Устройство выделения оптимальных частот связи

/00 в Н 04 ЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР н. двтокному 6 аиДеИЛЬств ство СССР тьимблок управления соетретьим .выходом яющими входами алонного сигнала/ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ 7, СССРПО ДЕЛАМ ИЗОИфЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельпо заявке М 3302747/09,кл. Н. 04 В 17/ОО, 27.04.81 (пртип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ЧАСГОТ СВЯЗИ, оодержащее последовательно соединенные приемник, блок сравнения, формирователь ймпульсов, преобразователь, блок.реверсирования, блок памяти и анализатор частот, второйвход и выход которого соединены соответственно с первым щкодом и входбм блока управления, причем второй выход блока реверсированйя соединен с . первым входом формирователя эталонного сигнала, второй и третий входы и выход которого соединены. соответственно с вто рым и третьим. входами приемника и с первым входом йпоча, выход которо о соединен с первым входом первого сум матора, второй вход и выход которого соединены соответственно с антенной через входной .блок и с первьы входом приемннка, второй выход которого соединен с первым входом блока предварительной установки, причем второй, третий и четвертый,входы блока реиерсирования соединены соответственно с вторым и тра:"выходами преобразователя и выходома предварительной установки, а вто- вхад и выходы блокадинены: соответственно спреобразователя и .управлключа формирователя эт, .блока предварительной установки, блока сравнения, блока реверсирования н блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности выделения оптимальных частот связи, введены блок задержки, радиоприемник, приемник дискретных сигналов, формирователь дискретных сигналов, формирователь сигналов компенсации, блок компенсации, блок усилителей, блок совпадения, триггер, детектор, фильтр, элемент задержки, второй сумматор, первый и второй блоки ключей, . при этом выход входного блока соединен через последовательно соединенные радио приемник, второй вход которого соединен с формирователем сигналов компенсации, " р приемник дискретных сигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом приемника дискретных сигналов, первый блок ключей, второй. вход которого соединен с . выходом триггера, второй сумматор, эле: мент задержки, детектор, второй вход ко- Ф : торого соединен через фильтр с выходомвторого блока ключей, блок.усилителей;блок компенсации, второй вход которого соединен с выходом формирователя сигналов компенсации, с четвертым входом : приемника, третий выход которого соеди- нен с входом блоказадержки, выход которого соединен с третьим и вторым входами соответственно блока компенсацйи и формирователя сигналов компенсации, третий, четвертый и пятый входы которого . соединены соответственно с третьим вхФ- дом приемника, с выходом блока совпаде иия и с выходом формирователя дискретных сигналов, причем пятый вход приемника соединен с выходом блока совпаденйя, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с вто рым выходом радиоприемника, с четвер 1021000тым выходом приемника и с первым выхо- блока ключей, второй вход котородом приемника дискретных сигналов, кро- го соединен через три гер с перме того, второй выход блока сравнения вым выходом приемника дискретныхсоединен с первым . входом второго сигналов.1 2Изобретение относится к технике Радио- лизатор частот, второй вход и выход кото- связи и может использоваться на станци- рого соединены соответственно с первыми, ях связи для автоматической оценки кана- выходом и входом блока управления, прилов и выделения оптимальных частот свя чем второй выход блока реверсирования зи в адаптивных системах.соединен с первыьР входом формирователяИзвестно устройство выделения опти- эталонного сигнала, второй и третий вхомальных частот связи, содержащее после . ды и выход которого соединены соответстдовательно соединенные приемник, блок венно с вторым и третьим входами прием- сравнения, формирователь импульсов, пре ника и с первым входом ключа, выход кообразоватепь, блок реверсирования, блок 10 торого соединен с первым входом первого. памяти и анализатор частот, второй вХодсумматора,второй вход и. выход которого и выход которого соединены соответствен- соединены соответственно с антенной чено с первыми выходами и входом б ока уп- рез входной блок и с пе.рвым входомпри-равления, причем. второй выход блока . ре .емника, второй, выход которого соединен11 версирования соединен с первым входом;15 с первым входом блока предварительной формирователя эталонного сигнала, второй установки, причем второй, третий и чети третий входы и выход которого соедиие- вертый входы блока реверсирования соены соответственно с вторым и третьим динены соответственно с вторым и треть- входами приемника и с первым входом. им выходами преобразователя и выходом ключа, выход которого соединен с пер блока предварительной установки, а втоввы входом первого сумматора, второй, рой аход и выходы блока управления соевход и выход которого соединены соотвезъ динены соответственно с третьим выходом . ственно с антенной через входйой блок йпреобразователя и управляющими входами с первым вельдом приемника, второй вы.ключа, формирователя эталонного сигнала, ход которого соединен с первым входом 25 блока предварительной установки, блока блока предварительной установки, причем сравнения блока реверсирования и блока второй, третий и четвертый входы бпока памяти, введены блок задержки, радиореверсирования соединены соответствен-приемник, приемник дискретных сигнапов, но с вторым и третьим выходами преоб- .:, формирователь дискретных сигналов, форразователя. и выходом блока предварительмирователь сигналов компенсации блок3 ной установки, а второй вход и.выходы компенсации, блок усилителей, блок совблока управления соединены соответствен- падения, триггер, детектор, фильтр, элено с третьим выходом преобразователя ж- мент задержки, второй сумматор, первый управляющими входами ключа, формирова- ,и второй блоки ключей, при этом выход теля эталонного сигнала, блока предвари- . Входного блока соединен через последотельной установки, блока сравнения, бло З 5 вательно соединенные радиоприемник, втока реверсирования и блока памяти Г 1. рой вход которого соединен с формироваОднако известное устройство имеет , телем сигналов компенсации, приемник низкую точность выделения оптимальных дискретных сигналов, формирователь дисчастот связи. кретных сигналов, второй вход которогоЦель изобретения - повышение точнос- соединен с вторым выходом приемника4 ати вьщеления оптимальных частот связи, дискретных сигналов, первый бпок ключей,Для достижения поставленной цели ввторой вход которого соединен с выходом устройство Выделения оптимальных час- триггера, второй сумматор, элемент затот связи, содержащее последоватепьно держки, детектор, второй вход которого соединенные приемник, блок сравнения, соединен через фильтр с выходом второ 45формирователь импульсов, преобразователь, го блока ключей, блок усилителей, блок блок реверсирования, блок памяти и ана- компенсации, второй вход которого соедиООО 4вается сигнал с блока 12, устанавливаярегистр в состояние, соответствующееприблизительно уровню эталонного сигнала с блока 10. После чего цо команде с бпока 14 по второмувходу вбпок 10 подается преобразованный сигнавс реверсивного регистра и одновременнооткрывается ключ 15, Низкочастотныесигналы покаиально преобразуются в высокочастотный групповой сигнал, которыйустанавливается с известной точностьюопределенного номинального значения,т,е, калибруется, Это достигается илиприменением автоматйческой. стабилизации уровня, или применением ограничения в зависимости от вида модуляции генерируемых сигналов. Поданный по первому входу в блок 10 сигнал изменяется 3 1021 нен с выходсм формирователя сигналов. компенсации, с четвертым входом приемника, третий выход которого соединен с .входом блока задержки, выход которого соединен с третьим и вторым входами со- ч ответственно блокакомпенсации и формирователя сигнапов компенсации, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с третьим входом приемника, с выходом блока совпадения 36 и с выходом формирователя дискретных. , сигналов, причем пятый вход йриемника соединен с выходом баока совпадения, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым вы- И ходом радиоприемника, с четвертым выходом приемника и с первым выходом приемника. дискретных сигналов, кроме того, второй выход бпока сравнения соединен с первым входом второго блока кпю 26 чей, второй вход которого соединен че рез триггер с первым выходом приемника дискретных сигналов.На чертеже представлена .структурная электрическая схема предлагаемого 25 устройства.Устройство выделения оптимальных частот. связи содержит приемник 1, состоящий из линейного блока 1, коммутатора 12 ан эаор 13 ча:. и н - 39 линейного бпока Х, первый сумматор 2, блок 3 памяти, .формироватеаь 4 импульсов, блок 5 реверсирования, анализатор 7, частот, формирователь 8 эталонного сигнала, состоящий из генератора 9 эталонного сигнала, бпока 10 аттенюаторовЭЗ , и генератора 11 низкочастотного сигна-. ,ла, блок 12 предварительной установки,входной блок 13, бпок 14 управления,каюч 15, триггер 16, фильтр 17, эле.40 мент 18 задержки, блок 19 совпадения, блок 20 усилителей, преобразователь 21, блок 22 задержки, радиоприемник 23, приемник 24 дискретных сигналов-, фор мирователь 25 дискретных сигналов, фор 45 мирователь 26 сигналов компенсации, блок 27 компенсации, детектор 28, второй сумматор 29, первый 30 и второй 31 блоки ключей н антевну 32.Устройство работает следующим об-. разом.По командам, подаваемым иэ блока 14, устройство поочередно перестраивается с частоты на частоту соответственно генерации и приема. После известного времени, определяемого переходными фф процессами в приемнике 1, по команде, подаваемой с блока 14 в баок 5,. в реверсивный регистр этого бпока записыв нем цо величине путем изменения ослабпения, которое управляемо и состоит в подключении тех или иных ступеней атте". нюаторов с помощью ключей, которые открываются сигналами с блока 5. Изме - ненный по.вецичкне сигналподается в первый сумматор 2, где он складывается с пространственными помехами с ан-тенны 32. Поданные по первому входу в приемник 1 эталонный сигнал и помехи усиливаются в нем и преобразуются в спектр низких частот, а затем подаются в блок 6, где дпя каждого из К каналов узкополосным и режекторным фильтрами соответственно с полосами пропускания и режекции, намного меньшими, чем по лоса пропускания соответствующего радиотелефонного канального фильтра, производится соответственно вьщеление эталонного сигнала от помех и помех от эталонного сигнала. Выделенные помехи через допопнительный выход подаются на первый вход первого бпока ЭО ключей. Сигнал и помехи раэдеуьио усиливаются усилителямн с разными коэффициентами усиления так, чтобы в последующем при равенстве эффективных значений сигнала и помехи на выходах детекторов обеспечивалось известное соотношение по уровням между сигналом и помехами на входе усилителей, детектируются детектора ми, нщруэками которых являются соответствуюиае входы нуль-органа, например мостовой схемы илидифференциального усилителя, в котором производится сравнение по величне выделенных детекторами постоянных составляющих.Сигнал сравнения той или иной полярности ипи нуль подаются в соответствующий формирователь импульсов, где соответственно пшярности поступающего сиг3 1021 нада иди отсутствия ее формируются соответствующие импульсные сигьалы реверсирования и остановки с помощью, например, триггеров Шмидта, причем сигнал Остановки ("Стра", ф 0") формируется.тог-, йе, когда сигнал сравнения по алгебраической величине не превышает некоторых, заранее известных соответствующих по знаку пороговых уровней. Сформированные сигналы преобразуются в преобразо- О вателе 21 в обобщенные сигналы реверсирования и остановки и подаются в блок 5, а сигнал остановки (Оф), кроме того, подается в блок 14, Сигналами реверсирования в блоке 8 управляется через са ц ответствующий коммутатор подача тактовых импульсов на соответствующие входы реверсивного счетного регистра, а сигналом остановки с помощью соответ ствующего ключа прекращается подача щ импудьсов на входы того же регистра.Сигналы регистра перекодируются и по-, даются на соответствующие кпючи:блока 10. Поскольку сигналы реверсивного регистра: в целом представляют параллель-.,ц ный цифровой сигнал, который по овойй значимости соответствует эффективному уровню помех на входе приемника 1 приИЗвЕСтНОМ СООтНОШЕНий УРОВНЕЙ .ЭтаЛОННО- го сигнала и помех на его выходе, то Зй при появдении сигнала остановки этот сигнал через буферный регистр считМВВ- ется с реверсивного регистра и подается на запись в блок 3, куда однойременио с блока 14 по второму входу подаетсяМ команда на запись в соответствукицую номеру частоты связи ячейку памяти. Кроме того, сигнал остановки, поданный в блок 14, разрешает после его окончания подачу команад в приемник 1 на пере стройку на последующую частоту. Описанная операция. повторяется на всех часто тах, после чего по командам с блока 3 считывается, а в анализатор 7 записыва ется сигнал .уровня помехи. Одновремен-" но с этим в анализатор 7 производится запись сигнапа номера частоты, которьй по второму входу .подается иэ блока 14, После первой записи в анализатор 7 по. дается команда переноса, по. которой сигналы уровнй помехи и номера часто- фф ты считываются иэ входных регистров и записываются в основные регистры, после чего во входньм регистры записываются сигналы уровня помехи и номера второй частоты приема й иэ блока 14 подаютсц фф команды поразрядного сравнения, Выявленный в резульМте сравнения сигнал уровня помехис меньшей значимостью 000 4 и соответствующий ему сигнал номера частоты записываются в соот" етствукицие основные регистры или. остаются в них, если они были в них до операции сравнения, Есди в результате сравнения окажется, что сигналы уровней помех по своей значимости равны, то преимущество отдается по принципу сигналу в основном регистре.Поспе первого сравнения в анализатор , 7 вводятся сигналыуровня помехи и номера третьей частоты, а затем произво, дится сравнение сигналов уровней помех- вновь введенного и оставшегося в результате .предыдущего сравнения в основном регистре. Такое непарное сравнение производится дпя сигналов уровней помех всех .частотных .каналов. Выявленный сигнал .минимального уровня помехи и соответствующий ему сигнад номера частоты по команде с блока 14 считываются и записываются в соответствующие регистры хра пения, гдеони хранятся до Окончания последующего цикла .сравнения и исподьзуютса для визуальной индексации. Затем .начинается цикл оценки уровней помех и выбор номера частоты, описанный выше. Компенсация осуществляется следующим образом.Поданные с входного блока 13 в ра диоприемник 23 полезные высокочастотные дискретные сигналы раэделяются.в нем но радиотелефонньем каналам, усиливаются по мощности и преобразуются по частоте в низкочастотные дискретные сигналы, т.е. в сигналы на поднесущих частотах, которые в радиоприемнике 23 поканально преобразуются в токовые посылки импульсы прямоугольной формы), причем здесь повышается достоверность приема дискретных сигналов за счет принятой из Рыточной информации цикловой синхронизации и известных инженерных решений, Кроме того, здесь формируются на основе принятой информации и сигналов состветственно сигцалы цикловой и тактовой синхронизации дпя каждого канала дискрез ных сигналов, В радиоприемнике 23 осуществляется контроль достоверности приема сигналов по сигналам цикловой синхронизации и, если она оказывается ниже требуемой, то на пульт управления подается сигнал на смену рабочей частоты приема. Поданные токовые посылки регенерируются по форме и поканально преобразуются и дискретные сигналы на поднесущих частотах, которые синхронны к входным сигналам, для обеспечения син7 1021 хронности и регенерации используются сигналы тактовой и цикловой синхронизации.Сигналы с псмошью сигнала опорной. частоты и сигналов с блока 22 преобразуются в групповой сигнал промежуточ- З ной частоты того или иного вида модуляции, равной по величине промежуточной частоте групового сигнала с линейного .блока 1 приемника 1. Причем формирова ние сигнала с применением группового 16 сигнала, например, частотной модуляции с блока 22 задержки возможно только тогда, когда частоты приема совпадают, При таком совпадении на основе сигналов частот или сигналов номеров частот приИ ема,. подаваемых в блок 10, и сигналов с приемйика 24 (хотя" бы с одного иэ К каналов) формируется сигнал, разрешаю щий компенсацию, который в формирователе 26 открывает ключ и тем самым;20 разрешает подачу компенсирующего сигнала в блок 27 и по которому коммутатор 12 приемнйкв 1 производит коммутацию с четвертого своего входа (в зависимости от вида модуляции) на первой или И . второй вход приемника 1, при этом перВый вход коммутвтОра 1 отключается . от соответственно первого или второго входа приемника 1, - Полезный групповой радиосигнал подается в приемник 1 и пре- зО образуетсяв нем. Групйовой сигнал промежуточной частоты задерживается на известное время и подается ь блок 27, Твк как сигналы сформированы с одних и тех же сигналов и схронированы сопряжены во времени), то формы изменения этих сигналов во времени подобны, а подаются они в блок 27 противоположной полярности, бцагодаря чему при объединении этих сигналов. возможна компенса о ция. Кроме того, сигнат с формирователя 26 имеет низкий уровень собственных шумов, твк как сформирован от источников с низким уровнем собственных шумов в для борьбы с помехами,: поступающими вместе с нревышаюшим их полезным сигналом, например, частотной модуляции применяются известные инженерные меры защиты, Поэтому уровень собственных шумов сигнала отличается от уровня сигнала примерно нв -100 дБ и поэтому уровень этих шумов при ком. пенсации не сказывается на уровне по: мех с приемника 1.При недокомпенсации или перекомпенсации на выходе блока 27 появляются поЯ лезиые сигналы цо полярности соответствующие компенсируемому или компенсирующему сигналам, и помехи, Тот или 000 8другой полезный сигнал результата ком-пенсации через коммутатор 12 приемника1 подается в нелинейный блок 14 тогоже блока, где производится разделениегрупповой полезного сигнала:по радиоканалам, преобразование цо частоте и усиле-ние по мощности каивльнътх сигналов, идалее сигналы поканвльно подаются вблок 6, где дпя каждого канала производится режекция спектра пробного сигнала, не совпадающего ао спектром дюс.кретных сигналов, после чего сигналычерез соответствующие открытые ключи,первого блока 30 подаются в фильтр 17где производится поквивльно фильтраааспектров дискретных сигналов и их сложение в групповой сигнал, который подается на детектор 28. Опорные дискретные канальные сигналы подаются во вто .рой сумматор 29, где производится сложение сигналов в групповой опорный ге-.; теродиннрующий сигнал, который задерживается на известное вреыя элементом18 задержки и подается синхронно (нос совпадающей или противоположной полярностью) с сигналом. с фильтре 17 в детектор. где выделяется управлякиций сиг, нвл, по уровню прямо пропорциональныйуровню сигнала с фильтра 17 и по полярности соответствующий недокомленсированному или перекомпенсироввнному сиРнату или равный нулю при полной компенсации, Этот управляющий сигнал отфильтровывается фильтром низких частот с полосой пропускания, меньшей полосы прю-.пускания канала. дискретног о сигнала.Кроме то 1 о, эталонный сигнал снижаетуровень помех, подаваемых .с выходрв. приемника 1 и, соответственно, с выхОдовблока 6 при компенсации, биизкей к пой"ной,При появлении эталонного сигнала вканале, который превышает уровень канальных помех, АРУ йли ограничитель начинает работать от эталонного сигнала иуровень помех на выходе приемника 1.снижается, Оля примера можно показать,что радиотелефонный канал имеет полосу. канал дискретных сигналов 1,2: кРц, аполоса пропускания фильтра нижних.частот может быть 50 Гц, т.е. в 60 рваменьше полосы рвдиотелефониоге а в 24раза телеграфного каналов. И е 4 ютве"тсйсвующее число раз меньше и моятность йомехи, воздействукщей на улрвьвиаа 1 нйсигнал, по сравнению с помехамк ЮМивприведенных каналов, Для уашаетвори9 1021 мошность управляющего сигнада преиашапа не менее чем в 5 раз мощность помехи на выходе детектора. Это возможно при мощности попеэного сигнала в канале дискретного сигнапа не меньше чем 4,8 раза и соответственно в радиотеле- фонном канале не меньше чач в 12 раз мощности помехи, Эти соотношения мощности в каналах можно увеличить в два раза, благодаря тому, что детектор удучО шает соотношение по мощности между сигнадом и помехой на выходе в два раза по сравнению с соотношением сигнала и помехи на его входе.Для того, чтобы не считаться с мощнж- И тью полезногосигнада ири оценке помехи в радиотелефонном канаде, для практики до- статочно чтобы его уровень бып более чем в 5 раз меньше мощности помехи, т. е. это требование выполняется с за пасом, Кроме того, полосу пропускания низкочастотного фильтра можно уменьшить в 2-5 раз при соответствующем дойущении уменьшения быстродействия компенсации, а это, еще больше позволит 25 уменьшить соотношение между мощностями сигнала и помехи в радиотедефонном канале.Таким образом компенсация автоматически управляема, Поданные в блок 20 Зо сигналы усиливаются в зависимости от полярности в одном иэ трактов усиления блока 20 и подаются ддя управления уровнем компенсирующего сигнала в бпок 27. Эти сигналы управляют регулировкой уроь ня сигнала по принципу отрицатедьной обратной связи, т.е. так, чтобы при недо- компенсации уведичивать выходной сигнал с регулирующего элемента, а при перекомпенсации - уменьшать, Ка ество компенсации зависит от глубины обратной связи и определяетсч в оснвном усилением сигналов в блоке 20 причем до определенного предела,- чем бопьше усиление, тем это качество,пучше. Полная компенсация дпительно невозможна, так как при этом отсутствует управляющий сигнал, Это Ьзвестно из теории автоматического регудирования, Существующая не 000 10докомпенсация иди перекомпенсация в ус. тановившемся режиме при соответствующей глубине обратной связи мала и практически не отражается на оценке канальных помех, как это было отмечено на примере.Компенсация начинает действовать при соответствующих условиях с момента установки частоты приема приемника 1, равной частоте приема радиоприемника 23. Переходной процесс установки компенсации по времени заканчивается с переходными процессами в приемнике 1 после установки частоты.Это время уведичивается задержкой подачи эталонного сигнапа в блоке 14. Скорость изменения эталонного сигналаи не превышает скорости компенсации по-дезного сигнала. Поэтому изменения в компенсации, вызванные изменением эталонного сигнала, практически не проявляются при установке эталонного сигнала.Технико-зкономическая эффективность ;предпагаемого устройства заключается в уменьшении вероятности выделения худшей по качеству частоты радиоприемника, т. е, в более эффективном использовании всех частот, вьщеденных для адаптивной связи. Пусть, например, вьщедено дпя адаптивного радиоприема пять частот. Не участие в выборе оптимальной частоты может привести к тому, что иэ оставшихся четырех будет выбрана частота худшая ддя приема, чем та, на которой уже ведется радиоприем, и переход на вновь выбранную оптимальному частоту радиоприема приведет к снижению достоверности приема сигналов, Если же в выборе оптимальной частоты участвует частота, на которой ведется прием полезной информации, то при оценке канальных помех полезный сигнал оценивается как помеха, а тем самым остается вероятность потери этой частоты, как оптимальной, при выделении оптимальной частоты. Таким образом, в том и другом случае конечная технико-экономическая эффективность состоит в . повышении достоверности принимаемой информации.; Заказ 3 д, 4/5 Ий йШЯЩОйлом 821/50 Тираж 677 ВНИИПИ Государств нного но делам изобретений