Анализатор спектра

 

Союз Соеетскик

Социалистическик

Республик

ОП И

ИЗОБ

К АВТОРСК (»>789882 (б3) Дополнитель (22) Заявлено16. с присоединением (23) Приоритет

Опубликован

Дата опублик (51)М. Кл.з

Государственный комитет

СССР по дмам изобретений н открытий

6 О1 и 23/165 (53) УДК 621..317.757 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. А. Цурский и M. П. донских (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к электрорадиоиэмерительной технике и может быть использовано для анализа спектров радиосигналов.

Известны анализаторы, содержащие смеситель, перестраиваемый гетеродин, полосовой фильтр и индикатор (13.

Однако точность анализа их недостаточна. известны также анализаторы,.содер- 10 жащие преспектор, смесители, гетеродины, фильтр сжатия и индикатор 12).

В указанных анализаторах имеют место искажения фазочастотного спектра, что снижает точность анализа !5 импульсных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности анализа.

Укаэанная цель достигается за счет того, что анализатор спектра, содержа K щий последовательно соединенные преселектор, первый смеситель, полосовой фильтр и второй смеситель, а также синхронизатор, выход которого подключен одновременно через линейночастотно-модулированный (ЛЧМ) гетеродин ко второму входу первого смесителя, через линейный гетеродин ко второму входу второго смесителя и непосредственно ко входу индикатора, 30 ко второму входу которого подключен фильтр сжатия, дополнительно содержит второй полосовой фильтр и сумматор, один вход которого подключен через второй полосовой фильтр к выходу первого смесителя, другой вход подключен к выходу второго смесителя, а выход соединен со входом фильтра сжатия.

На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора; на фиг. 2 даны диаграммы, поясняющие его работу.

Анализатор содержит преселектор

1, первый смеситель 2, первый полосовой фильтр 3, сумматор 4, фильтр сжатия 5, индикатор 6, синхронизатор 7, ЛЧМ гетеродин 8, линейный гетеродин

9, второй полосовой фильтр 10 и второй смеситель 11.

Преселектор 1 и смеситель 2 включены последовательно. К другому входу смесителя -2 подключен ЛЧИ гетеродин, а к выходу — первый полосовой фильтр 3, выход которого соединен с сумматором 4. Кроме того, к выходу смесителя 2 подключены последовательно. соединенные второй полосовой фильтр

10 и второй смеситель 11, к другому входу которого подключен гетеродин

9. Выход второго смесителя 11 соединен со вторым входом сумматора 4. Вы-.789882 ход сумматора 4 через фильтр 5 сжатия соединен с индикатором б. Выход син хронизатора 7 соединен со входами

ЛЧМ гвтеродина 8, гетеродина 9 и дру гим входом индикатора.

УстройСтво работает следующим образом.

Исследуемые сигналы (в частотно. временной области — фиг. 2а) через преселектор 1 поступают,. на сигнальный вход смесителя 2. На гетеродинный вход смесителя 2 поступает напря жение ЛЧМ гетеродина 8, частота Ко- торого периодически меняется по линейному закону (фиг. 2б).. В смесителе 2 гармонические составляющие исследуемого сигнала в полосе анализа

Пд, равной частотной девиации ЛЧМ гетеродина М„, преобразуются в ЛЧМ радиоимпульсы, образующие на плоскости t f параллелограмм aacd (фиг. 2)

В результате этого преобразования полоса частот, занимаемая преобразован. ными в ЛЧМ радиоимпульсы гармоническими составляющими исследуемого сигнала, расширяется в два раза и становится равной 2ПА(фиг. 2в). С помощью первого и второго полосовых фильтров

3 и 10, имеющих полосу пропускания

hf1 »ьQ » ПА, полоса частот преобразованных сигналов на выходе смесителя 2 расфильтровывается на две полу- полосы Ьf, (фиг. 2в).

Из рассмотрения диаграмм на. фиг. 2в видно, что в каждой из частотно-временных полос а 1 »Пд полоД вина площади свободна от сигналов и шумов (треугольники вида dcc в полосе например), Это позволяет без проигрыша в отношении сигнал/шум произвести совмещение полосы Lf с полосой gf {c целью дальнейшей обработки в фильтре сжатия) путем простого гетеродинирования. С этой целью к выходу второго полосового фильтра 10 подключен второй смеситель 11, на второй вход которого подается гармоническое колебание гетеродина 9 с час, тотой fr2 61 »ПДг

Для суммирования сигналов с выхода первого полосового фильтра и второго смесителя используется сумматор

4. Частотно-временная диаграмма, соответствующая выходу сумматора, приведена на фиг.: 2ã. При этом когерент. ное фазирование гармонических составляющих исследуемого сигнала в смежных периодах изменения частоты гетеродина (точка В фиг. 2г) обеспечивается за счет синхронного запуска синхронизатором 7 ЛЧМ гетеродина

8 и гетеродина 9, р. также выполнением условия

2Ъ ff< Т - 2Ьk, где к - целое число.

Это условие обеспечивается соответствующим выбором периода модуляции

ЛЧМ гетеродина 8. С выхода сумматора

4 преобразованные в ЛЧМ радиоимпульсы гармонические составляющие исследуемого сигнала, занимая полосу частот равную П, поступают на фильтр сжатия 5. При этом прс>изводные по времени от частоты колебаний импульсной характеристики фильтра сжатия и колебаний, в которые преобразуются гармо. ники исследуемого сигнала, имеют одинаковые абсолютные величины и про тивоположные знаки (фиг. 2е) При вы полнении этого условия преобразованные в ЛЧМ радиоимпульсы гармонические составляющие сжимаются в фильтре во времени.

С выхода фильтра сжатия 5 выходные сигналы непосредственно поступают на

15 индикатор б, развертка которого запускается синхронно с запуском ЛЧМ гетеродина 8, где путем амплитудного и фазового детектирования могут быть получены амплитудно-частотный и фа2О зочастотный спектры исследуемого сигнала соответственно.

В предлагаемом анализаторе точность воспроизведения фазочастот ного спектра выше,чем в известном устройСтве.Это объясняется тем,что преобразованные сигналы на выходе сумматора занимают одинаковую полосу частот равную IIA,а не вдвое большую.

Вследствие этого сжатые импульсы от всех гармонических составляющих исследуемого сигнала имеют одинаковую частоту заполнения f© (фиг.2а) и дополнительного их гетеродинирования для получения фазочастотного спектра уже не требуется, что исключает его искажения,вносимые при повторном гетеродинировании.

Кроме этого за счет когерентного фазирования гармонических составляющих в смежных периодах изменения

4О частоты ЛЧМ гетеродина одинаково точно воспроизводятся сиектры как непрерывных, так и импульсных сигналов со случайным временем прихода на вход анализатора, т. е. точность анализа

4g по сравнению с известным устройством повышается, Полоса пропускания фильтра с>хатия в предлагаемом анализаторе должна быть равна Dy»IIA, а произведение

Пф»ПФ 74>=П Т„, что в четыре раза меньше, чем в известном устройстве.

Это упрощает конструкцию фильтра сжатия, а следовательно, и конструкцию анализаторбв, в целом.

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные преселек»

66 тор, первый смеситель, полосовой фильтр и второй смеситель, а также синхронизатор, выход которого подключен одновременно через линейно-частотно-модулированный гетеродин ко вто65 рому входу первого смесителя, через

789882.

u fz

Составитель А. Орлов

Редактор A. Маковская Техред И.Кузьма

Корректор М. Коста

Подписное

Заказ 9032 4 Тираж 1019

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. а ййнейнЬтй гетеродин - ко второму вхо ду второго смесителя и непосредственно ко входу индикатора, ко второму входу которого подключен фильтр сжатия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ана.лиза, он дополнительно содержит вто5 рой полосовой фильтр и сумматор, один вход которого подключен через второй полосовой фильтр к выходу первого смесителя,другой вход подключен к выходу второго смесителя, а выход соединен со входом фильтра сжатия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мартынов p. A. Селихов 10. И.

Панорамные приемники и анализаторы спектра. М., "Сов. радио", 1964, с. 336-337.

2 . Ширман Я. Д. Разрешение и сжатие сигналов. М, "Сов. радио", 1974, с. 178-179.