Дисперсионный анализатор спектра Советский патент 1986 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к )эадиоиз- мерительной технике и может быть ис- пользовано в радиотехнических устройствах для анализа спектров сигналов в панорамном приёме.

Цель изобретения - расширение полосы анализа.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.,

В результате преобразования частоты сигнала частотно-модулируемого гетеродина с помощью дискретно изменяющейся на интервале тТ частоты сигнала синтезатора на выходе третьего однополосного модулятора формируется сигнал, длительность и девиация частоты которого в m раз больше исходных; а в результате сканирования в частотно-временной обасти с помощью дискретного изменения частоты сигналов синтезатора на вторых входах первого и второго однополосных модуляторов и в результате когерентного накопления сигнала с помощью m недиспе рсионных линий задержки и сумматора обеспечивается формирование длительности дисперсионной характеристики и полосы диспер- сионного устройства (с входа первого однополосного модулятора до выхода сумматора) в га раз больше, ч.ем у применяемой в составе устройства дисперсионной линии задержки, тем самым обеспечивается увеличение в m раз полосы анализа.

Дисперсионный анализатор спектра содержит последовательно со единенные широкополосный тракт 1, смеситель 2, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 3, первый однополосный модулятор 4, дисперсионную линию 5 задержки (ДПЗ), второй однополосный модулятор 6, ко ммутатор 7, m недисперсионных линий 8 задержки, сумматор 9, индикатор 10, синхронизирующий вход которого соединен через последовательно соединенные первую недисперсионную линию 11 задержки, делитель 12 частоты в m раз, делитель 13 частоты на 2 соединен с выходом ге- нератора 14 синхроимпульсов, управляющим входом синтезатора 15 частот, управляющим входом чacтoтнo-мoдyJ и- руемого гетеродина 16, управляющий выход коммутатора 7 соединен через , вторую недисперсионную линию 17 задержки с выходом делителя частоты на,

10

2 и входом делителя частоты в ш раз, выход частотно-модулируемого гетеродина 16 соединен с первым входом третьего однопрлосного модулятора 18. выход которого соединен с вторым входом смесителя 2, первый выход синтезатора 15 частот соединен с вторым входом первого однополосного модулятора 4, второй выход - с вторым входом второго однополосного модулятора 6, третий выход - с вторым входом третьего однополосного модулятора 18. .

Анализатор работает следующим образом.

Генератор 14 синхроимпульсов фор- мкрует короткие синхроимпульсы с периодом повторения Т (фиг.2а). Под воздействием этих синхроимпульсов частотно-модулируемый гетеродин 16 формирует частотно-модулируемые радиоимпульсы длительностью Тис девиацией частоты lu) следуклцие непре;рывно друг за другом без про- 25 пусков (фиг.26). В общем виде выходной сигнал частотно-модулируемого гетеродина определяется вьфаже- нием

15

20

S, (t)

и. COS (

t

2

(1)

,на каждом интервале времени i-(i+1)T при i О, 1, 2,

где

- fil

ли - девиация несущей.

Синтезатор 15 частоты, управляемый короткими импульсами генератора 14 синхроимпульсов, формирует по третьему выходу сигнал с дискретно зменяющейся частотой на интервале времени шТ через время, равное Т (рис„ 2в), определяемый выражением

4S

Sj (t) Uj cos(kau))t.

(2)

где k Г, 2, ..., m; (k-1l).В результате перемножения сигналов частотно модулируемого гетеродина 16 и синтезатора 15 частот на выходе третьего однополосного модулятора 18 формируется частотно-моду- .лируемьй сигнал длительностьк) тТ и девиа.цией частоты тлМ (фиг .2г)..

Анализируемый сигнал поступает через широкополосный тракт 1, на первый вход смесителя 2, где перемножается с частотно-модулируемым сигналом гетеродина длительностью тТ и девиацией тла. Составляющая суммарной частоты входного сигнала и частотно -модулируемого гетеродина усиливается УПЧ 3 и подается на пер-

вый вход первого однополосного модулятора 4.

Полоса УПЧ 3 должна быть равна 2т4(), что позволяет производить спектральный анализ в полосе ШАШ. Синте- затор 15 частоты по первому выходу формирует сигнал с дискретно изме- няющёй ся частотой на интервале времени 2тТ через время равное 2Т (фиг.2д определяемый выражением

) Uj cos (+k 2&u-)t, (3)

где k 1,2,3,.,.,ni 2(k-l)T ti2kT.

В результате перемножения сигнало с выхода УПЧ 3 и первого вэкрда синтезатора 15 частот, на вькоде первого однополосного модулятора форми- руетсл сигнал с промежуточной частотой, равной разности частот сигнала си:нтезатора 15 и сигнала УПЧ 3. Этот сигнал представляет собой га/2 следующих друг за другом во времени сигналов длительностью 2Т, девиацией 2ди) и с редней частотой, равной сред- ней частоте ДЛЗ 5, полоса пропускания которой также равна 2uui и длительность дисперсионной характеристики равна. 2Т.

Временное положение сигнала на интервале времени 2тТ определяется значением частоты исследуемого входного сигнала в пределах полосы таль). Если предположить, что анализируемый сигнал является гармоническим, то выходной сигнал ДЛЗ 5 во всех последовательных т/2 каналах на интервале тТ будет определяться выражением

g(t)

(jT

0,5-лыТ

cosCuT-. -)(4)

На фиг.2с показан выходной сигнал ДПЗ 5 при нижней граничной часто те полосы обзора анализатора, а на фиг.2ж - при верхней граничной частоте полосы обзора.

С выхода ДЛЗ 5 сигнал всех последовательных каналов на интервале 2inT поступает -на первый вход второго однополосного модулятора 6, на второй вход которого с второго выхода

синтезатора 15 частот поступает сигнал с дискретно изменяющейся той на интервале 2тТ через время 2т, определяемый выражением

S (t) cos(2k4ii))t.

(5;

где k 1,2,...; 2(k-1) t 2kT.

В результате на выходе второго однополосного модулятора 6 обеспечивается обратное смещение центральной частоты откликов спектра сигнала в последовательньк во времени каналах.

Таким образом, выходной сигнал однополосного модулятора 6 в каждом, последовательном канале будет определяться выражением

..(t)

T-ow sin(0,5ia)t)

X cos

0,5iUt

„„ - i (K2iil, ,

П1ЭИ .

С выхода однополосного модулятора 6 сигнал поступает на вход коммутатора 7, управляемого синхроимпульсами с выхода делителя 13 частоты на 2 и задержанными во второй не- дисперсионной линии 17 задержки на BpehM, равное задержке, сигнала с вьг хода смесителя 2 до входа коммутатора 7.

Коммутатор 7 производит подключение выхода однополосйого модулятора 6 последовательно во времени к входам m недисперсионных линий 8 задержки, обеспечивакщих на входе сумматора 9 временное совпадение сиг- налов. Полосы пропускания недиспер- сионных линий задержки одинаковы и равны 2AU, время задержки в линиях отличается на 2Т, а центральные частоты отличаются на ль.

Суммирование в сумматоре 9 выход-, ных сигналов дает результирукмций сигнал, определяемый выражением

f . л1 sin(0,5m4Wt)

ееы, - Ч 2r o:5m;i:;t

ncosCoJ t - |).(7)

Далее сигнал поступает на вход индикатора, синхронизируемого сигналом, получаемым делением частоты выходного сигнала генератора 14 синхроимпульсов, с помощью делителя 13 частоты на 2 и делителя 12 в m раз, в 2 ш раз и задержанным в линии 11

задержки на время, равное времени задержки сигнала в каскадах анализатора, с выхода смесителя 2 до входа индикатора 9.

На фиг.2 показан выходной сигнал анализатора при среднем значении частоты анализируемого сигнала (сплошная линия) и при граничных значениях частоты полосы анализа (пунктирная линия).

Формула изобретения

Дисперсионной анализатор спектра, содержащий последовательно соеди- ненные широкополосный тракт и смеситель, а также дисперсионную линию задержки, частотно-модулируемый гетеродин, управляющим входом соединенный с выходом генератбра синхро- импульсов, электронный коммутатор, сумматор и первый однополосный модулятор, индикатор, синхронизирующим входом соединенный через первую недисперсионную линию задержки с дом делителя частоты в m раз,, о т- л и чающийся тем, что, с целью расширения полосы анализа, в нег введены второй однополосный модулятор, первый вход которого соединен с выходом дисперсионной линии задержки

а выход - с входом коммутатора, третий однополосный модулятор, первый вход которого соединен с выходом частотно-модулируемого гетеродина, а выход - с вторым входом смесителя, синтезатор частот, первьй выход которого соединен с вторым входом первого однополосного модулятора, второй выход - с вторым входом второго однополосного модулятора, третий выход - с вторым входом третьего однополосного модулятора, а управляю- ш;ий вход - с выходом генератора синхроимпульсов, управляющим входом частотно-модулируемого гетеродина и входом делителя частоты на 2, выход которого соединен с входом делителя частоты в m раз и входом второй недисперсионной линии задержки, выход последней соединен с управляющим входом коммутатора, выходы коммутатора соединены через m недисперсионных линий задержки с входами сумматора, выход которого соединен с входом индикатора, усилитель промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом смесителя, а выход - с первьм входом первого одно- по лосно Го модулятора, выходом подключенного к входу дисперсионной линии з адержки. .

Изобретение может быть использовано в радиотехнических устройствах для анализа спектров сигналов в панорамном приеме. Цель-изобретения- расширение полосы анализа. Устройство содержит широкополосный тракт 1, . смеситель 2, усилитель 3 промежуточной частоты, коммутатор 7, индикатор 10, делитель 12 частоты и m раз делитель 13 частоты на 2 и генератор 14 синхроимпульсов. В результате преобразования частоты сигнала час8х тотно-модулируемым гетеродином 16 с помощью дискретно изменяющейся на интервале тТ частоты сигнала синтезатора 15 частот на выходе однополосного модулятора 18 формируется сигнал, длительность и девиация частоты которого в m раз больше исходных. В результате сканирования, в час тотно-временной области с помощью дискретного изменения частоты сигна- лов синтезатора 15 на вторых входа х однополосных модуляторов 4 и 6 и в результате когерентного накопления , сигнала с помощью m недисперсионных линий 11 и 17 задержки и сумматора 9 обеспечивается формирование длительности дисперсионной х;йрактеристики и полосы дисперсионного устройства (с входа однополосного модулятора 4 до выхода сумматора 9) в га раз больше, чем у дисперсионной линии задержки 5. Благодаря этому увеличивается в m раз полосы анализа. 2-ил. 8 Ю (Л ьо 4 О5 О N9

tJnfinM

3 iVi-; j

(), ЛиГ

№ВД2И4В11ИИПИ Заказ 3995/38

Произв.полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 728

Подписное