Импульсный шумовой генератор Советский патент 1982 года по МПК H03B29/00 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических установках, в частности в радиоизмерительной аппаратуре в качестве генератора шумовых испытательных сигналов, а также в радиолокационных установках и в радиоастрономии .

По основному авт. св. № 780150 известен импульсный шумовой генератор, используемый в радиотехнических установках. Этот генератор содержит линию задержки, подключенную с одной стороны к короткозамыкателю, а с другой - к параллельному ключу. Выход ключа подсоединен к последовательно соединенным полосовому фильтру и невзаимному элементу. Выход невзаимного элемента является выхо-дом устройства. Вход управления ключа соединен с выходом блока управления 1 .

Однако в известном импульсном шумовом генераторе невозможно получить последовательность импульсов шума с различной длительностью и формой импульсов. Длительность импульсов шума, генерируемых им, определяется удвоенным временем распространения волны в линии задержки.

Цель изобретения состоит в расширении диапазона частот и формы выходных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный шумовой генератор, содержащий короткозамыкатель, блок управления и последовательно соединенные параллельный ключ, полосовой фильтр, невзаимный элемент, причем выход блока управления соединен с управляющим входом параллельного ключа, и линию задержки, вход которой соединен с короткозамыкателем, а выход со входом параллельного ключа, введены коммутатор, включенный между выходом параллельного ключа и входом полосового фильтра, и цепочка из последовательно соединенных дополни3тельных короткозамыкателя, линии за держки и параллельного ключа, выход которой подключен к другому входу коммутатора. На чертеже приведена структурная схема импульсного шумового генератора. Импульсный шумовой генератор содержит линии задержки 1 и 2, подключенные с одной стороны к короткозамыкателям 3 и А, а с другой - к параллельным ключам 5 и 6, соответственно. Выходы параллельных ключей подсоединены ко входам коммутатора 7. Выход.коммутатора подключен к последовательно соединенным полосово му фильтру 8 и невзаимному элементу 9. Выход невзаимного элемента является выходом генератора. Входы упра ления ключей 5 и 6 и коммутатора 7 подсоединены к выходам блока управле ния 10. Импульсный шумовой генератор рабо тает следующим образом. При замкнутых параллельных ключах 5 и 6 в линиях задержки 1 и 2 проис ходит процесс накопления и концентрации электромагнитной энергии на собственных резонансных частотах (линии задержки, закороченные с обо их концов, образуют резонаторы). Этот процесс длится в течение време ни tx|; за которое в линиях задержки (резонаторах) накапливается энергия Wyj-j, определяемая соотношением: W 2kTфЛf/cLV, где k - постоянная БольцМана, Тф - физическая температура линий задержки-, uf - полоса частот-, d постоянная затухания линии задержки , V - скорость распространения волны вдоль линии задержки По истечении времени tvj параллел ный ключ 5 размыкается и коммутатор 7 подсоединяет его выход к полосово му фильтру 8. При этом на выходе фильтра появляется шумовой сигнал с практически постоянной в полосе ч тот температурой шума Т Вели чина при условии, что фильтр 8 близок к идеальному, определяется формулой: .e- -ae- :o54j7f,, 14 где Е - длина линии задержки , время задержки волны при прохождении линии задержки; Пф центральная частота полосового фильтра (f р,ф б fpф ) . Далее этот шумовой сигнал поступает на невзаимный элемент 9j полоса рабочих частот которого шире, чем АРпф э коэффициент передачи по направленик) к выходу практически равен единице (в обратном направлении он близок к нулю). Можно считать, что на выходе невзаимного элемента 9 шумовой сигнал будет иметь ту же температуру шума, что и на выходе полосового фильтра 8. Если коэффициент передачи не равен 1, его надо учесть в Те,ыу-|. Шумовой сигнал с температурой шума Tgj.jj будет присутствовать на выходе невзаимного элемента 9 являющегося выходом предлагаемого генератора, в течение 2Тп, за которое линия задержки 1 очистится от накопленной в ней электромагнитной энергии. После этого параллельный ключ 5 снова замыкается, и по прошествии t,j ((в данном случае tvj/2) размыкается ключ 6 и коммутатор 7 подключает его выход к полосовому фильтру 8, одновременно отключая от него выход ключа 5- При этом на выходе генератора появляется шумовой сигнал с температурой шума l. малых значениях потерь максимальное и минимальное значения , и могут быть определены по следующим упрощенным формулам: Тбь)( MWH T(j,cLE вык AdKC Тф/(11 Если короткозамыкатели 3 и 4 являются подвижными, то температуру шума можно устанавливать в пределах А° Tgtjiy лакспутем изменеВЫХ мин ния длины . По истечении интервала времени 2 ключ 6 снова замыкается, а через t4j/2 после этого размыкается ключ 5 и коммутатор 7 подключает его выход ко входу полосового фильтра 8 и т.д. Управляющие сигналы на ключи и коммутатор поступают с блока управления 10. Возможны и другие варианты работы предлагаемого импульсного генератора, например, для получения пачек импульсов шума с различными уровнями шумовых температур. В этом случае блок управления 10 с помощью коммутатора 7 поочередно подключает выходы параллельных ключей 5 и 6 к полосовому фильтру 8 на время tn mt, где tn длительность пачки импульсов шума с одинаковой температурой шума m - целое число. Размыкание параллельных ключей 5 и 6 производится периодически через интервал времени t.

Использование изобретения пЬзволяет создавать генераторы импульсов шума с широким диапазоном изменения частоты следования и с различными формами импульсных последовательностей, что существенно расширяет возможности импульсных шумовых генераторов и обеспечивает их широкое применение в радиотехнике, радиолокации и радиоастрономии.

Формула изобретения Импульсный шумовой генератор по авт. св. Н 780150, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот и формы выходных сигналов, в него введены коммутатор, включенный между выходом параллельного ключа и входим полосою вого фильтра, и цепочка из последовательно соединенных дополнительных короткозамыкателя, линии задерж- ки и параллельного ключа, выход которой подключен к другому входу коммутатора.

. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР f 780150, кл. Н 03 6,06.02.73.