Имитатор многолучевого радиоканала Советский патент 1986 года по МПК H04B7/26 H04B17/00 

Имитация времени запаздьтания сигнала в зеркальном и диффузных лучах относительно сигнала в прямом луче производится элементом задержки 2 и управляемым элементом 3. Изменения сигнала в зеркальном луче моделируются элементом задержки 2, управляемым аттенюатором (УА) 10, фазовращателем (Ф) 11. Сигнал с прямого луча имитируется УА 14 и Ф 15. Имитация ортогональных составляющих поля в канале зеркального и диффузных лучей осуществляется Ф 28, УА 21 и 29, а в канале прямого луча - Ф 23, УА 20 и 24. Сумматор (С) 13 суммирует сосЕ

тр.х

и Е

Пр X

каналов

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться для моделирования среды при многолучевом распространении радиосигналов в системах радиосвязи и радиолокации и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 658755.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет формирования амплитудных и фазовых соотношений, соответствующих двум ортогональным составляющим лектромагнитного поля.

На чертеже представлена структурная электрическая схема имитатора многолучевого радиоканала.

Устройство содержит входной преобразователь частоты 1, элемент задержки 2, управляемый элемент задержки 3, модулятор 4, источник 5 случайных сигналов, полосовой фильтр 6, сумматор 7, аттенюатор 8 сигнала диффузного луча, сумматор 9, управляемый аттенюатор 10, Лазовращатель П сигнала зеркального луча, блок 12 смещения частоты, сумматор 13, управляемый аттенюатор 14, фазовращатель 15 сигнала прямого луча, блок 16 смещег- ния частоты, измеритель мощности 17, выходной преобразователь частоты 18, перестраиваемый генератор 19, управляемые аттенюаторы 20 - 21, измеритель мощности 22, управляемый фазовращатель 23, управляемый аттенюа225029

отраженных и прямого лучей. С 25 суммирует составляющие, например, Ебтр -jj и Е pp. у . На выходах С, 13 и 25 возникают замирающие сигналы двух ортогональных составляющих Е и Ещ . Если сигйальг на выходах преобразователей частоты 18 и 27 соответствуют, например горизонтальной и вертикальной составляющим, можно моделировать многолучевое распространение сигналов с любым видом поляризации в условиях, близких к реальным. Поляризация сиг-. .нала может быть как фиксированной, так и изменяющейся во времени , 1 ил.

тор 24, сумматор 25, блок 26 смещения частоты, выходной преобразователь частоты 27, управляемый фазовращатель 28, управляемый аттенюатор

29.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал на радиочастоте подается на входной преобразователь частоты

1, куда поступает напряжение от перестраиваемого генератора 19. Сигнал на промежуточной частоте поступает на элемент задержки 2, с выхода которого сигнал поступает на управляемый элемент задержки 3. С помощью элемента задержки 2 и управляемого элемента задержки 3 производится имитация времени запаздьгаамия сигнала в зеркальном и диффузных лучах

радиоканала относительно сигнала в прямом луче.

Изменения сигнала в зеркальном луче моделируются с помощью управляемого элемента задержки 3, управляемого аттенюатора 10, фазовращателя II. С одного из 1выходов управляемого элемента задержки 3 сигнал поступает в модулятор 4, куда также подается напряжение от источника 5 случайных сигналов. С выхода модулятора 4 напряжение сигнала поступает на полосовой фильтр 6, а с него - на сумматор 7 диффузных лучей. С выхода сумматора 7 сигнал подается на аттенюатор 8 сигнала диф

фузного луча. Затем сигнал поступает на один из входов сумматора 9, на второй вход которого подается сигнал зеркального луча с фазовращателя 1 сигнала зеркального луча. С выхода сумматора 9 напряжение сигнала подается на вход блока 12 смещения частоты, который имитирует относительное смещение частоты суммарного (диффузных и зеркального) сигнала за счёт изменения геометрии отражающей поверхности.

Сигнал прямого луча имитируется с помощью управляемого аттенюатора 1 и фазовращателя сигнала прямого луча 15.

Имитация ортогональных составляющих поля электромагнитной волны в канале зеркального и диАфузных лучей т.е. в канале отраженных лучей, осуществляется с помощью управляемого фазовращателя 28, управляемого аттенюатора 21 и управляемого аттенюатора 29.

Известно, что поляризационная структура поля волны полностью определяется поляризационным коэффициентом, который равен

E.j(ttexp iq yttl ,(1)

ЕуН1

P{i),

де Е (t) и E(t)

cpy(t) и (p,(t)

огибающие ортогонально поляризованных компонент, например вертикальной и горизонтальной; фазы ортогонально поляризованных компонент поля, например вертикальной и горизонтальной;

модуль поляризационного коэффициента ;

аргумент поляризационного коэффициента .

При этом величина P(t) может меяться в пределах от О до м , а веичина 6 Ct) - в пределах от О до 1Г..

P(t)EM/ /E(t)

8(t)cf.(t)- - ci,(t)

10

225029Л

Таким образом, для имитации поляризационной структуры поля волны необходимо обеспечивать Нормирование двух составляющих с управляемыми амплитудами и разностями фаз, что соответствует управлению величинами P(t) и 8 (t).

Сигнал с выхода блока 12 смещения частоты поступает на вход управляемого аттенюа- ора 21 и вход управляемого фазовращателя 28. Управляемый фазоврашатель 28 обеспечивает имитацию относительного фазового сдвига двух составляющих в пределах от О до 21Т, что согласно (1) соответствует изменению в этих пределах значения аргумента поляризационного коэффициента ортогонально поляризованных компонент. С помощью управляемых аттенюаторов 21 и 29 достигается установка требуемого значения модуля поляризационного коэффициента в пределах от О до оо .

Таким образом, в канале отражен- 25 ных лучей амплитуда сигнала, соответствующего ортогональной состав15

20

ляющёй Е

отр.у

регулируется, напри

мер, с помощью управляемого аттенюатора 29, а ортогональной составляю- щей , например, с помощью управляемого аттенюатора 21.

Имитация ортогональных составляющих поля электромагнитной волны в канале прямого луча осуществляется с помощью управляемого фазовращателя 23, управляемых аттенюаторов 20 и 24. Сигнал прямого луча с выхода фазовращателя 15 поступает на вход управляемого аттенюатора 20 и -вход управляемого фазовращателя 23.

Управляемьш фазовращатель 23 обеспечивает имитацию относительного фазового сдвига двух составляющих прямого луча в пределах от О до 2lr, что согласно (1) соответствует изменению в этих пределах величины аргумента поляризационно о коэффициента ортогонально поляризованных компонент. С помощью управляемых аттенюаторов 20 и 24 достигается ус

тановка требуемого значения модуля

поляризационного коэффициента Р.

пр

в пределах от О до оз .

В результате в канале прямого луча амплитуда сигнала, соответству- 55 ющего ортогональной составляющей ЕППН регулируется, например, с помощью управляемого аттенюатора 24, а ортогональной составляющей Е пр. х

с помощью четвертого управляемого аттенюатора 20.

Сумматор 13 служит для сложения одноименных составляющих,- например, ЕОТП и Е „„ каналов отраженных и прямого лучей.

Сумматор 25 аналогичным образом производит сложение одноименных составляющих, например и Е рр п каналов отраженных и прямого лучей.

На выходах сумматоров 13 и 25 получаются замирающие сигналы двух ортогональных составляющих Е ц соответственно.

Замирающие сигналы с выходов сум- матора 13 и 25 поступают соответственно на блоки 16 и 26 смещения частоты, которые имитируют смещение частоты сигналов двух ортогональных составляющих за счет изменения гео- метрии объектов связи. С выхода блока 16 смещения частоты сигнал составляющей E, поступает на измеритель мощности 17 и выходной преобразователь частоты 18, на другой вход кото рого поступает напряжение от перестраиваемого генератора 19. Аналогично с выхода блока 26 смещения частоты сигнал составляющей Еу поступает на измеритель мощности 22 и выходной преобразователь частоты 27, на другой вход которого поступает напряжение от перестраиваемого генератора 19 В результате на выходах преобразователя частоты 18 и вьпсодного преобразователя 27 образуются соответственно составляющие сигнала Е и Ej. на частоте сигнала, прохождение которо- по многолучевому каналу имитируется в предлагаемом устройстве.

Наличие отдельных групп элементов, обеспечивающих разделение составляющих, управление их амплитудой и изменение относительного фазового сдвига как в канале отраженных лучей так и в канале прямого луча, позволяет имитировать различия в характере поляризации отраженных и прямого лучей. Такие различия могут иметь место, например, в коротковолновых

каналах связи, в каналах связи и локации объектов в диапазоне УКВ и СВЧ.

Таким образом, на выходе имитатора многолучевого радиоканала получаются две замирающие составляющие, флуктуации амплитуд и фаз которых определяются законами распределения амплитуды и фазы в источнике 5 слу

5 0 5 Q

чайных сигналов, соотношениями уровней напряжений в прямом, зеркальном и диффузных лучах. Характер изменения соотнощений амплитуд и фаз двух сформированных составляющих определяется характером управления управляемыми аттенюаторами 20,21,24 и 29, управляемыми фазовращателями 23 и 28 и обусловлен закономерностями изменения поляризации радиоволн в имитируемом радиоканале.

Если сигналы .на выходах выходного преобразователя частоты 18 и выходного преобразователя частоты 27 соответствуют например, горизонтальной и вертикальной составляющим, можно моделировать многолучевое распространение сигналов с любым видом поляризации в условиях, близких к реальным. Использование предложенного имитатора позволит имитировать многолучевые каналы, в которых может быть поляризация сигнала как фиксированной, так и изменяющейся в.о времени, что отвечает условиям подвижной связи, локации подвижньгх объектов, изменению параметров среды распространения или характера отражающей поверхности,

С помощью имитатора можно производить многократные испытания при одинаковых параметрах, что невозможно обеспечить в реальных условиях.

I Формула изобретения

Имитатор многолучевого радиоканала по авт. св. № 658755, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования амплитудных и фазовых соотношений, соответствующих двум ортогональным составляющим электромагнитного поля, между выходом фазовращателя прямого луча и входом второго сумматора введен третий управляемый аттенюатор, между выходом второго блока смещения частоты и другим входом второго сумматора введен четвертый управляемый аттенюатор, а .также введены второй иА1ери- тель мощности, последовательно соединенные первый управляемь1й фазовращатель, пятый управляемый аттенюатор, четвертый сумматор, третий блок смещения частоты и второй выходной преобразователь частоты, а также последовательно соединенные второй управляемый фазовращатель и тестой

5

0

5

71225029 8

управляемый аттенюатор, выход кото- входу второго управляемого фазовра- рого подключен к второму входу чет-щателя, вход второго измерителя мощ- вертого сумматора, причем выход фа-ности подключен к выходу третьего зовращателя сигнала прямого лучаблока смещеиия частоты, а второй, подключен к входу первого управляе-j вход выходного преобразователя чаемого фазовращателя, вьгход второгототы соединен с выходом перестраи- блока смещения частоты подключен кваемого генератора.

Изобретение относится к радиотехнике. По отношению к авт. св. № 658755 расширяются функциональные ВОГ5МОЖИОСТИ за счет формирования амплитудных и фазовых соотношений, соот- ветствут1дих двум ортогональным составляющим электромагнитного поля. (Л С