Анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для спектрального анализа панорамного радиоприема сигналов.

Известен анализатор спектра, содержащий 1 каналов из последовательно соединенных избирательных фильтра, усилителя, детектора, видеоусилителя и индикатора р

Однако эти анализаторы сложны.

Наиболее близким техническим решением является анализатор, содержащий входной преобразователь частоты,, генераторы сеток частот, смесители, блок;и сжатия сигналов, линию задержки, блок сравнения, сумматор, индикатор и формирователь Г2.

Недостатком этого анализатора является малый диапазон анализируемых частот.

Цель данного изобретения - рас- диапазона одновременно анализируемых частот.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состояний из первого и второго генераторов сетки частот и И параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к первому и второму смесителям, другие входы

)0 которых соединены с соответствующими выходами первого и второго генераторов сетки частот, а -также первый и второй блоки сжатия сигналов, входы которых подключены соответственно к объединенным выходам первых

и к объединенным выходам вторых смесителей, первую многоотводную линию, задержки, блок сравнения, состоящий из Vt схем сравнения, сумматор,

20 формирователь, индикатор и последовательно включенные генератор пи-лообразного напряжения и линейночастотно -модулированный генератор, Шз1ход которого подключен к другим входам первого и второго блоков сжатия сигналов, при этом выходы блока сравнения подключены к входам сумматора и одновременно к входам формирователя, выходы которого объединены и подключены, к первому входу индикатора, второй и третий входы индикатора подключены соответственно к ВЫХОДУ генератора пилообразного напряжения и к выходу сумматора, входы от второй и до (п+1)/ схем сравнения соединены с выходами многоотводной линии задержки, вход которой соединен с первым блоком сж тия сигналов, выход второго блока сжатия сигналов подключен к входам остальных схем сравнения, введена вторая многоотводная линия задержки выходы которой подключены к другим входам от (п+3)/2 до И-ой схем срав нения, а выход второго блока сжатия сигналов соединен с входом второй многоотводной линии задержки и другими входами от первой до (nt-f)/2 схем сравнения. На чертеже представлена структур ная схема анализатора спектра. Анализатор спектра содержит преобразователь 1 частоты, состоящий из Ю каналов 2, кажда1й из которых включает избирательный фильтр 3, первый генератор 4 сетки частот, первый смеситель 5 и второй смеситель 6, второй генератор 7 сетки ча стот, линейно-частотно-модулированный генератор 8, первый блок 9 сжа тия сигналов, первую многоотводную линию 10 задержки, второй блок 11 сжатия сигналов, генератор 12 пилообразного напряжения, блок 13 сравнения , состоящий из и схем сравнения, сумматор 14, индикатор 15, формирователь 16 и вторую многоотводную линию 1.7 задержки. Входом анализатора являются входы Избирательных фильтров 3, а его выходомвыходы блока 13 сравнения. Работает анализатор спектра следуюощм образом. AHajtH3Hpyehe)ie сигналы подают на входы избирательных фильтров 3, ко торые разделяют весь диапазон анализиpye шx частот на и частотных по диапазонов . В каждом частотном поддиапазоие сигналы с выхода избирательного фильтра 3 поступают иа вход первог смесителя 5 и на вход второго смесителя 6. На другой вход смесителя 4 5 поступает одно из колебаний первого генератора 4 сетки частот. Под действием этого колебания анализируемый сигнал преобразуется по частоте в промежуточную полосу частот, совпадающую с полосой пропускания первого блока 9 сжатия сигналов. На другой вход смесителя 6 поступает одно из колебаний второго генератора 7 сетки частот. Под действием колебания генератора 7 сигнал преобразуется по частоте во вторую промежуточную полосу частот, частоты которой совпадают с частотами первой полосы-jj а также с частотами полосы пропускания второго блока 11 сжатия сигналов . Каждый из генераторов 4 или 7 сетки частот одновременно формирует ряд колебаний, число элементов которого равно И. Колебания генераторов 4 и 7, предназначенгале для преобразования по частоте сигналов в одном и том же частотном поддиапазоне, образуют пару колебаний. Частоты колебаний одной из пар колебаний выбирают одинаковыми. В остальных же парах частоты колебаний отличаются. Величина первоначального сдвига по частоте Др между колебаниями пары (разность между частотами колебаний генераторов 4 и 7) определяется величиной разрешакицей способности устройства по частоте. При переходе к последующим парам колебаний этот частотный сдвиг нарапщвают на величину, равщию первоначальному сдвигу, или изменяют знак разности между частотами колебаний этих пар, т.е. разности между частотами всех VI пар колебаний, поступающих на входы смесителей 5 и 6 от генератора 4 и 7. После одновременного преобразования по частоте сигналов всех частотных поддиапазонов в первых смесителях 5 они поступают на вход первого блока 9 сжатия сигналов. На второй вход блока 9 сжатия сигналов поступает линейно-частотно-модулированное (ЛЧМ) колебание генератора 8. В блоке 9 сжатия сигналов сигналы преобразуются в линейно-частотно-модулированные колебания и сжимаются во времени. С выхода блока 9 сжатия сигналов импульсы одновременно поступают на вход первой многоотводной линии 10 задержки, на вход первой схемы сравнения блока 13 и на входы от (п+3)/2 до М-й схем сравнения. Аналогичные действия производят , с сигналами, преобразованными во втоцялх смесителях 6. Эти сигналы с выходов смесителей 6 поступают в блок 11 сжатия сигналов, на второй вход которого подается ЛЧМ колебание с выхода генератора 8. В блоке 11 сжатия сигналов сигналы преобра ются в ЛЧМ колебания и сжимаются во времени. С выхода блока 11 сжатия сигналов сжатые импульсы одновременно подаются на вход второй многоотводной линии 17 задержки, на другой вход первой схемы сравнения 13 и на входы от второй и до (п+1)/2 схем сравнения. Временное положение сжатых импульсов, которые образовались от одшпс и тех же анализируемых сигналов на выходах блоков 9 и 11 сжа тия сигналов, не совпадает. Послед нее положение не относится к сжатым Импульсам, принадлежащим к первому частотному диапазону, в котором пре образование сигналов производилось колебаниями генераторов 4 и 7, имею щих одинаковые значения частоты. Абсолютное значение величины разности между моментами появления йо времени сжатых импульсов на выходах первого и второго блоков 9 и 11 сжа тия сигналов прямо пропорционально величине частотного сдвига между га моническими колебаниями генераторов 4 и 7 на входах смесителей 5 и 6, ее знак зависит от знака разности между частотами этих колебаний. В связи с тем, что для каждого частот ного поддиапазона величина разности между частотами колебаний равная, то и временный сдвиг между сжа-пдми импульсами блоков 9 и 11 сжатия сиг налов для каждого частотного поддиапазона индивидуален. Разности во временных положениях сжатых импульсов, принадлежащих частотным поддиапазонам, образуют следующую после довательность O-.tAt, ±2At;...;± ut, . й., где JU - величина, обратно пропорцио нальная скорости изменения частоты линейно-частотно-модулированного напряжения генератора 8. В анализаторе выявление принадлежности сжатых импульсов (спектрал ных Составляюпцпс) к конкретному частотному поддиапазону производят следующим образом. Выходные импульсы одного из блоков сжатия сигналов задерживают в многоотводной линии задержки. Величина задержки импульсов между соседними отводами лиКии задержки выбирается прямо пропорциональной в.елнчине первоначального сдвига по частоте между колебаниями генераторов 4 и 7. Поэтому на отводах (выходах) каждой из многоотводной линии задержки сжатые импульсы появляются через временные интервата.1, равшде дй, , ,...,(п-1)д1/2. После каждой задержки сжатые импульсы с отвода линии задержки подаются на вход одной из схем сравнения, на второй вход которой поступают импульсы с выхода другого блока сжатия сигналов. В результате зтого в различных схемах сравнения создаются условия для сравнения импульсов, имеющих сдвиг по времени &t, 2ut, 3bt, ... , (n-1 )kt/2. Tie. условия для разделения импульсов по частотным поддиапазонам. В схемах сравнения блока 13 производится сравнение импульсов по времени их появления, их амплитудам и фазам и вьщеление тех импульсов, у которых зти параметры совпадают . В целях выделения сжатых импульсов, величина временной разности у которых имеет отрицательный знак, в устройстве происходит следующее. Задержанные импульсы с выходных отводов первой многоотводной линии 10 задержки подают на входа,1 схем сравнения блока 13, имекнцих номера от 2 до (п+1)/2. При этом импульсы с конкретного отвода линии 10 пода- ют на вход одной из схем сравнения, соответствующей конкретному частотному поддиапазону. На вторые входы этих схем сравнения поступают сжатые импульсы с выхода второго блока 11 сжатия ш«1упьсов. На выходах вышеуказанных схем сравнения блока 13 выделяются только те сжатые импульсы, разность между моментами появления КОТ01ЙЛХ на выходах блоков 9 и 11 сжатия сигналов является отрицательной величиной. Сжатые импульсы блока 9пДЛя которых имеет место положительное значение этой разности, при прохождении многоотводной линии 10 задержки еще больше удаляются по ие совпадают, а следовательно, и выделяются схемами сравнения 13, имеющих номера от 2 до (п+1)/2. Сжатые импульсы, разность во вре менном положении которых является положительной величиной, разделяются по их принадлежности к частотным поддиапазонам аналогичным образом. В многоотводной линии 17 задержки выходные импульсы блока 11 сжатия сигналов задерживаются на время ,t, 2ut , 3ut,, . .j(n-l) &t/2. После каждой задержки во времени сжатые импульсы поступают на один из отводов линии 17 задержки, а затем на вход одной из схем сравнения блока 13, имеюшлх номера от (п+3)/2 до И . На вторые входы этих схем сравнения поступают сжатые импульсы с выхода первого блока 9 сжатия сигналов. Каждая из указанных схем сравнения выделяет сжатые импульсы (спектраль ные составляющие сигналов), принадлижащие одному из частотных под- диапазонов с номерами от (п+3)-/2 доУ1 . В связке тем, что сигналы первого частотного поддиапазона преобразуют в смесителях 5 и 6 с помощью колебаний, частоты которых одинаковы, то для выделения соответствущих этому поддиапазону сжатых импульсов последние подают на первую схему сравнения непосредственно с выходов блоков 9 и 11 сжатия сигналов. С выходов схем сравне.ния блока сжатые импульсы поступают на вход сумматора 14, который объединяет сжатые импульсы, а также на входы других устройств, которые используются при спектральном анализе сиг налов. Кроме того, с выходов схем сравнения блока 13 сжатые импульсы поступают на входы соответствующих формирователей 16. Формирователи 16 в момент поступления сжатых импуль сов формируют прямоугольные импуль амплитуда которых прямо пропорционал1 на номеру схемы сравнения т.е. номеру частотного поддиапазона (ка нала) . С выхода сумматора 14 сжатые им пульсы поступают на вход управлени яркостью луча индикатора 15. Выход импульсы формирователей 16 объединяют и подают на вход вертикально отклоняющей системы. Кроме того, на вход горизонтальной отклоняющей пряжение с выхода генератора 12 пилообразного напряжения. В результате совместного воздействия на системы управления яркостью и положением электронного луча индикатора 15 на его экране будут высвечены в виде яркостных меток сжатые импульсы (спектральные составляющие), по положению которых по вертикали можно определить первоначальную частоту частотного поддиапазона (номер канала),а по положению на горизонтальной развертке - относительную частоту сигнала в пределах данного поддиапазона. Сопоставленный анализ предложенного и известного устройств показывает, что за счет введения второй многоотводной линии задержки при одинаковом .числе частотк 1Х поддиапазонов данный анализатор имеет диапазон анализируемых частот в 1,5 раза больщий. Формула изобретения Анализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состоящий из первого и второго генераторов сетки частот и И параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к первому и второму смесителям, другие входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго генераторов сетки частот, а также первый и второй блоки сжатия сигналов, выходы которых подключены соответственно к объединенным выходам первых и к объединенным выходам вторых смесителей, первую многоотводную линию задержки, блок сравнения, состоящий из М схем сравнения, сумматор, формирователь,ивдикатор и последовательно включенные генератор пилообразного напряжения и линейно-частотномодулированный генератор, выход которого подключен к другим входам первого и второго блоков сжатия сигналов, при этом выходы блока сравнения подключены к входам сумматора и одновременно к входам формирователя, выходы которого объединены и подключены к первому входу индикатора, второй и третий входы индикатора подключены соответственно к выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу сумматора, входы от второй и доУ - --//1 схем сравнения соединены с выходами многоотводной линии задержки, вход которой соединен с первым блоком сжатия сигналов, выход второго блока сжатия сигналов подключен к входам остальных схем сравнения , отличающийся тем, что, с целью-расширения диапазона одновременно анализируемых частот) в него введена вторая многоотводная линия задержки, выходы которой подключены к другим входам

отц4-3|2-ДО ° схем сравнения, а вькод второго блока сжатия сигналов соединен с входом второй многоотводной линии задержки и другими входами от первой до (п+1)/2 схем сравнеш я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вакин С,А. др. Основы радиопротиводействия и радиотех1шческой разведки. М., Советское радио, 1968, с. 411.

2.Заявка № 2636457/18-21, кл. G 01 R 23/16, 1978.