Устройство выбора каналов для разнесенного приема Советский патент 1989 года по МПК H04B7/08 

Изобретение относится к радиосвязи и предназначено для приема информации в условиях помех.

Целью изобретения является повышение помехбзащищенности приема информации.

На фиг.1 дана структурная электрческая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - пример вьтолнения радиоприемника; на фиг.З - блок анализа частот; на фиг.4 - измеритель помех; на фиг.З - блок выбора; на фиг.6 - измеритель искажений; на фиг.7 - блок сложения; на фиг.8 - регенератор; на фиг.9 сумматор с регистром памяти.

Устройство выбора каналов для разнесенного приема содержит в трактах разнесения радиоприемник 1, коммутаторы 2 и 3, блок 4 анализа частот, измеритель 5 искажений, в общем тракте - блок 6 сложения, демодулятор 7 и регенератор 8. Радиоприемник 1 содержит преселектор 9, синтезатор 10 частот, смесители 11 и 12, усилители 13 и 14 промежуточных частот, блок 15 настройки, демодулятор 16 и блок 17 запоминания.

Блок 4 анализа частот содержит смеситель 18, фильтр 19, измеритель 20 помех, гетеродин 21, Формировател 22 временных интервалов, счетчик 23 блок 24 выбора, детектор 25, аналого цифровой преобразователь 26, демуль- типлексор 27, сумматоры с регистрами 28 памяти, регистры 29, мультиплексор 30, компаратор 31, регистр 32, дешифратор 33, счетчик 34, коммутатор 35, дешифратор 36, элемент ИЛИ 3 регистр 38.

Измеритель 5 искажений содержит счетчик 39, генератор 40 импульсов, D-триггер 41, дифференцирующую цепь 42, сумматор 43 по модулю два, датчик 44 временных интервалов, реверсивный счетчик 45 и счетчик 46.

Блок 6 сложения включает усилители 47 с обратной связью по усилению фазовращатели 48, фазовые детекторы 49, сум 1атор 50.

Блок 8 регенерации содержит дифференцирующую цепь 51, фазовый дис- .криминатор 52, делитель 53 частоты, дифференцирующую цепь 54, D-триггер 55, ограничитель 56, реверсивный счетчик Ь7, управляющий элемент 58, генератор 59 импульсов.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Блок 28 содержит сумматор 60 и регистр 61.

Устройство работает следующим образом.

ГуПя ведения связи предусматривается прием на нескольких выделенных частотах, различных или одинаковых в каждом TpaicTe разнесения. Около каждой выделенной частоты имеется п субчастот (резервных каналов) в полосе пропускания радиоприемника, на которых также возможен прием информации. Номиналы выделенных частот нумеруются, кодируются и вводятся в блок запоминания приемника, причем номера субчастот кодируются одинаково для всех выделенных частот.

При включении устройства радиоприемники 1 в трактах разнесения настраиваются на первые выделенные частоты И выдают сигнал готовности на коммутатор 2 и в блок 4 анализа частот. Напряжение промежуточной частоты приемников при этом поступает через коммутатор на блок 4 анализа частот и на блок 6 сложения.

В каждом тракте разнесения в блоке 4 анализа частот осуществляется измерение уровня помех на каждой из п субчастот, расположенных в полосе пропускания приемника, и по окончании измерения на всех п субчастотах выбирается канал с минимальным уров нем помех; номер этой субчастоты кодируется и поступает на управляющий вход радиоприемника 1, перестраивая его на выбранную субчастоту с минимапьным уровнем помех. Таким образом, к входам блока 6 сложения подключаются каналы с минимальным уровнем помех. В блоке сложения осуществляется сложение сигналез всех трактов разнесения, после чего суммарный сигнал демодулируется в демодуляторе 7 и регенерируется в блоке 8

В процессе ведения связи в каждом тракте разнесения осуществляется контроль качества приема инЛормации по величине искажений фронтов и дроблений посылок сигнала. С этой целью с выходов низкой частоты радиоприемников 1 демодулироваиные посылки сигнале подаются на измеритель 5 искажений, где сравниваются с регенерированными посьи1ками, поступающими в измеритель 5 искажений из регенератора 8 суммарного тракта. Если в каком-то тракте за определенный ин

5

тервал времени счетчик измерителя 5 искажений насчитывает число искаженных посыпок более заданного, то из измерителя 5 искажений в блок 4 анализа частот поступает сигнал запроса нового значения резервной субчастоты с минимальным уровнем помех. Блок А анализа частот, в котором постоянно ведется анализ резервных субчастот и имеется номер канала с минимальным уровнем помех в каждый момент времени, по этому запросу кодирует номер новой субчастоты с минимальным уровнем помех и через коммутатор 3 переключает на нее приемник данного тракта разнесения. Во время переключения частоты приемника сигнал готовности отсутствует и коммутатор 2 отключает сигнал промежуточной частоты от вход блока 4 анализа частот данного тракта разнесения и от блока 6 сложения. Если D течение определенного времени в каком-то из трактов разнесения измеритель 5 искажений насчитывает число запросов на смену субчастоты больше допустимого, то из измерителя 5 искажений на вход приемника через коммутатор 3 поступает команда, по которой приемник перестраивается на другую выделенную частоту Эта ситуация характерна, когда ухудшаются условия прохождения радиоволн на выделенной частоте или когда помеха действует на данной частоте во всей полосе пропускания приемника.

Высокая помехозащищенность приема достигается за счет сочетания оптимального частотно-разнесенного приема сигналов с выбором для, сложения каналов с минимальным уровнем помех в каждом тракте разнесения и сменой рабочих частот в каждом тракте при воздействии помех и ухудшений условий распространения радиоволн

Радиоприемник 1 осуществляет прие сигналов. Принимаемый сигнал поступает из антенны через преселектор 9 на вход смесителя 11, преобразуется с частотой первого выхода синтезатора 10 частот, усиливается усилителем 13 промежуточной частоты, с которого поступает на смеситель 12 где преобразуется с частотой второго выхода синтезатора 10 частот, усиливается усилителем 14 промежуточной частоты и демодулируется демодулятором 16. Сигналы с усилителей 13 и 14 промежуточной частоты поступают чере

5

С

5

0

5

0

5

0

5

частот 4 и сложения 6, а с демодулятора 16 - на измеритель 5 искажений. Перестройка субчастоты радиоприемника производится сигналом управления, который поступает через коммутатор 3 из блока 4 анализа частот на блок 15 настройки, с помощью которого переключается частота синтезатора 10 частот, подводимая по входу второго смеси теля 12, в соответствии с выбранным блоком 4 анализа частот номером субчастоты. Сигнал управления на смену выделенной частоты поступает через коммутатор 3 от измерителя 5 искажений на блок 17 запоминания и перестраивает преселектор 9 и частоту синтезатора 10 частот, подводимую к первому смесителю 11. После завершения настройки блок 15 формирует сигнал готовности к приему, который поступает на управляющий вход татора 2 и на блок 4 анализа частот.

Блок 4 анализа частот постоянно ведет анализ уровня помех на резервных субчастотах и выбирает частоту с минимальным уровнем.

При появлении сигнала готовности в блоке 4 анализа частот запускается формирователь 22 временных интервалов, который Нормирует последовательность из п импульсов, следующих с периодом, необходимы для переключения гетеродина 21 и взятия отсчета уровня помех на каждой субчастоте. Импульсы поступают на счетчик 23, который формирует коды номера субчастот с 1-го по п-й соответственно порядку появления. Коды номеров субчастот переключают гетеродин 21. При этом гетеродин 21 выдает на вход смесителя 18 частоты, которые преобразуют в полосу фильтра 19 те составляющие спектра колебаний, поступающих на второй вход смесителя, которые соответствуют субчастотам с 1-й по п-ю. В блоке 20 измерения помех при появлении каждого импульса производится отсчет уровня помех. Результаты отсчетов уровня помех на каждой субчастоте и коды номеров субчастот подаются в блок 24 выбора. По окончании процесса измерения помех, который включает га-кратное взятие и накопление отсчетов на каждой из п субчастот, блок 24 выбора выбирает субчастоту с минимальным уровнем помех и хранит код номера этой

частоты до следующего цикла измерений. После получения отсчета уровня помех на последней n-i i субчастоте блок 24 выбора сбрасывает счетчик в исходное состояние и вновь запускает формирователь 22 временных интервалов, после чего цикл выбора субчастоты с минимальным уровнем помех повторяется. Таким образом, в блоке 2А выбора постоянно имеется номер субчастоты с минимальным уровнем на данный момент времени.

При ухудшении качес.тп приема ниже заданного в измерителе 5 искажений формируется сигнал запроса, по которому блок 24 выбора выдает номер этой субчастоты на управляющий вход радиоприемника 1 для его перестройки.

Измеритель 20 помех в блоке 4 представляет co6oi амплитудный детектор 25, на который поступает напряжение с выхода фильтра 19 и который соединен с аналого-цифровым преобразователем 26, представляю1чим измеренные уровни числовыми значениями. Эти числа поступают в блок 24 выбора, В блоке 24 выбора числовые значения уровней, измеренных на каждой субчастоте, подаются на вход де- мультиплексора 27, на другой вход которого от счетчика 23 синхронно поступают коды номеров соответствующих субчастот. В результате значения уровней помех с п выходов де- мультиплексооа 27 вводится в п сум- 1аторов с регистрами 28 памяти, причем в первом сумматоре накапливается уровень на первой субчастоте, во втором - на второй, в п-м сумматоре накапливается уровень на п-й субчастоте. Сумматор с регистром 28 памяти осуществляет cy миpoвaниe с нарастающим итогом входного числа с предшествующим значением суммы, записанной в регистре, входящем в его состав.

Одновременно коды номеров субчастот поступают на дещифратор 33, кото рый каждьш раз после появления кода п-и субчастоты, что свидетельствует о взятии отсчета на всех п субчастотах, формирует на выходе импульсы, поступающие на счетчик 34. После того, как счетчик 34 насчитывает m отсчетов, с него поступает сигнал на перезапись накопленных значений уровня помех ия сумматоров с регистрами

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

28 памяти в регистры 29 и подг отов- ку сумматоров с регистрами 28 памяти для записи новых значений при следующем цикле измерени, а также на сброс формирователя 22 временных интервалов и счетчика 23 в исходное состояние. Кроме того, со счетчика 34 поступает на упрапляюший вход коммутатора 35, через который коды номеров субчастот от счетчика 23 проходят на мультиплексор 30, подключаются к входам регистра 38 и ратора 36 кода номера первой субчастоты. На выход мультиплексора 30 выводятся значения уровней, записанные в регистрах 29, последовательно, по мере поступления на управляю1Г ий нход кодов номеров субчастот с 1-й на п-ю. В дешифраторе 36 при появлении кеда первой субчастоты формируется импульс который через элемент ИЛИ 37 разре- щает запись значения уровня первой субчастоты, поступающего с плексота 30, в регистр 32. Это значе ние уровня помех на 1-i субчастоте поступает также ira первый вход компаратора 31 4 ас pf-riTTpa 32 на вто рой вход KONmapa op.4 . С пг яплсниеп на первом Bxoiie кг-.мпчра орл 31 yprin Ней помех на каждом последующеti суб- частоте, в компараторе пиоисх(;, их сравнение с уровнем на перкой субчастоте, поступаюшУ1м с: регистра 32, Если уровень н-. какого-либо из субчастот, например i-й, окажется меньше уровня помех на парной с:уб-- частоте, то с компаратора 31 поступает импульс, который через элемент ИЛИ 37 дает разрешение на запи- ,; этого уровня в регистр 32 и последу щее сравнение в компараторе 31 веде 1 ся уже по отношению к этому минимял. ном;, уровню. Одновременно гмпу.чьс г компаратора 31 поступает на регист|:1 38. При этом в рет истр 38 записывав) ся код номера i-й субчастоты, на ко - торой имеется минимальный уровень. Если компаратором 31 на j-й субчастоте будет onpt-делен еще (меньший уро вень, чем на i-й частоте, то он будет записан в регистр 32 вмест о уровня помех на i-й субчастоте, а номер i-й частоты будет записан в регистр 38. Таким образом, после одного обхода всех п субчастот в регистре 38 будет храниться номер субчастоты с минимальным уровнем помех, измеренный за тп отсчетов в предыдущем пик.ле. Ilpii ухудиенин качества приема из п-зиерителя 5 искажений на регист 38 поступает спгиал, по которому код номера субчастоты с минимальным уровнем выдается от регистра 38 на управляющий вход радоприемника 1 дл перестроГгки его частоты.

Измеритель 5 искаже 1И11 в каждом тракте разнесения в процессе приема информации постоянно ведет измерелие искажений посьшок сиг нала. Сигнал с выхода демодулятора 16 радиоприемника 1 в виде посьшок постоянного тока (О и ) поступает на разрешающий вход счетчики 39. fla счетный вход nocTynabiT СИ HTijibi от г-енератора йО импульсов с астотой следования в К раз более высокой, чем тактовьп г интервал принимаемой информации, На вход Сброс счетчика 39 поступают тактовые импульсы, полученные путем дифференцирования в цепи 42 pei eHe- рирова 1ных в реге.чероторе 8 фронтов iiocbLTOK сигнала, приштмаемого в групповом 7 ракте, Oг oвpe eннo тактовые импульсь; поступают на вход D-тригге- ра А1. f ic. ni за тактовый интервал гчгучик 39 насчитг)1вает импу.чьсов меньше К/2, то на второй вхоц -тригге- . а ч1 nocryiraeT О, ес.чи Польше .К/2, то Ч. Сигнал с выхода D- триггера А1 суммируется в сумматоре 43 по модул о два с элементами сигнала, поступаю1,ими от регенератора Я, При несовпадении посьшок в реверсивный счетчи ; А5 записывается сигнал ошибки, при совпаде} ии он списывается. Если за , определяемое датчиком 4А временных интервалов, ре- версивньп счетчик 45 заполняется, |что свидетельствует о превышении числа ошибок допустимого значения, то на выхог.е реверсивного счетчика ,45 формируется импульс, который пос- ..тупает на регистр 38 и коммутатор 3 как для переключения радиоприемника 1 на новую субчастоту с минимальны уровнем помех. Одновременно импульс с выхода реверсивного счетчика 45, означающий смену субчастоты, записывается в счетчик 46, Если за время, определяемое датчиком 44 временных интервалов, число импульсов, записанных в счетчик 46, превышает допустимое значение, то фop иpyeтcя сигнал на пере- CTpofiKy радиоприемника 1 на новую выделенную частоту. R противном слу259251

чае счегчик 46 сбрасывается а исходное состояние.

1)ЛО1: 6 слохсения осупествляет i;r-,- гергнтное сло/сение сигналов прпмрж ,-- TOMiioi частоты, поступающих от всех трактов разнесения. Сиг налы во всех ветлях выравниг аются по амплитуде в усилителе 47 и поступают черея |g фазовращатель 48 на сумматор 50 и фазовый детектор 49, где их фаза сравнивается с фазот суммарного сиг-нала, поступающег О на второй вход фазовог(5 детектора 49. Выходной сиг- j нал фазового детектора 49 поступает на управляющий вход фазовращателя 48, осуществляя подстройку фазы СИ1- налов в каждой ветви по фазе суммарного сигнала.

20 Регенератор 8 устраняет дробление и искажение фронтов пришгмаемьгх посылок и представляет собой сочетание схемы тактового фазирования и D-триггера. Посылки пое:тоянного тока 25 с. выхода демодулятора 7 поступают через ограничитель 56 и дифЛерешщ- pyiopiyio цепь 51 на вход базового дискриминатора 52. Ка второй иход дис- |криг-пп1атора подаются 1 мпульсы с выхо- 7Г) 1да де.чителя 53 частоты, и котором

частог а, псступаюшая на вход пос- ледовательиости импульсов, делится в 2р раз. Вькодные импульсы через ревс.рсивный счетчик 57, выполня опий функцию усредняющего племента, поступают на управляющий элемент 58. В управляющем элементе 58 производится добавление (вычитание) импульсов к последовательности, поступающей от генератора 59 импульсов через второй вход управляющего элеме1 та 58 на вход делителя 53 частоты.R генераторе 59 импульсов формируется последовательность импульсов с частотой следования в 2р раз более высокой, чем скорость манипуляции принда аемогп сигнала. Если импульсы, поступающие от делителя 53 частоты на Лазовый дискриминатор 52, опережают по фазе моменты манипуляции, поступающие от дифференцирующей цепи 51, то на вы- ходе реверсивного счетчика 57 появится сигнал, который, воздействуя через управляюциГ элемент 58, запретит поступление одного импульса от гене- ратора 59 импульсов на вход делителя 53 частоты. Это приведет после лв ю- ния в 2р раз к смещению импульсов на выходе делителя 53 частоты в cToponv

35

40

45

II

отставания на величину &о/2р, где То - длительность элемента сигнала. В режиме, когда импульсы от делителя 53 частоты отстают по фазе от моментов манипуляции, управляющий элемент добавляет один импульс к последовательности, поступающей на вход делителя 53 частоты. Это приведет к смещению фазы тактовых импульсов на вы- ходе делителя в сторону опережения на величину Со/2р. При достижении режима синхронности на вход делителя попеременно поступают импульсы добавления и вычитания и схема удерживает режим фазового синхронизма. Импульсы с делителя 1астоты через выходную дифференцирующую цепь 54 поступают на вход D-триггера 55, на другой вход которого поступают посылки принимае- мого сигнала, прошедщие ограничитель 56. Моменты манипуляции сигнала на выходе D-триггера 55 определяются тактовыми импульсами, поступаюр;ими от дифференцирующей цепи 54. Формула изобретения

1. Устройство выбора каналов для разнесенного приема, содержащее в каждом тракте разнесения радиоприемник, первьи коммутатор, измеритель иска хений, а также регенератор, выход которого соединен с первым входо измерителя искажений и является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщени

помехозащищенности приема информации в каждый тракт разнесения введен бло анализа частот и второй коммутатор, а в общий тракт - последовательно соединенные блок сложения и демодулятор, причем каждый вход блока сложения соединен с первым выходом первог коммутатора каждого тракта разнесени второй выход первого коммутатора подключен к первому входу блока анализа частот, а выход демодулятора соединен с входом регенератора, при этом в каждом тракте разнесения первый и второй выходы промежуточной частоты радиоприемника соединены с двумя входами первого коммутатора, выход сиг- налов управления радиоприемника сое

25

12

динен с управляющим входом первого ком 1утатора и блока анализа частот, низкочастотньш выход радиоприемника соединен с вторым входом измерителя искажений, первый выход измерителя искажений подключен к второму входу блока анализа частот, выход блока анализа частот подключен к первому входу второго коммутатора, а второй вход второго коммутатора соединен с вторым выходом измерителя искажений, выход второго коммутатора соединен с управляющим входом радиоприемника.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок сложения состоит из п ветвей и сумматора, каждая ветвь включает последовательно соединенные усилитель с обратной связью по усилению, фазовращатель и фазовый детектор, причем выход фазовращателя каждой из п ветвей подключен к входу сумматора, а второй вход фазовращателя соединен с выходом фазового детектора, вторые входы фазовых детекторов всех ветвей подключены к выходу сумматора.

реверсивного

3. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что измеритель искажений состоит из последовательно включенных генератора импульсов, первого счетчика, D-триггера, сумматора счетчика и второго счетчика, а такие дифференцирующей цепи, выход которой соединен с вторыми входами первого счетчика и D-триггера, и датчика временных интервалов, два выхода которого подключены к вторым входам реверсивного счетчика и второго счетчика, причем выходы реверсивного счетчика и второго счетчика являются выходами измерителя искажений, вход дифференцирующей цепи соединен с вторым входом сумматора и является первым входом измерителя искажений, а второй вход первого счетчика является вторым входом измерителя искаикепий.

Ш

25

Т1

-h

гь

-4чГ

Ф(1. ff

Изобретение относится к радиосвязи и предназначено для приема информации в условиях помех. Цель изобретения - повышение помехозащищенности приема информации. Устройство содержит в каждом тракте разнесения радиоприемник 1, коммутаторы 2 и 3, блок анализа 4 частот и измеритель 5 искажений, а в общем тракте - блок сложения 6, демодулятор 7 и регенератор 8. В каждом тракте разнесения в блоке анализа 4 осуществляется измерение уровня помех на каждой из субчастот, расположенных в полосе пропускания радиоприемника 1, и по окончании измерения выбираются каналы с минимальным уровнем помех, сигналы которых поступают в блок сложения 6. Суммарный сигнал затем демодулируется и регенерируется. В процессе введения связи в каждом тракте разнесения осуществляется контроль качества приема информации по величине искажений фронтов и дроблений посылок сигнала. Цель достигается за счет сочетания оптимального частотно-разнесенного приема сигналов с выбором для сложения каналов с минимальным уровнем помех в каждом тракте разнесения и сменой рабочих частот в каждом тракте при воздействии помех и ухудшении условий распространения радиоволн. Устройство по пп.2 и 3 ф-лы отличается выполнением блока сложения 6 и измерителя 5. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

gjus.Z

(put. 5

Фиг. б

Фиг. В

Фив. 7

фаг.Э