Устройство для определения оптимальных рабочих частот

/24 з Н ТЕНТНОЕ. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР ТЕНИЯ НИЕ ИЗО К ПА(57) опр сод ерелыаев и С.А ЬИоце Ь 13 Репась 1 В9 агд Соп 1 Рго(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИОПТИМАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ЧАСТОТй)йфРЙЮЩОЯ МОИ Ю 7 Я(56) Ваггу О.Н, апдЗЫгр, ЗООп оп 9, Уар.487. Сущность изобретения; устройство для еделения оптимальных рабочих частот ержит приемную антенну 5, синхрониза, формирователя. 2, 9 ЛЧМ-сигнала, итель 3 мощвостй, передающую антен, коррелометр 13, блок 12 оперативной яти Эталонов спектров сиГнала, цифро коммутатор 11, блоки 10, 15 сравнения, ектор 16 длительности импульсов, блок амяти вычисленных значений оптймальрабочих частот, приемник 6, анализатор ектра, 3 ил. уСил ну 4 пам вой .СЕл 14 п ных 8 спИзобретение относится к КВ-радиосвязи и может быть использовано в адаптивных системах связи с многолучевым характером распространения радиоволн (ионосфера, тропосфера ит.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 пере- множитель 13 Л, делитель 13.2, сумматор 13.3. ОЗУ результатов вычислений значений вэаимокорреляционной функции В (т) 13.4, ОЗУ промежуточных результатов 13.5, .фиксатор максимального значения функции й ( т) . 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 частьв 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 интересующем 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-. 5 10 прерывный ЛЧМ-сигнал с заданными параметрами. ЛЧМ-сигнал через усилитель мощности 3 излучается в эфир передающей антенной. Одновременно с запуском формирователя 2 синхронизатор 7 приемной части осуществляет запуск второго формирователя 9 ЛЧМ-сигнала, Отраженный ионосферой сигнал усиливается приемной антеннойи попадает в приемник 6, где он перемножается с гетеродинным ЛЧМ-сигналом формируемым вторым фор-. 15 20 мирователем 9. В результате перемножения принимаемого и гетеродинного ЛЧМ-сигналов на выходе приемника 6 выделяется сиг 25 анализатора 8 превышает значение, записанное в буферном регистре первой схемы сравнения 10, последняя вырабатывает разрешающий сигнал, который поступает на один из входов цифрового коммутатора. 50 Коррелометр 13 обеспечивает вычисления оценки вэаимнокорреляциионной функции реализацией функции спектра Я(1) разностного сигнала и функцией Э(с). явля. ющейся цифровым представлением спектра-эталона (маски) нал разностной частоты, значение которой может быть приближенно вычислено по 30 формуле Р = 1.игр, где 1- скорость изменениячастоты зондирующего сигнала; т - 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 сигна ла, на его выходе последовательнопоявляются коды точек спектра Я(1) раэностного сигнала, которые поступают на вход коррелометра 13 и одновременно через шину вывода 18 на внешнее устройство памя ти. Если уровень сигнала нэ выходету выдает разрешающий сигнал на второй уп-й = у- ) (т) ()бф рэвляющий вход цифрового коммутаторагде т- величина временной задержки; 11. При совпадении разрешающих сигналовТо- Ьт.Кв- т .И.К - период вычисле. с выходов первойсхемы сравнения 10 иниязначенияфункциий(т); . 5 селектора 16 код частоты, удовлетворяюКз - количество точек в одной реализа- щий требованиям, предъявляемым к качестции спектра я(т) или спектра-эталона Э (т) ву связи и скорости передачи информации(К =,К); через цифровой коммутатор записывается вМ -количество временных сдвигов. ОЗУ значений ОРЧ 14 При изменении час.ПРинцип работы коррелометра состоит 10 таты зондирующего сигнала в диапазонеЬ 1, в ОЗУ 14 может быть записано нескольПеремножитель 13.1 (фиг.2) в течение ко.значений ОРЧ, которые после окончаниявремени т равного длительности одной вы сеанса зондирования через шину вывода 18борки сигнала обеспечивает перемножение переписываются во внешние устройствацифровых значений выбороксигналов 3(1) и 1 или ЭВМ для принятия решения об их ис 15 пользованииЭ(т). При этом его работа совместно с дели- "ользовани"телем 13.2. сумматором 13 3, ОЗУ 13 4 и 13 5 Синхрониэаторы 1 и 7 обеспечивают засинхронизирована таким образом, что одно пуск в заданный момент времени первого идискретное значение сигнала 3(ф(одна вы- второго формирователя 2 и 9, Перед сеанборка) последовательно перемножается с сом зондирования, при необходимости, выКэ значениями сигнала Э(т). Работу коррело полняется сеанс временной синхронизацииьетра легче понять, если представить ОЗУ приемной и передающей частей устройства.12, ОЗУ 13,4 и ОЗУ 13.5 в виде кругов, дляПриэтом в качестве реперных сигналов мообеспечения работы по описанному алго- ут быть использованы не только реперныеритму необходимо, чтобы скорость враще- сигналы станций точного времени (СТВ), нония кругов ОЗУ 12 и ОЗУ 13,5 в К раэ 25 и ЛМЧ сигналы определенной длительнопревышала скорость вращени круга ОЗУ сти, излучаемые передающей частью уст 13,4, Синхронизация работы ОЗУ 13,5 и ОЗУ Ройства. 8 последнем случае появляется13,4 обеспечивается делителем 13,8, При возможность исключить приемники сигнаэтом при поступлении на входкорреломет лов СТВ из состава синхронизаторов 1 и 7,ра очередного дискретного значения сигна 30 При совпадении временных шкал приемнойла я(1), оно начинает перемножаться с и передающей частей с определенной точсоответствующим значениями Э(т), Одно. ностью сеанс синхронизации заканчиваетвременно с записью значения й( г ) ВОЗУ ся. Схема сравнения 7,6 осуществляет13.4 схема 13.6 осуществляет еравнение сравнение текущего времени таймера с кокаждого очередного значения й(х ) о пред дом вРемени, записанном в регистре 7.5 иыдущим значениям йи(у ) и фиксацию мак- при их совпадении Формирует импульс запуска формирователя 9, Опорный генераторсимального иэ вычисленных значений, Вдальнейшем значение ймак ( 7 ) испольэу.2 обеспечивает сохранение достигнутогосинхронизма и синхронизирует работу приемной части устройства. Счетчик 7.6 и релителе 13 7.последовательно появляются дискретныеЧерез время Т на выходе коррелометрарежиме синхронизации.ционной функции йкорм(т ). Их количество. Применение заявляемого устройствапозволяет увеличить скорость определениясдвигов. При пр.вышении выходным сигнао о е о е а о ога о е а е. процесса их Определения вручную, Крометого, при использовании устройства, например в качестве диагностического средстваионосферного канала распространения рафр р образован при первом пере б ении ионограмм наклонногозондирования ионосферы, в связи и чемдний фРонт - пРи последнем пеРесечении снижаются аппаратные затраты на приобсигналом Вносим этого порога, Если длитель- и е с йзность импульс с выхода второй Схемы сравнения 15 не превышает значения кода 55ального контроля,длительности импульса записанного в буФормула изобретенияферном регистре селекторе 16, последний Устройство для определения оптимальных рабочих частот, содержащее на переда.-съыц еъиьтст пеемноъсек 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 входоманализатора 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 вцхо дом блока оперативной памяти эталонов, а выход соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом селектора длительностиимпульсов, выход которого соединен с первым управляющим входом 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..Ко Производственно-издательский комбинат "Пат д, ул.Гагарина, 10 г.У Заказ 2333 Тираж Подписное В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж. Раушскэя наб., 4/