ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА ПРИЕМНИКА РАДИОЛОКАТОРА Советский патент 2015 года по МПК G01R29/06 

Предлагаемый измеритель коэффициента шума относится к области измерительной техники и предназначен для контроля коэффициента шума приемника радиолокатора.

Известные устройства для измерения коэффициента шума можно подразделить на модуляционные и немодуляционные в зависимости от вида используемого в процессе измерения шумового сигнала.

Модуляционные устройства (с модулированным генератором шумового сигнала) позволяют производить автоматическое измерение коэффициента шума при включенном передатчике радиолокатора и с высокой точностью, однако эти устройства находят малое применение в системах встроенного контроля из-за сложности, обусловленной большим количеством электроэлементов и специальных функциональных узлов (см. патент. США №3794999 от 26 февраля 1974 г.).

Известные немодуляционные устройства (с немодулированным генератором шумового сигнала) отличаются простотой и высокой надежностью, однако им присуща низкая точность из-за невозможности измерения коэффициента шума при включенном передатчике радиолокатора, а также большая трудоемкость процесса измерений.

Исключение составляет автоматический измеритель коэффициента шума (см. авторское свидетельство СССР № 306426 от 12.05.1970 г., G01R 27/28), обладающий высокой точностью и малой трудоемкостью процесса измерений, однако не нашедший широкого распространения в системах встроенного контроля радиолокаторов из-за сложности, обусловленной наличием большого количества специальных устройств (программный блок, селективный усилитель, частотно-зависимая обратная связь, ключевая автоматическая регулировка усиления с запоминающим элементом и др.).

Наиболее близким по технической сущности прототипом предлагаемого измерителя является немодуляционное устройство для измерения коэффициента шума, описанное в книге С.М. Латинского и др. ″Техника и практика эксплуатации радиолокационных систем″, М., изд. ″Советское радио″, 1970 г., стр. 103-106.

Это устройство содержит немодулированный генератор шума, калиброванный высокоточный аттенюатор, волноводный переключатель и стрелочный прибор. Погрешность измерений данным устройством достигает 2,5 дБ и является следствием того, что измерения производятся только при выключенном передатчике радиолокатора и фиксируемое при этом значение коэффициента шума приемника не соответствует фактическому с включенным передатчиком.

Процесс измерений с помощью указанного устройства отличается трудоемкостью, так как оператор затрачивает значительное время на отсчет показаний стрелочного прибора и калиброванного аттенюатора, а также на вычисления коэффициента шума по результатам отсчета.

Целью настоящего изобретения является обеспечение измерения коэффициента шума приемника при включенном передатчике для повышения точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коэффициента шума, содержащий немодулированный генератор шума, источник питания, измерительное устройство и устройство управления введен ключ для бланкирования зондирующего импульса передатчика радиолокатора, включенный между выходом контролируемого приемника и входом измерительного устройства. Ключ управляется формирователем, который синхронизуется импульсом запуска передатчика, вырабатываемым синхронизатором радиолокатора.

Немодулированный генератор шума подключен ко входу приемника с помощью направленного ответвителя, при этом между направленным ответвителем и немодулированным генератором шума включен установочный некалиброванный аттенюатор, предназначенный для юстировки измерителя коэффициента шума с целью повышения точности измерения.

Измерительное устройство выполнено в виде пороговой электронной схемы, состоящей из интегратора, схемы сравнения, источника опорных напряжений и индикатора, который автоматически отображает результат измерений.

Введенный ключ в сочетании с принятой схемой подключения немодулированного генератора шума позволяет производить измерение коэффициента шума при включенном передатчике радиолокатора, поскольку обеспечивается бланкирование зондирующего импульса на входе измерительного устройства и защита немодулированного генератора шума от воздействия мощного сверхвысокочастотного зондирующего импульса передатчика. Измеренное значение коэффициента шума приемника соответствует фактическому, так как учитывается его возрастание при включенном передатчике радиолокатора.

Измерительное устройство в виде пороговой электронной схемы обеспечивает уменьшение в 3 раза затрачиваемого на измерение времени по сравнению с прототипом.

Предлагаемый измеритель сочетает простоту функционального построения с высокой точностью измерения предельно допустимого значения коэффициента шума.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя коэффициента шума.

Измеритель коэффициента шума содержит: немодулированный генератор 1 шума, источник 2 питания, ключ 3, формирователь 4, измерительное устройство 5, состоящее из интегратора 6, схемы 7 сравнения, индикатора 8, источника 9 опорных напряжений, установочный некалиброванный аттенюатор 10, направленный ответвитель 11, устройство 12 управления.

Измерение коэффициента шума с помощью предлагаемого измерителя осуществляется методом двух отсчетов, который реализуется путем предварительного нормирования напряжения шумов на выходе контролируемого приемника 13 при выключенном немодулированном генераторе 1 шума и последующим допусковым измерением напряжения шумов при включенном немодулированном генераторе 1 шума. Указанные процедуры выполняются при включенном передатчике радиолокатора.

Выходное напряжение шумов U_ш контролируемого приемника 13 бланкируется с помощью ключа 3, который нормально открыт и закрывается на время прохождения зондирующего сигнала импульсом формирователя 4, синхронизируемого импульсом запуска передатчика радиолокатора. В интеграторе 6 измерительного устройства 5 напряжение U_ш интегрируется, затем поступает на сигнальный вход схемы 7 сравнения.

На первом этапе измерения на опорный вход схемы 7 сравнения от источника 9 опорных напряжений подается напряжение U_оп1, с которым сравнивается проинтегрированное напряжение шумов U_ш.

Нормирование напряжения шумов на выходе контролируемого приемника 13 производится на первом этапе измерения путем регулировки усиления контролируемого приемника 13 с помощью устройства 12 управления до наступления равенства напряжений U_ш и U_оп1, которое автоматически фиксируется индикатором 8.

После нормирования напряжения шумов одновременно включаются с помощью устройства 12 управления источник 2 питания немодулированного генератора 1 шума и опорное напряжение U_оп2 вместо U_оп1. Возросшее после включения источника 2 питания напряжение шумов U_ш сравнивается с опорным напряжением U_оп2, и результат сравнения автоматически фиксируется индикатором 8.

В отдельных случаях, когда требуется повышенная точность измерения коэффициента шума, между выходом контролируемого приемника 13 и входом ключа 3 может подключаться переключаемый ослабитель, который включается с помощью устройства 12 управления одновременно с включением источника 2 питания.

Переключаемый ослабитель обеспечивает постоянство напряжения шумов на входе измерительного устройства 5 в процессе измерения, из-за чего повышается точность измерения. При этом не требуется включения опорного напряжения U_оп2, так как напряжение шумов U_ш сравнивается только с одним опорным напряжением U_оп1 до и после включения немодулированного генератора 1 шума.

Немодулированный генератор 1 шума целесообразно выполнить на лавинопролетном диоде, а в качестве схемы 7 сравнения может быть использовано устройство автоматического контроля параметров по авторскому свидетельству СССР №475953 от 25.05.1973 г., кл. G01R 31/28. При этом индикатор 8 может быть выполнен по схеме, представленной на фиг. 2.

Равенство напряжений U_ш и U_оп1 при нормировании фиксируется в таком индикаторе по поочередному промигиванию табло ″Норма″ и ″Больше″, а результат допускового измерения напряжения U_ш после включения источника 2 питания фиксируется путем подсвета одного из указанных табло в зависимости от величины коэффициента шума.

Схемное исполнение остальных узлов заявляемого измерителя общеизвестно.

Сочетание в предлагаемом измерителе простоты функционального построения с высокой точностью измерений, соизмеримой с точностью модуляционных устройств, а также снижение трудоемкости процесса измерения, выгодно отличает его от указанного прототипа. Выполненный на элементах микроэлектроники в сочетании со сверхвысокочастотными элементами полоскового типа (направленный ответвитель, установочный некалиброванный аттенюатор), заявляемый измеритель обладает меньшими массогабаритными характеристиками и повышенной надежностью при соизмеримой по сравнению с прототипом стоимости.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля коэффициента шума приемника радиолокатора. Сущность: устройство содержит генератор шума (1), источник питания (2), ключ (3), формирователь (4), блок измерения (5) с индикатором (8), аттенюатор (10), направленный ответвитель (11), блок управления (12), контролируемый приемник (13). Выход источника питания (2) подключен к цепям питания генератора шума (1). Выходы блока управления (12) подключены соответственно к управляющим входам контролируемого приемника (13), источника питания (2) и блока измерения (5). Один из входов ключа (3) соединен с выходом контролируемого приемника (13), а другой (управляющий) - с выходом формирователя (4). Выход ключа (3) соединен с входом блока измерения (5). Вход формирователя (4) соединен с выходом синхронизатора запуска передатчика. Выход генератора шума (1) через последовательно соединенные аттенюатор (10) и направленный ответвитель (11) соединен с входом контролируемого приемника (13). Технический результат: повышение точности и сокращение времени измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Измеритель коэффициента шума приемника радиолокатора с синхронизатором запуска передатчика, содержащий источник питания, выход которого подключен к цепям питания генератора шума, блок управления, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам контролируемого приемника источника питания и блока измерения с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности излучения при работающем передатчике и сокращения времени излучения, он снабжен аттенюатором, направленным ответвителем, формирователем и ключом, вход которого соединен с выходом контролируемого приемника, управляющий вход - с выходом формирователя, а выход - с входом блока излучения, при этой вход формирователя соединен с выходом синхронизатора запуска передатчика, а выход генератора шума через последовательно соединенные аттенюатор и направленный ответвитель - с входом контролируемого приемника.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения снабжен источником опорных напряжений и последовательно соединенными интегратором и элементом сравнения, другой вход которого соединен с выходом источника опорных напряжений, вход которого соединен с выходом блока управления, при этом вход интегратора соединен с выходом ключа, а выход элемента сравнения - с входом индикатора.