RU1840883C

RU1840883C - Navigation system radio-frequency signal simulator

Info

Publication number: RU1840883C
Application number: SU2240496/07A
Authority: RU
Inventors: Григорий Львович Рубинштейн; Родель Вартановна Багдасарова; Александр Феоктистович Невдащенко
Original assignee: Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: simulator has a drive generator, series-connected signal distributor, pseudorandom sequence generator, multiplier connected to the output of the pseudorandom sequence generator, the output of the multiplier being connected to a modulator, the second and third inputs of the multiplier are respectively connected to an information code sensor and a pseudorandom sequence bit error generator, the input of which is connected to the second output of the signal distributor, the second output of which is connected to one of the inputs of the information code sensor; the simulator also includes a function generator in form of series-connected binary code-to-unitary code converter, digital integrator and phase changer, a motion law code sensor, an information bit error generator, an initial phase setting unit in form of series-connected single pulse sensor and delay unit, wherein the motion law code sensor is connected to the input of the binary code-to-unitary code converter, a discrete phase changer is connected between the output of the drive generator and the input of the signal distributor, the output of the delay unit is connected to the second input of the pseudorandom sequence generator, the input of the information bit error generator is connected to the second output of the signal distributor and the output is connected to the second input of the information code sensor.

EFFECT: broader functional capabilities.

1 dwg

Description

Изобретение относится к областям радиолокации и радионавигации и может быть использовано для контроля совмещенных радиолокационных и радионавигационных систем, использующих псевдослучайные последовательности с инверсной манипуляцией.The invention relates to the field of radar and radio navigation and can be used to control combined radar and radio navigation systems using pseudorandom sequences with inverse manipulation.

В ряде современных радиолокационных и дальномерных радионавигационных систем, совмещающих измерение параметров движения объекта с передачей больших объемов информации, используется инверсная манипуляция (ИМ) псевдослучайной последовательности (ПСП), которая заключается в том, что период М ПСП разбивается на N сегментов длины l(Nl=M)_il, в зависимости от значения i-го разряда информации, передается i-й сегмент ПСП или его дополнение (инверсия).In a number of modern radar and rangefinding radionavigation systems combining the measurement of the object’s motion parameters with the transfer of large amounts of information, inverse manipulation (IM) of the pseudorandom sequence (PSP) is used, which consists in the fact that the period M of the SRP is divided into N segments of length l (Nl = M) _il , depending on the value of the i-th category of information, the i-th segment of the memory bandwidth or its complement (inversion) is transmitted.

Известен имитатор радионавигационной системы, содержащий последовательно включенные генератор качающейся частоты, одиночный колебательный контур, амплитудный детектор, интегратор, блок частотной модуляции и генератор опорной частоты. Этот имитатор позволяет получить сигнал с реальным доплеровским сдвигом частоты, изменяющегося по траверзному закону (см. авт. свид. СССР №365107 по классу G01S 3/04 за 1971 г.).A known simulator of a radio navigation system comprising serially connected oscillating frequency generator, a single oscillatory circuit, an amplitude detector, an integrator, a frequency modulation unit and a reference frequency generator. This simulator allows you to get a signal with a real Doppler frequency shift, changing according to the traverse law (see ed. Certificate of the USSR No. 365107 in class G01S 3/04 for 1971).

Известен также имитатор радиосигналов навигационных систем, содержащий задающий генератор, соединенный с формирователями сигналов и формирователем последовательностей сигналов, подключенным непосредственно ко входам формирователей сигналов, блоку формирования сигналов изменения свойств радиоканала и через блок изменения коэффициента передачи радиоканала - к выходу имитатора, выход формирователей сигналов через фильтр и первый аттенюатор подключен к блоку изменения коэффициента передачи радиоканала, второй вход которого через второй аттенюатор соединен с генератором помех (см. авт. свид. СССР №549830 по классу G09B 23/18 за 1975 г.).A simulator of radio signals of navigation systems is also known, comprising a master oscillator connected to signal conditioners and a signal conditioner connected directly to the inputs of the signal conditioners, the signal generation unit for changing the properties of the radio channel, and through the unit for changing the transmission coefficient of the radio channel to the simulator output, the output of the signal conditioners through a filter and the first attenuator is connected to the block change the transmission coefficient of the radio channel, the second input of which through W The second attenuator is connected to an interference generator (see Aut. Certificate of the USSR No. 549830 in class G09B 23/18 for 1975).

Описанные выше устройства предназначены для имитации сигналов доплеровских радионавигационных систем и не обеспечивают возможности проверки и отработки радиолокационных и дальномерных радионавигационных систем, использующих ПСП с ИМ.The devices described above are designed to simulate the signals of Doppler radionavigation systems and do not provide the ability to test and test radar and rangefinding radionavigation systems using SRP with IM.

В качестве прототипа выбираем имитатор, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, распределитель сигналов, генератор ПСП, перемножитель, модулятор, а также датчик кода информации и формирователь импульсов сбоев символов ПСП, подключенные ко второму и третьему входам перемножителя, и управляемые распределителем сигналов. Указанное устройство предназначено для имитации сигналов дальномерных радионавигационных систем, использующих ПСП с ИМ.As a prototype, we select a simulator containing a serially connected master oscillator, a signal distributor, an SRP generator, a multiplier, a modulator, as well as an information code sensor and an SRP symbol failure pulse generator connected to the second and third inputs of the multiplier, and controlled by a signal distributor. The specified device is designed to simulate the signals of rangefinding radio navigation systems using SRP with MI.

Сигналы с выхода задающего генератора поступают на вход распределителя сигналов, который преобразует импульсы генератора по частоте и временному положению. Выработанные распределителем сигналы управляют работой генератора ПСП, формирователя импульсов сбоев символов ПСП и датчика кода информации.The signals from the output of the master oscillator are fed to the input of the signal distributor, which converts the pulses of the generator in frequency and time position. The signals generated by the distributor control the operation of the memory bandwidth generator, the pulse generator of faults of the memory bandwidth symbols and the information code sensor.

Генератор ПСП формирует ПСП с заданными параметрами (период, длительность элемента, образующий полином). Датчик кода информации вырабатывает заданный код информации, по закону которого с помощью перемножителя производится инверсная манипуляция ПСП. Для приближения к реальным условиям кодированный сигнал в перемножителе смешивается с помехой, поступающей на вход последнего с выхода формирователя импульсов сбоев символов ПСП.The PSP generator generates the PSP with the given parameters (period, duration of the element forming the polynomial). The information code sensor generates a given information code, according to the law of which the inverse PSP is manipulated using a multiplier. To approximate the real conditions, the encoded signal in the multiplier is mixed with the noise received at the input of the latter from the output of the pulse shaper of malfunctions of the SRP symbols.

Недостатками рассматриваемого имитатора являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что:The disadvantages of this simulator are limited functionality, due to the fact that:

- в нем не предусмотрено воспроизведение закона движения объектов, передающих информацию, относительно приемного устройства;- it does not provide for the reproduction of the law of motion of objects transmitting information regarding the receiving device;

- не предусмотрено введение сбоев в состав и формат имитируемой информации.- no introduction of failures into the composition and format of the simulated information is provided.

Указанные недостатки не позволяют в полном объеме решать как задачу приема и выделения информации, так и навигационную задачу в целом.These shortcomings do not allow to fully solve both the problem of receiving and highlighting information, and the navigation problem as a whole.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет введения элементов, обеспечивающих воспроизведение закона движения объектов, передающих информацию относительно приемного устройства и введение сбоев в состав и формат имитируемой информации.The aim of the invention is to expand the functionality by introducing elements that ensure the reproduction of the law of motion of objects transmitting information regarding the receiving device and the introduction of failures in the composition and format of the simulated information.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные распределитель сигналов, генератор ПСП, перемножитель, модулятор, а также датчик кода информации и формирователь импульсов сбоев символов ПСП, подключенные ко второму и третьему входам перемножителя и управляемые распределителем сигналов, дополнительно вводятся функциональный преобразователь, управляемый датчиком кода закона движения, включенный между задающим генератором и распределением сигналов, блок установки начальной фазы, выход которого подключен к управляющему входу генератора ПСП, а вход - к выходу приемного устройства, и формирователь импульсов сбоев символов информации, подключенный к управляющему входу датчика кода информации и управляемый распределителем сигналов.This goal is achieved due to the fact that in a known device containing a master oscillator and series-connected signal distributor, a memory bandwidth generator, a multiplier, a modulator, as well as an information code sensor and a pulse generator of pulse malfunctions of the memory bandwidth connected to the second and third inputs of the multiplier and controlled by the distributor signals, in addition, a functional converter is introduced, controlled by a sensor of the code of the law of motion, included between the master oscillator and the distribution of signals, b approx setting initial phase, the output of which is connected to the control input of the PRS generator and the input - to the output of the receiver and the pulse shaper information symbols failures connected to the control information and code sensor input signals controllable distributor.

Функциональный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя двоичного кода в унитарный, цифрового интегратора и фазовращателя.The functional converter is made in the form of a binary to serial converter, a digital integrator and a phase shifter.

Введение функционального преобразователя, управляемого датчиком кода закона движения, обеспечивает воспроизведение закона движения объектов, передающих информацию, относительно приемного устройства, а введение формирователя импульсов сбоев символов информации позволяет искажать состав и формат имитируемой информации. В результате расширяются функциональные возможности имитатора, что обеспечивает решение как задачи приема и выделения информации, так и навигационной задачи в целом.The introduction of a functional converter controlled by a code sensor of the law of motion provides the reproduction of the law of motion of objects transmitting information with respect to the receiving device, and the introduction of a pulse shaper of information symbol failures allows distorting the composition and format of the simulated information. As a result, the functionality of the simulator is expanded, which provides a solution to both the tasks of receiving and extracting information, and the navigation task as a whole.

Схема имитатора приведена на чертеже.The circuit simulator is shown in the drawing.

Имитатор радиосигналов навигационной системы содержит задающий генератор 1, выход которого подключен через функциональный преобразователь 2, управляемый датчиком 6 кода закона движения, - к распределителю 7 сигналов. Сигналы с выхода распределителя 7 сигналов поступают на формирователь 8 импульсов сбоев символов ПСП, формирователь 15 импульсов сбоев символов информации, датчик 16 кода информации и генератор 12 ПСП, к управляющему входу которого подключен выход блока 9 установки начальной фазы, а вход последнего соединен с выходом приемного устройства. Выходы генератора 12 ПСП и формирователя 8 импульсов сбоев символов ПСП подключены к первому и второму входу перемножителя 13, к третьему входу которого подключен выход датчика 16 кода информации. Второй вход датчика 16 кода информации подключен к выходу формирователя 15 импульсов сбоев символов информации.The radio signal simulator of the navigation system contains a master oscillator 1, the output of which is connected via a functional converter 2, controlled by the sensor 6 of the law of movement code, to a signal distributor 7. The signals from the output of the distributor 7 signals are fed to the driver 8 pulses of malfunctions of the symbols of the memory bandwidth, the shaper 15 pulses of malfunctions of the symbols of information, the sensor 16 information code and the generator 12 of the SRP, to the control input of which is connected the output of the unit 9 for setting the initial phase, and the input of the latter is connected to the output of the receiving devices. The outputs of the generator 12 of the SRP and the driver 8 pulses of malfunctions of the symbols of the SRP are connected to the first and second input of the multiplier 13, to the third input of which the output of the sensor 16 of the information code is connected. The second input of the sensor 16 information code is connected to the output of the shaper 15 pulses of malfunctions of information symbols.

Выход перемножителя 13 через модулятор 14 соединяется с выходом имитатора. Функциональный преобразователь 2 включает в себя последовательно соединенные преобразователь 5 двоичного кода в унитарный, цифровой интегратор 4 и фазовращатель 3. Преобразователь 5 двоичного кода в унитарный может быть построен на двоичном цифровом умножителе (см. Воронов А.Н. "Цифровые аналоги устройств автоматического регулирования", Ин-т электромеханики", М, 1960 г.).The output of the multiplier 13 through the modulator 14 is connected to the output of the simulator. Functional converter 2 includes a binary-to-unit-to-unit converter 5, a digital integrator 4 and a phase shifter 5 connected in series. The binary-to-unit-to-unit converter 5 can be built on a binary digital multiplier (see A. Voronov “Digital analogues of automatic control devices” , Institute of Electromechanics ", M, 1960).

Блок 9 установки начальной фазы представляет собой последовательно включенные формирователь 10 одиночного импульса и блок 11 задержки.The initial phase setting unit 9 is a single pulse generator 10 and a delay unit 11 connected in series.

Работает имитатор следующим образом. С выхода задающего генератора 1 опорные сигналы поступают на вход функционального преобразователя 2, который в соответствии с законом, задаваемым датчиком 6 кода закона движения, изменяет фазу сигнала задающего генератора. Сдвинутые по фазе, относительно опорных, и преобразованные распределителем 7 сигналов по частоте и временному положению сигналы поступают на генератор 12 ПСП, формирователь 8 импульсов сбоев символов ПСП, формирователь 15 импульсов сбоев символов информации и датчик 16 кода информации для обеспечения их синхронной работы.The simulator works as follows. From the output of the master oscillator 1, the reference signals are fed to the input of the functional transducer 2, which, in accordance with the law specified by the sensor 6 of the code of the law of motion, changes the phase of the signal of the master oscillator. The phase shifted relative to the reference, and converted by the signal distributor 7 in frequency and time position, the signals are transmitted to the SRP generator 12, the SRP symbol malfunction pulse generator 8, the information symbol malfunction pulse generator 15 and the information code sensor 16 to ensure their synchronous operation.

Изменение фазы опорных сигналов производится следующим образом. Датчик 6 кода закона движения вырабатывает двоичный код, пропорциональный радиальной скорости объекта, передающего информацию, относительно приемного устройства с учетом направления движения. Двоичный код скорости преобразуется в унитарный код со знаком, число импульсов в котором пропорционально заданной радиальной скорости объекта. Вырабатываемые преобразователем 5 импульсы поступают на цифровой интегратор 4, представляющий собой реверсивный счетчик, режим работы которого (суммирование или вычитание) определяется законом скорости. Величина фазового сдвига выходного сигнала фазовращателя 3 относительно опорного сигнала в каждый данный момент времени определяется числом, записанным в реверсивном счетчике. Суммарный сдвиг фазы выходного сигнала фазовращателя за определенный интервал времени определяется количеством переключений реверсивного счетчика за тот же интервал, а направление сдвига фаз - режимом работы реверсивного счетчика. Таким образом осуществляется воспроизведение закона движения объектов, передающих информацию. Генератор 12 ПСП вырабатывает m-последовательность заданного периода. В перемножителе 13 путем инверсии сегментов ПСП производится наложение кода информации на ПСП, а путем инверсии отдельных символов ПСП - наложение импульсов сбоев, вырабатываемых формирователем 8 импульсов сбоев символов ПСП, на исходную ПСП. Формирователем 15 импульсов сбоев символов информации вырабатываются импульсы, с помощью которых производятся искажения кода информации, формируемого датчиком 16 кода информации. В модуляторе 14 вырабатывается высокочастотный сигнал.The phase change of the reference signals is as follows. The sensor 6 of the code of the law of motion generates a binary code proportional to the radial speed of the object transmitting information relative to the receiving device, taking into account the direction of movement. The binary speed code is converted to a unitary code with a sign, the number of pulses in which is proportional to the specified radial speed of the object. The pulses generated by the converter 5 are fed to a digital integrator 4, which is a reversible counter, the mode of operation of which (summing or subtracting) is determined by the law of speed. The magnitude of the phase shift of the output signal of the phase shifter 3 relative to the reference signal at each given moment in time is determined by the number recorded in the reversible counter. The total phase shift of the output signal of the phase shifter for a certain time interval is determined by the number of switchings of the reverse counter for the same interval, and the direction of the phase shift is determined by the operating mode of the reverse counter. Thus, the law of motion of objects transmitting information is reproduced. PSP generator 12 generates an m-sequence of a given period. In the multiplier 13, by inverting the SRP segments, the information code is superimposed on the SRP, and by inverting individual SRP symbols, the fault pulses generated by the shaper of 8 SRP symbol fault pulses are superimposed on the original SRP. Shaper 15 pulses of malfunctions of information symbols produces pulses, with the help of which distortions of the information code generated by the sensor 16 of the information code are produced. A modulator 14 produces a high frequency signal.

Установка начальной фазы генератора ПСП осуществляется следующим образом. В момент включения имитатора датчик 10 одиночного импульса выделяет одиночный импульс из последовательности импульсов, поступающих из приемного устройства и определяющих цикл его работы. Выделенный импульс через блок 11 задержки поступает на генератор 12 ПСП для установки его начальной фазы.Setting the initial phase of the PSP generator is as follows. At the moment the simulator is turned on, the single pulse sensor 10 extracts a single pulse from a sequence of pulses coming from the receiving device and determining its operation cycle. The allocated pulse through the delay unit 11 is supplied to the PSP generator 12 to set its initial phase.

Таким образом, описанное построение имитатора позволяет воспроизводить закон движения объектов, передающих информацию, относительно приемного устройства и имитировать искажения состава и формата информации. В результате имитируемые сигналы максимально приближаются к реальным и создаются предпосылки для всестороннего исследования радиолокационных и дальномерных радионавигационных систем, использующих ПСП с ИМ.Thus, the described construction of the simulator allows you to reproduce the law of motion of objects transmitting information relative to the receiving device and simulate distortions in the composition and format of the information. As a result, the simulated signals are as close to real as possible and the prerequisites are created for a comprehensive study of radar and rangefinding radio navigation systems using IMP with IMP.

Claims

A radio signal simulator of the navigation system, comprising a master generator and a serially connected signal distributor, a pseudo-random generator (GPS) in series, a multiplier connected to the GPS output, the output of which is connected to the modulator, the second and third inputs of the multiplier are connected respectively to the information code sensor and the pseudo-random sequence symbol mapper the input of which is connected to the second output of the signal distributor, the second output of the signal distributor is also connected one of the inputs of the information code sensor, characterized in that, in order to improve the accuracy of the simulation, it also includes a functional converter made in the form of a binary to serial converter, a digital integrator and a phase shifter, a motion law code sensor, a fault generator symbols of information and the installation unit of the initial phase, made in the form of series-connected sensors of a single pulse and a delay unit, and the sensor of the code of the law of motion is connected with the input of the binary code converter into a unitary, discrete phase shifter is connected between the output of the master oscillator and the input of the signal distributor, the output of the delay unit is connected to the second GPS input, the input of the symbol malfunction generator is connected to the second output of the signal distributor, and its output is connected to the second input of the code sensor information.