом m времен ной компрессии реального радиосигнал

(&1нимальный коэффициент m временной компрессии радиосигнала равен числу N разрядов МАДПЗ 4, максимальное же значение.m не зависит от N, и дпя низкочастотных радиосигналов в зависимости от конкретной задачи и цепи может достигать десятков тысяч и более.

В соответствии со свойством преобразования Фурье об изг юнении масштаба сжатию сигнала во времени в го раз соответствует расширение его спектра также в m раз.

Следовательно, на выходе сумматора 5 имеется преобразованный Н элементный сегмент радиосигнала с рас11шрён|шм. спектром, который,, проходя через фильтр 7, имеюпщй полосу пропускания, в m раз большую полосы частот ОФМ-т адиосигнала, поступает на йиформационный вход . анализатора 9 спектра. Фильтр 7 очищает высокочастотный ОФМ-радно- импульс от тех спектральных компонент, которые являются результатом побочных продуктов преобразования радиосигнала. Так как к момшту щ ихода на блок 9 высокочастотного ОФ&Н адиосигнала на его стробируено входе действует строб-импульс, равный периоду выборки Tj, с второго выхода блока 6 управления, то блок 9 производит частотный экспрес анализ синтезированного высокочастотного О Фадиоимпульса. В связи с тем, что спектр высокочастотного О П адиоимпульса & л раз шире спектра сегмента радиосигнала под- юргается преобразованню, то в качестве блока 9 можно использовать акустооптический анализатор, дисперсионный анализатор с использованием акустических волн, а в качестве МАПЗ 4 - многоотводную широкополосную линию задержки на поверхностных волнах ПАВ. Все послёдушцие Непрерывные циклы работы устройства по последнему анализу полностью идентИч) описанному первому циклу работы, когда i изменялось от едини- цы до N.

Н 1бопее эффективная работа устройства достигается при использовании его flfia анализа спектра когерентных по несущей частоте радиог сигналов, так как моменты взятия выборок радиосигнала имеют привязку.

o

5

0

5

по фазе несущей радиосигнала, т.е. детермированы, в то время как в некогерентной системе в силу случайности моментов взятия выборок имеется вероятность (небольшая) попадания выборок.

При использовании устройства в качестве формирователя пульсного радиосигнала число отводов МАДПЗ 4 выбирается равным удвоенному числу элементарных посьг лок всего синтезируемого импульсного ОФМ-фадиосигнала,-а информация Ъ фазе (О,) его и ее распределении по временной оси задается в де последовательностн равностоящих по. оси времени равноамппн- гудных Импульсов;соответствующей (фазы) полярности, поступаю1 х на вход MAfpIS 2. Этими же информационными импульсами, поступающими и на второй вход блока в управления, последним осув(еств}1яется синхронизация тактового уцравпеяия 2 по ее входам, т.е. производится выборка, запоьвшание и продвижение по МАДПЗ 2 информационных импульсов, причем -ыу такту управления МАДПЗ 2 от блока 6 управления соот- ветствует выборка (запись) в МАДПЗ 2 i-ro информационного импульса. В дальнейшем работа устройства формирования им11ульсного (ШС адиосипгала полностью идентична работе описанного устройства. Структура устройства-формирователя аопностъю руется на структуре устройства-анализатора, при этом выходом устрой- ства формирователя ОФН радиосигиала является выход фильтра 7, а блок 9 анализа спектра используется дпя динамического контроля (и диагностики) за спектром фор)в1руемого импульсного ОФМ-радиосищала и функционалыюго устройства. С по5 мощью програм1 0фуемого генератора 8 задаётся требуемая частота ВЧ несущей сфорьофованного ОФ)адио- сигнала.

Таким образом, введение новых

0 узлов и связей позволяет использовать щ едлагаемое устройство для анализа спектра АИ и ОФМ радао- сигналов 1ФИ априорных сведениях о частоте и фазе иесуцей радио-

сигнала и для форькрования AM, ОФМ П адиоканапов с программируемой несущрй частотеМ и контролем спектра сфорквфоэшшого сигнала.

0

5

0

v,:

№

Формула изобретения

1, Устройство для анализа спектра радиосигнала, содержащее блок преобразования сигнале, состоящий из многоотводной аналого дискретной линии задержки на приборе с зарядо вой связью, вход которой соединен ;С входом устройства, а выходы подключены через N перемножителей к многовходовому сумматору, а также генератор, подключенный к первому входу блока управления,и анализатор спектра, вход которого через фильтр подключен к выходу многовходового сумматора, отличающееся тем, что, G целью увеличения раз,- решахяцей способности и расширения полосы частот анализируемого сиг- нала, в блок преобразования сигнала введена, многоотводная аналоговая линия задержки, с первого по пос ледний N отводов которой подключены

2134306

к вторым входам соответственно с NTO по первый перемножителей, а ее вход к первому выходу блока управления, второй вход которого

5 подключен к входу устройства, а управляющие выходы подключены к .управляющим входам соответственно многоотводной аналого-дискретной линии задержки и анализатора спектра.

10 2. Устройство поп.1,отли- чающе еся тем, что блок управления выполнен в виде после-- довательно соединенных ключа, пер вого дизьюнктора, генератора фаз,

15 счетчика, второго дизьюнктора,

триггера и ждущего мультивибратора, а также компаратора и элемента задержки, выход которого подключен к установочному входу, а вход - к

20 инверсному выходу R-триггера, тактовый вход которого соединен с выходом компаратора, а прямой выход - с вторым входом второго дизьюнктора.

Изобретение относится к конт- рольно-шзмерительной технике и тех нике связи и предназначено для спект рапьного анализа амплитудно-модули- рованных и относительно фазоманипу- лированных (AM и ОФМ) радиосигналов и для формирования импульсных AM и ОФМ радиосигналов. Цель изобретенияувеличение разрешшозцей способности полосы частот анализируемого сигнала. Достигается это путем исполь зования преобразований для расшире ния спектра исследуемого сигнала. Устройство содержит блок 1 преобразования сигнала, включанщий в себя многоотводную аналого-дискретную линию задержки 2, например решстр сдвига на приборе с зарядовой связью, перемнржители 3 -I ... 3 N, многоотводную аналоговую линию задержки 4, выполненную, например, в виде устройства на поверхностных акустических волнах, сумматор 5, блок управления 6, фильтр 7,. генератор 8 и анализатор спектра 9. i з.п. ф-лы. 1 ил. (Л x(t)