Имитатор радиосигналов навигационных систем Советский патент 1980 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к области тренировочных устройств, предназначенных для обучения операторов, штурманов, работающих с аппаратурой, обеспечивающей безопасное вождение транспортных средств, на которых .используется радионавигационная аппаратура, позволяющая определять местоположение объекта по принимаемым сигналам станций радионавигационных систем.

Известен имитатор радиосигналов навигадионных систем, .содержащий генератор несущей частоты, формирователь временных диаграмм, ко входам которого подключены .выходы задающего генератора ,и блока управления, и выходное устройство, входы которого связаны с выходом радиочастотного фильтра и вторым выходом блока управления 1.

В этом имитаторе обеспечиваются имитация импульсных сигналов радионавигационных систем и имитация различных условий, характерных для приема сигиалов в пределах рабочей зоны системы, таких как различные уровни сигналов, флуктуационные помехи, изменяющиеся соотношения сигнал/помеха, движение сигналов по временной оси, соответствующее движению объекта в пространстве, и т. п. При этом несущая частота радиоимпульсов задается генератором несущей частоты, в качестве которого обычно используется генератор ударного возбуждения, а форма радиоимлульсов задается радиочастотным фильтром.

Недостатки известного имитатора заключаются в необходимости перестройки или замены радиочастотного фильтра при имитации в процессе обучения экипажей изменений формы имитируемых радиоимпульсов, имеющих место в пределах рабочей

10 зоны системы, а также в том, что при измеиении несущей частоты радиоимпульсов изменяется и их форма. В этом случае необходимость сохранения формы требует замены или перестройки радиочастотного

|э фильтра. Настройка или перестройка фильтра является довольно трудоемкой операцией, особенно в случае, если необходимо обеспечить параметры радиоимпульса с достаточно жесткими допусками в изменяю20 щихся условиях окружающей среды.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей имитатора повышение точности имитации.

Это достигается тем, что предлагаемы:

5 имитатор содержит преобразователь формы импульсных сигналов типа «время - амплитуда, его входы связаны с выходами задающего генератора, формирователя временных диаграмм, генератора несущей час30 тоты и третьим выходом блока управления, а выход - со входом радиочастотного фильтра.

Преобразоваггель формы импульсных сигналов включает счетный регистр и трансформатор, причем выходы счетного регистра связаны со входами Т1рансформатора через последовательно включенные логические элементы И и резисторы.

Логические элементы И связаны с соответствующими резисторами через переключатели.

Выход задающего генератора подсоединен ко входу генератора несущей частоты.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого имитатора; на фиг. 2 - пример схемы одного из вариантов реализации преобразователя формы импульсных сигналов; на фиг. 3 - формы импульсных сигналов в ряде контролируемых точек преобразователя, иллюстрирующие процесс формирования импульсов; на фиг. 4 - простейшие варианты использования переключателей для изменения формы имитируемых сигналов путем П1е реключения резисторов.

В предлагаемом имитаторе задающий генератор / соединен с формирователем 2 временных диаграмм, состоящи.м, например, из счетчиков 3 л.мпульсов и делителей 4 частоты, формирователь 2 временных диаграмм соединен с преобразователем 5 формы импульсных сигналов, второй вход преобразователя 5 соединен с генератором 6 несущей частоты, выход преобразователя 5 соединен с радиочастотным фильтро-м 7 п через него с выходным блоком -8, а блох 9 управления соединен е управляющими входами формирователя 2, прео-бразователя 5 и блока 8.

Имитатор работает следующим образом.

Сигнал задающего генератора 1 поступает на формирователь 2, в счетчике 3 и делителе 4 которого происходит преобразование частоты сигнала генератора / в периодическую последовательность импульсных сигналов, временные пара(метры которой соответствуют временным параметрам последовательности импульсных сигналов радионавигационнш системы в имитируемой точке рабочей зоны. Сформированная в формирователе 2 периодическая последовательность импульсных сигналов поступает п преобразователь 5 формы импульсных сигналов, в Котором входной импульсный сигнал преобразуется в последовательность импульсов; частота их следования и динамика изменения амплитуды от импульса к импульсу соответствуют параметрам имилируемого радиои|мп1ульсного сигнала.

При этом частюта следования импульсов в преобразованном сигнале определяется частотой сигнала, поступающего на преобразователь 5 с генератора 6. Генератор 6 может быть как автономным, так и неавтономным. В последнем случае он может быть выполнен на основе преобразователей

частоты (делители, умножителн, гетеродинные преобразователи частоты) сигнала задающего генератора /. Преобразованный импульсный сигнал поступает из преобразователя 5 на радиочастотный фильтр 7. Так как основные параметры преобразованного импульсного сигнала соответствуют параметрам имитирз-емого радиоимпульсного сигнала, то форма характеристики радиочастотного фильтра 7 не задает параметры выходного сигнала, как в известных имитаторах. Радиочастотный фильтр 7 в данном случае пропускает уже сформированные преобразователа.м 5 составляющие

спектра импульсного рад иосигнала.

Характеристика фильтра не должна жестко соответствовать параметрам формируемого радиосигнала, его полоса пропускания должна быть щире полосы спектра

частот формируемых радиосигналов, но в его полосу подавления должны попадать составляющие спектра импульсного сигнала, лежащие вне полосы спектра полезного радиосигнала.

Изменение характерист1И1К фильтра в щирокпх пределах при соблюдении указанных условий не оказывает существенного влияния на параметры формируемого радиоимпульсного сигнала, что обеспечивает стабильность параметров имитируемых аигналов при изменении условий окружающей среды.

В таком устройстве может быть обеспечено и формирование радиоимпульсов с

разными пара.метрами при неизменно. фильтре, поскольку форма радиоимпульса задается преобразователем 5.

Сфор1мированный радиосигнал через выходной блок 5 поступает иа выход.

Таким образом, преобразователь 5 позволяет расширить функциональные возможности имитатора в части обеспечения оперативного изменения формы имитируемых сигналов, упрощает настройку и перестройку прибора. Все узлы устройства достаточно просто реализуются на известных элементах.

Пример одного из возможных вариантов реализации преобразователя 5 на основе

гоеобразователя типа «время-амплитуда приведен на фиг. 2.

Запускающий импульс из формирователя 2 поступает на триггер W, управляющий рентилем //. Последний открывается и пропускает на регистр 12 тактювый импульсный сигнал, сформированный, например, из сигнала задающего генератора /. Регистр 12 в данном случае двухтактный и собран на .потенциальных элементах И-НЕ 13.

При лостуллении с вентиля 11 тактовых импульсов регистр 12 начинает работать и в его разряды последовательно записывается «1.

Предшествующим состянием всех его

разрядов был логический «О, фиксируемый

триггером 10 до поступления импульса запуска.

По мере установки разрядов регистра в состояпие «1 на логические схемы И 14 подаются разрешающие (отпираюидие) сигналы с разрядов.

На вторые входы схем И 14 подается им;пульсный сигнал с генератора 6 несущей частоты. По мере отпирания на выходах схем И 14 начинают формироваться импульсы стандартной амплитуды, следующие с частотой, равной несущей. Выходные стандартные импульсные сигналы логических схем И 14 поступают на сумматор токов, выполненный на резисторах 15, весовые коэффициенты входов сумматора определяются номинала,ми резисторов.

Поскольку в данном случае использован регистр /2 с перекрестной связью, то после перехода всех разрядов в состояние «1 начина ется последовательный переход их в состояние «О. При такой работе происходит последовательнЮе включение, а затем выключение логических схем И, в результате на выходе сумматора токов формируется ряд импульсов, амплитуда которых изменяется от импульса к импульсу по треб уемому закону (задаваемому в данном случае резисторами 15. По окончании цикла работы регистра 12 цепь 16 установки, состоящая из триггера и элемента И-НЕ, вырабатывает импульс установки триггера 10 и всего преобразователя 5, который снабжен регистром 2 и трансформатором /7, в исходное состояние.

На фиг. 3 показаны формы импульсных сигналов в контрольных точчсах 18-29 данного на фиг. 2 варианта реализации преобразователя для простейщего случая, когда тактовая частота регистра равна половине несущей частоты имитируемого сигнала.

Форма имитируемого сигнала может быть изменена лутем набора рез исторов 15, с которыми через переключатели 30 связаны логические элементы, замена может производиться как вручную, с по:мощью механических переключателей, так и автоматически, с помощью электромеханических переключателей или переключателей на логических схемах, что иллюстрируется схемами, приведенными на фиг. 4. При использовании переключателей на логических схемах появляется возможность изменять форму имитируемых сигналов по программе, тем самым обеспечивается имитация наиболее тяжелых условий работы, работы в любой точке рабочей зоны, где имеется разница между формами сигналов системы. Генератор несущей частоты может быть выполнен в виде автономного генератора, работающего в непрерывном режиме пли в режиме ударного возбуждения, а также в виде преобразователя частоты сигнала задающего генератора, в последнем случае

он соединен с задающим генератором. Источником тактовых импульсов является задающий генератор, частота которого преобразуется до заданного значения известными устройства М1И преобразования частоты.

Формула изобретения

1.Имитатор радиосигналов навигационных систем, содержащий генератор несущей

частоты, формирователь временных диаграмм, ко входам которого подключены выходы задающего генератора и блока управления, и выходное устройство, входы которопо связаны с выходом радиочастотного фильтра и вторым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных .возмол ностей и повьш1ения точности, он имеет иреобразователь формы импульсных сигналов типа «время-амплитуда, причем его входы связаны с выходами задающего генератора, формирователя временных диаграмм, генератора несущей частоты и третьим выходом блока управления, а выход - со входом радиочастотного фильтра.

2.Имитатор по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что преобразователь формы импульсных сигналов включает счетный регистр и

трансформатор, причем выходы счетного регистра связаиы со входом трансформатора через последовательно подключенные логические элементы И и резисторы.

3.Имитатор 1ПО п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что логический элемент И связан с резистором через переключатель.

4.Имитатор по п. 1, отличающийся тем, что выход задающего генератора подсоединен ко входу генератора несущей частоты.

Источник информации, принятый во внимание три экспертизе;

1. Патент США .У 3743754, кл. 35-10.2, 1973.

Г

3 Н.Rt L,

(put.j

f

(7/77 генгра- Ij;-,

f ipr

0-

гп ГП m ГП

f ,

M П П I ж Sbtxad . i

7f

П

n.

5

. J

rs

J5

От pezucmpomopa 72