Устройство для анализа спектра радиосигнала

 

Изобретение относится к контрольно-шзмерительной технике и тех нике связи и предназначено для спект рапьного анализа амплитудно-модулированных и относительно фазоманипулированных (AM и ОФМ) радиосигналов и для формирования импульсных AM и ОФМ радиосигналов. Цель изобретенияувеличение разрешшозцей способности полосы частот анализируемого сигнала . Достигается это путем исполь зования преобразований для расшире ния спектра исследуемого сигнала. Устройство содержит блок 1 преобразования сигнала, включанщий в себя многоотводную аналого-дискретную линию задержки 2, например решстр сдвига на приборе с зарядовой связью, перемнржители 3 -I ... 3 N, многоотводную аналоговую линию задержки 4, выполненную, например, в виде устройства на поверхностных акустических волнах, сумматор 5, блок управления 6, фильтр 7,. генератор 8 и анализатор спектра 9. i з.п. ф-лы. 1 ил. (Л x(t)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

091 (1И 11 4 G 01 R 23/16

Ф

l (21) 3747896/24-2 1 (22). 11 03.84 (46) 23,02.86. Бюл. У 7 (72) В.Е.Ежкин (53) 621.317.757 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 917119, кл. G 01 R 23/16, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРА

РАДИОСИГНАЛА (57) Изобретение относится к конт» рольно-измерительной технике и тех нике связи и предназначено для спект,. рального анализа амплитудно-модулированных и относительно фаэоманипу лированных (AN и ОФМ) радиосигналов и для формирования импульсных AN u

ОФМ радиосигналов. Цель изобретенияувеличение разрешающей способности полосы частот анализируемого ситнапа. Достигается это путем исполь зования преобразований дпя расшире ния спектра исследуемого сигнала.

Устройство содержит блок 1 преобразования сигнала, включающий в себя многоотводную аналого дискретную линию задержки 2, например регистр сдвига на приборе с зарядовой связью, перемножители 3 -1 .. ° 3 - й, много отводную анапоговую линию задержки

4, выполненную, например, в виде устройства на поверхностных акусти ческих волнах, сумматор 5, блок управления 6, фильтр 7„генератор

8 и анапизатор спектра 9. 1 s.ï, ф-лы. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и к технике связи и, в частности, предназ начено для спектрального анализа амплитудно-модулированных и относительно фазоманипулированных (AN и

ОФМ) радиосигналов и для формирова ния импульсных AN и ОФМ радиосигна лов.

Цель изобретения увеличение разрешающей способности поносы час тот. анализируемого сигнапа за счет использования преобразований для расширения спектра-исследуемого сигнала, На чертеже представлена структурная схема устройства для анализа спектра радиосигналов.

Устройство содержит блок 1 преобразования сигнала, включающий в себя многоотводную аналого-дискретную линию 2 задержки (МАДЛЗ) - регистр сдвига на приборе с зарядовой связью НЗС, перемножители 3-1

3 - Й, многоотводную аналоговую линию 4 задержки (МАЛЗ1, выполненную, например, в виде устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ), сумматор 5, блок б управления, фильтр 7, генератор 8, анализатор 9 спектра.

Работа устройства рассмотрена для,случая когерентного по несущей частоте ОФМ-радиосигнала, имеющего манипуляции фазы О, il .

Устройст; о работает следукацим образом, Принятый радиосигнал поступает на информационный вход МАДЛЗ 2 блока 1 преобразования сигнала.

Работа устройства начинается с приходом тактовых импульсов от блока

6 управления на соответствующие входы МАДЛЗ 2, при этом в каждом такте МАДЛЗ 2 производит выборку, хранение (запоминание) и ориентирование на соответствующий отвод текущего амплитудного значения сигнале. Частота взятия выборок равна удвоенной несущей частоте когерентного по ОФМ-радиосигнала, причем выборки в течение каждого периода несущей частоты берутся в моменты времени, соответствующие фазовому

3 положению — и — и несущей чаототы

2 2 р адиоси ген ал а. г

134 30 2

45

5

30 юк

После окончания текущей выборки с порядковым номером, кратным по числу отводов, т.е, выходов ИАДЛЗ 2 (рассмотрен первый цикл работы устройства), на первые входы перемножителей 3- Й,... 3-1 поступают соответственно с И"ro... 1-го выходов

МАДЛЗ 2 соответственно первая и

Й-я выборки радиосигнала, а блок 6 управления, синхронизируется с моментом текущего перехода через нуль высокочастотного (ВЧ) колебания, поступающего на его первый вход от генератора 8. Длительность сигнала для МАДЛЗ 2 выбирается равной нечетному числу полупериодов ВЧ-.колебания генератора 8.

При этих условиях в интервале

Т ;, между И-й и (Й +1)-й выборками

ВЧ-радиоимпульс, поступающий на вход МАЛЗ 4, проходит последовательно беэ временной суперпо.зицин на ее отводах через первый ....Й-й отводы

МАЛЗ 4 и поступает на вторые входы соответственно перемножителей соответственно перемножителей

3- Й.... 3 1, каждый йэ которых умножает поступающий на него ВЧ-ра диоимпульс на задаваемый по erg первому входу весовой коэффициент, соответствующий определенной выборке радиосигнала, т.е. Й-й перемножи тель 3- И перемножает ВЧ-радио импульс с первого отвода МАПЗ 4 на величину (амплитуда и знак) первой выборки радиосигнала, поступающей с Й-го отвода ИАДЛЗ 2, и соответственно первый перемножитель 3 перемножает ВЧ-радиоимпульс с Й-ro отвода МАНЗ 4 на величину Й-й выборки радиосигнала, поступающей с первого отвода МАДЛЗ 2. Следовательно, на выходах перемножителей 3- N.... 3-1 последовательно появляются ВЧ-аналоги соответственно первого ...N-го периодов (с присвоенной нумерацией выборок) несущей радиосигнала с сохранением амплитуды и фазы выборок реального ОФМ-радиосигнала, которые поступают на Й-й .... первый входы сумматора 5. Так как единичная за держка а МАЛЗ 4 равна длительности

ВЧ радноимпульса, то иа выходе сумматора 5 появится высокочастотный составной радиоимпульс, имеющий текущие амплитуду и фазу реального

ОФМ-радиосигнала и ширину спектра, 3 определяемую коэффициентом m временной компрессии реального радиосигнала

Минимальный коэффициент m времен ной компрессии радиосигнала равен числу К разрядов МАДЛЗ 4, максимальное же значение,m не зависит от N, и для низкочастотных радиосигналов в зависимости от конкретной задачи и цели может достигать десятков тысяч и более.

В соответствии со свойством преобразования Фурье об изменении масштаба сжатию сигнала so времени в в раз соответствует расширение

его спектра также в m-раз.

Следовательно, на выходе сумма тора 5 имеется преобразованный

Й "элементнйй сегмент радиосигнала с расширенным. спектром, который,, проходя через фильтр 7, имеющий полосу пропускакия, в m раз боль шую полосы частот ОФМ-радиосигнала, поступает на информационный вход анализатора 9 спектра. Фильтр 7 очищает высокочастотный ОФМрадко импульс от тех спектральных компонент, которые являются результатом побочных продуктов преобразования радиосигнала, Так как к моменту прихода на блок 9 высокочастотного

ОФМ радиосигнала на его стробируемом входе действует строб-импульс, равный периоду выборки Т „, с вто рого выхода блока 6 управления, то бпок 9 производит частотный экспресс анализ синтезированного высокочастотного ОФИ-радиоимпульса. В связи с тем, что спектр высокочастотного

ОФИ-радиоимпульса в m раэ аире спектра сегмента радиосигнала под. вергается преобразованию, то в качестве блока 9 можно использовать акустооптическнй анализатор, дисперсиокный анализатор с использо» ванием акустических волн, а в качестве МАЛЗ 4 мкогоотводную киро кополосную.линию задержки на поверхностных волках ПАВ. Все последующие непрерывные цикпы работы устройства по последнему акапизу полностью идентичны описанному первому циклу работы, когда f изменялось от едкни цы до N.

Наиболее эффективная работа устройства достигается при кспользова нии его для анализа спектра коге рентных по несущей частоте" радио сигналов, так как моменты взятии выборок радиосигнала имеют привязку

1213430 4 по фазе несущей радиосигнала, т.е. детермнрованы, в то время как в некогерентной системе в силу слу чайностн моментов взятия выборок имеется вероятность (небольшая) попадания выборок.

При использовании устройства в качестве формирователя ОФМии пульского радиосигнапа число от 0,водов МАДЛЗ 4 выбирается равным удвоенному числу элементарных посы лок всего синтеэируемого импульс ного ОФИ-радиосигнала,. а информация о фазе (O,u) его и ее распре делении по временной Оси задается в виде последовательности равностоящих по оси времени равноампли удных импульсов. соответствующей .(фазы) полярности, поступающих на вход ИАДЛЗ 2, Этими же информацион ными иипульсавя, поступающими и на. второй вход блока 6 управления последним осуществляется синхронизация тактового управления ИАДЛЗ 2 по ее входам, т.е. кроиэводится выборка, запоминание к продвижение по ИАДЛЗ 2 информационных кмпуль» сов, причем i""му такту управления

ИАДЛЗ 2 от блока 6 управления соот

30 ветствует выборка (запись) в ИАДЛЗ 2

i -го информационного импульса. В дальнейшем работа устройства формирования импульсного ОФИ-радиосигнала полностью идентична работе описан ного устройства. Структура устрой

35 ства-формирователя колкостью базируется на структуре устройства ака лизатора, нри этом выходом устройства-форэжрователя ОФИрадносигнала является выход Фильтра 7, а блок 9

40 анализа спектра используется для динамического контроля (и диагкос тики) за спектром формируемого импульсного ОФИрадиоснгнапа и функционального устройства. С по

45. мощью программируемого генератора

8 задается требуемая частота ВЧ не сущей сформированного. ОФИрадио сигнала.

Таким образом, введение новых

50 узлов и. связей позволяет использовать преддагаемое устройство дпя анализа спектра АМ и ОФМрадио сигналов при априорных сведениях о частоте и фазе несущей радио

55 сигнапа к дкя формирования АИ, ОФМ радиоканалов с программируемой несущсй частотой к контролем спект ра сформированного сигнала. -,Ф" .:, Составитель А.Орлов

Редактор Т. Кугрышева Техред О. Ващишина Корректор В. Синицкая

Заказ 1072 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 12

Формула изобретения

1. Устройство для. анализа спектра радиосигнала, содержащее блок преобразования сигнала, состоящий иэ многоотводной аналого-дискретной линии задержки на приборе с зарядовой связью, вход которой соединен, с входом устройства, а выходы подключены через Й перемножителей к многовходовому, сумматору, а также генератор, подключенный к первому входу блока управления,и анализатор спектра, вход которого. через фильтр подключен к выходу многовходового сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения раз,решающей способности и расширения полосы частот анализируемого сиг напа, в блок преобразования сигнапа введена. многоотводная аналоговая линия задержки, с первого по последний N отводов которой подключены

13430 ь к вторым входам соответственно с

Й-ro по первый перемножителей, а ее вход - к первому выходу блока управления, второй вход которого подключен к входу устройства, а управлякацие выходы подключены к . управляющим входам соответственно многоотводной аналого-дискретной линии задержки и анализатора спектра, 10 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных ключа, первого дизьюнктора, генератора фаз, 15 счетчика, второго дизьюнктора, триггера и ждущего мультивибратора, а также компаратора и элемента задержки, выход которого подключен к установочному входу, а вход - к

20 инверсному выходу R-триггера, тактовый вход которого соединен с выходом компаратора, а прямой выходс вторым входом второго дизьюнктора.