Анализатор спектра Советский патент 1983 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа спектров сигналов в реальном .масштабе времени.

Известны анализаторы, содержащие преобразователь временного масштаба, смеситель, гетеродин и регистратор 1)

Однако точность анализа их при не известных входных сигналах недостаточна.

Наиболее близким к предлагаемому является анализатор содержащий смеситель, дисперсионную линию задержки, усилитель, индикатор и синхронизатор 2.

Недостатком да нного анализатора является то, что он определяет гармонический спектр, т.е. спектр Фурье который не инвертирован к масштабу анализируемого.сигнала.

Цель изобретения - обеспечение инвариантности модуля спектра временному масштабу анализируемого сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные смеситель, дисперсионную линию задержки, компенсирующий усилитель и индикатор, синхронизатор, первый выход которого подключен к синхронизирующему входу индикатора, а второй соединен через генератор линейно-частот но-мод ированных импульсов с первым входом смесителя, введена запоминакицая электронно-лучевая трубка с блоками записи и считывания, синхронизирующие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами синхронизатора., а выход электронно-лучевой трубки соединен со вторым входом смесителя.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Он содержит смеситель 1, дисперсионную линию 2 задержки, кокШенсирующий усилитель 3, индикатор 4, генератор 5 лйнейно-частотно-модулированных импульсов, синхронизатор 6,

20 блок 7 записи, запоминающую электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 8, блок 9 считывания.

Работает анализатор следующим образом .

Анализируемый сигнал поступает на вход запомиваннвей электронно-лучевой трубки 8 и при помощи блока 7 записи, работающего в линейном режиме, записывается на мишенях запоминающей электронно-лучевой трубки На. выход запоминающей электронно-лучевой трубки поступает сигнал, оторый считывается с мишени при помощи блока 9 считывания, работающего по экспоненциальному закону, что обеспечивает необходимое преобраэованне масштаба сигнала, поступающего на вход запоминающей электрюнно-лучевой тоубки. С выхода запоминающей электро11но-лучевой трубки 8 сигнал поступает на смеситель 1, где преобр зуется с помощью импульсов с линейной частотной модуляцией, поступающих на второй вход смесителя 1-е ге нератора 5 импульсов с линейной час тотной модуляцией. На выходе смесителя 1 формируется сигнал с различHbjMH частотными компонентами, который поступает на дисперсионную линию 2 задержки. Различные частотные составляющие распространяются в диспер сионной линии 2 задержки с различными скоростями и в результате попа дают на выход линии в различные моменты времени. Распределение во времени энергии отклика на выходе дисперсионной линии 2 задержки однозначно связано с распределением энергии по оси частот, в гармоническом спектре входного сигнала. Компенсирующий усилитель 3 компенсирует потери сигнала, возникающие в линии задержки, из-за затухания. Спектр сигнала наблюдается на экране индикатора 4, развертка которого засинхронизирована с генератором 5 импуль сов с линейной частотной модуляцией блоком 7 записи и блоком 9 считывани Так как на вход смесителя 1 поступает сигнал с преобразованным по экспо ненциальному закону масштабом, то. на экране наблюдается спектр Меллина анализируемого сигнала. Спектр Меллина используется при анализе нестационарных цепей, при пространственно-зависимом восстановлении изображения при обработке речевых сигналов в их цифровом представлении, при обнаружении заданных пространственных структур в двумерных картинах с помощью согласованной фильтрации, при классификации объектов с различными структурами. Одним из достоинств спектра Меллина является то, что его модуль инвариантен к изменению масщтаба анализируемых функций, т.е. если две функции отличаются только масштабами, то модули их спектров Меллина будут одинаковы. Это свойство можно использовать, например, в радиолокации, если все принятые сигналы имеют прямоугольную форму, то модули их спектров Меллина будут одинаковы, вне зависимости от длительности сигналов. Это свойство спектра Меллина можно использовать для распознания вида сигнала в/радиолокации, либо для других задач классификации. Формула изобретения . Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные смеситель, дисперсионную линию задержки,, компенсирующий усилитель, индикатор и синхронизатор, первый выход которого подключен к синхронизирующему входу индикатора, а второй соединен через генератор линейно-частотно-модулированных импульсов с первым входом смесителя, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения инвариантности модуля спектра временному масштабу анализируемого сигнала, в него введена зацоминающая электронно-лучевая трубка с блоками записи и считывания, синхронизирующие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами синхронизатора, а выход электронно-лучевой трубки соединен с вторым входом . смесителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3466540, кл. 327-77, 1969. 2.Тверской В.И. Дисперсионные временные методы измерения спектров радиосигналов. М., Советское радио} 1974, с. 64 (прототип).