Способ измерения шумов Советский патент 1989 года по МПК G01R29/26 

Изобрегенир относится к радиотехнике и можег быть использовано на подвижных обьектах дчя измерения шумов такелажа на входах радиоприемника, вызванных излучениями рпдиопере 1атчиков, я их уменьшения HVIPM принятия оответч гвующих мер и нонтртя d и чтением уровня шумов та- h ia/Kra

Цен. к «обречения - повышение точности (н(1Я чет,) такелажа ча run ц iipHf . i-iih 1 в полосе ею пропускания пр. юбпи птстр икр мант нлсгройки радиоприемника и радиопередатчика при совместной их работе

На чертеже представлена блок-схема уст- ройства для реализации предлагаемою способа.

Устройство содержит радиопередатчик 1, ключ 2, первый вспомоглельный генератор 3, аттенюатор 4 генератора, переключатель 5, резистор 6, первый высокочастотный переключатель 7. лнтеннын тор 8 передающих лнгепн, пере антенну 9. трат форм.п о; |0 тока, киивллент

I I нагрузочного сопротивления, второй высокочастотный переключатель 12, сумматор 13 напряжений, аттенюатор генератора 14, переключатель 15, порой вспомогательный император КЗ, радиоприемник 17, вольтметр 18, антенный коммутатор 1,9 приемных аи- тени, приемную антенну 20, при этом выход радиопередатчика f через последовательно соединенные первый высокочастотный переключатель 7, эквивалент 11 нагрузочного сопротивления, трансформатор 0 тока, вто- рой высокочастотный переключатель и сумматор I3 напряжений подключен к входу радиоприемника 17, к выходу которого подключен вольтметр 18. К второму входу сумматора 13 напряжений через аттенюатор 4 подключен первый вспомогательный генератор 3, а к суммирующему входу радиопередатчика через резистор 6 и аттенюатор 14 подключен второй вспомогательный генератор 16.

Сущность способа заключается в следующем.

На каждой из частотных отстроек час- готы настройки радиоприемника 17 от частоты настройки радиопередатчика 1 при отключенном сигнале радиопередатчика 1 (ключ 2 отжат) определяют напряжение собственного шума на выходе радиоприемника .17, подают при отключенном сигнале радиопередатчика 1 первый вспомогательный сигнал, имеющий частоту, равную частоте настройки радиоприемника 17, и измеряют чувствительность радиоприемника 17. Затем подают сигнал с выхода радиопередатчика 1 на эквивалент 11 нагрузочного сопротивления, измеряют напряжение шума l/шэке. радиопередатчика 1 на эквиваленте 1 нагрузочного сопротивления и совместно с сигналом радиопередатчика 1 подают второй вспомогательный сигнал, выбирают его частоту, равно частоте, на которой следует измерять шум, и устанавливают напряжение этого сигнала таким, чтобы среднеквадрати- чсское напряжение этого вспомогательного сигнала и шума на эквиваленте нагрузочного сопротивления на частоте измерения шума было в т раз больше напряжения при отсутствии вспомогательного сигнала, далее смесь сигнала радиопередатчика 1 ihвторого вспомогательного сигцала подают на пере- дагогЛую антенну 9, переданный этой антенной сигнал подают после его приема приемной антенной 20 с выхода приемной антенны 20 fia вход радиоприемника 17 и изме- ряют при этом напряжение U на входе радиоприемника 17, отключают второй вспомогательный сигнал и при каждой Из за- данных частотных отстроек вновь измеряют напряжение ицц и входе радиоприемника 17, выво1ят до нуля сигнал рздиопередат- чнка 1 и измеряют напряжение помех от посторонних станций Umn на входе радиоприемника 17 в ечо полосе пропускания , по результатам измерений определяют напряже

ние шумов такелажа на входе радиоприемника 17 в ею полосе пропускания:

иШ1П v 4 - Ш+ иь),

t/Lt/3JCS

Ue« iJm -CjUb + Lti;

11 V Uf - ь шр

О ее. te

5

5

0

0

о л- 5

5

0

5

где Utuf - напряжение шумов и внешних помех на входе радиоприемника 17 в полосе его пропускания при работе радиопередатчика 1 и ра- диоприем ника 17 с антеннами, поданном сигнале радиопередатчика 1 и выведенном до нуля втором вспомогательном сигнале; Utu - напряжение шума самого по себе радиопередатчика 1,т е без учета шумов такелажа, на входе радиоприемника 17 в полосе его пропускания, когда сигналы передаются и принимаются антеннами 9 и 20; Uiua -напряжение помех от посторонних станций на входе радиоприемника 17 в полосе его пропускания;

U -- результирующее напряжение шумов, помех и второго вспомогательного сигнала на входе радно- приемника 17 при работе радиопередатчика 1 и радиоприемника 17, с антеннами 9, 20 и поданных сигнале радиопередатчика 1 и втором вспомогательном сигнале;

иш.вхв - напряжение шума радиопередатчика на эквиваленте i 1 нагрузочного сопротивления в полосе .пропускания радиоприемника 17 при нагрузке па этот эквивалент радиопередатчика 1,

t4t9KB -напряжение второго вспомогательного сигнала в полосе пропускания радиоприемника 17, выделяющееся на эквиваленте 11 нагрузочного сопротивления при нагрузке радиопередатчика 1 на этот эквивалент;

UUK -.напряжение собственного шума радиоприемника 17-в полосе его пропускания, пересчитанное к его

входу, причем L}IM..-- S -

Н

чувствительность радиоприемника 17, измененная при отключенном сигнале радиопередатчика 1 и заданном отношении среднеквадра- тической суммы напряжений первого вспомогательного еж нала и собственного шума на выходе радиоприемника 173:1. Измеряемое шумовое напряжение определяется по формуле

II - V V ё I

(4}

где Ubi напоч/кение первого вспомсна- тетьного cm нала, соответствующее превышению в напряжения на выходе радиоприемника 17 после подачи на его вход первого вспомогательного сигнала от генератора 3,

S - чувствительность радиоприемника 17, измеренная при отключенном сигнале радиопередатчика 1 и заданном отношении среднеквад- 10 ратической суммы напряжений первого вспомогательного сигнала, поступающего от генератора 3, и собственного шума на выходе радиоприемника 17 к напряжению ., собственного шума радиоприемника 17 на этом выходе 3:. После измерения чувствительности S радиоприемника при заданной отстройке и частотах настройки радиопередатчика 1 и радиоприемника 17 производят измерение 20 шумового напряжения Ј/ши,Л радиопередатчика 1 при нагрузке его на эквивалент 11 нагрузочного сопротивления

Измерение его производится следующим образом.

Одновременно с сигналом радиопередат- чика 1 на вход радиоприемника 17 подают первый вспомогательный сигнал, имеющий частоту, равную частоте настройки радиоприемника 17, и устанавливают напряжение этого сигнала таким, чтобы среднеквадра- п тическое значение напряжения на выходе радиоприемника 17 превысило в раз зафиксированное ранее напряжение на выходе радиоприемника 17 при отсутствии первого вспомогательного сигнала, а измеряемое напряжение . радиопередатчика 1 при любой отстройке как в полосе, так и за полосой б тонирования вычисляют по формуле (4)

После измерения УШУКИ. подают второй вспомогательный сигнал, имеющий частоту, равную частоте настройки радиоприемни- 40 ка 17, и устанавливают напряжение этого сигнала таким, чтобы среднеквадратическое значение напряжения на выходе радиоприемника 17 превысило в т раз зафиксированное ранее напряжение на выходе радиоприемника 17 при отсутствии второго 5 вспомогательного сигнала, когда на входе радиоприемника 17 присутствует сигнал радиопередатчика I

При отсутствии второго вспомогательного сигнала на выходе радиоприемника 17 будет напряжение50

-jub+ub,.,

где Ksf - коэффициент усиления радиоприемника 17, блокированного сигна- лом радиопередатчика 1, JJu-c -напряжение собственного шума радиоприемника на его входе, а при наличии второго вспомогаU TbllOIO iHIH.Mc) Ы,фЧЖ(.

Ph.ходе радиоприемника

Ь .- Лл 1&

6

причем

U ( i

Ь ,

шухл,

-(.& Чшс+1

Отсюда напряжение второго всиомога тельною сигнала на входе радиоприемни ка IT ; снимаемое с эквивалента 11 нагрузочного сопротивления,

UK 1П2- 1 /6Ue+ U

5}

Uujfftf. было измерено, а иШ1 связано с величиной чувствительности.

УШС. -

5

W

Далее смесь сигнала радиопередатчика 1 и второго вспомогательного сигнала подают на передающую антенну 9, а сигнал из эфира на входе радиоприемника 17 подают с выхода приемной антенны 20

На вход радиоприемника 17 при этом из эфира поступает не только смесь сигналов основного и вспомогательного от радиопередатчика I, но также помехи из эфира от посторонних станций и шумы такелажа объекта, на котором располагается радиопередатчик 1, обусловленные сигналом радиопередатчика 1 Таким образом, на входе радиоприемника 17 присутствует напряжение

+u +uL+uZ4

(6)

где L/шп - напряжение помех на входе радиоприемника, обусловленное работой посторонних станций, ишч -напряжение шумов такелажа, Ubw - напряжение на входе приемника, обусловленное вторым вспомогательным сигналом

После отключения второго вспомогательного сигнала напряжение на входе радио- -приемника 17 станет равным

.

(7)

а после отключения и основного сигнала радиопередатчика 1 напряжение станет равным L/шя

По U и Uutp можно определить напряжение второго вспомогательного сигнала на входе радиоприемника 17 И (6) и (7) имеем

и™

о/р

(8)

Напряжение ог посторонних станций на входе радиоприемника и ц„ можно шмерить.

например, по способу-прототипу аналогично намерению с помощью первого вспомогательного сигнала, для чего напряжение пе|)вого вспомогательного сигнала ус- танувпивают таким, чтобы напряжение на вы- ходе радиоприемника 7 увеличилось в -уТ раз. Тогда по формуле (4) на основании отсчета величины напряжения первого вспомогательного сигнала определяют l/щп. Аналогично можно измерить.//| и 11шр.

По результатам расчета Uacn по (8) и измеренным ранее величинам напряжения второго вспомогательного сигнала на эквиваленте 1 нагрузочного сопротивления Ци.экв II напряжения шума радиопередатчика 1 на эквиваленте 11 нагрузочного со- противления ЈЛи.в можно рассчитать напряжение шума 1/ш. самого по себе радиопередатчика 1 (т. е. без шумов такелажа) на входе радиоприемника 17:

it

-J/J.

(9) 20

Это следует из того, ч го шум и второй вспомогательный сигнал с выхода радиопередатчика 1 имеют одинаковые пути рас- пространения до входа радиоприемника 17. Следовательно, их относительные изменения на этом пути (если исключить шумы такелажа) одинаковы.

На основании результатов измерений можно из (7) определить напряжение шумов такелажа на входе радиоприемника:

1и„ ) .

Формула изобретения

;ю)

Способ измерения шумов, заключающий- ся в том, что на каждой из частотных отстроек частоты настройки радиоприемника or частоты настройки радиопередатчика при отключенном радиопередатчике определяют напряжение собственного шума на выходе радиоприемника, подают вспомогательный сигнал с частотой настройки радиоприемника, измеряют чувствительность радиоприемника, подают одновременно с сигналом радиопередатчика вспомогательный сигнал, имеющий частоту, равную частоте настройки радиоприемника, устанавливают напряжение вспомогательного сигнала, отличающийся тем, ч го, с целью повышения точности измерения шума, подают сигнал радиопередатчика на эквивалентное нагрузочное сопротивление, измеряют на нем напряжение шума радиопередатчика ,, одновременно с сигналом радиопередатчика на нагру- зочное сопротивление подают .второй вспомогательный сигнал, имеющий частоту, равную чистоте измерения шума, устанавливают напряжение L/ВС.ЗКВ второго всномога- тельного сигнала таким, чтобы среднеквад- ратич Ч кое напряжение на выходе радиоприемника возросло в m раз, этот сигнал и сигнал радиопередатчика подают в передающую антенну, измеряют при эт П напряжение U на входе радиоприемника, связанном с выходом приемной антенны, отключают второй вспомогательный сигнал и вновь измеряют напряжение Uuif на входе радиоприемника, выключают радиопередатчик и измеряют напряжение помех от посторонних станций Uut.n на входе радиоприемника в полосе его пропускания, затем вычисляют напряжение шумов радиопередатчика по формуле

iViu. l Limp - ( L/игт Uuf.il ,

где Vuip - напряжение на входе радиоприемника в полосе его пропускания при работе радиопередатчика и радиоприемника с антеннами, поданном сигнале радиопередатчика и отключенном втором вспомогательном сигнале;

напряжение помех от посторонних станций на входе радиоприемника в полосе его пропускания; напряжение шума радиопередатчика без учета шумов такелажа на входе радиоприемника в полосе его пропускания, копа сигналы передаются и принимаются антеннами, определяемое по формуле

I,Uecf , I

U И/.,

ь вс. же

где Uj-напряжение на входе радиоприем- ни-ка при работе радиопередатчика и радиоприемника с антеннами, поданном сигнале радиопередатчика и отключенном втором вспомогательном сигнале;

Иы.зкв - напряжение шума радиопередатчика при подаче сигнала радиопередатчика на эквивалентное нагрузочное сопротивление; - напряжение второго вспомогательного сигнала на эквивалентной нагрузочном сопротивлении, при котором напряжение на входе радиоприемника возрастает в m раз, определяемое по формуле

-

и

ц

и„

Vm -l

V - ujc T «/.ЭД5

где Uuf.e,- напряжение собственного шума радиоприемника в полосе его пропускания, пересчитанное к его входу;

UBV, - напряжение на входе радиоприемника, обусловленное втрым вспомогательным сигналом, определяемое по формуле

U

Изобретение может использоваться на подвижных объектах для измерения шумов такелажа на входах радиоприемника. Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета шума такелажа на входе приемника в полосе его пропускания при любой отстройке частот настройки радиоприемника и радиопередатчика при совместной их работе. Способ заключается в том, что на каждой из частотных отстроек радиоприемника и при отключенном радиопередатчике определяют напряжение собственного шума на выходе радиоприемника, подают первый вспомогательный сигнал с частотой настройки радиоприемника, измеряют чувствительность радиоприемника, подают одновременно с сигналом радиопередатчика первый вспомогательный сигнал, имеющий частоту, равную частоте настройки радиоприемника, устанавливают напряжение этого сигнала. Затем подают сигнал радиопередатчика на эквивалентное нагрузочное сопротивление,измеряют на нем напряжение шума радиопередатчика U_ш.экв, потом одновременно с сигналом радиопередатчика подают второй вспомогательный сигнал на частоте измерения шума, устанавливают напряжение U_ВС.ЭКВ второго вспомогательного сигнала таким, чтобы СКЗ напряжения на выходе радиоприемника возросло M раз. Этот сигнал и сигнал радиопередатчика подают на передающую антенну. При этом измеряют напряжение U₁ на входе радиоприемника, связанном с выходом приемной антенны. Отключают второй вспомогательный сигнал и вновь измеряют напряжение U00ш_.р на входе радиоприемника, выключают сигнал радиопередатчика и измеряют напряжение помех от посторонних станций U_шп на входе радиоприемника в полосе его пропускания. Затем вычисляют напряжение U_шт шумов такелажа по формуле U_ш0._т==√U_ш.п-(U₂+U_ш.00п, где U_ш=√U²-U_ш.р/U_вс.экв.U_ш.экв.