NO823328L - Apparat for mottagning og oppsamling av radiosignaler - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe et apparat for styring, av. forsterkningen i radiosignalmottagere

i en installasjon av den foran omtalte'type, som gjør det mulig

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.

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.

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.

Ytterligere en utførelsesform utnytter den termiske støy bg i .dette tilfelle blir mottagerens forsterkning korrigert i henhold til nivået av den forsterkede termiske støy..

I denne henseende omfatter oppfinnelsen et funksjons-stadium eller -trinn under hvilket mottageren behandler en termisk støy under utelukkelse av.et signal mottatt utenfra.

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.

En slik utførelse er spesielt interessant når den anvendte styre-enhet leverer nivåinformasjon som en numerisk verdi eller på-, sifferform..

I patentkra.vene er'det tatt inn nærmere- angivelser .av denne oppfinnelse samt de nye og særegne trekk ved' denne.

Oppfinnelsen skal icet følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, som viser eksempler på utførelses-former, idet:

Figur 1 viser en første utførelse og

figurene 2-<3>viser respektive andre utførelsesformer i henhold til oppfinnelsen.

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^.

Oppbygningen av mottageren 201 hvis utgang leverer én eneste frekvens, er særdeles enkel.

Det henvises nå til figur 2. De signaler som leveres av en radiomottager,. opptrer på en. inngang 211 som gjennom en

■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.

Frekvensavsøkningen eller -sveipingen styres ved

hjelp av den programmerbare frekvensdelekrets 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...

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.

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

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.

' 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.

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 .

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.

Det er videre mulig .på denne, måte å foreta avsøk-

ning av et større frekvensområde ved å anvende en frekvenssyntetisator og ikke en lokal oscillator i åpen sløyfe, slik som konvensjonelt hittil-.

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'

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.

Claims (7)

1. - Apparat for mottagning og oppsamling av radiosignaler i en ■ stasjon, hvilke signaler er utsendt på forskjellige . frekvenser, karakteri'sert ved' at det omfatter en mottager med en forsterkningsregulert inngang innrettet til å motta radiosignalene, en. anordning for oppsamling og behandling av de mottatte' signaler, omfattende en frekvensanalysator for de mottatte signaler og en anordning innrettet til' å frembringe et signal som representerer nivået av signalet på utgangen av f rekvensanalyseanordningen ,■ en anordning for statistisk analyse av signaler som representerer nivå,- og en styreanbrdning for den forsterkningsregulerte inngang på mottageren, som'arbeider under påvirkning av den statistiske analyse av de nevnte nivå- .signaler, for å holde denne forsterkning på'en konstant verdi.

2. Apparat ifølge krav 1, karakt e, ri sert ved at de nevnte signaler som er representative for nivå er numeriske .angivelser...

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at anordningen for statistisk analyse er innrettet til å bestem-me en angivelse av midlere nivå ut fra de nevnte 'numeriske an givelser, og styreanordningen omfatte.r en sammenli.gningsanordning for det midlere nivå i forhold til et referansenivå, for å frembringe fbrsterkningsreguleringssignalet i avhengighet av resul tatet av denne sammenligning. '

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at det nevnte midlere nivå blir beregnet over et forut- ' bestemt antall nivåangivelser.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte anordning for oppsamling og behandling omfatter i.det minste en behandlingsinnretning som arbeider i avhengighet av en frekvensinformasjon 'på utgangen av frekvensanalyseanord- ningen, hvilke signaler som representerer nivå tilsvarer nivået av signaler behandlet suksessivt av behandlingsinnretningen eller, -innretningene.

6. Apparat ifølge et . av kravene 1-5', karakterisert ved at det er montert ombord i en satelitt for inn-samling' av signaler som skriver seg fra radiofyr.

7.. Apparat for mottagning og oppsamling ombord i en satelitt, av radiosignaler utsendt på forskjellige frekvenser fra en' samling stasjoner på jordoverflaten, karakterisert ved at det omfatter en mottager med en forsterknings- reguleringsinrigang innrettet til å motta radiosignalene, '. en anordning -for deteksjon og behandling av signaler mottatt . av den nevnte mottager, omfattende en innretning til å frembringe i det minste en tilnærmet angivelse av,nivået av hvert behandlet inngangssignal, eh anordning for statistisk behandling av eri. samling av de nevnte nivåangivelser for behandlede .■signaler ,• og- en anordning til-å styre den f orsterkningsregulerte inngang på mottageren, som arbeider, under påvirkning av den statistiske behandlingsanordning for å holde■forsterkningen på en konstant verdi.