NO823328L

NO823328L - DEVICE FOR RECEIVING AND COLLECTING RADIO SIGNALS

Info

Publication number: NO823328L
Application number: NO823328A
Authority: NO
Inventors: Michel Geesen; Jaques Mourant; Daniel Pierre Ludwig
Original assignee: Dassault Electronique; Centre Nat Etd Spatiales
Priority date: 1978-05-17
Filing date: 1982-10-04
Publication date: 1979-11-20
Also published as: FR2426367A1; DE2919839C2; DE2919839A1; DE2953958C2; JPS5526795A; NO791642L; NO823329L; FR2426367B1; NO148505C; JPS6013620B2; NO148505B; DE2953957C2; CA1142237A

Description

Denne oppfinnelse angår apparater beregnet til inn-samling av meldinger eller informasjon som kommer fra et flertall poster eller stasjoner, og for behandling av disse meldinger med sikte på å utlede den informasjon som de inneholder. This invention relates to devices intended for collecting messages or information coming from a plurality of posts or stations, and for processing these messages with a view to deriving the information they contain.

Slike apparater har anvendelse i overføringsanlegg som- omfatter, et flertall: stasjoner eller lignende, som er fordelt over et område og som utsender meldinger i numerisk form ved fase-modulasjon av en bærebølge, idet slike meldinger er beregnet til å bli oppfanget av et apparat som "bæres av en satelitt som beveger seg over området, enten for lagring av de mottatte meldinger eller for gjenutsendelse av disse. Such devices are used in transmission facilities which include a plurality of stations or the like, which are distributed over an area and which transmit messages in numerical form by phase modulation of a carrier wave, as such messages are intended to be received by a device which is "carried by a satellite that moves over the area, either for storing the received messages or for retransmitting them.

De meldinger som utsendes fra de forskjellige stasjoner, ankommer i satelitten på tilfeldig måte, og frekvensen av deres bærebølge er ukjent, slik at'apparatet omfatter anordninger for frekvenssveiping eller -avsøkning over et frekvensbånd innenfor det som inneholder frekvensene for de utsendte bærebølger, såvel som behandlingsanordninger med fasesløyfe for å utføre demodulering av den eller de meldinger som blir oppfanget under .frekvensavsøk-ningen eller -spektralanalysen. The messages sent out from the various stations arrive in the satellite in a random way, and the frequency of their carrier wave is unknown, so that the device includes devices for frequency sweeping or scanning over a frequency band within that which contains the frequencies of the transmitted carrier waves, as well as processing devices with a phase loop to carry out demodulation of the message(s) that are captured during the frequency scan or spectrum analysis.

Foreliggende oppfinnelse går ut på forskjellige for-bedringer i et slikt apparat, med sikte på å tilveiebringe' en ut-. førelse som er enkel og .økonomisk samtidig som den er meget effek-tiv. The present invention is based on various improvements in such an apparatus, with the aim of providing an output. operation that is simple and economical at the same time as it is very effective.

De radiosignaler som blir mottatt av stasjonen, f. eks', ombord i en satelitt, må behandles efterhvert som de ankommer, for å detektere de meldinger som de inneholder. Generelt sett vil .på et gitt tidspu-nkt en stasjon motta flere av de nevnte signaler. Det er derfor nødvendig å foreta en utvelgning mel- , lom disse signaler for å redusere til et. minimum det behandlings-utstyr som må- være ombord i. stasjonen, samtidig, som-det blir oppnådd et maksimum av'oppsamling av meldinger som skriver seg The radio signals that are received by the station, for example, on board a satellite, must be processed as they arrive, in order to detect the messages they contain. Generally speaking, at a given point in time a station will receive several of the mentioned signals. It is therefore necessary to make a selection between these signals in order to reduce to one. minimum of the processing equipment that must be on board the station, at the same time as a maximum of the collection of messages that are written is achieved

fra denne stasjon. Denne utvelgning kan foretas på grunnlag av en analyse av frekvensen og/eller'av nivået av de mottatte signaler for hver av frekvensene i et forutbestemt frekvensbånd. from this station. This selection can be made on the basis of an analysis of the frequency and/or of the level of the received signals for each of the frequencies in a predetermined frequency band.

For å muliggjøre en slik analyse er det avgjørende at .mottageren for rådiosignaleno har en forsterkning som forblir strengt konstant, og dette må være tilfelle- gjennom en meget lang periode., spesielt i tilfelle.av en satelitt, fordi når denne en gang er .skutt opp, ér det ikke lenger mulig direkte-å gjøre inngrep for-å utskifte komponenter som er blitt, utsatt for aldring. In order to enable such an analysis, it is crucial that the receiver of the radio signal has a gain that remains strictly constant, and this must be the case - over a very long period., especially in the case.of a satellite, because once this is . shot up, it is no longer possible to directly intervene to replace components that have become subject to ageing.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe et apparat for styring, av. forsterkningen i radiosignalmottagere The purpose of the invention is to provide an apparatus for control, of. the gain in radio signal receivers

i en installasjon av den foran omtalte'type, som gjør det muligin an installation of the above-mentioned type, which makes it possible

å holde forsterkningen p.å en konstant verdi gjennom en meget lang tidsperiode, samtidig som det bare kreves meget enkle midler, spesielt ved å utnytte data eller informasjon som allere-de er tilgjengelige som følge av innsamlingen av mottatte signaler eller i forbindelse med behandlingen av disse. • Oppfinnelsen omfatter således midler til å opprett-holde en konstant forsterkning i en mottager som med" fordel an-vendes i tilfelle av en mottager båret av' en satelitt beregnet til å innsamle og behandle signaler som kommer fra et flertall stasjoner- eller poster-som er fordelt over et område som satelitten beveger seg over. to keep the gain at a constant value over a very long period of time, while only requiring very simple means, in particular by utilizing data or information that is already available as a result of the collection of received signals or in connection with the processing of these. • The invention thus comprises means for maintaining a constant gain in a receiver which is advantageously used in the case of a receiver carried by a satellite designed to collect and process signals coming from a plurality of stations or posts. which is distributed over an area over which the satellite moves.

Denne, oppfinnelse avhjelper aldringsfenomenéne og fin-• ner en viktig anvendelse i slike tilfeller hvor nivåmålinger har viktighet for behandlingen av meldinger. .1 henhold til en første metode går oppfinnelsen ut på at de nivåer som bestemmes av en behandlingsanordning i satelitt-utstyret, blir overført til bakken og når det forekommer variasjon i det midlere nivå av de utsendte signaler, bevirker en'fjern-styring at mottagerens forsterkning varieres for å holde denne på en verdi som bibeholder dens evne til å forsterke med samme for-sterkningsgrad alle de signaler som bli mottatt, uansett deres intensitet eller styrke. This invention remedies the aging phenomena and finds an important application in such cases where level measurements are important for the processing of messages. .1 according to a first method, the invention consists in the levels determined by a processing device in the satellite equipment being transmitted to the ground and when variation occurs in the average level of the transmitted signals, a remote control causes the receiver's gain is varied to keep this at a value that maintains its ability to amplify with the same degree of gain all the signals that are received, regardless of their intensity or strength.

I henhold til en annen utførelsesform omfatter satelitten en anordning for frembringelse av et referansesignal med konstant nivå som. påtrykkes- inngangen av mottageren for å innstil-le dennes forsterkning efter det tilsvarende signal sqm er résul-tatet av den forsterkning som foretas i mottageren. According to another embodiment, the satellite comprises a device for producing a reference signal with a constant level which. the input of the receiver is pressed to set its amplification according to the corresponding signal sqm is the result of the amplification carried out in the receiver.

Ytterligere en utførelsesform utnytter den termiske støy bg i .dette tilfelle blir mottagerens forsterkning korrigert i henhold til nivået av den forsterkede termiske støy.. A further embodiment utilizes the thermal noise bg in which case the receiver's gain is corrected according to the level of the amplified thermal noise.

I denne henseende omfatter oppfinnelsen et funksjons-stadium eller -trinn under hvilket mottageren behandler en termisk støy under utelukkelse av.et signal mottatt utenfra. In this respect, the invention comprises a functional stage or step during which the receiver processes a thermal noise to the exclusion of a signal received from outside.

I henhold■til ytterligere en utførelsesform an-vendes de nivåinformasjoner som leveres av frekvensspekterana-lysen,'og disse informasjoner er gjenstand for en statistisk behandling med sikte på sammenligning med tidligere beregnede verdier eller resultater basert- på foregående informasjoner. According to a further embodiment, the level information supplied by the frequency spectrum light is used, and this information is subject to a statistical treatment with a view to comparison with previously calculated values or results based on previous information.

En slik utførelse er spesielt interessant når den anvendte styre-enhet leverer nivåinformasjon som en numerisk verdi eller på-, sifferform.. Such an embodiment is particularly interesting when the control unit used delivers level information as a numerical value or in numerical form.

I patentkra.vene er'det tatt inn nærmere- angivelser .av denne oppfinnelse samt de nye og særegne trekk ved' denne. The patent claims include details of this invention as well as the new and distinctive features of it.

Oppfinnelsen skal icet følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, som viser eksempler på utførelses-former, idet: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings, which show examples of embodiments, in that:

Figur 1 viser en første utførelse ogFigure 1 shows a first embodiment and

figurene 2-<3>viser respektive andre utførelsesformer i henhold til oppfinnelsen. Figures 2-<3> show respective other embodiments according to the invention.

En radiomottager 201 (figur .1) innrettet til å levere signaler til en frekvensspektrum-ahalysator og til behandlingsanordninger, har en- inngang 202 som tilføres signaler innfanget av en antenne 203. Mottagerens utgang. 204 er oppdelt i to gren-utganger hvorav den ene gren 205 utgjør inngangen til en måle-ariordning 206 for nivå og frekvens i de mottatte signaler, pg den annen grenutgang 207 er oppdelt i ytterligere grener 2.08^... 208n som fører til respektive behandlingsanordninger 209^... 209^. A radio receiver 201 (figure .1) designed to deliver signals to a frequency spectrum analyzer and to treatment devices, has an input 202 which is supplied with signals captured by an antenna 203. The output of the receiver. 204 is divided into two branch outputs, of which one branch 205 forms the input to a measuring system 206 for level and frequency in the received signals, because the other branch output 207 is divided into further branches 2.08^... 208n which lead to respective treatment devices 209^... 209^.

Oppbygningen av mottageren 201 hvis utgang leverer én eneste frekvens, er særdeles enkel. The structure of the receiver 201, whose output delivers a single frequency, is extremely simple.

Det henvises nå til figur 2. De signaler som leveres av en radiomottager,. opptrer på en. inngang 211 som gjennom en Reference is now made to Figure 2. The signals delivered by a radio receiver. performing on a. entrance 211 as through a

■ledning 212 er ført til inngangen 213 på en bl.andekrets 214. < En annen inngang 215 '.på blandekretsen er gjennom en ledning 216 forbundet med en.lukket sløyfe 217 omfattende en oscillator 218 hvis frekvens styres av en spenning som påtrykkes oscillatorens inngang 219, samt et båndfilter 221, en frekvensdelekrets 222 som er programmerbar i små trinn under påvirkning av en program-kommando-enhet 223 gjennom en ledning 224 ; .-Sløyfen 217 omfatter videre e.n fasekompa::ator 225 hvis ene inngang 226 utgjør endel av sløyfen og hvis.annen inngang 227.påtrykker fasekomparatoren 225 en ultrastabil frekvens .levert av en ultrastabil' oscillator 228, idet en frekvensdelekrets 229 inngår mellomdisse og innfører en fast divisjonsfaktor. wire 212 is led to the input 213 of a mixing circuit 214. Another input 215 of the mixing circuit is connected through a wire 216 to a closed loop 217 comprising an oscillator 218 whose frequency is controlled by a voltage applied to the oscillator's input 219, as well as a band filter 221, a frequency selector circuit 222 which is programmable in small steps under the influence of a program-command unit 223 through a wire 224; The loop 217 further comprises a phase comparator 225 whose one input 226 forms part of the loop and whose other input 227 applies to the phase comparator 225 an ultra-stable frequency supplied by an ultra-stable oscillator 228, with a frequency selector 229 entering between these and introducing a fixed division factor.

Frekvensavsøkningen eller -sveipingen styres ved The frequency scan or sweep is controlled by

hjelp av den programmerbare frekvensdelekrets 222.with the help of the programmable frequency selector circuit 222.

Verdien av den frekvens som påtrykkes inngangen 215 på blandekretsen 214, avhenger ikke av aldringstilstander i- en oscillator, fordi nøyaktigheten.er bestemt av den ultrastabile oscillator 228, og denne nøyaktighet bibeholdes ved den . innregulering eller innstilling som besørges av den lukkede sløyfe 217... The value of the frequency applied to the input 215 of the mixing circuit 214 does not depend on aging conditions in an oscillator, because the accuracy is determined by the ultrastable oscillator 228, and this accuracy is maintained by it. adjustment or setting provided by the closed loop 217...

Utgangen 231 fra blandekretsen 214 er oppdelt i et visst antall grener 232^ ... 232n, som hver i rekkefølge omfatter en forsterker 233 og et filter 234, idet antall grener og følgelig antall filtre avhenger .av bredden av det frekvensbånd som avsøkes av syntetisatoren sammenlignet med den totale bredde av det frekven spektrum som skal avsøkes. The output 231 from the mixing circuit 214 is divided into a certain number of branches 232^ ... 232n, each of which in turn comprises an amplifier 233 and a filter 234, the number of branches and consequently the number of filters depending on the width of the frequency band scanned by the synthesizer compared to the total width of the frequency spectrum to be scanned.

Hvert filter 234 efterfølges av en detektor 235 og deref.ter et filter 236 , og grenene 232 blir avtastet eller samplet av en kommutator 237 i en multiplekser 238 styrt av en krets 230 fra en sekvensenhet 239 som gjennom en ledning 240 .er forbundet Each filter 234 is followed by a detector 235 and then a filter 236, and the branches 232 are sampled or sampled by a commutator 237 in a multiplexer 238 controlled by a circuit 230 from a sequence unit 239 which is connected through a wire 240

med den ultrastabile oscillator 2-28. Ledningen eller kretsen 241 som er forbundet med kommutatoren 237, utgjør inngangen til en analog/numerisk-omsetter.242 hvis utgang 243 gjennom en ledning 244 er.ført til en kommando-enhet 245 som videre er- koblet til sekvensenheten 239 gjennom en ledning 24 6. with the ultra-stable oscillator 2-28. The line or circuit 241 which is connected to the commutator 237 forms the input to an analog/digital converter 242 whose output 243 is led through a line 244 to a command unit 245 which is further connected to the sequence unit 239 through a line 24 6.

' På utgangen 247 av kommandp-enheten 24 5 opptrer det i rekkefølge" parvise verdier for nivået' N og frekvensen F som ut-gjør den. informasjon som søkes ved frekvensspekteravsøkningen. At the output 247 of the command unit 245, paired values for the level N and the frequency F which make up the information that is sought during the frequency spectrum scan appear in sequence.

Denne informasjon kan på ethvert tidspunkt utnyttes til frekvensinnstilling eller -innregulering av en behandlingsanordning 248 for signaler som kommer fra inngangen 211 og som gjennom en ledning 249 dirigeres til denne anordning, idet disse signaler har samme frekvens som de'signaler som påtrykkes inngangen 213 på. f rekvensspektrumanalysatoren . This information can at any time be utilized for frequency setting or adjustment of a processing device 248 for signals that come from the input 211 and which are routed through a line 249 to this device, these signals having the same frequency as the signals applied to the input 213. f the frequency spectrum analyzer.

Det er konstatert at ved å erstatte den piezo-elektriske oscillator av typen VCXO som krever en styring fra en numerisk/analog-omsetter og .utgjør endel av en åpen sløyfe, med en frekvenssyntetisator som påvirker blandekretsen ved hjelp av, en lukket sløyfe omfattende .en oscillator av typen. VCO (spennings-styrt oscillator), dvs. ikke av piezo-elektrisk type, slik som ovenfor beskrevet, er det med øvrige forhold•uendret, mulig a opp-nå en betydelig økning av sveipehastigheten, nemlig med et forhold som kan gå opp i 1 til 4. It has been found that by replacing the piezoelectric oscillator of the VCXO type which requires control from a digital/analog converter and is part of an open loop, with a frequency synthesizer which affects the mixing circuit by means of a closed loop comprising . an oscillator of the type. VCO (voltage-controlled oscillator), i.e. not of the piezoelectric type, as described above, with other conditions unchanged, it is possible to achieve a significant increase in the sweep speed, namely with a ratio that can go up to 1 to 4.

Det er videre mulig .på denne, måte å foreta avsøk-It is also possible in this way to search

ning av et større frekvensområde ved å anvende en frekvenssyntetisator og ikke en lokal oscillator i åpen sløyfe, slik som konvensjonelt hittil-. ning of a larger frequency range by using a frequency synthesizer and not a local oscillator in an open loop, as conventionally up to now.

I den måleanordning for nivå og frekvens som er vist på figur 3, blir'signaler innfanget ved hjelp av en antenne 251 påtrykket en inngang 252. på en mottager 253. Utgangen 254 av mottageren er- forbundet med en inngang 255 på en analyseanordning 256 for frekvensspektret, hvis -utgang 257 er forbundet med en inngang 258 på en kommandoenhet 259.. Denne avgir på sin utgang 261 en nivåinformasjon og på sin utgang 262 en . frekvensinformasjon. En avgrening 263 av utgangen 254 fra mottageren 253 er oppdelt i et visst antall grener 264^... 264n som hver fører til en inngang 265 på en tilhørende beha-ndlihgsanordning 266 og utg.angene'In the measuring device for level and frequency shown in Figure 3, signals are captured by means of an antenna 251 applied to an input 252 on a receiver 253. The output 254 of the receiver is connected to an input 255 on an analysis device 256 for the frequency spectrum, whose -output 257 is connected to an input 258 on a command unit 259. This transmits on its output 261 a level information and on its output 262 a . frequency information. A branch 263 of the output 254 from the receiver 253 is divided into a certain number of branches 264^... 264n, each of which leads to an input 265 on an associated treatment device 266 and the outputs'

267^... 267n fra disse anordninger er koblet til en anordning for regruppering av informas jon,-nemlig en multiplekser 268. Utgangen 269 fra multiplekseren er forbundet med en inngang 271 på en be-regningsanordning 272 som på sin utgang 27-3 avgir et signal "midlere t-ilforordnet nivå" eller NA som svarer til middelverdien av et antall n behandlede meldinger. Den midlere verdi blir over-ført til en hukommelse eller et bufferregister. 274 , og den midlere verdi av de følgende n meldinger blir beregnet. Den verdi som er innført i hukommelsen, blir-i. en komparator 275 sammenlignet med en referansemiddelverdi for tilforordnet nivå levert av en anordning 2.76. Resultatet av denne sammenligning som opptrer på en utgang 277 av komparatoren 275,' blir behandlet av en numerisk/anale omsetter 278 og efter forsterkning i en forsterker 279 , ■ innført på en inngang. 281 på mottageren 253 for. styring av dennes forsterkning Videre omfatter oppfinnelsen i tillegg til omsetteren 278 og forsterkeren 279 en surnmeringsanordning 282 som ved på-trykning av en polarisasjonsspenning på en inngang 283, tillater utførelse av tester. 267^... 267n from these devices are connected to a device for regrouping information, namely a multiplexer 268. The output 269 from the multiplexer is connected to an input 271 on a calculation device 272 which on its output 27-3 emits a signal "mean t-prescribed level" or NA corresponding to the mean value of a number of n processed messages. The average value is transferred to a memory or a buffer register. 274 , and the mean value of the following n messages is calculated. The value entered in the memory becomes-i. a comparator 275 compared to a reference mean value for the assigned level provided by a device 2.76. The result of this comparison, which occurs at an output 277 of the comparator 275, is processed by a numerical/analytical converter 278 and, after amplification in an amplifier 279, is introduced at an input. 281 on the receiver 253 for. control of its amplification Furthermore, in addition to the converter 278 and the amplifier 279, the invention comprises an acid measuring device 282 which, by applying a polarization voltage to an input 283, allows tests to be carried out.

Claims

1. - Apparatus for receiving and collecting radio signals in a ■ station, which signals are broadcast on different . frequencies, characterized in that it comprises a receiver with a gain-regulated input arranged to receive the radio signals, a. device for collecting and processing the received signals, comprising a frequency analyzer for the received signals and a device designed to produce a signal representing the level of the signal at the output of the frequency analysis device, ■ a device for statistical analysis of signals representing level ,- and a control device for the gain-regulated input on the receiver, which works under the influence of the statistical analysis of the mentioned levels- .signals, to keep this gain at a constant value.

2. Apparatus according to claim 1, character e, characterized in that the mentioned signals which are representative of level are numerical indications...

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the device for statistical analysis is designed to determine an indication of average levels based on the mentioned 'numerical values' specifications, and the control device comprises a comparison device for the average level in relation to a reference level, to produce the gain control signal in dependence on the result tated by this comparison. '

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the said average level is calculated over a predetermined number of level indications.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the said device for collection and processing comprises at least one processing device which works in dependence on a frequency information 'on the output of the frequency analysis device' ning, which signals represent level corresponds to the level of signals processed successively by the processing device or devices.

6. Apparatus according to a . of claims 1-5', characterized in that it is mounted on board a satellite for the collection' of signals written from radio beacons.

7.. Apparatus for reception and collection on board a satellite, of radio signals emitted on different frequencies from a collection of stations on the earth's surface, characterized in that it comprises a receiver with an amplification control device adapted to receive the radio signals, '. a device - for detection and processing of signals received. of said receiver, comprising a device for producing at least an approximate indication of the level of each processed input signal, eh device for statistical processing of eri. collection of the aforementioned level indications for those treated .■signals ,• and- a device for controlling the gain-regulated input of the receiver, which operates under the influence of the statistical processing device to keep the gain at a constant value.