Устройство для определения оптимальных рабочих частот

 

Сущность изобретения: устройство для определения оптимальных рабочих частот содержит приемную антенну 5, синхронизатор 1, формирователя1 2, 9 ЛЧМ-сигнала, усилитель 3 мощности, Передающую антенну 4, коррелометр 13, блок 12 оперативной памяти эталонов спектров сигнала, цифровой коммутатор 11, блоки 10,15 сравнения, селектор 16 длительности импульсов, блок 14 памяти вычисленных значений оптимальных рабочих частот, приемник 6, анализатор 8 спектра. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 04 В 7/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ.ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Й)Оф Р50К)ЩОЯ ыйж7д (21) 4924272/09 (22) 02.04.91 (46) 07.07.93. Бюл. йв 25, (75) В.А.Фролов, l0.Б.Малышев и С.А.Терехов

P3) В.Я.Фролов (56) Barry G.Í. and Fenwlch 1.В. Oblique

$Ыгр, Soun ding, Yagard Canf Ргос, N 13. р.487. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОПТИМАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ЧАСТОТ,. !Ж,, 1827052 АЗ (57) Сущность изобретения: устройство для определения оптимальных рабочих частот содержит приемную антенну 5, синхронизатор 1, Формирователя. 2, 9 ЛЧМ-сигнала, усилитель 3 мощвостй, передающую антенну 4, коррелометр 13, блок 12 оперативной памяти зталонов- спектров сигнала, цифровой коммутатор 11. блоки 10, 15 сравнения, селектор 16 длительности импульсов, блок

14 памяти вычисленных значений оптймальных рабочих частот, приемник 6, анализатор

8 спектра. 3 ил.

1827052

Изобретение относится к КВ-радиосвязи и может быть использовано в адаптивных системах связи с многолучевым характером распространения радиоволн (ионосфера. тропосфера и т.п.} для определения оптимальных рабочих частот (ОРЧ).

Цель изобретения — повышение скорости определения ОРЧ.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — структурная схема коррелометра; на фиг.3 — функциональная схема синхронизатора, Устройство для определения ОРЧ содержит.на передающей стороне (фигЛ,а) приемную антенну О, синхронизатор 1, первый формирователь ЛМЧ-сигналов 2, усилитель мощности 3, передающую антенну 4; на приемной стороне (фигЛ,б) — приемную антенну 5, приемник 6, синхронизатор 7, анализатор спектра 8, второй формирователь

ЛМЧ-сигнала 9, первую схему сравнения 10, цифровой коммутатор 11, ОЗУ эталонов 12, коррелеметр 13. ОЗУ вычисленных значений ОРЧ 14, вторую схему сравнения 15, селектор длительности импульсов 16, шину ввода 17 и шину вывода 18.

Коррелометр 13 (фиг.2) содержит перемножитель 13Л, делитель 13.2, сумматор

13.3. ОЗУ результатов вычислений значений взаимокорреляционной функции R (7)

13.4, ОЗУ промежуточных результатов 13.5, .фиксатор максимального значения функции

R (t)»3,6 и делители 13,7 и 13,8.

Синхронизаторы 7 и 1 состоят из приемника сигналов точного времени 7.1(1.1), опорного. генератора 7.2(1.2), таймера

7.3(1.3), схемы сравнения 7.4(1.4), буферных регистров 7.5(1.5) и 7,7(1.7), счетчика с переменным коэффициентом деления 7.6(1.6).

Устройство работает следующим образом.

На этапе начального диалога с помощью органов управления (передающая часть) и через шину ввода 17 от программатора или микро-ЭВМ (приемная часть в формирователи 2 и 9 заносятся параметры формируемых.ими ЛМЧ сигналов; во входные регистры первой 10 и второй 15 схем сравнения заносятся соответственно код минимального уровня сигнала, при котором еще возможно обеспечение удовлетворительной связи с абонентом (или код уровня, превышающего средний уровень помех на приемной стороне в интересу1ощем частотном диапазоне) и код нормированного значения взаимно-корреляционной функции, на определенном уровне (например, на уровне 0.7). В ОЗУ 12 эталонов заносится кодовое представление спектра-эталона, например квантованное по амплитуде представление одиночного гауссового импульса; соответствующее одномодовому механизму распространения радиоволн ионосферы. В буферный регистр селектора 16 заносится код длительности импульса, соответствующий требуемой скорости передачи. информации по каналу связи.

После проведения сеанса синхронизации (если таковой необходим), в заданный момент времени, определяемый программой работы устройства, синхронизатор 1 вырабатывает импульс запуска формирователя 2, который начинает формировать не-.

10 прерывный ЛЧМ-сигнал с заданными параметрами. ЛЧМ-сигнал через усилитель мощности 3 излучается в эфир передающей антенной-4. Одновременно с запуском формирователя 2 синхронизатор 7 приемной части осуществляет запуск второго формирователя 9 ЛЧМ-сигнала, Отраженный ионосферой сигнал усиливается приемной антенной-5 и попадает в приемник 6, где он перемножается с гетеродинным

ЛЧМ-сигналом формируемым вторым фор- .

20 мирователем 9. В результате перемножения принимаемого и гетеродинного ЛЧМ-сигналов на выходе приемника 6 выделяется сиг25 анализатора 8 превышает значение, записанное в буферном регистре первой схемы сравнения 10, последняя вырабатывает разрешающий сигнал, который поступает на один из входов цифрового коммутатора.

Коррелометр 13 обеспечивает вычисления оценки взаимнокорреляциионной функции реализацией функции спектра S(t) разностного сигнала и функцией Э((). являющейся цифровым представлением спектра-эталона (маски) нал разностной частоты, значение которой может быть приближенно вычислено по

30 формуле F = 1.тг, где f скорость изменения частоты зондирующего сигнала; trp — время группового запаздывания радиосигнала при распространении его от передатчика до приемника устройства. Анализатор спектра

8 осуществляет спектральный анализ сигнала разностной частоты в реальном масштабе времени и выдачу результатов анализа в цифровой форме. Через интервал времени

Тд, необходимый анализатору 8 для вычисления спектра выборки разностного сигна40 ла, на его выходе последовательно появляются коды точек спектра S(t) разностного сигнала, которые поступают на вход коррелометра 13 и одновременно через шину вывода 18 на внешнее устройство памя45 ти. Если уровень сигнала нэ выходе

1827052

1 TÓ выдает разрешающий сигнал на второй уп-

R(r} = у-- )„S(t) . (t-» )dt. Равляющий вход цифрового коммутатора где»- величина временной задержки; 11. При совпадении разрешающих сигналов

b,t K,- » N Кз — период вычисле с выхоДов пеРвой схемы сРавменил 10 и ния значения функции Р(»);: 5 селектора 16 код частоты, удовлетворяю — количество точек в одной реализа- Щий требованиЯм пРеДъЯвлЯемым к качестции спектра S(t) или спектра-эталона Э (t) вУ свЯзи и скоРости пеРедачи инфоРмации (Ks =. l4); через цифровой коммутатор записывается в

М - количество Временных сдвигов. Озу значений ОРЧ 14 ПРИ изменении часПринцип работы коррелометра состоит 10 таты зонДИРУЮЩего сигнала в Диапазоне

Л f, в ОЗУ 14 может быть записано нескольПеремножитель 13.1 (фиг.2) в течение ко.значений ОРЧ, котоРые после окончаниЯ времени т равного длительности одной вы- СЕаНса ЗОНДИРОВаНИЯ IGPe3 ШИНУ ВЫВОДа 18 борки сигнала обеспечивает перемножение переписываютсЯ во внеш ие Устройства цифровых значений выборок сигналов S(t) и 1

15 пользовании

Э(т). При этом его работа совместно с делителем 13.2.сумматором 13.3. ОЗУ13.4и 13.5 СИНХРонизатоРы1и 70беспечиваютзасинхройизирована таким образом, что одно пуск в заданный момент времени первого и дискретное значение сигнала () (одна вы- второго фоРмиРователЯ 2 и 9. ПеРед сеанборка) последовательно перемножается с сом зондирования, при необходимости, выэ значениями сигнала Э(с). Работу коррело- 20 полнЯетсЯ сеанс вРеменной си хРонизации метра легче понять, если представить ОЗУ прием ой и пеРедающей час ей Устройства.

12, ОЗу 1 3 4 и ОЗУ 13.5 в виде кругов, для обеспечения работы по описанному алго- rYr быть использованы не только Реперные ритму необходимо, чтобы скорость враще- сигналы станЦий точного времени (CTB), но ния кругов ОЗу 12 и Озу 13,5 в К, р 3 25 и ЛУЧ сигналы Опр деленной д ел превышала скорость вращени круга (ду c™, из у аемые передающей част ю уст13.4. Синхронизация работы ОЗУ 13.5 и ОЗУ

13 4 ОбеспечиВается делителем 13я При Возможность исключить приемники сигнэзтом при поступлении на вход корреломет лов С В иэ состав: синхро иэаторов 1 и 7. ра очередного дискретного значения сигна- 30 ПРи совпадении ВРеменных шкал риемной ла S(t), оно начинает перемножаться с. " пеРедающей частей с опРеделе ной точ соответствующим значениями Э(т). Одно- ностью сеанс синхронизаЦии заканчиваетвременносэаписьюзначения р (»)вОЗУ ся. Схема сравнения 7.6 осуществляет

13.4 схема 13.6 осуществляет еравнение СРае"ение те УЩего ВРемени таймеРа с кокаждого очередного значения р(» ) с пред- 3 дом вр™н, записанном в регистре 7.5 и

ыдущим значениям 8,1(» ) и фиксацию мак- при их совпадении формиРУет импУльс запуска формирователя 9. Опорный генератор симального иэ вычисленных значений. В дальнейшем значение gwagg» ) использу- 7.2 обеспечивает сохранение достигнутого синхрониэма и синхронизирует работу приемной части устройства. Счетчик 7.6 и релителе 13.7. последовательно появляются дискретные

Через время Т на выходе коррелометра режиме синхронизации. ционной функции и орм(» ). Их количество.

Применение заявляемого устройства позволяет увеличить скорость определения сдвигов. При превышении выходным сигнао О е О е а О ога О е а е пРОЦесса их ОПРеДелениЯ ВРУЧНУЮ. КРоме того, при использовании устройства, например в качестве диагностического средства ионосферного канала распространения раnP nocnePHe пересечении снижаются аппаратные затраты на прио сигналом Йнорм этого порога. Если длитель- м и е с и ность импульс с выхода Второй Схемы сравнения 15 не превышает значения кода 55 ального контроля. длительности импульса записанного в буФормула изобретения ферном регистре селекторе 16, пееледний

Устройство для определения Оптимальных рабочих частот, содержащее на переда1827052

В> 1-съ ый Реъмььтс т пе емнсъсекр ющей стороне последовательно соединенные приемную антенну. синхронизатор, формирователь линейно-частотно модулированного(ЛЧМ) сигнала, усилитель мощности и передающую антенну, а на приемной стороне —.приемную антенну, соединенную с первыми входами синхронизатора и приемника, выход которого соединен с входом . анализатора спектра, а второй вход приемника — с первым выходом формирователя

ЛЧМ-сигнала. первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости определения оптимальных рабочих частот, на приемной стороне введен коррелометр, блок оперативной памяти эталонных спектру сигналов, цифровой коммутатор, первый и второй блоки сравнения, селектор длительности импульсов и блок памяти вычисленных значений оптимальных рабочих 20 частот (ОРЧ), причем первый вход коррелометра соединен с выходом анализатора спектра, выход которого также соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход коррелометра соединен с выхо- 25 дом блока оперативной памяти эталонов, а выход соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого соединен . с первым входом селектора длительности импульсов, выход которого соединен с первым управляющим входам цифрового коммутатора, второй управляющий вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход-с входом блока памяти вычисленных значений ОРЧ, первый выход синхронизатора соединен также с третьим входом приемника, с третьим входом коррелометра и вторыми входами селектора длительности импульсов и блока оперативной памяти эталонов, второй выход формирователя ЛЧ -сигналов соединен с входом цифрового коммутатора, шина ввода соединена с вторым входами первого и второго блоков сравнения, входом блока оперативной памяти эталонов, входом селектора длительности импульсов, с вторым входом синхронизатора и третьим входом второго формирователя ЛЧМ-сигнала, а шина вывода соединена с выходами анализатора спектра и блока памяти вычисленных значений

ОРЧ.

1827052

Фиг.3

Составитель В.Фролов

Техред М.Моргентал Корректор Г.Кос

Редактор С. Кулакова

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

Заказ 2333 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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