RU118142U1

RU118142U1 - BROADBAND RADIO RECEIVER

Info

Publication number: RU118142U1
Application number: RU2011148063/08U
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Богачев; Арсений Юрьевич Супян; Олег Вячеславович Березин; Юрий Валентинович Супян; Сергей Викторович Хрестин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор"
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2012-07-10

Abstract

Широкополосное радиоприемное устройство, содержащее радиоприемный тракт и АРМ, при этом радиоприемный тракт содержит последовательно соединенные первый блок субоктавных фильтров, первый автоматический аттенюатор, усилитель радиочастоты (УРЧ), второй блок субоктавных фильтров, второй автоматический аттенюатор и АЦП, второй вход которого соединен с первым выходом синтезатора частот (СЧ), входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной блока управления и контроля, другими соответствующими выходными/входными шинами связанного с входными/выходными шинами первого и второго блоков субоктавных фильтров, первого и второго автоматических аттенюаторов, УРЧ и блока мультиплексора/демультиплексора, другой входной/выходной шиной связанного с соответствующей выходной/входной шиной блока электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, другая входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной оптического приемопередатчика, другая входная/выходная шина которого является соответствующей входной/выходной шиной радиоприемного тракта, которая посредством двунаправленной волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) соединена с соответствующим входом/выходом АРМ, включающего последовательно соединенные посредством входных/выходных шин оптический приемопередатчик, блок электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, блок мультиплексора/демультиплексора, блок цифровой обработки сигналов (БЦОС) и ПЭВМ, причем в блоках субоктавных фильтров каждый субъоктавный фильтр выполнен таким образом, что ! , где fвф - верхняя граничная частота суб A broadband radio receiving device containing a radio receiving path and an AWP, while the radio receiving path contains a series-connected first block of sub-octave filters, a first automatic attenuator, a radio frequency amplifier (RF amplifier), a second block of sub-octave filters, a second automatic attenuator and an ADC, the second input of which is connected to the first output frequency synthesizer (MF), the input / output bus of which is connected to the corresponding output / input bus of the control and monitoring unit, other corresponding output / input buses connected to the input / output buses of the first and second blocks of sub-octave filters, the first and second automatic attenuators, RF amplifier and a multiplexer / demultiplexer unit, another input / output bus associated with the corresponding output / input bus of the block of electro-optical and optoelectronic converters, the other input / output bus of which is connected to the corresponding output / input bus of the optical transceiver, the other input one / output bus of which is the corresponding input / output bus of the radio receiving path, which is connected by means of a bi-directional fiber-optic communication line (FOCL) to the corresponding input / output of the AWP, which includes an optical transceiver, a block of electro-optical and optoelectronic converters connected in series by means of input / output buses, a multiplexer / demultiplexer unit, a digital signal processing unit (DSP) and a PC, and in the sub-octave filter units each sub-octave filter is designed in such a way that! , where fvf is the upper cutoff frequency sub

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиосвязи и в аппаратуре широкополосных систем радиомониторинга.The proposed utility model relates to the field of radio engineering and can be used in radio communications and in the equipment of broadband radio monitoring systems.

Известно широкополосное радиоприемное устройство KB диапазона (см. Aquila Wideband HF Receiver. SDR Block Diagram. http://www.monteriallc.com/downloads/Aquila.pdf), содержащее последовательно соединенные усилитель с переменным усилением и фильтр нижних частот (ФНЧ), ключ, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), генератор частоты дискретизации, интерфейс с USB, связанный с ПЭВМ, причем выход генератора частоты дискретизации подключен ко входу АЦП и тактовому входу цифрового синтезатора частот, а выход ФНЧ через ключ подключен ко входу АЦП.Known broadband radio receiver KB range (see Aquila Wideband HF Receiver. SDR Block Diagram. Http://www.monteriallc.com/downloads/Aquila.pdf), containing a series-connected amplifier with variable gain and low-pass filter (LPF), a key, an analog-to-digital converter (ADC), a sampling frequency generator, a USB interface connected to a PC, and the output of a sampling frequency generator is connected to the ADC input and the clock input of a digital frequency synthesizer, and the low-pass filter output is connected to the ADC input through a key.

В данном устройстве не предусмотрена возможность многоканального приема. Также в устройстве отсутствует предварительная селекция аналоговых сигналов и отсутствует защита приемного тракта (усилителя, ФНЧ, ключа, АЦП) от особо мощных сигналов, в силу чего оно имеет низкую помехоустойчивость и недостаточный динамический диапазон, особенно при близком расположении источников радиоизлучений (ИРИ). Кроме того, устройству присуща низкая чувствительность при обнаружении сигналов и в нем отсутствует возможность распознавания сигналов.This device does not support multi-channel reception. Also, the device does not have preliminary selection of analog signals and there is no protection of the receiving path (amplifier, low-pass filter, key, ADC) from especially powerful signals, due to which it has low noise immunity and insufficient dynamic range, especially when the sources of radio emissions (IRI) are close. In addition, the device has a low sensitivity when detecting signals and there is no possibility of signal recognition.

Известно широкополосное многоканальное радиоприемное устройство KB диапазона (см.свидетельство на полезную модель №59354, М. кл. H04L 27/34, опубл. 10.12.2006 г.), в котором обеспечен многоканальный прием сигналов KB диапазона и несколько повышена помехоустойчивость за счет предварительной частотной селекции сигналов.A wideband multi-channel radio receiver of the KB range is known (see utility model certificate No. 59354, M. class H04L 27/34, published December 10, 2006), in which multi-channel reception of KB range signals is provided and noise immunity is slightly improved due to preliminary frequency selection of signals.

Устройство содержит переключаемый преселектор, усилитель с переменным усилением, фильтр нижних частот (ФНЧ), электронный ключ, АЦП, генератор частоты дискретизации (синтезатора частот), каналы цифровой обработки (КЦО), ОЗУ, блок интерфейса USB, имеющий три порта, ПЭВМ.The device contains a switchable preselector, an amplifier with variable gain, a low-pass filter (low-pass filter), an electronic key, an ADC, a sampling frequency generator (frequency synthesizer), digital processing channels (CCC), RAM, a USB interface unit with three ports, a PC.

В данном устройстве из-за низкой фильтрации принимаемых аналоговых сигналов с помощью одного блока переключаемых фильтров преселектора и ФНЧ не обеспечивается достаточная помехоустойчивость. Кроме того, в нем отсутствуют средства для реагирования на быстрые изменения уровня принимаемых сигналов, в том числе и средство защиты приемного тракта (усилителя, ФНЧ, электронного ключа, АЦП) от мощных сигналов, т.е. не обеспечивается необходимый динамический диапазон при воздействии мощных сигналов и защита от повреждения приемного тракта. Устройство ограничено KB диапазоном принимаемых сигналов. В устройстве отсутствуют дополнительные средства цифровой обработки сигналов, следовательно, скорость обработки информации низка, а также устройству присуща низкая чувствительность при обнаружении сигналов и оно не обеспечивает распознавания сигналов.In this device, due to the low filtering of the received analog signals using one block of switchable filters of the preselector and low-pass filter, sufficient noise immunity is not provided. In addition, it lacks the means to respond to rapid changes in the level of received signals, including the means of protecting the receiving path (amplifier, low-pass filter, electronic key, ADC) from powerful signals, i.e. the required dynamic range is not provided when exposed to powerful signals and protection against damage to the receiving path. The device is limited to the KB range of received signals. The device lacks additional means of digital signal processing, therefore, the processing speed of information is low, and the device also has low sensitivity when detecting signals and it does not provide signal recognition.

Известно широкополосное многоканальное радиоприемное устройство (см. патент на полезную модель №88886, М. кл. H04L 27/34, опубл. 20.11.2009 г.),Known broadband multi-channel radio receiver (see patent for utility model No. 88886, M. class. H04L 27/34, publ. November 20, 2009),

Устройство состоит из радиоприемного тракта, на вход которого поступает радиосигнал и автоматизированного рабочего места (АРМ). Радиоприемный тракт содержит последовательно соединенные первый блок субоктавных фильтров, первый автоматический аттенюатор, усилитель радиочастоты (УРЧ), второй блок субоктавных фильтров, второй автоматический аттенюатор и АЦП, второй вход которого соединен с первым выходом синтезатора частот (СЧ), входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной блока управления и контроля, другими соответствующими выходными/входными шинами связанного с входными/выходными шинами первого и второго блоков субоктавных фильтров, первого и второго автоматических аттенюаторов, УРЧ и блока мультиплексора/демультиплексора, другой входной/выходной шиной связанного с соответствующей выходной/входной шиной блока электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, другая входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной оптического приемопередатчика, другая входная/выходная шина которого является соответствующей входной/выходной шиной радиоприемного тракта, которая посредством двунаправленной волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) соединена с соответствующим входом/выходом автоматизированного рабочего места (АРМ), включающего последовательно соединенные посредством входных/выходных шин оптический приемопередатчик, блок электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, блок мультиплексора/демультиплексора, блок цифровой обработки сигналов (БЦОС) и ПЭВМ, при этом выход СЧ, связанный с входом АЦП, подключен также к соответствующим входам блока каналов цифровой обработки (КЦО), другие соответствующие входы которого соединены с соответствующими выходами АЦП, а выходы КЦО подключены к соответствующим входам блока мультиплексора/демультиплексора радиоприемного тракта, причем в блоках субоктавных фильтров каждый субъоктавный фильтр выполнен таким образом, чтоThe device consists of a radio receiving path, the input of which receives a radio signal and an automated workstation (AWS). The radio receiving path comprises serially connected a first block of sub-octave filters, a first automatic attenuator, a radio frequency amplifier (URC), a second block of sub-octave filters, a second automatic attenuator and an ADC, the second input of which is connected to the first output of the frequency synthesizer (MF), the input / output bus of which is connected with the corresponding output / input bus of the control and monitoring unit, other corresponding output / input buses connected to the input / output buses of the first and second sub-octave units x filters, the first and second automatic attenuators, the URF, and the multiplexer / demultiplexer unit, another input / output bus connected to the corresponding output / input bus of the electro-optical and optoelectronic converter unit, the other input / output bus of which is connected to the corresponding output / input bus of the optical transceiver, the other input / output bus of which is the corresponding input / output bus of the radio receiving path, which is bi-directional fiber optic the communication line (FOCL) is connected to the corresponding input / output of a workstation (AWP), which includes an optical transceiver, a unit of electro-optical and optoelectronic converters, a multiplexer / demultiplexer unit, a digital signal processing unit (BTsOS) and a personal computer, connected in series via input / output buses, the MF output connected to the ADC input is also connected to the corresponding inputs of the block of digital processing channels (CCC), the other corresponding inputs of which are connected to the corresponding ADC outputs, and the CCC outputs are connected to the corresponding inputs of the multiplexer / demultiplexer block of the radio receiving path, and in the sub-octave filter blocks, each sub-octave filter is made in such a way that

, где f_вф - верхняя граничная частота субоктавного фильтра, where f _wf is the upper cutoff frequency of the sub-octave filter,

а f_нф - нижняя граничная частота субоктавного фильтра,and f _nf is the lower cutoff frequency of the sub-octave filter,

а КЦО выполнен таким образом, что имеет возможность включить от 1 до n каналов цифровой обработки, гдеand the central control center is designed in such a way that it has the ability to include from 1 to n channels of digital processing, where

, где ∆f - полоса пропускания субоктавного фильтра, a ∆F - полоса пропускания КЦО. , where ∆f is the passband of the sub-octave filter, and ∆F is the passband of the CCC.

В данном устройстве повышены помехоустойчивость и динамический диапазон принимаемых сигналов, расширен диапазон принимаемых частот, повышена скорость обработки, улучшена электромагнитная совместимость в радиоприемном устройстве.In this device, the noise immunity and dynamic range of the received signals are increased, the range of received frequencies is expanded, the processing speed is increased, the electromagnetic compatibility in the radio receiver is improved.

Однако в устройстве отсутствует защита входных блоков радиоприемного тракта (первого блока субоктавных фильтров, первого автоматического аттенюатора, УРЧ, второго блока субоктавных фильтров, второго автоматического аттенюатора и АЦП) от особо мощных сигналов, поступающих на антенный вход, что может вызвать повреждение и выход из строя устройства. Кроме того, устройству присуща низкая чувствительность обнаружения радиосигналов, и в нем отсутствует возможность распознавания сигналов.However, the device does not protect the input blocks of the radio reception path (the first block of sub-octave filters, the first automatic attenuator, URC, the second block of sub-octave filters, the second automatic attenuator and ADC) from especially powerful signals arriving at the antenna input, which can cause damage and malfunction devices. In addition, the device has a low sensitivity for detecting radio signals, and there is no possibility of signal recognition.

Данное устройство выбрано за прототип.This device is selected for the prototype.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение защиты входных блоков радиоприемного тракта (первого блока субоктавных фильтров, первого автоматического аттенюатора, УРЧ, второго блока субоктавных фильтров, второго автоматического аттенюатора и АЦП) от повреждения особо мощными сигналами, поступающими на антенный вход, повышение чувствительности обнаружения радиосигналов, обеспечение возможности распознавания сигналов.The technical result of the claimed utility model is to protect the input blocks of the radio receiving path (the first block of sub-octave filters, the first automatic attenuator, RF amplifier, the second block of sub-octave filters, the second automatic attenuator and ADC) from damage by especially powerful signals arriving at the antenna input, increasing the sensitivity of detection of radio signals providing signal recognition capabilities.

Достижение указанного технического результата обеспечивается в предлагаемом широкополосном радиоприемном устройстве, содержащем радиоприемный тракт и АРМ, при этом радиоприемный тракт содержит последовательно соединенные первый блок субоктавных фильтров, первый автоматический аттенюатор, усилитель радиочастоты (УРЧ), второй блок субоктавных фильтров, второй автоматический аттенюатор и АЦП, второй вход которого соединен с первым выходом синтезатора частот (СЧ), входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной блока управления и контроля, другими соответствующими выходными/входными шинами связанного с входными/выходными шинами первого и второго блоков субоктавных фильтров, первого и второго автоматических аттенюаторов, УРЧ и блока мультиплексора/демультиплексора, другой входной/выходной шиной связанного с соответствующей выходной/входной шиной блока электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, другая входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной оптического приемопередатчика, другая входная/выходная шина которого является соответствующей входной/выходной шиной радиоприемного тракта, которая посредством двунаправленной волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) соединена с соответствующим входом/выходом АРМ, включающего последовательно соединенные посредством входных/выходных шин оптический приемопередатчик, блок электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, блок мультиплексора/демультиплексора, блок цифровой обработки сигналов (БЦОС) и ПЭВМ, причем в блоках субоктавных фильтров каждый субъоктавный фильтр выполнен таким образом, чтоThe achievement of the indicated technical result is ensured in the proposed broadband radio receiving device comprising a radio receiving path and an AWP, while the radio receiving path comprises serially connected a first block of sub-octave filters, a first automatic attenuator, a radio frequency amplifier (RF amplifier), a second block of sub-octave filters, a second automatic attenuator and an ADC, the second input of which is connected to the first output of the frequency synthesizer (MF), the input / output bus of which is connected to the corresponding output / input the bottom bus of the control and monitoring unit, other corresponding output / input buses connected to the input / output buses of the first and second blocks of sub-octave filters, the first and second automatic attenuators, the RF amplifier and the multiplexer / demultiplexer unit, the other input / output bus connected to the corresponding output / input bus of the block of electro-optical and optoelectronic converters, the other input / output bus of which is connected to the corresponding output / input bus of the optical transceiver, d whose input / output bus is the corresponding input / output bus of the radio receiving path, which is connected via a bi-directional fiber-optic communication line (FOCL) to the corresponding input / output AWP, which includes an optical transceiver, a block of electro-optical and optoelectronic converters connected in series via input / output buses , a multiplexer / demultiplexer unit, a digital signal processing unit (BTOS) and a personal computer, and each sub-octave filter in sub-octave filter blocks second filter is arranged such that

отличающемся тем, что на входе радиоприемного тракта включен блок защиты (БЗ), вход которого является входом радиоприемного тракта, вход/выход управления и контроля БЗ подключен к соответствующему выходу/входу блока управления и контроля, а выход БЗ подключен ко входу первого блока субоктавных фильтров, и введен управляемый детектор (УД), включающий блок цифровых фильтров (БЦФ), буферное устройство (БУ), дополнительный блок управления и контроля (БУКд), блок корреляторов (БК) и запоминающее устройство (ЗУ), при этом первым входом УД является первый вход БЦФ, к которому подключен выход АЦП, вторым входом УД является второй вход БЦФ, к которому подключен соответствующий выход СЧ, первый выход БЦФ являются первым выходом УД и подключен к первому входу блока мультиплексора/демультиплексора радиоприемного тракта, а второй выход БЦФ подключен к первому входу БК, второй вход которого соединен с выходом ЗУ, а выход БК является вторым выходом УД к которому подключен второй вход блока мультиплексора/демультиплексора радиоприемного тракта, соответствующая входная/выходная шина которого связана с соответствующей выходной/входной шиной УД, которой является выходная/входная шина БУКд, первым, вторым и третьим выходами/входами связанного соответственно со входами/выходами БУ, ЗУ и БЦФ третий выход которого подключен ко входу БУ, выход которого соединен со входом ЗУ.characterized in that at the input of the radio receiving path a protection unit (BZ) is included, the input of which is the input of the radio receiving path, the input / output of the control and monitoring of the KB is connected to the corresponding output / input of the control and monitoring unit, and the output of the KB is connected to the input of the first block of sub-octave filters and a controlled detector (UD) was introduced, including a digital filter unit (BTsF), a buffer device (BU), an additional control and control unit (BUKd), a correlator unit (BC), and a storage device (ZU), while the first input of the UD is P the first input of the BCF, to which the ADC output is connected, the second input of the UD is the second input of the BCF, to which the corresponding MF output is connected, the first output of the BCF is the first output of the UD and connected to the first input of the multiplexer / demultiplexer block of the radio reception path, and the second output of the BCF is connected to the first input of the CD, the second input of which is connected to the output of the memory, and the output of the CD is the second output of the CD to which the second input of the multiplexer / demultiplexer block of the radio receiving path is connected, the corresponding input / output bus of which connected with the corresponding output / input bus UD, which is the output / input bus BUKd, the first, second and third outputs / inputs associated respectively with the inputs / outputs of the control unit, the memory and the BCF, the third output of which is connected to the input of the control unit, the output of which is connected to the input of the memory .

Использование в радиоприемном тракте предлагаемого широкополосного радиоприемного устройства блока защиты обеспечивает защиту входных блоков радиоприемного тракта (первого блока субоктавных фильтров, первого автоматического аттенюатора, УРЧ, второго блока субоктавных фильтров, второго автоматического аттенюатора и АЦП) от повреждения особо мощными сигналами, поступающими на антенный входThe use of a protection unit in the radio path of the proposed broadband radio receiver device protects the input blocks of the radio path (the first block of sub-octave filters, the first automatic attenuator, URC, the second block of sub-octave filters, the second automatic attenuator and ADC) from damage by especially powerful signals arriving at the antenna input

Введение в радиоприемный тракт управляемого детектора (УД), содержащего блок цифровых фильтров (БЦФ), блок корреляторов (БК), буферное устройство (БУ), запоминающее устройство (ЗУ) и дополнительный блок управления и контроля (БУКд), обеспечивает повышение чувствительности обнаружения и возможность распознавания сигналов путем поэлементного сравнения в БК принимаемого сигнала с менее зашумленными элементами этого же сигнала, а также его поэлементного сравнения в БК с эталонным сигналом, которые подаются из ЗУ на второй вход БК при помощи БУКд. Процесс достижения совпадения сигналов в БК производится при помощи БЦФ, БУ, ЗУ, под управлением и контролем ПЭВМ при помощи БУКд.Introduction to the radio receiving path of a controlled detector (UD), which contains a block of digital filters (BCF), a block of correlators (BC), a buffer device (BU), a storage device (memory), and an additional control and monitoring unit (CCU), provides increased detection sensitivity and the ability to recognize signals by element-wise comparison in the BC of the received signal with less noisy elements of the same signal, as well as its element-wise comparison in the BC with the reference signal, which are supplied from the memory to the second input of the BC using B Cd. The process of achieving signal coincidence in the BC is carried out using BTsF, BU, ZU, under the control and control of a PC using BUKd.

Структурная схема предлагаемого широкополосного радиоприемного устройства приведена на чертеже, в соответствии с которым она содержит радиоприемный тракт 1, на вход которого поступает принимаемый аналоговый сигнал. Входом радиоприемного тракта 1 является вход БЗ 2. Радиоприемный тракт содержит также последовательно соединенные первый блок 3 субоктавных фильтров, первый автоматический аттенюатор 4, УРЧ 5, второй блок 6 субоктавных фильтров, второй автоматический аттенюатор 7 и АЦП 8, а также блок 9 управления и контроля, СЧ 10, УД 11, блок 12 мультиплексора/демультиплексора, блок 13 электрооптических/ оптоэлектронных преобразователей и оптический приемопередатчик 14, выходная/входная шина которого является выходной/входной шиной радиоприемного тракта 1 для подключения имеющегося в предлагаемом устройстве АРМ 15. Выход БЗ 2 соединен со входом блока 3 субоктавных фильтров. АРМ 15 содержит последовательно соединенные посредством входных/выходных шин оптический приемопередатчик 16, входная/выходная шина которого является входной/выходной шиной АРМ 15, блок 17 электрооптических/оптоэлектронных преобразователей, блок 18 мультиплксоров/демультиплексоров, БЦОС 19 и ПЭВМ 20. При этом УД 11 содержит БЦФ 21, БУ 22, БК 23, ЗУ 24 и дополнительный блок 25 управления и контроля, причем первым входом УД 11, является первый вход БЦФ 21, вторым входом УД 11 является второй вход БЦФ 21, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам блока 12 мультиплексора/демультиплексора и БК 23, второй вход которого соединен с выходом ЗУ 24, вход которого соединен с выходом БУ 22, вход которого соединен с третьим выходом БЦФ 21, входная/выходная шина которого соединена с соответствующей выходной/входной шиной дополнительного блока 25 управления и контроля, другие соответствующие выходные/входные шины которого соединены с входными/выходными шинами БУ 22, ЗУ 24 и соответствующей входной/выходной шиной блока 12 мультиплексора/демультиплексора радиоприемного тракта 1, второй вход которого соединен с выходом БК 23. Другая соответствующая входная/выходная шина блока 12 мультиплексора/демультиплексора соединена с выходной/входной шиной блока 9 контроля и управления, соответствующими входными/выходными шинами связанного с выходными/входными шинами БЗ 2, блока 3 субоктавных фильтров, первого автоматического аттенюатора 4, УРЧ 5, второго блока 6 субоктавных фильтров, второго автоматического аттенюатора 7. Выход АЦП 8 подключен к первому входу УД 11, ко второму входу которого подключен второй выход СЧ 10, первый выход которого соединен с соответствующим входом АЦП 8. Входная/выходная шина АРМ 15 соединена посредством ВОЛС с выходной/входной шиной радиоприемного тракта 1.The structural diagram of the proposed broadband radio receiving device is shown in the drawing, in accordance with which it contains a radio receiving path 1, the input of which receives the received analog signal. The input of the radio receiving path 1 is the input of the BZ 2. The radio receiving channel also contains serially connected the first block 3 of sub-octave filters, the first automatic attenuator 4, URC 5, the second block 6 of the sub-octave filters, the second automatic attenuator 7 and ADC 8, as well as the control and monitoring unit 9 , MF 10, UD 11, block 12 of the multiplexer / demultiplexer, block 13 of electro-optical / optoelectronic converters and an optical transceiver 14, the output / input bus of which is the output / input bus of the radio receiving path 1 for CONNECTIONS available in the proposed device workstation 15. Yield 2 BR connected to the input unit 3 suboktavnyh filters. AWP 15 contains an optical transceiver 16 connected in series through the input / output buses, the input / output bus of which is the input / output bus of the AWP 15, block 17 of electro-optical / optoelectronic converters, block 18 of multiplexors / demultiplexers, BTsOS 19 and PC 20. In this case, UD 11 contains BTsF 21, BU 22, BC 23, memory 24 and an additional control and monitoring unit 25, the first input of UD 11 is the first input of BTsF 21, the second input of UD 11 is the second input of BTsF 21, the first and second outputs of which are connected respectively to the first inputs of the unit 12 of the multiplexer / demultiplexer and BC 23, the second input of which is connected to the output of the memory 24, the input of which is connected to the output of the BU 22, the input of which is connected to the third output of the BCF 21, the input / output bus of which is connected to the corresponding output / input bus additional control and monitoring unit 25, the other corresponding output / input buses of which are connected to input / output buses BU 22, memory 24 and the corresponding input / output bus of the unit 12 of the multiplexer / demultiplexer of the radio receiving path 1, the second the input of which is connected to the output of the BC 23. Another corresponding input / output bus of the unit 12 of the multiplexer / demultiplexer is connected to the output / input bus of the control and control unit 9, corresponding input / output buses connected to the output / input buses of the BR 2, block 3 of the sub-octave filters, the first automatic attenuator 4, URC 5, the second block 6 of sub-octave filters, the second automatic attenuator 7. The output of the ADC 8 is connected to the first input of the UD 11, the second input of which is connected to the second output of the midrange 10, the first output is cerned connected to a respective input of the ADC 8. The input / output bus 15 is connected via a workstation with a fiber optic output / input bus 1 radio receiving tract.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. По командам в виде сигналов управления, поступающих в радиоприемный тракт 1, от ПЭВМ 20, через блок 19ЦОС, блок 18 мультиплексора/демультиплексора, блок 17 электрооптических/оптоэлектронных преобразователей, оптический приемопередатчик 16, с выхода АРМ 15 по ВОЛС посредством оптического приемопередатчика 14, блока 13 электрооптических/оптоэлектронных преобразователей, блока 12 мультиплексора/демультиплексора и блоков 9 и 25 управления и контроля, вводят необходимые данные для настройки радиоприемного устройства, задается порог напряжения срабатывания БЗ 2, включаются необходимые субоктавные фильтры в блоках 3 и 6 субоктавных фильтров, требуемые усиление в УРЧ 5, а также пороговые значения уровней напряжений срабатывания и необходимые затухания сигналов в первом и втором автоматических аттенюаторах 4 и 7, настраивают в СЧ 10 частоту дискретизации АЦП 8 и частоту цифровых фильтров в БЦФ 21, настраивают цифровые фильтры БЦФ 21 на нужную частоту, и в них устанавливается необходимая полоса пропускания в зависимости от принимаемого сигнала. Одновременно осуществляется контроль состояния радиоприемного тракта 1 по контрольным сигналам получаемым от блоков со 2 по 11 радиоприемного тракта 1, формируемых в блоках 9 и 25 управления и через блок 12 мультиплексора/демультиплексора, блок 13 электрооптических/оптоэлектронных преобразователей, оптический приемопередатчик 14 и с выхода радиоприемного тракта 1 сигнал контроля посредством ВОЛС поступает в АРМ 15 и далее через оптический приемопередатчик 16, блок 17 электрооптических/оптоэлектронных преобразователей, блок 18 мультиплексора/демультиплексора и БЦОС 19 поступающих в ПЭВМ 20. Результаты контроля визуально отображаются на экране монитора ПЭВМ 20. Сигналы управления и контроля задаются и отображаются соответственно в ПЭВМ 20.The work of the proposed device is as follows. By commands in the form of control signals received in the radio receiving path 1, from the PC 20, through the block 19 TsOS, block 18 multiplexer / demultiplexer, block 17 electro-optical / optoelectronic converters, optical transceiver 16, from the output of the workstation 15 via the fiber optic link via the optical transceiver 14, block 13 electro-optical / optoelectronic converters, block 12 of the multiplexer / demultiplexer and blocks 9 and 25 of the control and control, enter the necessary data to configure the radio receiver, sets the threshold voltage srab BZ 2, the necessary sub-octave filters in blocks 3 and 6 of the sub-octave filters are turned on, the required amplification in the RF amplifier 5, as well as threshold values of the operating voltage levels and the necessary signal attenuation in the first and second automatic attenuators 4 and 7, adjust the sampling frequency of the ADC in MF 10 8 and the frequency of the digital filters in BTsF 21, configure the digital filters BTsF 21 to the desired frequency, and they set the necessary bandwidth depending on the received signal. At the same time, the state of the radio receiving path 1 is monitored by the control signals received from blocks 2 to 11 of the radio receiving path 1, which are generated in the control units 9 and 25 and through the multiplexer / demultiplexer unit 12, the unit 13 of electro-optical / optoelectronic converters, the optical transceiver 14 and the output of the radio receiver of path 1, the control signal via FOCL is supplied to the AWP 15 and then through the optical transceiver 16, block 17 electro-optical / optoelectronic converters, block 18 multiplexer / d BTSOS multiplexer 19 and received by the PC 20. The control results are visually displayed on a monitor screen of the PC 20. The command and control signals are set and displayed in the PC 20, respectively.

При осуществлении радиомониторинга сигналов, на вход радиоприемного тракта 1 поступает широкополосный аналоговый сигнал, состоящий из группы радиосигналов, далее этот сигнал поступает в БЗ 2, где постоянно контролируется уровень его колебания, первый блок 3 субоктавных фильтров где происходит предварительная фильтрация сигнала от помех, ограниченный по частотному спектру сигнал через первый автоматический аттенюатор 4 поступает на вход УРЧ 5, где усиливается и поступает на вход второго блока 6 субоктавных фильтров, где производится дополнительная фильтрация принимаемого сигнала от помех и высших гармоник сигнала, возникающих в результате нелинейных процессов в УРЧ 5. Далее через второй автоматический аттенюатор 7 сигнал поступает на вход АЦП 8, в котором производится аналого-цифровое преобразование. Оцифрованный сигнал поступает на вход УД 11 в БЦФ 21, где производится цифровая фильтрация необходимых участков диапазона частот принятого сигнала, далее отфильтрованные сигналы через первый выход БЦФ 21 поступают для мультиплексирования в блок 12 мультиплексора/демультиплексора, мультиплексированный сигнал преобразуется в оптический сигнал в блоке 13 электрооптического/оптоэлектронного преобразователей. Далее оптическим приемопередатчиком 14, посредством ВОЛС, сигнал передается в АРМ 15 на оптический приемопередатчик 16. В блоке 17 электрооптического/оптоэлектронного преобразователей происходит обратное преобразование сигнала в электрический и после его демультиплексирования в блоке 18 мультиплексора/демультиплексора сигналы поступают БЦОС 19, где подвергаются дополнительной цифровой обработке. После цифровой обработки в БЦОС 19 все необходимые данные о сигналах поступают в ПЭВМ 20 и далее на его средства воспроизведения и отображения.When carrying out radio monitoring of signals, a broadband analog signal consisting of a group of radio signals is received at the input of the radio receiving path 1, then this signal goes to the BR 2, where its oscillation level is constantly monitored, the first block of 3 sub-octave filters where the signal is pre-filtered from interference, limited by to the frequency spectrum, the signal through the first automatic attenuator 4 is fed to the input of the URC 5, where it is amplified and fed to the input of the second block 6 of sub-octave filters, where additional Additional filtering of the received signal from interference and higher harmonics of the signal arising as a result of nonlinear processes in the RF amplifier 5. Then, through the second automatic attenuator 7, the signal is fed to the input of the ADC 8, in which the analog-to-digital conversion is performed. The digitized signal is fed to the input of the UD 11 in the BTsF 21, where the necessary sections of the frequency range of the received signal are digitally filtered, then the filtered signals are fed through the first output of the BTsF 21 for multiplexing to the multiplexer / demultiplexer unit 12, the multiplexed signal is converted into an optical signal in the electro-optical unit 13 optoelectronic converters. Next, the optical transceiver 14, through the fiber optic link, the signal is transmitted to the AWP 15 to the optical transceiver 16. In the block 17 of the electro-optical / optoelectronic converters, the signal is inversely converted to electric and after it is demultiplexed in the block 18 of the multiplexer / demultiplexer, the signals are received by the BCOS 19 where they are subjected to an additional digital processing. After digital processing in BTsOS 19 all the necessary data about the signals are fed into the PC 20 and then to its means of reproduction and display.

При превышении уровнем напряжения входного сигнала заданного порогового значения в БЗ 2, этот блок мгновенно срабатывает и при помощи элемента защиты замыкает вход приемника, тем самым снижая напряжение, при этом контролируется величина тока, проходящего через элемент защиты. При снижении тока входного сигнала, БЗ 2 приводится в исходное состояние. При длительном воздействии сигнала высокого напряжения срабатывает элемент отключения и отключает радиоприемный тракт 1 от входа, при этом контролируется уровень входного напряжения, при снижении которого, БЗ 2 приводится в исходное состояние. Порог напряжения срабатывания и время воздействия напряжения до отключения радиоприемного тракта 1 от антенного входа задаются.If the voltage level of the input signal exceeds a predetermined threshold value in БЗ 2, this unit instantly operates and closes the input of the receiver using the protection element, thereby reducing the voltage, and the amount of current passing through the protection element is controlled. With a decrease in the current of the input signal, BZ 2 is restored to its original state. When the high-voltage signal is exposed for a long time, the trip element is triggered and the radio receiving path 1 is disconnected from the input, while the input voltage level is monitored, upon decreasing of which, BZ 2 is restored to its initial state. The threshold voltage and the time of exposure to voltage before disconnecting the radio receiving path 1 from the antenna input are set.

В целях повышения чувствительности и возможности распознавания сигналов в устройство введен управляемый детектор (УД) 11. При осуществлении мониторинга принимаемые сигналы отображаются на экране монитора ПЭВМ 20, как описано выше. При необходимости обнаружить слабый сигнал на определенном участке частотного диапазона и распознать его, в АРМ 15 от ПЭВМ 20 через БЦОС 19, блок 18 мультиплексора/демультиплексора, блок 17 электрооптического/оптоэлектронного преобразователей, оптический приемопередатчик 16 по ВОЛС через оптический приемопередатчик 14, блок 13 электрооптического/оптоэлектронного преобразователей, блок 12 мультиплексора/демультиплексора на УД 11 при помощи дополнительного блока 25 управления и контроля в БЦФ 21 выбираются фильтры и в каждом из них задается частота и необходимая ширина полосы пропускания, также осуществляются необходимые коммутации настроенных фильтров, сигнал после фильтрации БЦФ 21 с его выходов 2 и 3 поступает соответственно на первый вход БК 23 и через БУ 22, и ЗУ 24 - на второй вход БК 23. В БК 23 производится поэлементное сравнение сигналов по определенному правилу, что значительно повышает чувствительность обнаружения. В БУ 22 регулируется время прохождения сигнала, для осуществления точного совпадения в БК 23 каждого элемента сигнала. Для распознавания сигналов при помощи БУКд 25 на второй вход БК 23 подают эталонные сигналы, поступающие из ЗУ 24. В ЗУ 24 происходит выбор эталонного сигнала полностью, или некоторых его элементов и фрагментов. Загрузка эталонных сигналов в ЗУ 24 производится при помощи БУКд 25 из ПЭВМ 20 через БЦОС 19 и другие блоки согласно структурной схеме. При совпадении элементов принимаемого сигнала с элементами эталонного сигнала в БК 23, сигнал считается распознанным. Факт совпадения сигналов и принятие утвердительного решения о совпадении анализируется и фиксируется в БЦОС 19. Далее сигнал поступает в ПЭВМ 20.In order to increase the sensitivity and the possibility of signal recognition, a controlled detector (DD) 11 is introduced into the device. When monitoring, the received signals are displayed on the PC monitor 20, as described above. If necessary, to detect a weak signal in a certain part of the frequency range and to recognize it, in the AWP 15 from the PC 20 through BTsOS 19, the multiplexer / demultiplexer block 18, the electro-optical / optoelectronic converters block 17, the optical fiber transceiver 16 through the optical fiber transceiver 14, the electro-optical block 13 / optoelectronic converters, block 12 of the multiplexer / demultiplexer on UD 11 with the help of an additional block 25 of control and monitoring in BCF 21 filters are selected and in each of them is often set as well as the necessary bandwidth, the necessary switching of the tuned filters is also carried out, the signal after filtering the BCF 21 from its outputs 2 and 3 is supplied respectively to the first input of the BC 23 and through the BU 22, and the memory 24 to the second input of the BC 23. In BC 23 a step-by-step comparison of signals is performed according to a certain rule, which significantly increases the sensitivity of detection. In BU 22, the signal travel time is adjusted to ensure exact match in BC 23 of each signal element. For signal recognition using BKKD 25 on the second input of the BK 23 serves reference signals coming from the memory 24. In the memory 24 is the choice of the reference signal in full, or some of its elements and fragments. The loading of reference signals in the memory 24 is performed using BUKd 25 from the PC 20 through BTsOS 19 and other blocks according to the structural diagram. When the elements of the received signal coincide with the elements of the reference signal in the BC 23, the signal is considered recognized. The fact of the coincidence of the signals and the adoption of an affirmative decision on the coincidence is analyzed and recorded in BTsOS 19. Next, the signal enters the PC 20.

Рассмотрим пример выполнения блоков предлагаемого широкополосного радиоприемного устройства.Consider an example of the execution of the blocks of the proposed broadband radio receiver.

Вход радиоприемного тракта 1 может быть выполнен на основе радиочастотного разъема типа СР-75-166ФВ или СР-50-439ФВ и РЧ-кабеля РК-75 или РК-50 соответственно.The input of the radio receiving path 1 can be made on the basis of a radio frequency connector of the type SR-75-166FV or SR-50-439FV and the RF cable RK-75 or RK-50, respectively.

Блок 2 защиты может быть выполнен на диоде 2А537А или других мощных p-i-n диодах или мощных полевых транзисторах, реле РЭВ-18, РЭВ-20 и других ВЧ - реле, компараторах 521СА3 и других подобных элементах. Блоки 3 и 6 субоктавных фильтров могут быть выполнены на L, С -элементах аналогично прототипу.Block 2 protection can be performed on a diode 2A537A or other powerful p-i-n diodes or powerful field-effect transistors, relays REV-18, REV-20 and other high-frequency relays, comparators 521CA3 and other similar elements. Blocks 3 and 6 of the sub-octave filters can be performed on L, C-elements similarly to the prototype.

Автоматические аттенюаторы 4 и 7 могут быть выполнены на основе безындуктивных резисторов и коммутационных диодов или реле, аналогичных прототипу ARA200A05 фирмы «Nais», а также могут быть применены аттенюаторы фирмы «Mini-Circuites».Automatic attenuators 4 and 7 can be made on the basis of non-inductive resistors and switching diodes or relays, similar to the prototype ARA200A05 from Nais, and also attenuators from Mini-Circuites can be used.

В УРЧ 5 может быть применен усилитель на дискретных транзисторах с широким динамическим диапазоном или усилитель ARJ109 фирмы «Teledyne Congar» и ему подобные, а также аналогично прототипу.An amplifier with discrete transistors with a wide dynamic range or an ARJ109 amplifier from Teledyne Congar and the like, as well as a prototype, can be used in the URC 5.

В АЦП 8 могут быть использованы АЦП AD9446 фирмы «Analog Devices». Блок 21 цифровых фильтров, может быть выполнен на процессорах типа TMS 320C6414 фирмы Texas Instruments и на ПЛИСах (FPGA) Cyclone II и ЕР2С 20-50 фирмы «Альтера».In ADC 8, AD9446 ADCs from Analog Devices can be used. Block 21 of digital filters can be performed on processors of the type TMS 320C6414 from Texas Instruments and on FPGAs (FPGAs) Cyclone II and EP2C 20-50 from Altera.

Блоки 9 и 25 управления и контроля могут содержать ПЛИС (FPGA) таких как ЕР2С 50 или Cyclone I, Stratix II GX фирмы «Альтера». Синтезатор частот 10 может быть выполнен на микросхемах FPGA Cyclone II фирмы «Альтера» и AD9726 фирмы «Analog Devices».The control and monitoring units 9 and 25 may contain FPGAs such as EP2C 50 or Cyclone I, Stratix II GX from Altera. Frequency synthesizer 10 can be performed on FPGAs Cyclone II from Altera and AD9726 from Analog Devices.

БУ 22, ЗУ 24, БК 23 могут быть выполнены на ПЛИСах (FPGA) ЕР2С 20-50 фирмы «Альтера».BU 22, ZU 24, BK 23 can be performed on FPGAs EP2C 20-50 from Altera.

Блоки 12, 13, 14, 16, 17, 18 могут быть выполнены на микросхемах HEBR-5921 фирмы «Avago» и ПЛИС (FPGA) ЕР2С 50 фирмы «Альтера», а соединяющая ВОЛС на волоконно-оптических кабелях типа ST/PC-ST/PC-СС-3.Blocks 12, 13, 14, 16, 17, 18 can be performed on Avago HEBR-5921 microcircuits and Altera FPGA EP2C 50, and connecting fiber optic cables on ST / PC-ST fiber optic cables / PC-SS-3.

БЦОС 19 может быть выполнен на процессорах типа TMS 320C6414 фирмы Texas Instruments и ПЛИСах (FPGA) Cyclone II и ЕР2С 20-50 фирмы «Альтера», XC4VFX100-10FF1571, XC9572XL-10VQ441 фирмы «Xilinx».BTsOS 19 can be performed on processors of the type TMS 320C6414 from Texas Instruments and FPGAs Cyclone II and EP2C 20-50 from Altera, XC4VFX100-10FF1571, XC9572XL-10VQ441 from Xilinx.

ПЭВМ 20 может быть выполнена на базе процессора не ниже Pentium 4 или аналогичного с операционной системой Windows Xp, Windows Vista.PC 20 can be performed on the basis of a processor no lower than Pentium 4 or similar with the operating system Windows Xp, Windows Vista.

Claims

A broadband radio receiving device comprising a radio receiving path and an AWP, wherein the radio receiving path comprises serially connected a first block of sub-octave filters, a first automatic attenuator, a radio frequency amplifier (URC), a second block of sub-octave filters, a second automatic attenuator and an ADC, the second input of which is connected to the first output frequency synthesizer (MF), the input / output bus of which is connected to the corresponding output / input bus of the control and monitoring unit, and other corresponding output / input one bus connected to the input / output buses of the first and second sub-octave filter blocks, the first and second automatic attenuators, the RF amplifier and the multiplexer / demultiplexer block, the other input / output bus connected to the corresponding output / input bus of the block of electro-optical and optoelectronic converters, the other input / output whose bus is connected to the corresponding output / input bus of the optical transceiver, the other input / output bus of which is the corresponding input / output radio bus path, which is connected via a bi-directional fiber-optic communication line (FOCL) to the corresponding input / output of the workstation, which includes an optical transceiver, a unit of electro-optical and optoelectronic converters, a multiplexer / demultiplexer unit, a digital signal processing unit (BTsOS) and PC, and in the blocks of sub-octave filters, each sub-octave filter is made in such a way that

where f _wf is the upper cutoff frequency of the sub-octave filter,

and f _nf is the lower cutoff frequency of the sub-octave filter,

characterized in that at the input of the radio receiving path a protection unit (BZ) is included, the input of which is the input of the radio receiving path, the control / monitoring input / output of the KB is connected to the corresponding output / input of the control and monitoring unit, and the output of the KB is connected to the input of the first block of sub-octave filters and a controlled detector (UD) was introduced, including a digital filter unit (BCF), a buffer device (BU), an additional control and monitoring unit (BUK _d ), a correlator block (BC), and a storage device (memory), with the first input of the UD is an the first input of the BTsF, to which the ADC output is connected, the second input of the UDF is the second input of the BTsF, to which the corresponding MF output is connected, the first output of the BTsF is the first output of the UTs and connected to the first input of the multiplexer / demultiplexer block of the radio receiving path, and the second output of the BTsF is connected to the first input of the CD, the second input of which is connected to the output of the memory, and the output of the CD is the second output of the CD to which the second input of the multiplexer / demultiplexer block of the radio receiving path is connected, the corresponding input / output bus of which on associated with a respective output / input bus UD, which is an output / input bus BUK _d, first, second and third outputs / inputs connected respectively to the inputs / outputs BU, memory and BTSF third output of which is connected to an input CU, the output of which is connected to input of memory.