Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени

Авторы патента:

Владимиров Владимир Ильич (RU)

Исаев Василий Васильевич (RU)

Лущик Юрий Александрович (RU)

Немчилов Александр Викторович (RU)

Бубеньщиков Александр Александрович (RU)

Сиденко Сергей Васильевич (RU)

Бубеньщиков Александр Вячеславович (RU)

G01R29/26 - измерение коэффициента шума; измерение отношения сигнала к шуму

Владельцы патента RU 2472167:

Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

Известен измеритель отношения сигнал/шум (патент SU 1215064, G01R 29/26, 05.07.1984), в котором осуществляется последовательное измерение в двух соседних частотных каналах средней мощности совокупных шумов в одном из них и совокупной средней мощности аддитивной смеси сигнала и совокупных шумов в другом. Измеренные значения мощностей затем используются для вычисления неизвестной средней мощности сигнала и отношения сигнал/шум косвенным методом. При этом измерение средней мощности совокупных шумов в измерителе осуществляется в частотном канале, в котором сигнал отсутствует. Для осуществления измерения средней мощности совокупных шумов и средней мощности аддитивной смеси сигнала и шума в каналах применяется линейная перестройка измерителя по частоте с использованием частотно-модулированного гетеродина.

Недостатком данного измерителя является совместное измерение совокупной мощности аддитивной смеси сигнала и шума (помехи). Данный измеритель не позволяет производить раздельную оценку средней мощности сигнала и средней мощности шума в одном канале и, как следствие, оценку отношения мощностей сигнал/шум (помеха) в реальном масштабе времени. Следует отметить что, при наличии прицельной помехи в канале, где присутствует сигнал, или в случае различной интенсивности естественных помех в различных каналах, измерение средней мощности шума (помехи) в канале, где сигнал отсутствует, приведет к возникновению ошибки измерения.

Известен измеритель отношения сигнал/шум (патент SU 721773, G01R 29/26, 15.03.1980), в котором осуществляется прямым методом последовательное измерение в одном канале неизвестной средней мощности совокупных шумов на его входе и совокупной средней мощности аддитивной смеси сигнала и совокупных шумов, измеренные значения которых затем используются для вычисления неизвестного отношения сигнал/шум косвенным методом. При этом последовательное измерение в одном канале осуществляется путем введения задержки момента измерения мощности шума по отношению к моменту измерения мощности аддитивной смеси сигнала и шума на длительность, большую, чем длительность сигнала. Недостатком измерителя является то, что в нем осуществляется измерение средней мощности совокупных шумов на входе измерителя при условии отсутствия сигнала и априори известной длительности сигнала. В этом случае отсутствует возможность одновременной оценки средних мощностей сигнала и шума в одном канале и, как следствие, оценки в реальном масштабе времени отношения мощностей сигнал/шум (помеха).

Известен измеритель спектральной плотности мощности шума [1, с.51, рис.1], включающий последовательно соединенные полосовой фильтр, квадратичный детектор, интегратор и регистратор. Недостатком данного измерителя является то, что он осуществляет измерение только мощности шума в приемном канале. Если присутствует сигнал, то данный измеритель не применим.

Известен измеритель уровня обнаруживаемого сигнала в радиоприемном устройстве станции помех [2, с.62], включающий последовательно соединенные полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), квадратор, интегратор, устройство сравнения. При этом на выходе интегратора формируется оценка средней мощности аддитивной смеси сигнала и совокупных шумов (помех) на входе устройства. Существенным недостатком измерителя является измерение уровня совокупного сигнала (сигнал и шума (помехи)). В этом случае отсутствует возможность одновременной оценки средних мощностей сигнала и шума в одном канале и, как следствие, отсутствие возможности оценки в реальном масштабе времени отношения мощностей сигнал/шум (помеха), а также при наличии в канале измерения помех различного рода, это приводит к неадекватным оценкам средних мощностей сигнала и шума (помехи), т.е. к низкой достоверности их измерения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является измеритель отношения сигнал/шум (патент RU 2332676, G01R 29/26, 09.01.2007), содержащий смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, гетеродин, выход которого подключен к опорному входу смесителя, первый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, последовательно включенные первый измеритель мощности, блок вычитания, дифференциальный логарифмический преобразователь и регистрирующий прибор, и второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход - ко входу второго измерителя мощности, выход которого подключен к инверсным входам блока вычитания и дифференциального логарифмического преобразователя. При этом в измерителе осуществляется одновременное измерение в двух соседних каналах: средней мощности совокупных шумов в одном из них и совокупной средней мощности аддитивной смеси сигнала и совокупных шумов в другом. Измеренные значения мощностей затем используются для вычисления неизвестной средней мощности сигнала и отношения сигнал/шум косвенным методом. Полосовые фильтры первого и второго измерительных каналов имеют равные значения полос пропускания, но значения центральных частот отличаются на величину, равную удвоенной ширине их полос пропускания.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является реализация двух параллельных каналов измерения, в одном из которых осуществляется некогерентная, а в другом - когерентная обработка сигналов и совокупных помех с использованием цифровой обработки сигналов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации одновременного измерения средней мощности сигнала и средней мощности шума и/или помехи в одном радиоканале, что повышает достоверность результатов измерения, а также повышение быстродействия за счет параллельной когерентной и некогерентной обработки входной аддитивной смеси сигнала и шума и/или помехи и использования цифровой обработки сигналов.

Технический результат достигается тем, что заявляется цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени, содержащий гетеродин, последовательно соединенные смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого соединен с объединенными сигнальными входами измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи (ИМАССП) и измерителя мощности сигнала, вторые входы которых соединены с выходом регистра хранения множителя усреднения N, а выходы ИМАССП и измерителя мощности сигнала через соответствующие первый и второй накопители-усреднители соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого через первый регистр памяти соединен со вторым входом регистрирующего прибора; кроме того, выход второго накопителя-усреднителя через второй регистр памяти соединен с первым входом регистрирующего прибора; выход блока вычитания также соединен с первым входом арифметико-логического устройства (АЛУ) определения частного, второй вход которого соединен с выходом второго накопителя-усреднителя, а выход АЛУ определения частного соединен с третьим входом регистрирующего прибора, выход которого является выходом устройства; выход гетеродина соединен с опорным входом смесителя, а через делитель частоты - со вторым входом АЦП.

При этом ИМАССП содержит последовательно соединенные первый перемножитель, первый накопитель и второй перемножитель, второй вход которого является вторым входом ИМАССП, а выход - выходом ИМАССП, причем сигнальный вход первого перемножителя, объединенный с его опорным входом, является первым входом ИМАССП; измеритель мощности сигнала содержит последовательно соединенные цифровую линию задержки (ЦЛЗ), третий перемножитель, второй накопитель и четвертый перемножитель, второй вход которого является вторым входом измерителя мощности сигнала, а выход - выходом измерителя мощности сигнала, опорный вход третьего перемножителя, объединенный с входом ЦЛЗ, является первым входом измерителя мощности сигнала.

Дополнительно, первый накопитель-усреднитель выполнен с возможностью суммирования выборочных значений суммарной мощности аддитивной смеси сигнала и шума и/или помехи, и деления полученной суммы на множитель деления М, численное значение которого определяется количеством суммируемых выборочных значений мощности; второй накопитель-усреднитель выполнен с возможностью суммирования выборочных значений мощности сигнала и деления полученной суммы на множитель деления М, численное значение которого определяется количеством суммируемых выборочных значений мощности.

На фиг.1 представлена функциональная схема цифрового измерителя мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени, где введены следующие обозначения:

1 - смеситель;

2 - гетеродин;

3 - полосовой фильтр;

4 - делитель частоты;

5 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

6 - измеритель мощности аддитивной смеси сигнала и помехи (ИМАССП);

7 - измеритель мощности сигнала;

8, 12 - первый и второй перемножители;

9 - цифровая линия задержки (ЦЛЗ);

10 - первый накопитель;

11, 15 - третий и четвертый перемножители;

13 - регистр хранения множителя усреднения N;

14 - второй накопитель;

16, 18 - первый и второй накопители-усреднители;

17 - блок вычитания;

19, 20 - первый и второй регистры памяти;

21 - арифметико-логическое устройство (АЛУ) определения частного;

22 - регистрирующий прибор.

На фиг.2 представлена структурная схема варианта исполнения первого накопителя-усреднителя 16, где обозначено:

23 - третий накопитель;

24 - пятый перемножитель;

25 - первый регистр хранения множителя усреднения М.

На фиг.3 представлена структурная схема варианта исполнения второго накопителя-усреднителя 18, где обозначено:

26 - четвертый накопитель;

27 - шестой перемножитель;

28 - второй регистр хранения множителя усреднения М.

На фиг.4 представлена структурная схема варианта исполнения блока вычитания, где обозначено:

29 - регистр хранения множителя «-1»;

30 - седьмой перемножитель;

31 - сумматор.

Заявляемое устройство содержит последовательно соединенные смеситель 1, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр 3 и АЦП 5, выход которого соединен с объединенными сигнальными входами измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи (ИМАССП) 6 и измерителя мощности сигнала 7, выходы которых через соответствующие первый 16 и второй 18 накопители-усреднители соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания 17, выход которого через первый регистр памяти 19 соединен со вторым входом регистрирующего прибора 22; кроме того, выход второго накопителя-усреднителя 18 через второй регистр памяти 20 соединен с первым входом регистрирующего прибора 22; выход блока вычитания 17 также соединен с первым входом АЛУ определения частного 21, второй вход которого соединен с выходом второго накопителя-усреднителя 18, а выход АЛУ определения частного 21 соединен с третьим входом регистрирующего прибора 22, выход которого является выходом устройства; вторые входы ИМАССП 6 и измерителя мощности сигнала 7 соединены с выходом регистра хранения множителя усреднения N 13; выход гетеродина 2 соединен с опорным входом смесителя 1, а через делитель частоты 4 - со вторым входом АЦП 5.

При этом ИМАССП 6 содержит последовательно соединенные первый перемножитель 8, первый накопитель 10 и второй перемножитель 12, второй вход которого является вторым входом ИМАССП 6, а выход - выходом ИМАССП 6, причем сигнальный вход первого перемножителя 8, объединенный с его опорным входом, является первым входом ИМАССП 6.

Измеритель мощности сигнала 7 содержит последовательно соединенные цифровую линию задержки (ЦЛЗ) 9, третий перемножитель 11, второй накопитель 14 и четвертый перемножитель 15, второй вход которого является вторым входом измерителя мощности сигнала 7, а выход - выходом измерителя мощности сигнала 7, опорный вход третьего перемножителя, объединенный с входом ЦЛЗ 9, является первым входом измерителя мощности сигнала 7.

Первый накопитель-усреднитель 16 (фиг.2) содержит последовательно соединенные третий накопитель 23, вход которого является входом первого накопителя-усреднителя 16, и пятый перемножитель 24, выход которого является выходом накопителя-усреднителя 16, а второй вход пятого перемножителя 24 соединен с выходом первого регистра 25 хранения множителя усреднения М.

Второй накопитель-усреднитель 18 (фиг.3) содержит последовательно соединенные четвертый накопитель 26, вход которого является входом второго накопителя-усреднителя 18, и шестой перемножитель 27, выход которого является выходом второго накопителя-усреднителя 18, а второй вход шестого перемножителя 27 соединен с выходом второго регистра 28 хранения множителя усреднения М.

Блок вычитания 17 (фиг.4) содержит последовательно соединенные регистр 29 хранения множителя «-1», седьмой перемножитель 30 и сумматор 31, выход которого является выходом блока вычитания 17; при этом второй вход седьмого перемножителя 30 является вторым входом блока вычитания 17, а первый вход сумматора 31 является первым входом блока вычитания 17.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Со входа устройства аддитивная смесь сигнала со случайной амплитудой и начальной фазой и шума (помех) с неизвестной интенсивностью поступает на сигнальный вход смесителя 1, на опорный вход которого поступает сигнал гетеродина 2, представляющий собой непрерывный высокочастотный сигнал с фиксированными частотой и уровнем.

С выхода смесителя 1 аддитивная смесь сигнала со случайной амплитудой и начальной фазой и шума (помех) с неизвестной интенсивностью на промежуточной частоте поступает на вход полосового фильтра 3 с полосой пропускания ΔF, с выхода которого сигнал подается на первый вход АЦП 5, на второй вход которого через делитель частоты 4 подается сигнал с выхода гетеродина 2. Коэффициент деления блока 4 выбирается из условия обеспечения необходимой частоты дискретизации, определяемой полосой частот на входе устройства.

С выхода АЦП 5 двоичный код уровня (цифровые отсчеты) x_i=s_i+n_i аддитивной смеси сигнала (s_i) и шума (помехи) (n_i), где i - номер цифрового отсчета, одновременно поступают на вход ИМАССП 6 (P_c+P_n) и измерителя мощности 7 сигнала (P_c).

В первом перемножителе 8 осуществляется процедура перемножения цифровых отсчетов уровней аддитивной смеси сигнала и шума (помех) самих на себя x² _i=(s_i+n_i)², а в третьем перемножителе 11 - перемножение отсчетов аддитивной смеси сигнала и шума (помех) с выхода АЦП 5 и прошедших через ЦЛЗ 9 с временем задержки τ_з, определяемой формулой

τ_з=1/ΔF,

где n=1, 2, 3, … L - количество отсчетов, соответствующих времени задержки τ_з.

С выхода первого перемножителя 8 квадрат отсчетов x² _i=(s_i+n_i)² и произведение отсчетов аддитивной смеси сигнала и шума (помех), сдвинутые по времени y_i=(s_i+n_i)(s_i+ni+n_i+ni) на τ_з, с выхода третьего перемножителя 11 поступают на входы соответствующих накопителей 10 и 14, в которых осуществляется суммирование квадратов отсчетов аддитивной смеси сигнала и шума (помех) (первый накопитель 10) , и произведений сдвинутых во времени отсчетов только сигнала (второй накопитель 14) , где N - количество суммируемых отсчетов, за время накопления Т_нак1.

Далее, накопленные значения квадратов отсчетов аддитивной смеси сигнала и шума (помех) с первого накопителя 10 и произведений сдвинутых во времени отсчетов только сигнала со второго накопителя 14 поступают на первые входы соответствующих второго 12 и четвертого 15 перемножителей, на вторые входы которых поступают значения множителя усреднения К=1/N с регистра 13 хранения множителя усреднения N.

Таким образом, на выходе ИМАССП 6 формируются выборочные значения, соответствующие средней мощности аддитивной смеси сигнала и шума (помех)

которые далее поступают на вход первого накопителя-усреднителя 16 (фиг.2), где в блоке 23 осуществляется их накопление в течение времени Т_нак2. Накопленные значения выборочных средних мощностей аддитивной смеси сигнала и шума (помех) с блока 23 поступают на первый вход пятого перемножителя 24, на второй вход которого поступает значение множителя усреднения с блока 25, равное 1/М.

На выходе измерителя мощности сигнала 7 формируются выборочные значения, соответствующие средней мощности сигнала

которые далее поступают на вход второго накопителя-усреднителя 18 (Фиг.3), где в блоке 26 осуществляется их накопление в течение времени Т_нак2. Накопленные значения выборочных средних мощностей сигнала поступают на первый вход шестого перемножителя 27, на второй вход которого поступает значение множителя усреднения с блока 28, равное 1/М.

С выхода первого накопителя-усреднителя 16 среднее значение мощности аддитивной смеси сигнала и шума (помех) поступает на первый вход блока вычитания 17, на второй вход которого с выхода второго накопителя-усреднителя 18 поступает среднее значение мощности сигнала Также с выхода второго накопителя-усреднителя 18 среднее значение мощности сигнала V=<P_c> поступает на вход второго регистра памяти 20, с выхода которого поступает на первый вход регистрирующего прибора 22.

В блоке вычитания 17 осуществляется оценка средней дисперсии шума <Р_ш>=Z-V. С выхода блока вычитания 17 оценка средней дисперсии шума (помехи) поступает на вход первого регистра памяти 19, с выхода которого она поступает на второй вход регистрирующего прибора 22, а также на первый вход АЛУ определения частного 21, на второй вход которого поступает оценка средней мощности сигнала с выхода второго накопителя-усреднителя 18.

С выхода АЛУ определения частного 21 значение оценки отношения средних мощностей сигнала и шума (помехи) поступает на третий вход регистрирующего прибора 22.

Регистрирующий прибор 22 выполнен с возможностью отображения измеренных средних значений мощности сигнала, мощности шума (помехи) и их отношения. Регистрирующий прибор 22 может быть реализован на базе LCD индикатора DV16244.

Первый 19 и второй 20 регистры памяти, а также регистры хранения 13, 25, 28 и 29 могут быть реализованы на базе микроконтроллера ATMEGA 8515 компании ATMEL.

Арифметико-логическое устройство определения частного 21 может быть программно реализовано на базе микроконтроллера ATMEGA 8515 компании ATMEL в виде арифметической операции деления.

На фиг.5 приведены графики зависимостей измеренного значения мощности сигнала на выходе устройства от мощности сигнала на его входе, а на фиг.6 - графики зависимостей погрешности измеренной мощности сигнала, выраженной в процентах, от мощности сигнала на входе заявляемого устройства при заданной мощности аддитивного гауссового шума.

На фиг.7 и 8 приведены графики зависимостей измеренного значения мощности шума на выходе заявляемого устройства и погрешность его измерения, выраженная в процентах, от мощности сигнала на входе при заданной мощности аддитивного гауссового шума.

Как видно из графиков зависимостей на фиг.5, 6, 7 и 8, заявляемое устройство позволяет обеспечить погрешность измерения в канале средней мощности сигнала не более 5%, и средней мощности шума (помехи) не более 12% для диапазона значений мощности сигнала на входе устройства от 2 мкВт до 80 мкВт при наличии в канале аддитивной смеси сигнала и шума (помехи).

Таким образом, совокупность введенных блоков и связей между ними позволяет обеспечить повышение точности измерения мощности сигнала и мощности шума и/или помехи за счет одновременного измерения средней мощности сигнала и средней мощности шума и/или помехи в одном радиоканале; измерение при наличии прицельной помехи мощности совокупных помех в канале независимо от наличия сигнала; повышение быстродействия, что отсутствовало в прототипе.

Источники информации

1. Измерительная техника №10, 2008 г., издательство журнала - Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

2. Борисов В.И., Зинчук В.М. и др. Пространственные и вероятностно-временные характеристики эффективности станций ответных помех при подавлении линий систем радиосвязи. / Под ред. В.И.Борисова. - М.: Радиософт, 2008. - С.330.

1. Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени, содержащий гетеродин, последовательно соединенные смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого соединен с объединенными сигнальными входами измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи (ИМАССП) и измерителя мощности сигнала, вторые входы которых соединены с выходом регистра хранения множителя усреднения N, а выходы ИМАССП и измерителя мощности сигнала через соответствующие первый и второй накопители-усреднители соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого через первый регистр памяти соединен со вторым входом регистрирующего прибора; кроме того, выход второго накопителя-усреднителя через второй регистр памяти соединен с первым входом регистрирующего прибора; выход блока вычитания также соединен с первым входом арифметико-логического устройства (АЛУ) определения частного, второй вход которого соединен с выходом второго накопителя-усреднителя, а выход АЛУ определения частного соединен с третьим входом регистрирующего прибора, выход которого является выходом устройства; выход гетеродина соединен с опорным входом смесителя, а через делитель частоты - со вторым входом АЦП.

2. Цифровой измеритель по п.1, в котором ИМАССП содержит последовательно соединенные первый перемножитель, первый накопитель и второй перемножитель, второй вход которого является вторым входом ИМАССП, а выход - выходом ИМАССП, причем сигнальный вход первого перемножителя, объединенный с его опорным входом, является первым входом ИМАССП.

3. Цифровой измеритель по п.1, в котором измеритель мощности сигнала содержит последовательно соединенные цифровую линию задержки (ЦЛЗ), третий перемножитель, второй накопитель и четвертый перемножитель, второй вход которого является вторым входом измерителя мощности сигнала, а выход - выходом измерителя мощности сигнала, опорный вход третьего перемножителя, объединенный с входом ЦЛЗ, является первым входом измерителя мощности сигнала.

4. Цифровой измеритель по п.1, в котором первый накопитель-усреднитель выполнен с возможностью суммирования выборочных значений суммарной мощности аддитивной смеси сигнала и шума и/или помехи, и деления полученной суммы на множитель деления М, численное значение которого определяется количеством суммируемых выборочных значений мощности.

5. Цифровой измеритель по п.1, в котором второй накопитель-усреднитель выполнен с возможностью суммирования выборочных значений мощности сигнала и деления полученной суммы на множитель деления М, численное значение которого определяется количеством суммируемых выборочных значений мощности.

Изобретение относится к области гидроакустики и производит определение отношения сигнал/помеха при одновременном присутствии и сигнала, и помехи на входе приемного устройства.

Устройство для измерения параметров помех, действующих в канале связи // 2429496

Изобретение относится к системам передачи данных и может быть использовано в измерительной технике, для измерения среднего значения, дисперсии, средневыпрямленного значения, максимального значения и кажущейся частоты помехи, действующей в канале связи.

Способ измерения отношения сигнал-шум // 2414718

Изобретение относится к области электронных измерений, к измерениям в технике радиоприема. .

Способ измерения отношения сигнал/шум // 2399923

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации, радионавигации и системах связи для измерения отношения сигнала/шум, повышения точности и достоверности получаемой информации и контроля качества канала связи.

Двухканальный нулевой радиометр // 2393502

Изобретение относится к пассивной радиолокации и может использоваться для измерения мощности шумовых сигналов в широком диапазоне высоких частот. .

Способ измерения размаха собственных шумов медицинских электродов для съема поверхностных биопотенциалов // 2368911

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения собственных шумов медицинских электродов для съема поверхностных биопотенциалов в присутствии шума измерительной системы, значительно превышающего измеряемый.

Устройство поверки измерителя коэффициента шума (варианты) // 2363959

Изобретение относится к метрологии: к измерительным генераторам шума, и может быть использовано для поверки измерителей коэффициента шума различных электронных устройств.

Способ измерения малых отношений сигнал/шум и устройство для его осуществления // 2354981

Изобретение относится к области радиоизмерений, а именно к измерению малых отношений сигнал/шум. .

Устройство шумовой автоматической регулировки усиления // 2349031

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для поддержания постоянного уровня шумов на выходе приемного тракта. .

Устройство измерения отношения сигнал/шум // 2341808

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокации, радионавигации и системах связи для измерения отношения сигнал/шум, повышения точности и достоверности получаемой информации или контроля качества канала связи.

Устройство для измерения параметра низкочастотного шума // 2475767

Изобретение относится к области радиоизмерений, а именно к измерению шумов полупроводниковых изделий, и может быть использовано для лабораторных и цеховых измерений параметра шума

Способ выделения сигнала шума источника из суммарного шума // 2478976

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и решает задачу выделения исследуемого сигнала из смеси с помехой

Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч // 2498333

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство содержит измерительную интегральную схему с элементами с перестраиваемыми параметрами, вход которой соединен с генератором шума отрезка линии передачи, выход которого соединен с входом измеряемого четырехполюсника, измеритель коэффициента шума. Измерительная интегральная схема дополнительно содержит второй отрезок линии передачи на выходе, две емкости, резистор, индуктивность, две контактные площадки для подачи питания к измеряемому четырехполюснику. Элементы с перестраиваемыми параметрами выполнены в виде полевых транзисторов с барьером Шотки. На затвор полевого транзистора подают управляющее напряжение от соответствующего источника. Величина сопротивления резистора на порядок больше величины волнового сопротивления отрезка линии передачи на входе, величины индуктивности и емкости определяются из математических формул. Технический результат: расширение рабочей полосы частот, повышение точности измерений, упрощение устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч // 2499274

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство содержит измерительную интегральную схему с перестраиваемыми параметрами, вход которой соединен с генератором шума посредством центрального проводника в виде отрезка линии передачи, выход которого соединен с входом измеряемого четырехполюсника, измеритель коэффициента шума. Измерительная интегральная схема содержит второй центральный проводник в виде отрезка линии передачи, две емкости, резистор, индуктивность, элемент с перестраиваемыми параметрами в виде полевого транзистора с барьером Шотки и две контактные площадки для подачи питания к измеряемому четырехполюснику. Величина сопротивления резистора на порядок больше величины волнового сопротивления отрезка линии передачи на входе, величины индуктивности и емкости определяются из математических формул. Технический результат: расширение рабочей полосы частот, повышение точности измерений, упрощение устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ измерения фактора шума микроканальной пластины // 2503081

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа измерения фактора шума микроканальной пластины. Способ включает снятие сигнала со всей площади люминесцентного экрана, который осуществляется в процессе изготовления МКП, регистрацию сигнала каждого импульса с выхода МКП, его усиление и подачу на многоканальный амплитудный анализатор импульсов. Сигналы анализируют по амплитудам и определяют коэффициент вариации усиления микроканальной пластины, пропорциональный фактору шума. Технический результат заключается в повышении точности измерений и обеспечении возможности контроля фактора шума микроканальной пластины в процессе ее изготовления. 2 ил.

Устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на свч // 2510035

Изобретение относится к измерительной технике на СВЧ. Устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, содержащее измеритель частотных характеристик и интегральную схему в составе центральной линии передачи, отрезка линии передачи, соединенного с центральной линией передачи, электрических ключей - полупроводниковых приборов, управляемых постоянными напряжениями, измеритель частотных характеристик соединен с одним концом центральной линии передачи, другой ее конец - с измеряемым двухполюсником. В котором в качестве измерителя частотных характеристик используют измеритель спектральной плотности мощности шума, интегральная схема выполнена в виде монолитной интегральной схемы на полупроводниковой подложке, при этом отрезок линии передачи выполнен равным одной восьмой длины волны в линии передачи, в качестве электрических ключей используют полевые транзисторы с барьером Шотки и, по меньшей мере, в виде одной пары, при этом в каждой упомянутой паре исток одного полевого транзистора с барьером Шотки соединен с центральной линией передачи на расстоянии одной восьмой длины волны в линии передачи от места соединения измеряемого двухполюсника и между парами, его сток с одним концом отрезка линии передачи, другой конец которого соединен со стоком другого полевого транзистора с барьером Шотки, его исток заземлен, постоянные управляющие напряжения подают на затворы каждого полевого транзистора с барьером Шотки от соответствующего источника постоянного управляющего напряжения. Технический результат заключается в расширении рабочей полосы частот, в повышении точности измерения путем снижения погрешности измерения и в упрощении устройства при сохранении возможности автоматизации. 4 ил.

Измерительный модуль селективной оценки отношения мощностей сигнал/помеха в радиоканале // 2520567

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах, в которых осуществляется оценка текущей информации о помехово-сигнальной обстановке и уровне отношения сигнал/помеха в тракте промежуточной частоты с целью адаптации к ней различных параметров радиоприемных устройств. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности результатов совместного измерения средней мощности сигнала, шума и отношения мощностей сигнал/помеха в радиоканале, а также существенное сокращение времени измерения отношения мощностей сигнал/помеха за счет их параллельной обработки. Технический результат достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее приемную антенну, линейный приемный тракт, полосовой фильтр, квадратичный детектор, интегратор (фильтр нижних частот) дополнительно введены первый - шестой электронные ключи, генератор тактовых импульсов, переключатель режимов, первый и второй формирователи импульсов, элемент ИЛИ, дополнительный усилитель, перемножитель, второй интегратор (фильтр нижних частот), вычитающее устройство, первый и второй АЦП, первый и второй накопители импульсов, первый и второй усреднители, вычислитель отношения, устройство управления и блок индикации. 2 ил.

Способ оценивания отношения сигнал/шум по результатам зондирования ионосферы сигналами с лчм // 2535243

Изобретение относится к области техники радиосвязи, конкретнее к оцениванию условий радиосвязи по результатам зондирования ионосферы сигналами с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), и может быть использовано для построения технических средств ионосферно-волновой частотно-диспетчерской службы, входящей в состав системы радиосвязи. Задача изобретения в том, чтобы использовать результаты НЗ для оценивания отношения сигнал/шум в канале связи, учитывая особенности применяемого в нем конкретного связного сигнала. Поставленная задача достигается тем, что в способе оценивания отношения сигнал/шум в полосе ΔFC частот по данным ЛЧМ зондирования ионосферы, заключающемся в излучении передатчиком, имеющем мощность Pпрд з, непрерывного ЛЧМ сигнала и обработке его в приемнике, с помощью преобразователя осуществляют гетеродинирование принимаемого зондирующего ЛЧМ сигнала и его предварительную фильтрацию в диапазоне частот от -ΔFпр/2 до ΔFпр/2, с помощью фильтра разностной частоты выполняют фильтрацию в диапазоне частот от -ΔFфр/2, до ΔFфр/2, вычисляют быстрое преобразование Фурье (БПФ), дополнительно с помощью фильтра помехи выходной сигнал преобразователя подвергают фильтрации, с помощью устройства выравнивания выходные отсчеты фильтра разностной частоты совмещают по времени с выходными отсчетами фильтра помехи, а затем отсчеты с выходов устройства выравнивания и фильтра помехи подают на входы устройства оценивания и в нем вычисляют оценку отношения сигнал/шум для частоты fa анализа и k-го выхода БПФ по формуле h k 2 ( f a ) = K п р д 2 ∑ m − 0 N c − 1 S c 0 2 ( f m − f a ) ∑ m = 0 N c − 1 S c 0 2 ( f m − f a ) S з 2 ( f m ) S п р м з k 2 ( f m ) P п ( f a ) , где Kпрд с/Pпрд з; Pпрд с - мощность передатчика, излучающего связной сигнал; S c 0 2 ( f ) - модуль энергетического спектра излучаемого связного сигнала; S з 2 ( f ) - модуль энергетического спектра излучаемого зондирующего сигнала; S п р м з k 2 ( f ) - модуль энергетического спектра принимаемого зондирующего сигнала, вычисляемый по k-ому выходу вычислителя БПФ; Nc - количество составляющих в спектре излучаемого связного сигнала; fm - частота m-ой составляющей в спектре излучаемого связного сигнала; Pп(f) - мощность помехи на входе приемника, вычисляемая по выходному напряжению фильтра помехи. Достигаемым техническим результатом является то, что в процессе оценивания отношения сигнал/шум учитываются индивидуальные признаки канала связи в виде характеристик применяемого связного сигнала и тем самым повышается достоверность получаемой оценки. 2 ил.

Многоприемниковый нулевой радиометр // 2541426

Изобретение относится к пассивной радиотеплолокации и может использоваться для измерения мощности шумовых сигналов в системах дистанционного зондирования различных природных сред, промышленности, медицинских технологиях. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей по оперативной настройке на различные диапазоны измерений с учетом неидеальностей входящих во входной блок СВЧ элементов. Для достижения этого технического результата в радиометр, содержащий микроконтроллер, антенну, направленный ответвитель, генератор шума, высокочастотный селектор, n выходов которого соединены с первыми входами n циркуляторов, вторые входы которых подключены к n согласованным нагрузкам, n последовательно соединенных приемников, предварительных усилителей низкой частоты, синхронных фильтров, усилителей низкой частоты, фильтров высоких частот, компараторов, вторые входы которых соединены с общей шиной радиометра, а выходы n компараторов соединены с n входами микроконтроллера, первый выход которого подключен к управляющему входу высокочастотного селектора, m выходов соединены с управляющими входами n синхронных фильтров, а второй выход микроконтроллера является выходом радиометра, причем направленный ответвитель, генератор шума, высокочастотный селектор, n циркуляторов и n согласованных нагрузок установлены на термостатированной плате и находятся с ней в тепловом контакте, введены установленные на термостатированной плате и находящиеся с ней в тепловом контакте n-1 генераторов шума, n-1 направленных ответвителей, n управляемых источников тока, выходы которых подключены к последовательно соединенным n генераторам шума и n направленным ответвителям, вторые входы n направленных ответвителей подключены к выходам n циркуляторов, а выходы n направленных ответвителей соединены с входами n приемников, первые входы управляемых источников тока объединены вместе и соединены с третьим выходом микроконтроллера, а их вторые входы подключены к k выходам микроконтроллера, антенна соединена с входом высокочастотного селектора. 5 ил.

Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени // 2623713

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в адаптивных радиоприемных устройствах, адаптивных системах радиосвязи, адаптивных антенных системах, радиоприемных устройствах систем радиомониторинга и радиолокационных систем.Устройство содержит последовательно соединенные смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, измеритель мощности сигнала, первый накопитель-усреднитель, первый регистр памяти и регистрирующий прибор, выход которого является выходом устройства, а также гетеродин, выход которого соединен с опорным входом смесителя непосредственно и аналого-цифрового преобразователя через делитель частоты, измеритель мощности аддитивной смеси сигнала и помехи, вход которого связан с выходом аналого-цифрового преобразователя, регистр хранения множителя усреднения L, выход которого связан со вторыми входами измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи и измерителя мощности сигнала, блок вычитания, второй накопитель-усреднитель и второй регистр памяти, а также арифметико-логическое устройство определения частного, второй вход которого соединен с выходом первого накопителя-усреднителя, а выход - со вторым входом регистрирующего прибора. Введен вычислитель центральной точки шумового кластера, выход которого соединен со вторым входом арифметико-логического устройства и третьим входом регистрирующего прибора. При этом выход измерителя аддитивной смеси сигнала и помехи через последовательно соединенные блок вычитания, второй накопитель-усреднитель и второй регистр памяти связан со входом вычислителя центральной точки шумового кластера, а выход измерителя мощности сигнала - со вторым входом блока вычитания. Технический результат заключается в снижении среднеквадратической ошибки оценивания дисперсии шума в приемном тракте в условиях проникновения части сигнала в канал оценивания дисперсии шума при сохранении остальных характеристик и простоты реализации. 1 ил.