Анализатор спектра

 

Использование: в радиоизмерительной технике для наблюдения спектров стационарных сигналов и определения источников радиопомех, воздействующих на исследуемый радиоприемник по побочным каналам приема и в результате интермодуляции. Сущность изобретения: устройство содержит антенну 1, переключатель 2, аттенюаторы 3.1, 3.2, фильтры 4.1, 4.2, смесители 5.1 - 5.4, усилители 6.1, 6.2 промежуточной частоты, блоки 7.1, 7.2 управления, генератор 20 опорной частоты, полосовые фильтры 9.1, 9.2, 9.3, гетеродин 8, генератор 10 промежуточной частоты, регулируемый полосовой усилитель 21, электронные ключи 15.1 - 15.7, блоки 16.1, 16.2 согласования, детектор 17, видеоусилитель 18, генератор 19 развертки, формирователь 22 цифрового кода, элементы ИЛИ 23.1 - 23.3, 23.4, 23.5, реверсивный счетчик 25, осциллограф 26, усилитель 27 горизонтального отклонения, блоки 28.1, 28.2 дифференцирования, блок 29 запуска, дешифратор 30, ЭЛТ 31, усилитель 32 вертикального отклонения, потенциометры 33.1, 33.2 и исследуемый радиоприемник 34. 2 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для наблюдения спектров стационарных сигналов и определения источников радиопомех, воздействующих на исследуемый радиоприемник по побочным каналам приема и в результате интермодуляции.

На фиг. 1 дана структурная схема анализатора спектра; на фиг. 2 эпюры, поясняющие его работу.

Анализатор спектра содержит измерительную антенну 1, переключатель 2, первый и второй аттенюаторы 3.1 и 3.2, первый и второй свип-фильтры 4.1 и 4.2, первый, второй, третий и четвертый смесители 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4, первый и второй усилители 6.1 и 6.2 промежуточной частоты, первый и второй блоки 7.1 и 7.2 управления, выполненные, например, в виде усилителей постоянного тока, гетеродин 8, первый, второй и третий полосовые фильтры 9.1, 9.2 и 9.3, генератор 10 промежуточной частоты, направленный ответвитель 11, перестраиваемый гетеродин 12, сумматор 13, широкополосный усилитель 14, первый, второй, третий и четвертый, пятый, шестой и седьмой электронные ключи 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6, 15.7, выполненные, например, на тиристорах, первый и второй блоки 16.1 и 16.2 согласования, выполненные, например, в виде высокочастотных тройников или разветвителей, детектор 17, видеоусилитель 18, генератор 19 развертки, генератор 20 сигналов опорной частоты, регулируемый широкополосный усилитель 21, формирователь 22 цифрового кода, выполненный, например, в виде источника постоянного напряжения с отводами напряжений, логический "0" и "1", первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ 23.1, 23.2, 23.3, 23.4 и 23.5, выполненные, например, на диодах с общей нагрузкой, элемент 24 задержки, выполненный, например, в виде одноотводной линии задержки, реверсивный счетчик 25, трехлучевой осциллограф 26, усилитель 27 горизонтального отклонения, первый и второй блоки 28.1 и 28.2 дифференцирования, выполненные, например, в виде дифференцирующих цепей, блок 29 запуска, выполненный, например, в виде генератора одиночных импульсов, дешифратор 30, электронно-лучевую трубку 31, усилитель 32 вертикального отклонения, первый и второй потенциометры 33.1 и 33.2 установки частоты. Показан также исследуемый радиоприемник 34.

Анализатор спектра работает следующим образом.

В начальный момент радиоприемное устройство, в состав которого входит радиоприемник 34, работает в штатном режиме. В случае воздействия на это радиоприемное устройство источников радиопомех радиоприемник 34 от своей антенны отсоединяется и подключается согласно структурной схеме фиг. 1.

Переключатель 2 устанавливается в положение 2, а анализатор спектра настраивается на режим обзора, в котором на радиоприемник 24 воздействуют радиопомехи. При этом на первый и второй входы третьего смесителя 5.3 поступают соответственно с выхода генератора 10 сигнал первой промежуточной частоты f_пч1 анализатора спектра, а с направленного ответвителя 11 сигнал f_г перестраиваемого гетеродина 12, диапазон перестройки которого соответствует полосе обзора анализатора спектра. С выхода третьего смесителя 5.3 усиленный широкополосным усилителем 14 сигнал через первый полосовой фильтр 9.1, настроенный на частоту f_oосновного канала приема исследуемого радиоприемника 34, через переключатель 2 и первый аттенюатор 3.1 подается на вход первого свип-фильтра 4.1 анализатора спектра.

Одновременно с выхода широкополосного усилителя 14 преобразованные сигналы с комбинацией частот f_o=f_г f_пч1 поступают на информационный вход первого управляемого ключа 15.1, а на выходе четвертого смесителя 5.4, на сигнальный и гетеродинный входы которого с выходов генератора 20 опорной частоты и третьего полосового фильтра 9.3 с полосой пропускания (0,1-2)f_o подаются соответственно сигналы Х₁ с частотой f_o и перестраиваемый в диапазоне частот (0,1-2)f_o сигнал Х₂, формируется комбинация частот [(0,1-2)f_o f_o] которая поступает на регулируемый широкополосный усилитель 21 с полосой (0,1-0,9)f_o.

При перестройке в диапазоне (0,1-1)f_o частоты f₁ сигнала Х₂ на выходе регулируемого широкополосного усилителя 21 формируется сигнал Х₃с плавно изменяющейся в диапазоне (0,9-0,1)f_o частотой f₂=f₀-f₁, а при перестройке сигнала Х₂ в диапазоне частот (1-2)f_o на выходе регулируемого широкополосного усилителя 21 образуется сигнал Х₃ с плавно изменяющейся в диапазоне (0,1-0,9)f_o частотой f₂= f₁-f₀, который поступает на информационный вход третьего управляющего ключа 15.3.

Элементом запуска 29 вырабатывается одиночный импульс U₁, который через второй элемент ИЛИ 23.2 подается на установочный вход реверсивного счетчика 25, переводя его в начальное состояние, а через первый элемент ИЛИ 23.1 и элемент 24 задержки тот же импульс U₁, но задержанный на время, необходимое для установки реверсивного счетчика 25 в начальное состояние, поступает на его синхронизирующий вход.

На выходе реверсивного счетчика 25 в двоичном коде формируется значение числа "1", которое заранее закладывается в формирователе 22 цифрового кода. При этом на втором выходе дешифратора 30 образуется напpяжение лог. "1", которое поступает на первый вход третьего элемента ИЛИ 23.3. На выходе третьего элемента ИЛИ 23.3 также образуется напряжение лог. "1", которое подается на управляющие входы третьего, четвертого и седьмого управляемых ключей 15.3, 15.4 и 15.7. На выходах третьего и седьмого управляемых ключей 15.3 и 15.7 формируются соответственно сигналы Х₃ и Х₂, которые через второй блок 16.2 согласования поступают на вход исследуемого радиоприемника 34.

В результате формирования интермодуляционной составляющей f₁+f₂= f₀/(f₁-f₂=f_o) на выходе исследуемого радиоприемника 34 вырабатывается сигнал промежуточной частоты f_пч, который через первый блок 16.1 согласования поступает на детектор 17. С выхода детектора 17 продетектированный сигнал после усиления видеоусилителем 18 через открытый четвертый управляемый ключ 15.4 поступает на первый информационный вход трехлучевого осциллографа 26. При этом на экране трехлучевого осциллографа 26 первым лучом высвечивается частотная зависимость динамического диапазона исследуемого радиоприемника 34 по интермодуляции в диапазоне частот (0,1-1,9)f_o.

В момент окончания фронта первого пилообразного импульса U₂ (фиг. 2а) генератора 19 развертки его срез дифференцируется первым блоком 28.1 дифференцирования и в виде импульса U₃ (фиг. 2б) подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 25. Реверсивный счетчик 25 срабатывает и на его разрядных выходах в двоичном коде формируется значение числа "2", которое вырабатывает на третьем выходе дешифратора 30 напряжение U₄(фиг. 2в) лог. "1". С третьего выхода дешифратора 30 напряжение U₄ лог. "1" поступает на первый вход четвертого элемента ИЛИ 23.4, на выходе которого также образуется напряжение лог. "1", и отрывает первый и пятый управляемые ключи 15.1 и 15.5 При этом с выхода первого управляемого ключа 15.1 через перестраиваемый в полосе обзора анализатора спектра второй свип-фильтр 4.2 и второй блок 16.2 согласования сигнал с частотой f_с подается на вход исследуемого радиоприемника 34. В результате совпадения перестраиваемого по частоте сигнала с комбинационными и основным каналами приема исследуемого радиоприемника 34 на выходе его линейного тракта формируются сигналы промежуточной частоты f_пч, которые через первый блок 16.1 согласования поступают на детектор 17, откуда после детектирования через видеоусилитель 18 и открытый пятый управляемый ключ 15.5 подаются на второй информационный вход трехлучевого осциллографа 26. При этом на экране осциллографа 26 вторым лучом высвечивается амплитудно-частотная характеристика исследуемого радиоприемника 34.

В момент окончания фронта второго импульса пилообразного напряжения U₂ (фиг. 2а) генератора 19 развертки его срез дифференцируется первым блоком 28.1 дифференцирования и в виде второго импульса U₃ (фиг. 2б) поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 25. Реверсивный счетчик 25 срабатывает, и на его разрядных выходах в двоичном коде образуется число "3", которое вырабатывает на четвертом выходе дешифратора 30 напряжение U₄ лог. "1", поступающее на первый вход пятого элемента ИЛИ 23.5. На выходе пятого элемента ИЛИ 23.5 также образуется напряжение лог. "1", которое открывает второй и шестой управляемые ключи 15.2 и 15.6. При совпадении частоты разностного сигнала f_c=f_г-f_пч1 с полосой пропускания основного канала приема исследуемого радиоприемника 34 на выходе второго полосового фильтра 9.2 с полосой пропускания, идентичной полосе пропускания исследуемого радиоприемника 34, формируется сигнал второй промежуточной частоты f_пч2 анализатора спектра, который через второй электронный ключ 15.2 и первый блок 16.1 согласования поступает на вход детектора 17. С выхода детектора 17 усиленный видеоусилителем 18 сигнал второй промежуточной частоты f_пч2через шестой управляемый ключ 15.6 подается на третий информационный вход трехлучевого осциллографа 26, а через открытый шестой управляемый ключ 15.6 и усилитель вертикального отклонения на пластины вертикального отклонения электронно-лучевой трубки 31. При этом на экранах электронно-лучевой трубки и осциллографа 26 высвечивается амплитудно-частотная характеристика первого полосового фильтра 9.1.

В момент окончания фронта третьего пилообразного импульса генератора 19 развертки его срез дифференцируется первым блоком 28.1 дифференцирования и в виде третьего импульса U₃ (фиг. 2б) поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 25. Реверсивный счетчик 25 срабатывает, и на его разрядных выходах в двоичном коде формируется значение числа "4", которое вызывает на пятом выходе дешифратора 30 напряжение U₄ лог. "1", которое подается на второй вход третьего элемента ИЛИ 23.3. На выходе третьего элемента ИЛИ 23.3 опять формируется напряжение лог. "1", которое снова открывает третий, четвертый и седьмой управляемые ключи 15.3, 15.4 и 15.7. При этом опять на экране трехлучевого осциллографа 26 первым лучом высвечивается частотная зависимость динамического диапазона исследуемого радиоприемника 34 по интермодуляции.

Таким образом производится последовательное подключение соответствующих сигналов к первому, второму и третьему информационным входам трехлучевого осциллографа 26 и к пластинам вертикального отклонения электронно-лучевой трубки 31.

В момент окончания восьмого импульса U₂ пилообразного напряжения срез импульса U₄ с десятого выхода дешифратора 30, дифференцируется вторым блоком 28.2 дифференцирования и в виде импульса U₅ (фиг. 2г) через второй элемент ИЛИ 23.2 подается на установочный элемент ИЛИ 23.1 и элемент 24 задержки, поступает на синхронизирующий вход реверсивного счетчика 25. Сначала реверсивный счетчик 25 устанавливается в начальное состояние, а затем на его разрядных выходах вновь формируется значение числа "1", которое на выходе дешифратора 30 снова устанавливает напряжение U₄ лог. "1" и процесс высвечивания на экране трехлучевого осциллографа 26 кривых характеристик первого полосового фильтра 9.1, амплитудно-частотной характеристики исследуемого радиоприемника 34 и его частотой зависимости динамического диапазона по интермодуляции повторяются.

Изменением коэффициента усиления регулируемого широкополосного усилителя 21 осуществляется выравнивание выходных уровней сигналов на выходах широкополосных усилителей 14 и 21, а с помощью первого аттенюатора 3.1 и органов управления третьим лучом трехлучевого осциллографа 26 производится идентификация коэффициентов передачи линейных трактов анализатора спектра и исследуемого радиоприемника 34, которое заключается в формировании равных отклонений на экране трехлучевого осциллографа 26 вершин амплитудно-частотной характеристики первого полосового фильтра 9.1 и амплитудно-частотной характеристики основного канала приема исследуемого радиоприемника 34. Затем переключатель 2 устанавливается в положение 1 и на экране электронно-лучевой трубки высвечивается панорама электромагнитной обстановки, а на экране трехлучевого осциллографа 26 формируется частотная зависимость динамического диапазона исследуемого радиоприемника 34 по интермодуляции (фиг. 2д.1), его амплитудно-частотная характеристика (фиг. 2д) и панорама электромагнитной обстановки в районе расположения радиоприемного устройства.

Если сигналы панорамы попадают в полосы пропускания комбинированных каналов приема и превышают их уровни, то такие сигналы следует считать радиопомехами радиоприемному устройству. В случае отсутствия таких сигналов, радиопомехи следует определять из числа сигналов, которые превышают уровень частотной зависимости динамического диапазона радиоприемника 34 (фиг. 2д.3) по интермодуляции, и алгебраические суммы частот которых (f₁ f₂), (2f₁-f₂), (2f₂-f₁) попадают в полосы пропускания каналов приема исследуемого радиоприемника 34.

Формула изобретения

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий измерительную антенну, выход которой соединен с первым подвижным контактом переключателя, первый полосовой фильтр, выход которого подключен к второму подвижному контакту переключателя, последовательно соединенные с неподвижным контактом переключателя первый аттенюатор, первый свип-фильтр, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, второй усилитель промежуточный частоты и второй полосовой фильтр, последовательно соединенные генератор сигналов первой промежуточный частоты анализатора спектра, третий смеситель, широкополосный усилитель и первый управляемый ключ, последовательно соединенные генератор развертки, второй аттенюатор, сумматор, второй блок управления, перестраиваемый гетеродин и направленный ответвитель, последовательно соединенные детектор и видеоусилитель, усилитель вертикального отклонения, выходы которого подключены к пластинам вертикального отклонения электронно-лучевой трубки, трехлучевой осциллограф, управляющие входы которого соединены с объединенными выходами усилителя горизонтальной развертки и пластинами горизонтального отклонения электронно-лучевой трубки, при этом подвижный контакт первого потенциометра установки частоты подключен к выходу гетеродина, второй свип-фильтр, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого управляемого ключа и вторым входом первого блока согласования, управляюшщий вход первого свип-фильтра соединени с выходом первого блока управления и с управляющим входом второго свип-фильтра, гетеродинный вход первого смесителя подключен к первому выходу направленного ответвителя, гетеродинный вход второго смесителя подключен к выходу гетеродина, гетеродинный вход третьего смесителя подключен к второму выходу направленного ответвителя, вывод широкополосного усилителя соединен с входом первого полосового фильтра, второй выход генератора развертки подключен к входам первого блока дифференцирования и усилителя горизонтальной развертки, второй вход сумматора соединен с подвижным контактом второго потенциометра установки частоты, а второй выход второго блока управления подключен к входу первого блока управления, отличающийся тем, что в него введены третий полосовой фильтр, последовательно соедниненные второй управляемый ключ и второй блок согласования, последовательно соединенные генератор сигналов опорной частоты, четвертый смеситель, регулируемый широкополосный усилитель, третий управляемый ключ, подключенный к первому входу первого блока согласования, формирователь цифрового кода, последовательно соединенные второй блок дифференцирования, первый элемент ИЛИ, элемент задержки, реверсивный счетчик, дешифратор, последовательно соединенные блок запуска, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, и второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные с дефифратором третий элемент ИЛИ и четвертый управляемый ключ, последовательно соединенные с дешифратором четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, и пятый управляемый ключ, последовательно соединенный с дешифратором пятый элемент ИЛИ и шестой управляемый ключ, а также седьмой управляемый ключ, при этом вход третьего полосового фильтра подключен к выходу широкополосного усилителя, информационный вход второго управляемого ключа подключен к выходу второго полосового фильтра, а управляющий вход - к выходу пятого элемента ИЛИ, второй вход и выход второго блока согласования соединены соответственно с выходом усилителя промежуточной частоты исследуемого радиоприемника и входом детектора, гетеродинный вход четвертого смесителя подключен к выходу третьего полосового фильтра и информационному входу седьмого управляемого ключа, выход которого соединен с третьим входом первого блока согласования, выход которого соединен с входом исследуемого радиоприемника, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом второго блока дифференцирования, информационные разрядные входы и суммирующий вход реверсивного счетчика соединены соответственно с разрядными выходами формирователя цифрового кода и выходом первого блока дифференцирования, соответствующий выход дешифратора соединен с входом второго блока дифференцирования, выход второго элемента ИЛИ соединен с установочным входом реверсивного счетчика, выход пятого управляемого ключа соединен с первым информационным входом трехлучевого осциллографа, выход третьего элемента ИЛИ соединен с управляющим входом третьего управляемого ключа, выход четвертого управляемого ключа подключен к второму информационному входу трехлучевого осциллографа, выход шестого управляемого ключа подключен к информационному третьему входу трехлучевого осциллографа, к входу усилителя и к входу усилителя вертикального отклонения, управляющий вход седьмого управляющего ключа подключен к управляющему входу третьего управляемого ключа и выходу третьего элемента ИЛИ, а объективные информационные входы четвертого, пятого и шестого управляемых ключей подключены к выходу видеоусилителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.03.2009

Дата публикации: 20.08.2011

---