Устройство имитации спектров радиопомех в канале передачи информации Советский патент 1993 года по МПК H04K3/00 G01S7/40 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в тренажерах для имитации основных типов взаимных станционных, контактных, индустриальных и атмосферных радиопомех с помощью электромагнитных полей.

Известно устройство для имитации помех, содержащее полосовой фиг,ьтр, модулятор перерывов, функциональный преобразователь код-время, регистр, де- шифратор, распределитель импульсов, причем функциональный преобразователь состоит из генератора равновероятных .чисел, блока перебора чисел, блока сравнения и запоминающего блока. Недостатком дан- ного устройства является невысокая точность имитации помех.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство имитации ошибок в двоичном канале связи, содержащее передатчик, элемент задержки,, триггер, генератор, ограничитель, фор- .м ирователь, инвертор, приёмник..

Недостатком данного устройства является невысокая точность имитации форми- руемой помехи, невозможность его использования в радиоканалах с аналоговы,- ми сигналами.

Целью изобретения является повышение точности имитации спектров радиопо- мех -в рэдиокэ на.лах путем создания модулированных электромагнитных полей и обеспечение неискаженной передачи их на вход приемника.

Цель достигается тем, что в устройство имитации секторов радиопомех в, канале передачи информации, содержащее передатчик, приемник, первый генератор шума, .триггер и переключатель, дополнительно введены первый и второй генераторы меша- ющих сигналов, второй генератор шума, схема сложения сигналов, коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник света, электроискровой генератор, три цепочки из последовательно соединен- ных мультивибратора и электромагнитного реле, четвертое электромагнитное реле, ферритового кольцо, петли индуктивной связи, согласующие резисторы, устройство анализа1 и регистрации информации и экра- нированный корпус, при этом выходы передатчика, первого генератора мешающего сигнала и первого генератора ш.ума через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, и соот- ветстэующие согласующие резисторы соединены с экранированным корпусом,выход второго генератора шума через переключатель соединен с первым входом схемы сложения сигналов, выход второго генератора

мешающего сигнала соединен с вторым входом схемы сложения сигналов, выход которой подключен к общему входу параллельно соединенных нормально замкнутых контактов первого, второго и третьего электромагнитных реле, выход каждого из которых через соответствующую петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и соответствующий согласующий резистор соединен с экранированным корпусом,коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник света и электроискровой генератор подключены к источникам. питания через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, выход второго генератора шума соединен со входом триггера Шмитта, выход которого подключен ко входу четвертого электромагнитного реле, нормально-замкнутый контакт которого через петлю, индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, соединен с источником постоянного напряжения, вход приемника через петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и согласующий резистор подключен к экранированному корпусу, первый, второй и третий входы устройства анализа и регистрации информации через соответствующие петли индуктивной, связи, охватывающие ферритовое кольцо, и согласующие резисторы подключены к экранированному корпусу.

В устройстве имитации реализован принцип формирования реальных спектров радиопомех и сигналов за счет модуляции высокочастотных электромагнитных полей процессами, протекающими в цепях источников радиопомех, локализации и суммирования их в ферритовом кольце с помощью петли индуктивной связи и отбора,мощности суммарного сигнала на вход приемника с помощью петли индуктивной связи. Это позволяет повысить точность имитации спектров станционных, атмосферных и индустриальных радиопомех, а также создавать помехо- вую обстановку в. канале передачи информации с аналоговыми сигналами практически любой сложности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство имитации спектров радиопомех содержит передатчик 1, приемник 2, первый и второй генераторы мешающего сигнала 3-1 и 3-2 соответственно, первый и второй генераторы шума 4-1 и 4-2 соответственно, схему сложения сигналов 5, коллекторный микроэлектродвигатель 6, газоразрядный источник света 7, электроискровой генератор 8, согласующие резисторы 9, нормально замкнутые контакты 10

электромагнитных реле, переключатели 11, осциллограф 12, анализатор спектра 13, устройство регистрации 14, вольтметр 15, мультивибраторы 16-1, 16-2,16-3,электромагнитные реле 17-1, 17-2, 17-3, 18, триггер Шмитта 19, ферритовоекольцо 20, петли индуктивной связи 21, экранированный корпус 22. Осциллограф 12, анализатор спектра 13, устройство регистрации 14 и вольтметр 15 образуют устройство анализа и регистрации информации 23. В качестве регистратора 14 используется магнитофон, подключенный к низкочастотному выходу анализатора спектра. Это позволяет различать вид источника помехи по ее звуковому образу. Передатчик 1 через коаксиальный кабель и петлю индуктивной связи 21 нагружен на согласующий резистор 9, величина которого соответствует волновому сопротивлению кабеля и чаще всего составляет 50 или 75 Ом..

С целью исключения влияния создаваемых радиопомех на работу близко расположенных приемных устройств и аппаратуру анализа элементы 9, 10, 6, 21, 20 помещены в экранированный корпус. Фер.ритовое кольцо 20 и охватывающие его петлю индуктивной связи 21 имитируют передаю.щие, приемные антенны и радиоканал с аддитивными радиопомехами.

Выходы всех устройств имитации спектров радиопомех через петли индуктивной связи 21, охватывающие ферритовое кольцо 20, нагружены на согласующие резисторы 9,

В качестве генераторов мешающих сигналов могут использоваться штатная передающая аппаратура, например, радиостанции Р-105, Р-107 и др., а также генераторы стандартных сигналов, формирующих на выходе меандр, синусоидальное колебание, либо колебания с амплитудной модуляцией.

В качестве генераторов шума можно использовать устройства, которые формируют .на выходе случайный шумоподобный процесс в низкочастотной или высокочастотной областях спектра-.

В качестве петли индуктивной связи 21 используется центральная жила коаксиального кабеля, которая освобождена от экрана и через резистор 9 соединена с экранированным корпусом 22. Экран (оплетка) кабеля соединяется с экранированным корпусом 22, Схема сложения сигналов 5 представляет собой операционный усилитель, реализующий совместное подключенными внешними дополнительными элементами операцию суммирования.

Работа устройства заключается в следующем.

Имитация взаимных станционных радиопомех.

Взаимные радиопомехи имитируются с помощью.первого генератора мешающего сигнала 3.-1, первого генератора шума 4-1 и передатчика 1. В этом случае используется высокочастотный генератор шума 4-1, работающий в диапазоне рабочих частот передатчика 1 и генератора мешающих сигналов

3-1. Расстройкой генератора 3-1 по частоте относительно фиксированной частоты передатчика и изменением уровня выходного сигнала можно моделировать различные ситуации возникновения взаимных станционных помех. В современных генераторах стандартных сигналов предусмотрен режим амплитудной модуляции, что соответствует реальным сигналам в каналах связи. Высокочастотный генератор шума 4-1 имитирует

средний уровень шумового фона в радиоканале.

При включении передатчика 1 и генераторов 3-1, 4-1 в линии устанавливается режим бегущих волн, т.е. в цепи течет ток. При

изменении тока в соответствующих петлях- индуктивной связи (в цепях передатчика 1, генератора шума 4-1, генератора мешающих сигналов 3-1) происходит изменение потока магнитной индукции, созданного

протекающим током. Изменение потока магнитной индукции, циркулирующего в ферритовом кольце 20, наводит ЭДС во входных цепях приемника 2 и устройства анализа и регистрации информации 23.

Изменение выходных уровней мешающих сигналов и помех осуществляется ручками регулировок, которые размещены на панелях управления генераторов стандарт- . ных сигналов, генераторов шума и другой

аппаратуры, используемой для создания по- мех.

Имитация спектра контактных помех. Имитация осуществляется с использова нием второго.генератора шума 4-2, который должен быть низкочастотным, второго генератора мешающего сигнала 3-2. мультивибраторов 16-1,16-2, 16-3, в коллекторных цепях которых включены

электромагнитные реле 17-1, 17-2, 17-3, схемы сложения 5 и переключаемых с различной частотой контактов 10 электромагнитных реле. Частота второго генератора мешающего сигнала 3-1 устанавливается

равной частоте передатчика, либо сам передатчик подключается к одному их входов схемы сложения 5 (не показано). Через контакты 10 прохрдит ток высокой частоты, а сами контакты переключаются с заданной частотой работы мультивибраторов.

Частоты переключения контактов выбираются в диапазоне от 1 Гц до 1 кГц, что соответствует частоте вибраций элементов конструкции подвижных объектов при начали движения (разгона) и при максимальной скорости. Поскольку контактирующие конструктивные элементы имеют различную массу и. следовательно, частоту вибраций, то одновременное подключение нескольких управляемых контактов с различными частотами переключений к выходу схемы сложения, сигналов. 5 позволяет достаточно точно воспроизвести процесс имитации контактных помех реального подвижного объекта. На любом подвижном объекте существует несколько групп подвижных элементов конструкций, контактирующих между собой и образующих разрывные контакты, которые находятся в Коле излучения бортового передатчика.

Переменные контактные пары, .образующиеся при движении объектов, можно разделить на две группы; контакты с трением качения и скольжения и случайно переключающиеся разрывные контакты, В связи с этим мгновенное значение огибающей на- , пряженнрсти суммарного;поля контактных помех будет содержать как флуктуацион- ный, так и импульсный компоненты. Имитацияимпульсного компонента осуществляется с помощью пропускания тока высокой частоты через переключаемые контакты 10 электромагнитных реле 17-1, 17-2, 17-3, управляемых мультивибраторами соответственно 16-1, 16-2, 16-3, которые работают в трех смежных полосах частот 1., .300 Гц, 300-600 Гц, 600... 1000 Гц. Имитация флуктуацией ной составляющей осуществляется с помощью второго генератора низкочастотного шума 4-2 так, чтобы центр полосы частот шума приходился на частоту переключения контактов от нескольких десятков, до нескольких сотен Гц, в зависимости от скорости движения,

Имитация спектров индустриальных ра- . диопомех. . .

Имитация спектров радиопомех от систем электрозажигания и коллекторных дви гателе.й осуществляется с помощью коллекторного микррэлектродвитателя 6 с графитовыми щетками. .

Искрение на щетках приводит.к нестационарным процессам в цепи, что обеспечивает наведение в петлях индукционной связи 21, включенных на входах приемника 2 и устройства анализа и регистрации информации 23 ЭДС со спектром, аналогичным Спектру шумового процесса в системах электрозажигания и коллекторных двигателях большой мощности.

Для имитации спектров радиопомех от газоразрядных источников света используются реальные малогабаритные лампы дневного света. Фактически спектр не имитируется, а существует реальный. Замена лампы на неисправную позволяет сравнивать их спектры и анализировать причины появления помех от осветительных газоразрядных люминесцентных приборов.

0 Для имитации спектра помех от электросварочных аппаратов может использоваться электрозажигалка, дающая искру, аналогичную искре от сварочного аппарата. Передача помехрвого .сигнала в виток индуктивного

5 сумматора происходит аналогично.

Атмосферные помехи имитируются с помощью искрящего контакта 10, подключенного к источнику постоянного тока. Замыкание и размыкание контакта 10

0 осуществляется в случайные моменты вре; мени за счет подключения выхода генератора низкочастотного шума 4-2 к входу триггера Шмитта, выход которого соединен со входом электромагнитного реле 18. Триг5 гер Шмитта 19.находится в ждущем режиме исключается в случае превышения выбросом шума порога срабатывания в случайные моменты времени. При срабатывании реле 18 его нормально замкнутые контакты 10

0 размыкаются и между ними образуется иск- ра имитируя спектр атмосферных помех. Помеховая обстановка анализируется, изучается и оценивается оператором с помощью приемника 2, анализатора спектра

5 13, осциллографа 12 и вольтметра 15. Кроме того, для обучения оператора распознаванию источников индустриальных помех по их характерным признакам в звуковом диапазоне и набора картотеки их образцов ис0 пользуется магнитофон 14, подключенный к детекторному выходу анализатора 13 или приемника 2.

Таким образом, устройство имитации спектров радиопомех в канале передачи ин5 формации обладает следующими преимуществами: позволяет более точно имитировать реальные шумовые процессы с помощью мо- дулированных электромагнитных полей и неискаженной их передачи на вход приемника

0 и устройства анализа и регистрации информации; позволяет работать со штатной аппаратурой; исключает создание радиопомех расположенным рядом рэдиосредствам; сводит к минимуму искажения спектров радио5 помех при передаче их на вход приемника за счет сильной индуктивной бесконтактной связи между витком и петлей; обеспечивает простое подключение к витку индуктивного сумматора новых типов источников радиопомех; позволяет имитировать электромагнитную обстановку любой сложности; просто в изготовлении и удобно и эксплуатации; обеспечивает возможность

использования для имитации спектров радиопомех как в каналах с. аналоговыми, так и с цифровыми сигналами.

Изобретение относится к электросвязи, и может быть использовано в тренажерах для имитаций основных типов станционных, контактных индустриальных и атмосферных радиопомех. Целью изобретения является повышение точности имитации спектров радиопомех в радиоканалах путем создания модулированных электромагнитных полей и обеспечении неискаженной передачи их на вход приемника. В устройстве имитации реализован принцип формирования реальных слектров радиопомех и сигналов за счет модуляции высокочастотных электромагнитных полей процессами, протекающими в цепях источников радиопомех, локализации и суммирования их в ферритовом. кольце 20 и.с помощью петель индуктивной связи 21. .В качестве источников радиопомех использованы генераторы мешающих сигналов 3- 1, 3-2, генераторы шума 4-1, 4-2, коллекторный микроэлектродвигатель б, газоразрядный источник света 7, электроиск- рбвой генераторв. 1 ил.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство имитации спектров радиопомех е канале передачи информации, содержащее передатчик, приемник, первый генератор шума, триггер Шмитта и переключатель, отличаю ще ее ятем, что, с целью повышения точности имитации спектра радиопомех в радиоканалах путем создания модулированных электромагнитных полей и обеспечения неискаженной передачи их на вход приемника, дополнительно введены первый и второй генераторы мешающих сигналов, второй генератор, шума, схема сложения сигналов, коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник сщетэ, электроискровой генератор, три цепочки из последовательно соединенных мультивибратора и электромагнитного реле, четвертое электромагнитное реле, фер- ритовое кольцо, петли индуктивной связи, согласующие резисторы, устройство анализа и регистрации информации и экранированный корпус, при этом выходы передатчика, первого генератора мешающего сигнала, первого генератора, шума через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, и соответствующие согласующие резисторы соединены с экранированным корпусом, выход второго генератора шума соединен. через переключатель с первым входом схемы сложения сигналов, выход второго генератора мешающего сигнала соединен с вторым входом схемы сложения сигналов, выход которой подключен к общему входу параллельно соединенных нормально-замкнутых контактов первого, второго и третьего электромагнитных реле, выход каждого из которых через соответствующую петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и

соответствующий согласующий резистор соединен с экранированным корпусом,коллекторныймикроэлектродвигатель, газоразрядный источник света и электроискровой генератор подключены к источникам питания через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое

кольцо, выход второго генератора шума сое- динён с входом триггера Шмитта, в.ыход которого подключен к входу четвертого электромагнитного реле, нормально-замкнутый контакт которого через петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, соединен с источником постоянного напряжения, вход приемника через петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и согласующий резистор подключен к экранированному корпусу, первый, второй и третий входы устройства анализа и регистрации информации через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, и согласующие резисторы подключены к экранированному корпусу.