Устройство выбора рабочей частоты сети радиоэлектронных средств

 

Изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано при выборе частот излучения, которые обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС). Цель изобретения - повышение эффективности использования радиочастотного диапазона путем рационального выбора частот для радиоэлектронных средств (РЭС). Устройство содержит блок записи значений минимальных частотных радиусов между рабочими частотами (МЧР) 1, блок 2 хранения МЧР блок 3 суммирования МЧР, блок 4 ранжирования результатов суммирования, блок 5 выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, формирователь 6 сетки частот, блок 7 проверки ЭМС РЭС, решающий блок 8, блок 9 записи и хранения выбранных значений рабочих частот, блок 10 распределения рабочих частот между РЭС, блок 11 исключения РЭС с назначенными частотами. 1 ил.

ОМСЫ l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (s))s Н 04 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852686/09 (22) 20.07.90 (46) 23,12.92. Бюл. N 47 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им, проф. M.À,Áoí÷-Бруевича (72) А.Э.Двинина, B,3,Ляндрес и В.М.Майстренко (56) Уайт Д.P.Æ, Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и ,преднамеренные помехи. Вып. 1. M. Сов. радио, 1977. с. 352. Белицкий Р,И. и др.

Выбор рабочих частот для средств радиосвязи с помощью мультиплексорной системы 1986. N. 12 с. 46-47

Frazler R,А. Compatibiliiy and the

Frequency Selection Problem. lEEE

Transactions on Electromagnetic Comatibility

V, ЕМС, — 17, N. 4,. November, 1975, р. 248255, (54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРА РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ СЕТИ РАДИ ОЭЛ Е КТ РО Н Н ЫХ

PPFËÑT ЯХ, 1783629 А1 (57) Изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано при выборе частот излучения, которые обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС). Цель изобретения — повышение эффективности использования радиочастотного диапазона путем рационального выбора частот для радиоэлектронных средств (РЭС). Устройство содержит блок записи значений минимальных частотных радиусов между рабочими частотами (МЧР)

1, блок 2 хранения МЧР блок 3 суммирования МЧР, блок 4 ранжирования результатов суммирования, блок 5 выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, формирователь 6 сетки частот, блок 7 проверки ЭМС РЭС, решающий блок 8, блок 9 записи и хранения выбранных значений рабочих частот, блок 10 распределения рабочих частот между РЭС, блок 11 исключения

РЭС с назначенными частотами. 1 ил.

1783629 где N — число радиосредств.

Это устройство содержит блок записи значений минимальных частотных рэзно15 сов, первый выход которого подключен к входу блока хранения минимальных частотных разносов, выходная шина которого подключена к первой шине блока проверки электромагнитной совместимости радио20 электронных средств и входной шине блока суммирования минимальных частотных разносов, выход которого соединен с первым входом блока ранжирования резул.ьтатов суммирования, второй вход которого соединен с входом блока суммирования минимальных частотных разносов, а выход — с информационным входом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, синхронизирующий выход которого

0 подключен к синхронизирующему входу блока формирования сетки частот, выход которого соединен со вторым входом блока . проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, первый вход ко5 торого соединен с выходом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, а выход — с входом решающего блока, синхронизирующий выход которого соединен со счетным входом блока форми0 рования сетки частот, а выход — с входом блока записи выбранных значений рабочих частот, выход которого подключен к входу блока хранения рабочих частот, а его синхронизирующий выход соединен со счетным

5 входом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, выходная шина блока хранения рабочих частот связана со второй входной шиной блока проверки электромагнитной совместимости радио0 электронных средств и входной шиной блока распределения частот, выходы которого являются выходами устройства, соответствующим образом соединенные с входами установки частот передатчиков блока ра5 диоэлектронных средств. Недостатком этого устройства является то, что такой выбор рабочих частот для радиоэлектронных средств обеспечивает их электромагнитную совместимость, но не обеспечивает эффективного использования радиочастотного! fi — fj I МЧР, мин макс 1 — tJ. (2) Известно устройство для реализации 3 программно-аппаратурного способа выбора частот в коллективе радиосредств, в котором при одновременной передаче радиосигналов вначале определяют возможные значения рабочих частот радиопе- 3 редающих и радиоприемных устройств, а затем осуществляют проверку выбранных частот с точки зрения обеспечения ЭМС радиосредств. Для этого устройство содержит блоки, моделирующие каналы основного и 4 дополнительного излучений для радиопередающих устройств (РПУ), блоки действующих радио п риемн ы х устройств (P П рУ), блоки, моделирующие различного вида помехи, блоки формирования сетки частот, 4 блок проверки возможности использования выбранных частот для РПУ и РПрУ, блок по-; вторного выбора частоты, если первонэчэльно выбранные частоты для РПУ и РПрУ оказываются несовместимыми, Обеспече- 5 ние ЭМС радиосредств в данном устройстве является основным, но не решена задача оптимизации выбора рабочих частот таким образом, чтобы минимизировать их общее число, необходимое и достаточное для удов- 5 летворительного функционирования сети

; радиосредств.

Наиболее близким к изобретению по технйческой сущности является устройство выбора рабочих частот излучения для раПредлагаемое изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано при выборе таких частот излучения для передачи радиосигналов по радиолиниям, которые обеспечивают электромагнитную совместимость последних. Для этого разносы между выбранными частотами (частотные разносы — ЧР) отдельных радиолиний должны быть не меньше некоторых .предельных значений — минимальных частотныхх разносов (МЧ Р).

Условие электромагнитной совместимости (ЭМС) двух радиолиний или радиоэлектронных средств (РЗС) имеет вид: где fi u fj.- рабочие частоты i-го и)-го радиоэлектронных средств, Оптимальной системой при выборе рабочих частот принято называть ту, которая при выполнении условий ЭМС всех радиоэлектронных средств гарантирует минимальную протяженность участка радиоспектра. занимаемого их рабочими частотами, т.е. обеспечивает диостанций в выделенном частотном диапазоне, в котором с целью обеспечения выполнения условий ЭМС, выбор радиосредств для назначения им рабочих частот происходит в порядке убывания сумм МЧР, т.е. величин

1783629 диапазона. что выражается в невыполнении условия минимизации выделенного участка частотного спектра.

Целью изобретения является повышение эффективности использования радиоча- 5 стотного диапазона путем рационального выбора частот для радиоэлектронных средств, Указанная цель достигается тем, что в устройство выбора рабочей частоты сети 10

РЭС. содержащее последовательно соединенные блок записи значений минимальных частотных разносов между рабочими частотами (МЧР), блок хранения МЧР, блок суммирования M×Ð, блок ранжирования 15 результатов суммирования, формирователь сетки частот, блок проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств(РЭС), решающий блок, блок записи и хранения выбранных значений рабочих 20 частот и блок распределения рабочих частот между РЭС, а также блок выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, входы которого соединены с выходом блока ранжирования результатов суммиро- 25 вания и выходом решающего блока, а выход соединен с входом блока проверки электромагнитной совместимости РЭС, при этом выход блока записи и хранения выбранных значений рабочих частот соединен с входом 30

"Сброс" блока проверки ЭМС РЭС, сигнальные входы которого соединены с выходом блока хранения МЧР, введен блок исключения РЭС с назначенными частотами, включенный между выходом блока записи МЧР и 35 входом блока суммирования МЧР, вход управления которого соединен с выходом блока записи и хранения выбранных значений рабочих частот, а адресный вход блока исключения РЭС с назначенными частотами со- 40 единен с выходом блока выбора номера радиостанций для установки рабочих частот.

Сущность устройства и его основное отличие от прототипа состоит в том что выбор 45 рабочих частот для се1и РЭС производится не в порядке нумерации РЭС, определяемой величинами сумм МЧР (кроме средств, для которых выбирается fMgp — минимальная частота выделенного диапазона), а с по- 50 мощью частотного уплотнения, которое проявляется здесь в максимально многократном выборе одних и те же частот, начиная с минимальной, для различных РЭС при выполнении условий их электромагнитной 55 совместимости.

Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Устройство состоит из блока 1 записи значений минимальных частотных разносов, блока 2 хранения минимальных частотных разносов. блока 3 суммирования минимальных частотных разносов, блока 4 ранжирования результатов суммирования, блока 5 выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, формирователя 6 сетки частот, блока 7 проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, решающего блока 8, блока 9 записи и хранения выбранных значений рабочих частот, блока

10 распределения рабочих частот между

РЭС и блока 11 исключения радиоэлектронных средств с назначенн.ыми частотами.

При этом вход блока 1 записи значения МЧР является входом устройства, его первый выход подключен к входу блока 2 хранения

МЧ Р, à его второй выход соединен с синхрониэирующим входом формирователя 6 сетки частот и с информационным входом блока 11 исключения РЭС с назначенными частотами, синхронизирующий вход которого подключен к синхронизирующему выходу блока 5 выбора номера РЭС для устэновкй рабочих частот, а выход — ко второму входу блока 4 ранжирования результатов суммирования и к входу блока 3 суммирования

МЧР, входная шина которого соединена с выходной шиной блока 2 хранения МЧР и первой входной шиной блока 7 проверки

ЭМС РЭС, а выход соединен с первым входом блока 4 ранжирования результатов суммирования, выход которого подключен к информационному входу блока 5 выбора номера РЭС для установки рабочих частот и к входу формирователя 6 сетки частот, выход которого подключен ко второму входу блока

7 проверки ЭМС РЭС, первый вход которого соединен с выходом блока 5 выбора номера

РЭС для установки рабочих частот, а выход — с входом решающего блока 8; синхронизирующий выход которого подключен к счетному входу блока 5 выбора номера РЭС для установки рабочих частот, а его информационный выход — к входу блока 9 записи и хранения выбранных значений рабочих частот, выходная шина которого подключена к входной шине блока 11 исключения РЭС с назначенными частотами, второй входной шине блока 7 и входной шине блока 10 рас пределения рабочих частот между РЭС.

Устройство работает следующим образом.

На вход блока 1 записи значений минимальных частотных разносов, одновремен- . но являющийся входом всего устройства, подается последовательность минимальных частотных- разносов рассматриваемой сети радиоэлектронных средств. Блок 1 записывает эти МЧР в блок 2 хранения МЧР и одновременно формирует последователь1783629

3 2 2 .1

0 3 2 2

1 0 0 2

3 2 0 1

0 1 3 0

1 0 0 1

3 0 0 3

0 1 3 0

0 1 0 3

1 0 1::-.:-2

0 1 0 3

3 2 3 0

3 0 1 3

2 3 О 2

2 2 0 0

1 2 2 1

15 вход блока 5 выбора номера РЭС для уста- 20 новки рабочих частот, что приводит блок 5 в

РЭС вЂ” частота" из блока 9. С выхода блока 7 на вход решающего блока 8 передается очередная napa "N РЭС вЂ” частота, а также информация о допустимости такого присво- 40 ения. Если присвоение допустимо, решающий блок 8:, со своего информационного выхода передает на вход блока 9 пару "N.

РЭС вЂ” частота", который записывает значение частоты для соответствующего РЭС и 45 храййт значения рабочих частот. кроме того, с синхронизирующего выхода блока 8 на счетный вход блока 5 передается синхронизирующий сигнал. переводящий блок 5 в состояние выбора следующего РЭС в отсор- 50 тированной последовательности. В случае если предыдущее РЭС было последним, блок 5 переводится в состояние выбора первого РЭС, а с его синхронизирующего выхода передается сигнал на синхронизи- 55 рующий вход блока 11, который, используя информацию из блоков 9 и 1, передает на вход блока 3 новую последовательность номеров РЭС, не содержащую номеров РЭС, рабочие частоты для которых уже выбраны. ность натуральных чисел от 1 до N, где N— число радиоэлектронных средств. Эта последовательность подается на информационный вход блока 11, с выхода которого она поступает на управляющие входы блока 3 суммирования МЧР и блока 4 ранжироавния результатов суммирования. Блок 3 вычисляет суммы минимальных частотных разносов между РЭС, номера которых поданы на его управляющий вход, и передает. эти суммы на информационный вход блока

4 ранжирования результатов суммирования, используя при этом значения МЧР из блока 2. Блок 4 сортирует номера РЭС, поданные на его управляющий вход, в порядке убывания сумм МЧР, поданных на его информационный вход, и передает эту последовательность на вход формирователя 6 сетки частот, а также на информационный состояние, соответствующее выбору первого РЭС, а блок 6 — в состояние, соответствующее выбору очередной частоты (начиная с минимальной частоты выделенного диапазона). С выхода блока 6 на второй вход блока

7 проверки ЭМС РЭС подается значение выбранной частоты, а с выхода блока 5 на первый вход блока 7 подается номер очередного РЭС из отсортированной последовательно"ти. В блоке 7 осуществляется проверка ЭМС РЭС для допустимости присвоения соответствующему РЭС заданной частоты, которая может быть уже выбранной для другого РЭС, при этом используя

МЧР из блока 2 и уже выбранные пары "N

Процесс повторяется до тех пор, пока для всех РЭС не будут выбраны рабочие частоты.

Приведем пример, иллюстрирующий

5 преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом в решении вопроса об эффективном использовании радиочастотного спектра.

Пусть матрица минимальных частотных

10 разносов, вводимая через блок 1 в блок 2, имеет вид:

Здесь "1" означает, что МЧР между соответствующими РЭС составляет Л f (один

25 шаг частотной сетки), "2" — 2Л f; "3" — ЗЛ f.

После суммирования МЧР в блоке 3 по каждому РЭС получаем следующие значения сумм: 12, 11, 7, 14, 11, 9, 10, 10 в порядке последовательности номеров РЭС от 1 до 8, 30 В результате ранжирования, осуществляемого блоком 4 в порядке убывания сумм

МЧР, получаем следующую последователь ность номеров РЭС; 4, 1, 2, 5, 7, 8, 6, 3.

Теперь четвертому РЭС, выбранному из

35 блока 5, назначается минимальная (первая) частота выделенного диапазона из блока 6 и проводятся ограничения, накладываемые этим назначением в блоке 7 путем проверки

ЭМС РЭС. После этого проводится попытка присвоить эту же частоту другим РЭС в полученной последовательности. В данном примере первую частоту удается выбрать и для седьмого РЭС. Процесс назначения первой частоты для четвертого и седьмого

РЭС и ограничения, которые возникают для использования частот другими РЭС из условия обеспечения ЭМС, можно проиллюстрировать следующим образом;

1783629

5

15

Здесь и далее "+" означает выбор определенной частоты для данного РЭС. а "-"— ограничения на использования частот другими РЗС из условия обеспечения ЭМС, Итак, после первого отбора номеров

РЭС, выбор первой частоты произведен для четвертого и седьмого РЭС. Эта информация поступает в блок 9, откуда передается в блок 10 и блоки 11 и 7 для исключения номеров этих РЭС и их частотных ограничений из матрицы МЧР для осуществления дальнейшей процедуры выбора рабочих частот для оставшихся РЭС. Рассуждая по аналоги с предыдущим, после исключения из совокупности РЭС средств с номерами 4 и 7, после второго отбора, суммирования по

М4Р оставшихся РЭС и ранжирования, получаем последовательность номеров РЭС, для которых необходимо выбрать следующую частоту f2 = f1 + 6 f: 1,2,6,7,5,3, Анализ

ЭМС в блоке 7 показывает, что частоту fz нельзя выбрать ни для одного из оставшихся РЭС. Для этой же последовательности номеров РЭС выбираем частоту fg из блока

6, Эту частоту выбираем для второй РЭС, т.е. fg - 2 РЭС. Дальнейший выбор рабочих частот приводит к таким результатам: после третьего отбора получаем следующую последовательность номеров РЭС: 1,5.6,7,3; частоту fp можно выбрать для первого и третьего РЭС, т.е. 14<. 3 РЭС . После чет1 РЭС вертого отбора остается следующая последовательность оставшихся номеров РЭС:

6,5,8. Частоту по условиям обеспечения

ЭМС не выбрать, а частоту fe можно выбрать для шестого РЭС, т.е. fg — 6 РЭС, после пятого отбора остается последовательность номеров РЭС: 5,8, и для этих РЭС х5 РЭС можно выбрать частоту 7, т.е. 07 8 РЭС .

Весь процесс выбора рабочих частот для сети, состоящей из восьми Р3С, при условии обеспечения их ЭМС с помощью предлагаемого устройства можно проиллюстрировать следующим образом:

Таким образом, в блок 10 распределения рабочих частот между РЭС в данном примере поступают следующие пары

"М РЭС вЂ” частота" .

Ширина занимаемого частотного спектра при выборе частот для этой сети, состоящей из восьми РЭС, рассмотренных в этом примере, равна (7 — f>), так как fr+1= fi+ Л f, где Ь f — шаг частотной сетки; таким образом, тт — 11= 6ЛГ

Та же задача, решенная с помощью устройства-прототипа дает следующее определение частот для восьми РЭС:

Таким образом, ширина занимаемого частотного спектра в этом случае составляет

fs — fi= 7hf, т.е. применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом дает выигрыш в использовании частотного спектра для данного примера =147;.

Формула изобретения

Устройство выбора рабочей частоты сети радиоэлектронных средств. содержащее последовательно соединенные блок записи значений минимальных частотных разносов между рабочими частотами (МЧР), блок хранения МЧР, блок суммирования МЧР, блок ранжирования результатов суммирования, формирователь сетки частот, блок проверки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (РЭС), решающий блок, блок записи и хранения выбранных значений рабочих частот и блок распределения рабочих частот между РЭС, а также блок выбора номера радиостанций для установки рабочих частот, входы которой соединены с выходом блока ранжирования результатов суммирования и выходом решающего блока, а выход соединен с входом блока проверки электромагнитной совместимости РЭС, при этом выход блока записи и хранения выбранных значений рабочих частот электромагнитной совместимости соединен с входом сброс блока проверки РЭС, сигнальные входы которого соединены с выходом блока хранений МЧР, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности использования радиочастотного диапазона путем рационального выбора частот для

РЭС, введен блок исключения РЭС с назначенными частотами, включенный между выходом блока записи МЧР и входом блока суммирования МЧР, вход управления которого соединен с. выходом блока записи и хранения выбранных значений рабочих час12

Составитель А.Двинина

Техред М,Моргентал

Редактор А,Рожкова

Корректор C.Ëèñèíà, Заказ 4522 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

11 1183629

Ui Я(,Я ( тот, а адресный вход блока исключения РЭС ходом блока выбора номера радиостанций с назначенными частотами соединен с вы- для установки частот.