Устройство для автоматического контроля каналов многоканальных радиоприемных устройств

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАНАЛОВ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ, Содержащее на передакяцей стороне первый и второй аттенюаторы, выходы которых соединены с входами кангшов связи, а входы - с выходами первого и второго коммутаторов, управляющие вхрды которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного напряжения, на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор, а также опорный генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности,в него введены на передающей стороне генератор ударного возбуждения,дисперсионная линия задержки,третий коммутатор и элемент задержки, выход которого соединен со счетным входом триггера и управляющим входом третьего коммутатора , выход и вход которого соедине ны соответственно с объединенными информационными входами первого и второго коммутаторов и с выходом дисперсионной линии задержки, вход которой соединен с выходом генератора ударного возбуждения, вход которого соединен с первым выходом генератора опорного напряжения, второй выход которого подключен к входу элемента задержки, а на приемной стороне - три элемента задержки, два смесителя, два перемножит.еля, два режекторных фильтра и два полосовых фильтра, при этом выходы первого и второго кансшов соединены с входами i соответственно первого и второго элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, вторые входы которых соединены с выходами опорного генератора, а выходы с первыми входами перемножитёлей, вторые входы и. выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго элементов зашержки и с r входами первого и второго режекторных фильтров, выходы которых соеди4 нены с входами первого и второго полосовых фильтров, причем выход первого полосового фильтра подключен :л :л к первому входу коррелятора через третий элемент задержки, а выход второго полосового фильтра - к второму входу коррелятора.

(19) (11)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5f) H 04 B 17/00 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Qfjjgi0 i ил

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3554293/18-09 (22) 18,02.83 (46) 2305.84. Бюл. )) 19 (72) A.Ï.Äÿòëoâ и К.И.Удалов (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 621. 317. 799 (088,8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

)) 663118, кл. Н 04 В 17/00, 1977, 2.Авторское свидетельство СССР

Р 928662, кл. Н 04 В 3/46, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАНАЛОВ МНОГОКАНАЛЬНЫХ

РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ, содержащее . на передающей стороне первый и второй аттенюаторы, выходы которых соединены с входами каналов связи, а входы — с выходами первого и второго коммутаторов, управляющие вхОды которых соединены соответственно с. первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного напряжения, на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор, а также опорный генератор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности,в него введены на передающей стороне генератор ударно;го возбуждения,дисперсионная линия задержки, третий коммутатор и элемент задержки, выход которого соединен со счетным входом триггера и управляющим входом третьего коммутатора, выход и вход которого соедине ны соответственно с объединенными информационными входами первого и второго коммутаторов и с выходом дисперсионной линии задержки, вход которой соединен с выходом генератора ударного возбуждения, вход которого соединен с первым выходом генератора опорного напряжения, второй выход которого подключен к входу элемента задержки, а на приемной стороне - три элемента задержки, два смесителя, два перемножителя, два режекторных фильтра и два полосовых фильтра, при этом выходы первого и второго каналов соединены с входами соответственно первого и второго Pg элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, вторые входы которых соединены с выходами опорного генератора, а выходы с первыми входами перемножителей, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки и с входами первого и второго режекторных фильтров, выходы которых соединены с входами первого и второго полосовых фильтров, причем выход первого полосового фильтра подключен к первому входу коррелятора через третий элемент задержки, а выход второго полосового фильтра - к второму входу коррелятора.

1094155

Изобретение относится к радиопри емной технике и может использоваться в автоматических системах непрерывного и периодического контроля параметров приемных устройств КВ, УКВ, СВЧ диапазонов различного назначения без снятия их со связи, а также контроля многоканальных анализаторов спектра всех указанных диапазонов.

Известно устройство для автоматического контроля главных каналов ра- 10 диоприемных устройств, содержащее генератор опорных частот, входной коммутатор, аттенюатор, пороговый блок, послеДовательно соединенные блок задержки. и коррелятор, последо- 15 вательно соединенные выходной коммутатор и блок регистрации, фильтр нижних частот, промежуточный коммутатор, блок памяти, сумматор, частотный дискриминатор, умножитель частоты, 20 аналого-цифровой преобразователь, решающий блок и первый и второй генераторы линейно-ступенчатого напряжения, при этом выход генератора опорных частот через входной комму- 25 татор подключен к входу блока задержки, выход коррелятора через посЛедовательно соединенные фильтр нижних частот, промежуточный коммутатор, блок памяти и выходной коммутатор подключен к входу блока регистрации, выход частотного дискриминатора, вход которого соединен с вторым входом коррелятора, через последовательно соединенные решающий блок, первый генератор линейноступенчатого напряжения и сумматор подключен к объединенным вторым входам входного и промежуточного коммутаторов, выход блока памяти через последовательно соединенные 40 пороговый блок и второй генератор линейно-ступенчатого напряжения подключен к второму входу выходного коммутатора, а выход частотного дискриминатора подключен к объединенным 45 входам аналого-цифрового преобразователя и умножителя частоты, выход ко» торого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы которого под- 50 ключены к вторым входам фильтра нижних частот и сумматора соответственно (1f

Однако в данном устройстве отсутствует возможность одновременного 55 контроля и сравнения нескольких каналов связи.

Наиболее близким по технической сущности к иэобретению является устройство для автоматического конт- 60 роля каналов многоканальных радиопри- емных устройств, содержащее на передающей стороне первый и второй аттенюаторы, выходы которых соединены с входами каналов связи, а входы — g5 с выходами первого и второго коммутаторов, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного н апря же ния, на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор, а также опорный генератор (2)

Однако известное устройство имеет низкую точность.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического контроля каналов многоканальных радиоприемных устройств, содержа. щее на передакщей стороне первый и второй аттенюаторы, выходы которых соединены с входами каналов связи, а входы — с выходами первого и второ.

ro коммутаторов, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а также генератор опорного напряжения, на приемной стороне последовательно соединены коррелятор и индикатор, а также опорный генератор, введены на передающей стороне генератор ударного возбуждения, дисперсионная линия задержки, третий коммутатор и элемент задержки, выход которого соединен со счетным входом триггера и управляющим входом третьего коммутатора, выход и вход которого соединены соответственно с объединенными инФормационными входами первого и второго коммутаторов и с выходом дисперсионной линии задержки, вход которой соединен с выходом генератора ударного возбуждения, вход которого соединен с первым выхо. дом генератора опорного напряжения, второй выход которого подключен к входу элемента задержки, а на приемной стороне — три элемента задержки, два смесителя, два перемножителя, два режекторных Фильтра и два полосовых фильтра, при этом выходы первого и второго каналов соединены с входами соответственно первого и второго элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, вторые входы которых соединены с. выходами опорного генератора, а выходы . — с первыми входами перемножителей, вторые входы которых соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки и с входами первого и второго режекторных фильтров, выходы которых соединены с входами первого и второго полосовых фильтров, причем выход первого полосового фильтра подключен к первому входу коррелятора через третий элемент задержки, а выход второго полосового фильтра— к второму входу коррелятора.

1094155

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для автоматического контроля каналов глногоканальных радиоприемных устройств содержит на передающей стороне 1 генератор 2 ударного возбуждения, дисперсионную линию 3 задержки, триггер 4, элемент 5 задержки, первый б и второй

7 коммутаторы, первый 8 и второй 9 10 аттенюаторы, радиоприемное устройство 10, третий коммутатор 11 и генератор 12 опорного напряжения, а на приемной стороне 13 — индикатор

14, первый и второй перемножители . 15

15 и 16 соответственно, первый 17 и второй 18 режекторные фильтры, первый и второй полосовые фильтры 19 и 20 соответственно, опорный генератор 21, первый, второй и третий эле- >р менты 22-24 задержки соответственно, коррелятор 25, первый 26 и второй 27 смесители, причем передающая и приемная стороны соединены через радиоприемное устройство 10. 25

Устройство работает следующим образом.

На передающей стороне 1 генератор

12 опорного напряжения формирует импульсы длительностью ьц и периодом следования 7, которые запускают генератор 2 ударного возбуждения. Радиоимпульс.г,пройдя через линию 3 задержки, преобразуются в линейночастотно-модулированный сигнал, а третий коммутатор 11 формирует необходимую длительность линейно-частотно-модулированного сигнала, причем элемент 5 задержки, имеющий время задержки ь3,обеспечивает вырезание необходимого участка сигнала, полученного после дисперсионной линии 3 задержки. Суммированный сигнал поступает на первый 6 и второй 7 коммутаторы, которые поочередно включаются, управляегые триггером 4. 45

Через первый 8 и второй 9 аттенюаторы зондирующие сигналы необходимой интенсивности поочередно подаются на входы контролируемого радиоприемного устройства 10. 50

На приемной стороне 13 стимулирующий сигнал поступает на входи перво

ro 22 и второго 23 элементов задержки, а также на входы первого 15 и второго 16 перемножителей. При этом в первом 26 и втором 27 смесителях с помощью опорного генератора 21 происходит преобразование стимулирующего сигнала на фиксированную частоту у независимо от значений несущих 60 частот и помехи. Первый 15, второй

16 перемножители, первый 17 и второй

18 режекторные фильтры и первый 19 и второй 20 полосовые фильтры обра зу т коррелятор четвертого порядка, 65

Анализ коррелятора четвертого порядка выполняется при следующих условиях. Стимулирующий сигнал 5(Ц имеет большую базу 8» 1. Сигнал свя" зи P(t,2 в данном случае является помехой и представляет собой квазидетерминированный гармонический процесс, параметры а которого неизвестны. гг1ум и (Ц представляет собой гауссов стационарный процесс с из-. вестной корреляционной функцией °

Предположим, что спектральное распределение стимулирующего сигнала, помехи, шума и форма амплитудночастотных характеристик всех режекторных фильтров имеет прямоугольный вид, а преобразование частоты, задержка и перемножение выполняются идеально.

Исследование энергетического критерияq „,. осуществляется на основе спектрального подхода.

Введение в состав устройства коррелятора четвертого порядка обеспечивает преобразование стимулирующего сигнала и, помехи (сигнала связи) на фиксированную частоту и независимо от значений несущих частот и помехи, Время запаздывания „ з первого элемента 22 задержки выбираем из ус. ловия п где „ > Р - интервал корреляции помехи; и г ко .g - интервал корреляции стимулирующего сигнала.

Это приводит к тому, что спектральное> распределение стимулирующего сигнала дополнительно расширяется, а спектр помехи остается узкополосным на частоте м . Установка на выходе коррелятора четвертого порядка совокупности иэ полосовых и режекторных фильтров позволяет избавиться от компоненты "Помеха-помеха" и выделить с несущественными искажениями компоненту "Сигнал-сигнал".

На выходе первого 19 и второго 20 полосовых фильтров получаем компоненты "Сигнал-сигнал", "Сигнал-помеха", "Сигнал-шум", "Помеха-шум" и

"Шум-шум", мощность которых равна соответственно

=26

4 ьг / ь1

+5 зй 4af ь| -P P + (1- 2) а1

Ь1

Р „=26 6„

Р =0 6 г- "(<-ql f„

P =26

4 Е ( и-и и

1094155 радиоприемного устройства;

af5 — полоса сигнала

0 - амплитуда помехи;

5 — дисперсия шума д1„, — полоса шума.

Приведенные соотношения соответст. вуют случаю непрерывающихся спектров стимулирующего сигнала э® и помехи 10

Р(1,к). Величина мощности компонент

"Сигнал-помеха" и "Помеха-шум" зависит от значения несущих частот са

Ыр и средней частоты шума Ыд

Наибольший уровень Рз р и pn имеют 15 при выполнении условий и - -Oи -< О.. и 5

1вх Р 6 и

Qexpn > п

Р д р Р 20

0 б ! р-n rnp n

Ь

Поскольку все компоненты на выходе первого 19 и второго 20 полосовых фильтров статистически независимы, то это позволяет процессы, поступающие на вход коррелятора 25 непосредственно и через третий элемент 24 задержки, представить моделью в виде совокупности сигнала, помехи и шума. При этом под сигналом поиимается компонента "Сигнал-сигнал", под помехой — компонента "Сигналпомеха", под шумом — совокупность компонент "Сигнал-шум", "Помеха-шум" З5 и "Шум-шум".

При выполнении условия д < Ь1в

4 все компоненты процесса нормализуются. Мощности отдельных компонент выходного процесса определяются из 40 следующих соотношений:

4 ЬЗТ

5SxSp Р (Ь" S> >

Г Ь4Т

1 — — + — 1 - (h ) < 1вхвр % 2 3 + 1вх р ь BxsP n 4 q8xsP ) " "Р g ) „g Чвх Р вх р " 8xpn )8xpn п тогда на выходе коррелятора четверто го порядка имеем

50 живых,о

Исследование энергетического критерия коррелятора четвертого порядка

55 показывает, что он дает существенный выигрыш при наличии на выходе контролируемого радиоприемного устройства 10 мешающего узкополосного сигна-... ла связи и внутренних шумов при уровне стимулирующего сигнала ниже уров60 ня внутренних шумов, что поз воляет резко повысить точность контроля каналов в. где 2з

Вх . p

xhp

Когда а 1,9 >1 (Bxsp вхр и

Чвх. п " д|т

4sxsp

Ч

ВЫХ4

1+n (Ь ) LIT 8

Р 2 38xsp где 6 — дисперсия сигнала> ь1 — полоса контролируемого

Допустим, что с(„- О, 1-1, прои ведение dk = 10 — 10000 и 1р(ь р) =0

1

46,, (гэ(д i, j.

4 Р(. Р Р gfTj г„Р s д дат> (Ь )+ 140

=46 1-9

8 Ь|

Ь- = х Ь (BxSP (х Р,! < 8,6„ Х

Р 5 n<) << Ь Т

S5. n° . n psð сигнала, шума и помехи соответственно;

Т вЂ” постоянная интегрирования; гз(Ь )=1 — коэффициент корреляции сигналов, равен 1.,так как время задержки третьего элемента задержки

24 выбирается равным периоду следования импульсов („q = Тц)

r p (Ь р — коэффиЦиент коРРелЯЦии при Ь ьр = р - „ .

При обработке сложных си гнало в всегда выполняется соотношение

nkT»1, что обеспечивает нормализацию выходного процесса и позволяет характеризовать помехоустойчивость энергетическим критерием g в,„, который индицируется индикатором 14.

С учетом соотношений для компонент сигнала, помехи и шума на выходе коррелятора четвертого порядка выражение для энергетического критерия имеет вид:

Составитель Е.Голуб

Редактор С.Саенко Техред С.Легеза Корректор Г.Огар

Заказ 3457/45

Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патеит", г .Ужгород, ул.Проектная,4