Устройство для контроля работы радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения выхода в эфир радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), их пеленгации и определения сетки используемых частот. Технический результат - обнаружение слабых кратковременных сигналов в загруженных частотных диапазонах и оценка их частоты на фоне большого числа мощных маскирующих помех. Сущность устройства заключается в устранении маскирующих сигналов, приходящих с других направлений, облегчении обнаружения слабых кратковременных сигналов с ППРЧ, измерении и записи значений их частот. 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения выхода в эфир радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), их пеленгации и определения сетки используемых частот.

В настоящее время в свободной продаже имеется большое число импортных радиостанций, способных работать в режиме смены рабочих частот. Так, например, радиостанция "FT-2500M" фирмы "YAESU" может сканировать по 30 заданным частотам в диапазоне 130-175 МГц. При переговорах одно слово может быть передано на одной частоте, а следующее - на другой. При неизвестном ансамбле частот сканирования контроль работы таких радиостанций существенно усложняется даже при использовании панорамного приемника с визуальной индикацией.

Действительно, необходимо установить принадлежность кратковременного сигнала данной радиостанции и оценить его частоту, что в загруженных частотных диапазонах при слабых полезных сигналах и большом числе маскирующих сигналов затруднительно.

Для селекции сигналов по направлению прихода панорамные приемники комплектуются пеленгаторными антеннами. Известны устройства, обеспечивающие пеленгацию либо по максимуму амплитуды сигнала, либо по минимуму (Белавин О.В. Основы радионавигации. Изд-е 2-е. - М: Сов. радио, 1977, стр. 98-110).

Существенное уменьшение числа маскирующих сигналов может быть достигнуто при пеленгации по максимуму путем сужения диаграммы направленности антенны. Однако получение узких диаграмм направленности в диапазонах относительно низких частот затруднительно. При пеленгации по минимуму (с кардиоидной диаграммой направленности) существенного уменьшения числа маскирующих сигналов достичь нельзя.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство автовыбора приемного канала ("Зарубежная радиоэлектроника", М.: "Сов. Радио", 1979 г., N 3, стр. 44, рис. 5), принятое за прототип.

Обобщенная функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг. 1.

Обозначения: 1, 2 - соответственно первая и вторая приемные антенны; 3, 4 - соответственно первый и второй радиотракты; 5 - гетеродин; 6 - первый коммутатор; 7¹, 7² - амплитудные детекторы; 8 - схема сравнения (пороговый блок); 9 - второй коммутатор.

В устройстве-прототипе первые входы обоих радиотрактов соединены соответственно с первой и второй приемными антеннами, вторые выходы обоих радиотрактов соединены с выходом гетеродина, а выходы обоих радиотрактов соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого и второго коммутаторов, причем первый и второй выходы первого коммутатора через амплитудные детекторы соединены с соответствующими входами схемы сравнения (порогового блока), выход которой соединен с третьим входом второго коммутатора, выход которого является выходом устройства.

Работа устройства-прототипа происходит следующим образом.

Сигналы разной интенсивности с выходов антенн поступают на входы соответствующих радиотрактов, частота настройки которых определяется частотой гетеродина. В радиотрактах осуществляется усиление, частотная селекция и перенос входных сигналов на промежуточную частоту. С выходов радиотрактов сигналы через коммутатор 6 поочередно подаются на соответствующие амплитудные детекторы, напряжения на выходах которых пропорциональны интенсивностям выходных сигналов антенн. Схема сравнения (пороговый блок) управляет вторым коммутатором, который пропускает на выход больший из сигналов с выходов радиотрактов.

Устройство-прототип, в принципе, позволяет осуществить селекцию сигналов по направлению прихода, однако имеет тот недостаток, что не позволяет обнаруживать слабые сигналы с ППРЧ и оценивать частоты их элементов. Для устранения этого недостатка в устройство, содержащее последовательно соединенные первую антенну и первый радиотракт, а также вторую антенну, второй радиотракт, пороговый блок и коммутатор, введены блок управления диаграммой направленности, последовательно соединенные частотомер и блок памяти, а также первый и второй амплитудные детекторы, схема деления, индикатор и последовательно соединенные формирователь импульса останова, генератор пилообразного напряжения и генератор, управляемый напряжением, выход которого подсоединен к вторым входам первого и второго радиотрактов, при этом вторая приемная антенна через блок управления диаграммой направленности соединена с первым входом второго радиотракта, выход которого через второй амплитудный детектор соединен со вторым входом схемы деления и третьим входом коммутатора, к четвертому входу которого, а также к вторым входам блока памяти и частотомера подсоединен выход формирователя импульса останова, второй выход первого радиотракта подсоединен к первому входу частотомера, а первый выход первого радиотракта через первый амплитудный детектор подсоединен к второму входу коммутатора и первому входу схемы деления, выход которой соединен с первым входом коммутатора и через пороговый блок со входом формирователя импульса останова, причем выход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом индикатора, второй вход которого соединен с выходом коммутатора.

Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 2, где обозначено: 1 - первая приемная антенна с круговой диаграммой направленности; 2 - вторая приемная антенна с кардиоидной диаграммой направленности;
3 - блок управления диаграммой направленности;
4 - блок памяти;
5 - частотомер;
6¹, 6² - первый и второй радиотракты;
7¹,7² - первый и второй амплитудные детекторы;
8 - генератор, управляемый напряжением;
9 - генератор пилообразного напряжения;
10 - формирователь импульса останова;
11 - пороговый блок;
12 - схема деления;
13 - коммутатор;
14 - индикатор.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.

Генератор, управляемый напряжением, 8 под действием пилообразного управляющего напряжения с генератора пилообразного напряжения 9 вырабатывает опорный сигнал с линейно изменяющейся частотой. На выходах радиотрактов последовательно во времени выделяются входные сигналы из соответствующего частотного диапазона. После амплитудного детектирования эти сигналы усиливаются в индикаторе и подаются на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки (индикатора), на горизонтально отклоняющие пластины которой подается напряжение развертки с выхода генератора пилообразного напряжения 9. В результате на экране индикатора 14 формируется картина спектральной плотности в соответствующем частотном диапазоне. За счет того, что на опорные входы первого 6¹ и второго 6² радиотрактов подается один и тот же линейно частотно модулированный сигнал с выхода генератора, управляемого напряжением, 8, на выходах обоих радиотрактов в любой момент времени наблюдается один и тот же входной сигнал. Амплитуда сигнала на выходе первого радиотракта не зависит от направления прихода входного сигнала из-за кругового вида диаграммы направленности первой антенны 1 (фиг. 3, 1). Вторая антенна 2 имеет кардиоидную диаграмму направленности (фиг. 3, 2), вращение которой осуществляется блоком управления 3. Огибающие спектров входных сигналов с выходов амплитудных детекторов 7 поступают на входы схемы деления 12 и коммутатора 13. Коммутатор 13 служит для подключения ко входу индикатора 14 одного из сигналов: с выходов радиотрактов 6¹, 6² и с выхода схемы деления 12. Для осуществления селекции сигналов по направлению прихода при помощи блока управления 3 кардиоидную диаграмму направленности антенны 2 вращают до совмещения нулевого провала с направлением прихода сигналов (фиг. 3). Амплитуда сигналов с этого направления на выходе второго радиотракта 6² близка к нулю, поэтому на выходе схемы деления 12, осуществляющей деление амплитуды сигнала с выхода первого радиотракта 6¹ на амплитуду сигнала с выхода второго радиотракта 6², в этот момент напряжение будет максимальным.

Следует подчеркнуть, что величина отношения не зависит от напряженности поля сигналов в месте приема. Момент максимизации отношения фиксируется по индикатору 14. Величину порога выставляют так, чтобы пороговый блок 11 срабатывал только от сигналов, приходящих с нулевого направления.

При срабатывании порогового блока 11 формирователь 10 вырабатывает импульс, который останавливает генератор пилообразного напряжения 9, запускает частотомер 5, разрешает прохождение сигнала на индикатор 14 и запись в блок памяти 4. За время длительности этого импульса частотомер измеряет частоту сигнала, которая записывается в блок памяти 4.

Таким образом, устраняются маскирующие сигналы, приходящие с других направлений, и появляется возможность обнаружения слабых кратковременных сигналов с ППРЧ, измерения и записи значений их частот.

Блок управления вращающейся кардиоидной диаграммой направленности 3 можно выполнить согласно рис. 9.10 на стр. 131 в книге Фрадкина А.З. Антенно-фидерные устройства. М.: "Связь", 1977.

Схема деления двух аналоговых сигналов 12 может быть выполнена включением перемножителя в цепь обратной связи усилителя (см. книгу Алексеенко и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем, 2-е изд-е. - М.: Радио и связь, 1985, стр. 113, 114).

Коммутатор 13 может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 4.

Формула изобретения

Устройство для контроля радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, содержащее последовательно соединенные первую антенну и первый радиотракт, а также вторую антенну, второй радиотракт, пороговый блок и коммутатор, отличающееся тем, что введены блок управления диаграммой направленности, последовательно соединенные частотомер и блок памяти, а также первый и второй амплитудные детекторы, схема деления, индикатор и последовательно соединенные формирователь импульса останова, генератор пилообразного напряжения и генератор, управляемый напряжением, выход которого подсоединен к вторым входам первого и второго радиотрактов, при этом вторая приемная антенна через блок управления диаграммой направленности соединена с первым входом второго радиотракта, выход которого через второй амплитудный детектор соединен со вторым входом схемы деления и третьим входом коммутатора, к четвертому входу которого, а также к вторым входам блока памяти и частотомера подсоединен выход формирователя импульса останова, второй выход первого радиотракта подсоединен к первому входу частотомера, а первый выход первого радиотракта через первый амплитудный детектор подсоединен к второму входу коммутатора и первому входу схемы деления, выход которой соединен с первым входом коммутатора и через пороговый блок со входом формирователя импульса останова, причем выход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом индикатора, второй вход которого соединен с выходом коммутатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4