Устройство имитации спектров радиопомех в канале передачи информации

 

Изобретение относится к электросвязи, и может быть использовано в тренажерах для имитаций основных типов станционных, контактных индустриальных и атмосферных радиопомех. Целью изобретения является повышение точности имитации спектров радиопомех в радиоканалах путем создания модулированных электромагнитных полей и обеспечении неискаженной передачи их на вход приемника. В устройстве имитации реализован принцип формирования реальных слектров радиопомех и сигналов за счет модуляции высокочастотных электромагнитных полей процессами, протекающими в цепях источников радиопомех, локализации и суммирования их в ферритовом. кольце 20 и.с помощью петель индуктивной связи 21. .В качестве источников радиопомех использованы генераторы мешающих сигналов 3- 1, 3-2, генераторы шума 4-1, 4-2, коллекторный микроэлектродвигатель б, газоразрядный источник света 7, электроискрбвой генераторв. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4773418/22 (22) 25.12,89 (46) 15.02.93, Бюл. ¹ 6 (72) Ю,Н.Родионов и В,Ф.Моисеев (56) Авторское свидетельство СССР .

¹ 919122, кл. Н 04 К 3/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ма 801282, кл, Н 04 К 3/00, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ИМИТАЦИИ СПЕКТРОВ

РАДИОПОМЕХ В КАНАЛЕ. ПЕРЕДАЧИ ЙНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в тренажерах для имитации основных типов станционных, контактных индустриальных и атмосферных радиопомех, Целью изобретения является повышение точности имитации спектров ра„„5U„„ 1795562 А1 (5!)5 Н 04 К 3/00, G 01 S 7/40 диопомех в радиоканалах путем создания модулированных электромагнитных полей и обеспечении неискаженной передачи их на вход приемника. В устройстве имитации реализован принцип формирования реальных спектров радиопомех и сигналов за счет модуляции высокочастотных электромагнитных полей процессами, протекающими в цепях источников радиопомех, локализации и суммирования их в ферритовом кольце 20 и.с помощью петель индуктивной связи 21.

В качестве источников радиопомех использованы генераторы мешающих сигналов 31, 3-2, генераторы шума 4 — 1, 4 — 2. коллекторный микроэлектродвигатель 6, газоразрядный источник света 7, электроискровой генератор 8; I ил.

1795562

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в тренажерах для имитации основных типов взаимных станционных, контактных, индустриальных и атмосферных радиопомех с помощью электромагнитных полей.

Известно устройство для имитации помех, содержащее полосовой фильтр, модулятор перерывов, функциональный преобразователь код-время, регистр, дешифратор, распределитель импульсов, причем функциональный преобразователь состоит из генератора равновероятных.чисел, блока перебора чисел, блока сравнения о и запоминающего блока. Недостатком дан ного устройства является невысокая точность имитации помех.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство имитации ошибок в двоичном канале связи, содержащее передатчик, элемент задержки, триггер, генератор, ограничитель, формирователь, инвертор, приемник.

Недостатком данного устройства является невысокая точность имитации формируемой помехи, невозможность его использования в радиоканалах с аналоговыМи еигHBllBMVI.

Целью изобретения является повышение точности имитации спектров радиопо- мех в радиоканалах путем создания модулированных электромагни ных полей и обеспечение неискаженной передачи их на вход приемника.

Цель достигается тем, что в устройство имитации секторов радиопомех ц канале передачи информации, содержащее передатчик, приемник, первый генератор шума, . триггер и переключатель, дополнительно введены первый и второй генераторы мешающих сигналов, второй генератор шума, схема сложения сигналов, коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник света, электроискровой генератор, три цепочки из последовательно соединенных мультивибратора и электромагнитного реле, четвертое электромагнитное реле, ферритового кольцо, петли индуктивной связи, согласующие резисторы, устройство анализа и регистрации информации и экранированный корпус, при этом выходы передатчика, первого генератора мешающего сигнала и первого генератора шума через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, и соответствующие согласующие резисторы соединены с экранированным корпусом, выход второго генератора шума через переключатель соединен.с первым входом схемы сложения сигналов, выход второго генератора мешающего сигнала соединен с вторым входом схемы сложения сигналов, выход которой подключен к общему входу параллельно соединенных нормально замкнутых контактов первого, второго и третьего электромагнитных реле, выход каждого из которых через соответствующую петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и соответствующий согласующий резистор соединен с экранированным корпусом, коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник света и электроискровой генератор подключены к источникам, питания через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, выход второго генератора шума соединен со входом триггера Шмитта, выход которого подключен ко входу четвертого электромагнитного реле, 20 нормально-замкнутый контакт которого через петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, соединен с источником постоянного напряжения, вход приемника через петлю индуктивной связи, 25 охватывающую ферритовое кольцо, и согласующий резистор подключен к экранированному корпусу, первый, второй и третий входы устройства анализа и регистрации информации через соответствующие петли

30 индуктивной. связи, охватывающие ферритовое кольцо, и согласующие резисторы подключены к экранированному корпусу.

В устройстве имитации реализован принцип формирования реальных спектров

55 радиопомех и сигналов за счет модуляции высокочастотных электромагнитных полей процессами, протекающими в цепях источников радиопомех, локализации и суммирования их в ферритовом кольце с помощью петли индуктивной связи и отбора мощности суммарного сигнала на вход приемника с помощью петли индуктивной связи. Это позволяет повысить точность имитации спектров станционных, атмосферных и индустриальных радиопомех, а также создавать помеховую обстановку в канале передачи информации с аналоговыми сигналами практически любой сложности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства

Устройство имитации спектров радиопомех содержит передатчик 1, приемник 2, первый и второй генераторы мешающего сигнала 3-1 и 3 — 2 соответственно, первый и второй генераторы шума 4 — 1 и 4-2 соответственно, схему сложения сигналов 5, коллекторный микроэлектродвигатель б, газоразрядный источник света 7, электроискровой генератор 8, согласующие резистары 9, нормально замкнутые контакты 10

1795562 электромагнитных реле, переключатели 11, осциллограф 12, анализатор спектра 13, устройство регистрации 14, вольтметр 15, мультивибраторы 16 — 1, 16-2, 16 — 3, электромагнитные реле 17-1, 17 — 2, 17 — 3, 18, триггер Ш митта 19, ферритовое кольцо 20, петли индуктивной связи 21, экранированный корпус 22. Осциллограф 12, анализатор спектра 13, устройство регистрации 14 и вольтметр 15 образуют устройство анализа и регистрации информации 23. В качестве регистратора 14 используется магнитофон, подключенный к низкочастотному выходу анализатора спектра. Это позволяет различать вид источника помехи по ее звуковому образу. Передатчик 1 через коаксиальный кабель и петлю индуктивной связи 21 нагружен на согласующий резистор 9, величина которого соответствует волновому сопротивлению кабеля и чаще всего составляет 50 или 75 Ом.

С целью исключения влияния создаваемых радиопомех на работу близко расположенных приемных устройств и аппаратуру. анализа элементы 9, 10, 6, 21, 20 помещены в экранированный корпус. Ферритовое кольцо 20 и охватывающие его петлю индуктивной связи 21 имитируют передающие, приемные антенны и радиоканал с аддитивными радиопомехами.

Выходы всех устройств имитации спектров радиопомех через петли индуктивной связи 21, охватывающие ферритовое кольцо

20, нагружены нэ согласующие резисторы 9.

В качестве генераторов мешающих сигналов могут использоваться штатная передающая аппаратура, например, радиостанции P-105, P-107 и др., а также генераторы стандартных сигналов, формирующих на выходе меэндр, синусоидальное колебание, либо колебания с амплитудной модуляцией, В качестве генераторов шума можно использоватьь устройства, которые формируют .на выходе случайный шумоподобный процесс в низкочастОтной или высокочастотной областях спектра.

В качестве петли индуктивной связи 21 используется центральная жила коаксиэльного кабеля, которая освобождена от экрана и через резистор 9 соединена с экранированным корпусом 22. Экран (оплетка) кабеля соединяется с экранированным корпусом 22, Схема сложения сигналов

5 представляет собой операционный усилитель, реализующий совместно с подключенными внешними дополнительными элементами операцию суммирования.

Работа устройства заключается в следующем.

30 протекающим током; Изменение потока магнитной индукции, циркулирующего в ферритовом кольце 20, наводит ЭДС во входных цепях приемника 2 и устройства анализа и регистрации информации 23, 35. Изменение выходных уровней мешающих сигналов и помех осуществляется ручками регулировок, которые размещены на панелях управления генераторов стандартных сигналов, генераторов шума и другой

40 аппаратуры, используемой для создания помех.

Имитация спектра контактных помех, Имитация осуществляется с использованием второго. генератора шума 4 — 2, кото45 рый должен быть низкочастотным, второго генератора мешающего сигнала 3 — 2, мультивибраторов 16-1, 16 — 2, 16 — 3, в коллекторных цепях которых включены

50 электромагнитные реле 17-1, 17 — 2, 17-3, схемы сложения 5 и переключаемых с различной частотой контактов 10 электромагнитных реле. Частота второго генератора . мешающего сигнала 3 — 1 устанавливается равной частоте передатчика, либо сам пере55 датчик подключается к одному их входов схемы сложения 5 (не показано). Через контакты 10 проходит ток высокой частоты, э сами контакты переключаются с заданной частотой работы мультивибраторов, Имитация взаимных станционных радиопомех.

Взаимные радиопомехи имитируются с помощью первого генератора мешающего

5 сигнала 3-1, первого генератора шума 4-1 и передатчика 1. B этом случае используется высокочастотный генератор шума 4-1, работающий в диапазоне рабочих частот пере- . датчика 1 и генератора мешающих сигналов

10 3 — 1. Расстройкой генератора 3-1 по частоте . относительно фиксированной частоты передатчика и изменением уровня выходного сигнала можно моделировать различные си,туации возникновения взаимных станцион15 ных помех. В современных генераторах стандартных сигналов предусмотрен режим амплйтудной модуляции, что соответствует реальным сигналам в каналах связи. Высокочастотный генератор шума 4 — 1 имитирует

20 средний уровень шумового фона в радиоканале.

При включении передатчика 1 и генераторов 3 — 1, 4-1 в линии устанавливается режим бегущих волн, т.е. в цепи течет ток. При

25 изменении тока в соответствующих петляхl3 индуктивной связи (в цепях передатчика 1, генератора шума 4-1, генератора мешающих сигналов 3-1) происходит изменение потока магнитной индукции, созданного

1795562

15

25

35

50

Частоты переключения контактов выбираются в диапазоне от 1 Гц до 1 кГц, что соответствует частоте вибраций элементов конструкции подвижных объектов при начале движения (разгона) и при максимальной скорости, Поскольку контактирующие конструктивньге элементы имеют различную массу и, следовательно, частоту вибраций, то одновременное подключение нескольких управляемых контактов с различными частотами переключений к выходу схемы сложения сигналов 5 позволяет достаточно точно воспроизвести процесс имитации контактных помех реального подвижного объекта., На любом подвижном объекте существует несколько групп подвижных эле ментов конструкций, контактирующих между собой и образующих разрывные контакты, которые находятся в йоле излучения бортового передатчика.

Переменные контактные пары, образующиеся при движении объектов, можно разделить на две группы; контакты с трением качения и скольжения и случайно переклю:чающиеся разрывные контакты, В связи с этим мгновенное значение огибающей на, пряженности суммарного поля контактных помех будет содержать как флуктуацион. ный, так и импульсный KQMfloHBHTbl. Имитация импульсного . компонента осуществляется с помощью пропускания тока высокой частоты через переключаемые контакты 10 электромагнитных реле 17 — 1, .

17 — 2, .17-3, управляемых мультивибраторами соответственно 16 — 1, 16-2, 16 — 3, которые работают в трех смежных полосах частот 1.„300 Гц, 300 — 600 Гц, 600...1000 Гц.

Имитация флуктуационнай составляющей осуществляется с помощью второго генератора низкочастотного шума 4-2 так, чтобы центр полосы частот шума приходился на частоту переключения контактов от нескольких десятков. до нескольких сотен Гц, в зависимости от скорости движения, Имитация спектров индустриальных радиопомех.

Имитация спектров радиопомех от систем электрозажигания и коллекторных двигателей осуществляется с помощью коялекторного микроэлектродвигателя 6 с графитовыми щетками.

Искрение на щетках приводит.к неста-ционарным процессам в цепи, что обеспечивает наведение в петлях индукционной связи 21, включенных на входах приемника

2 и устройства анализа и регистрации информации 23 ЭДС со спектром, аналогичным спектру шумового процесса в системах электрозажигания и коллекторн ых двигателях большой мощности.

Для имитацйи спектров радиопомех от газоразрядных источников света используются реальные малогабаритные лампы дневного света, Фактически спектр не имитируется. а существует реальный, Замена лампы на неисправную позволяет сравнивать их спектры и анализировать причины появления помех отосветительных газоразрядных люминесцентных приборов

Для имитации спектра помех от электросварочных аппаратов может использоваться электразажигалка, дающая искру, аналогичную искре от сварочного аппарата, Передача помехового,сигнала в виток индуктивного сумматора происходит аналогично

Атмосферные помехи имитируются с помощью искрящего контакта 10, подключенного к источнику постоянного тока, Замыкание и размыкание контакта 10 осуществляется в случайные моменты времени за счет подключения выхода генератора низкочастотного шума 4-2 к входу триггера Имитта, выход которого соединен са входом электромагнитного реле 18. Триггер Шмитта 19 находится в ждущем режиме и включается в случае превышения выбросом шума порога срабатывания в случайные моменты времени. При срабатывании реле

18 его нормально замкнутые контакты 10 размыкаются и между ними образуется искра, имитируя спектр атмосферных помех..

Помеховая обстановка анализируется, изучается и оценивается оператором с помощью приемника 2, анализатора спектра

13, осциллографа 12 и вольтметра 15. Кроме того, для обучения оператора распознаванию источников индустриальных помех па их характерным признакам в звуковом диапазоне и набора картотеки их образцов используется магнитофон 14, подключенный к детекторному выходу анализатора 13 или приемника 2.

Таким образом, устройство имитации спектров радиопомех в.канале передачи информации обладает следующими преимуществами: позволяет более точно имитировать реальные шумовые процессы с помощью модулированных электромагнитных полей и не-. искаженной их передачи на вход приемника и устройства анализа и регистрации. информации; позволяет работать со штатной аппаратурой; исключает создание радиопомех расположенным рядом радиосредствам; сводит к минимуму искажения спектров радиопомех при передаче их на вход приемника за счет сильной индуктивной бесконтактной связи между витком и петлей; обеспечивает простое подключение к витку индуктивного сумматора новых типов источников радиопомех; позволяет имитировать электромаг1795562 нитную обстановку любой сложности; про- использования для имитации спектров раста в изготовлении и удобно и эксплуата- диопомех как в каналах с аналоговыми, так ции; обеспечивает возможность и с цифровыми сигналами.

Составитель Т.Андреева

Техред M.Moðãåíòàë Корректор ЛЛивринц

Редактор

Заказ 436 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

Формула изобретения

Устройство имитации спектров радиопомех в канале передачи информации, содержащее передатчик, приемник, первый генератор шума, триггер Шмитта и переключательь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности имитации спектра радиопомех в радиоканалах путем создания модулированных электромагнитных полей и обеспечения неискаженной передачи их на вход приемника, дополнительно введены первый и второй генераторы мешающих сигналов, второй генератор шума, схема сложения сигналов, коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник света, электроискровой генератор, три цепочки из последовательно соединенных мультивибратора и электрома т итного реле, четвертое электромагнитное реле, ферритовое кольцо, петли индуктивной связи, согласующие резисторы, устройство анализа и реги=трации информации и экранированный корпус, при этом выходы передатчика, первого генератора мешающего сигнала, первого генератора шума че-. рез соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, и соответствующие согласующие резисторы соединены с экранированным корпусом, выход второго генератора шума соединен через переключатель с первым входом схе.мы сложения сигналов, выход второго генератора мешающего сигнала соединен с вторым входом схемы сложения сигналов, выход которой подключен к общему входу параллельно соединенных нормально-замкнутых контактов первого, второго и третьего электромагнитных реле, выход каждого из которых через соответствующую петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и соответствующий согласующий резистор соединен с экранированным корпусом, коллекторный микроэлектродвигатель, газоразрядный источник света и электроискровой генератор подключены к источникам питания через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, выход второго генератора шума сое-. динен с входом триггера Шмитта, выход которого подключен к входу четвертого электромагнитного реле, нормально-замкнутый контакт которого через петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, соединен с источником постоянного напряжения, вход приемника через петлю индуктивной связи, охватывающую ферритовое кольцо, и согласующий резистор подключен к экранированному корпусу, первый, второй и третий входы устройства анализа и регистрации информации через соответствующие петли индуктивной связи, охватывающие ферритовое кольцо, и согласующие резисторы подключены к экранированному корпусу.