Дисперсионный анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/00 

(5) ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

I

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоэлектронных средствах различного назначения, в том числе в электроизмерительной и радиолокационной технике.

Известен дисперсионновременной анализатор, содержащий гетеродин,дисперсионную линию задержки, смесители, фильтр, сумматор, опорный генератор и индикатор 1 .

Недостатком устройства является невозможность анализа пересекающихся во времени выборок входного сигнала.

Известен дисперсионный анализатор спектра, который содержит преселектор, смеситель, дисперсионную линию задержки, индикатор, сумматор, линию задержки с отводами, линейно-частотно-модулированный генератор и линию задержки 2.

Недостатком анализатора является низкий динамический диапазон.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в дисперсный анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные преселектор, первый смеситель, дисперсионную линию задержки, а также индикатор, первый вход которого через линию задержки и умножитель частоты соединен с выходом опорtoного гетеродина, второй выход которого через линейно-частотно-модулированный гетеродин, линию задержки с отводами и сумматор соединен с вторым входом первого смесителя, снабжен

13 вторым смесителем и первым, и вторым фильтрами, причем выход дисперсионной линии задержки подсоединен к второму входу индикатора через последовательно соединенные второй смеситель

20 и первый фильтр, выход сумматора соединен с входом линии задержки, выход которой через второй фильтр соединен с вторым входом второго смесителя. На фиг. 1 показана структурная схема дисперсионного анализатора спек тра; на фиг. 2 - временные диаграммы Анализатор содержит преселектор 1 смеситель 2, дисперсионную линию 3 задержки, индикатор k, сумматор 5, линию 6 задержки с отводами, линейночастотно-модулированный гетеродин 7 опорный гетеродин 8, умножитель 9. линию 10 задержки, первый фильтр 11, второй смеситель 12, второй фильтр Анализатор работает следующим образом. Через преселектор 1 на вход перво-15 ГО смесителя 2 поступает исследуемый сигнал U(t) (фиг. 2а) (например, в виде суперпозиции ряда синусоидальных колебаний). В анализаторе используется схема размножения колебаний линейно-частотно-модулированного гетеродина 7 состоящая из линии 6 задержки с отводами и сумматора 5- За .счет этого на второй вход первого смесителя подается М (в рассматриваемом случае N равно 3) сдвинутых одна относительно другой на Т последовательностей линейно-частотномодулированных радиоимпульсов, длительность которых Tf , скорость изменения частоты -др, а скважность близка к единице (фиг. 26). Вследствие линейно-частотно-модулированного преобразования в первом смесителе 2 на его выходе образуется последовательность радиоимпульсов, с линейно изменяющейся во времени несущей частотой. Каждый радиоимпульс последовательностей соответствует одной выборке входного сигнала. Скорость изменения частоты колебаний импульсной характеристики дисперсионной линии 3 задержки и колебания, в которые преобразуются гармоники входного сигнала, имеют одинаковые абсолютные величины и противоположные знаки. Поэтому на выходе дисперсионной линии 3 задержки образуется последовательность сжатых импульсов, суммарная огибающая которых соответст вует спектру одной из выборок входного сигнала. В анализаторе для совмещения центральных частот сжатых импульсов на выходе сумматора 5 выделяются неперекрывающиеся во времени участки из последовательности линейно-частотномодулированных сигналов. Эту функцию выполняет второй (полосовой) фильтр 13, полоса пропускания которого (A.f) определяется величиной произведения у-Т| /3 (фиг. 2д) , Полученная на выходе второго фильтра 13 последовательность радиоимпульсов подается на второй смеситель 12 (фиг.,2г). 8 результате такого преобразования на выходе второго смесителя центральные частоты спектров сжатых импульсов совмещаются (фиг. 2в). Частотно-весовая обработка заключается в округлении спектров сжатых импульсов с помощью первого (взвешивающего) фильтра 11. Вследствие этого уровень боковых лепестков сжатых импульсов уменьшается, и динамический диапазон анализатора расширяется. Линия 10 задержки используется для задержки последовательности линейночастотно-модулированных сигналов пе-ред подачей на второй смеситель. 12, на время, равное постоянной задержке в дисперсионной линии задержки. Запуск развертки индикатора осуществляется от опорного гетеродина 8 через умножитель частоты 3 и линию задержки 10. От своевременности запуска индикатора и зависит точность определения частоты и следовательно точность спектрального анализа. С целью согласования момента появления сжатых импульсов с моментом запуска развертки индикатора используется эта же линия 10 задержки. В том случае, когда в качестве первого фильтра используется фильтр с колоколообразной амплитудночастотной характеристикой, а амплитудночастотная характеристика дисперсионной , линии задержки прямоугольная, расширение динамического диапазона зависит от коэффициента округления. Последний определяется отношением полос пропускания дисперсионной линии задержки Л.л.. (фиг. 26) и первого (взвешивающего) фильтра u.fф (фиг. 2в). Л.л.З При К равном 2 динамический диапазон анализатора расширяется на 15 20 дБ по сравнению с анализатором без весовой обработку и может достигать величины порядка 30 - 35 дВ. Таким образом, проведение частотно-весовой обработки после дисперсионнои линии задержки с предварительным гетеродинированием в ограниченной полосе частот, позволяет расширить динамический диапазон дисперсионного анализатора спектра сигналов. Формула изобретения Дисперсионный анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные преселектор первый смеситель, дисперсионную линию задержки, а также индикатор, первый вход которого через линию задержки и умножитель частоты соединен с выходом опорного гетеродина, второй выход которого через линейно-частотно-модулированный гетеродин, линию задержки с отво дами и сумматор соединен с вторым входом первого смесителя, о т л и Э

Фиг. 1 6 чающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона. он снабжен вторым смесителем и первым, и сторым фильтрами, причем выход дисперсионной линии подсоединен к второму входу индикатора через последовательно соединенные второй смеситель и первый фильтр,выход сумматора соединен с входом линии задержки, выход которой через второй фильтр соединен с вторым входом второго смесителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шарман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М., Советское радио , 197, с. 176-179. 2.Тверской В.И. Дисперсионно-временные методы измерений спектров радиосигналов. М., Советское радио, 197, с. 85.

ДУД MiwuBe егв мьт

. «1 1- бытрка

IMJ,)

г-{ 6ЫS9P

КО

ЛУД полосового (f)t4Mmpa

V V у

. J

I I

II-A44

ж