SU847220A1 - Анализатор спектра - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано дл  спектрального анализа и панорамного радиоприема сигн.алов.

Известен анализатор, содержащий входной преобразователь частоты, управл ющие генераторы, второй смеситель , дисперсионный фильтр, детектор и индикатор {l Однако частотный диапазон его анализа недостаточен.

Цель изобретени  - расширение диапазона анализируемых частот.

Эта цель достигаетс  тем, что в анализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состо щий из п параллельно включенных каналов , каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к смесителю и полосового фильтра, выход которого соединен со вторым входом смесител , а вход подключен к выходу генератора сетки частот, последовательно соединенные второй смеситель, усилитель промежуточной частоты, дисперсионный фильтр и детектор , а также индикатор, один вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напр жени  и ко входу генератора линейно-частотномодулированного напр жени , выход которого соединен с управл ющим входом второго смесител , причем выходы смесителей входного преобразовател  частоты объединены и подключены ко входу второго усилител  промежуточной частоты, дополнительно введены п вторых полосовых фильтров, п третьих смесителей, второй генераto тор сетки частот, блок сравнени , формирователь, третий усилитель промежуточной частоты, сумматор, многоотводна  лини  задержки, два коммутатора и последовательно соединенные

ts четвертый смеситель, четвертый усилитель промеж-уточной частоты, второй дисперсионный фильтр и второй детектор , при этом первые входы третьих смесителей подключены к выходам из20 бирательных фильтров входного преобразовател  частоты, вторые входы подключены через вторые полосовые фильтры к выходу BTdporo генератора сетки частот, а объединенные выходы

25 соединены со входом третьего усилител  промежуточной частоты, подключенного ко входу первого коммутатора , второй вход которого соединен с выходом второго усилител  проме30 жуточной частоты, один конец первого коммутатора соединен со входом второго смесител , а другой выход подключен ко входу четвертого смесител , второй вход которого соединен с выходом генератора линейно-частотно-модулированного , напр жени , выходы обоих детекторов подключены ко .входам второго коммутатора, один шыход которого подключен ко входам блока сравнени г а другой соединен со входом многоотводной линии з.адержки , выходы которой соединены со вторьми входами блока сравнени , выходы блока сравнени  подключены ко входам сумматора и одновременно ко входам формировател , выходы которого объединены и соединены со вторым входом индикатора, третий вход которого подключен к выходу сумматора,

На чертеже представлена структурна  схема анализатора.

Анализатор содержит входной преобразователь 1 частоты, избирательные фильтры 2, смесители 3, усилитель 4 промежуточной частоты (УПЧ), смеситель 5, усилитель 6 промежуточной частоты, дисперс,ионный фильтр 7 детектор 8, генератор 9 сетки частот первые полосовые фильтры 10, генератор 11 линейно-частотно-молулированного напр жени , генератор 12 пилообразного напр жени , индикатор 13, смесители 14, генератор 15 сетки частот, вторые полосовые фильтры 16, усилитель 17 промежуточной частоты , первый коммутатор 18, второй смеситель 19, усилитель 20 промежуточной частоты, дисперсионный фильтр 21, детектор 22, второй коммутатор 23, многоотводную линию 24 задержки, блок 25 сравнени , сумматор 26, формирователь 27.

Анализатор спектра работает следующим образом.

Анализируемые сигналы подают на входы избирательных фильтров 2, ко торые раздел ют весь диапазон анализируемых частот на р д частотных поддиапазонов. Избирательные фильтры2 имеют одинаковые полосы пропускани , но различные средние частоты,

В каждом частотном поддиапазоне сигналы с выхода избирательного фильтра 2 поступают на вход смесител  Зина вход смесител  14. На другой вход смесител  3 через пер-. вый полосовой фильтр 10 поступает одно из колебаний генератора 9 сетки частот. Под действием этого колебани  анализируемый сигнал, преобразуетс  по частоте в смесителе 3 в промежуточную полосу частот. На другой вход смесител  14 через втдрой полосовой фильтр 16 поступает одно из колебаний генератора 15 сетки чатот . Под действием колебани  генератора 15, которое отличаетс  по частоте от колебани  генератора 9 «а некоторую величину, сигнал преобразуетс  по частоте во вторую промежуточную полосу частот, частоты которой совпадают с частотами перво полосы. В результате такого преобразовани  по частоте одних и тех же сигналов их промежуточные частоты на выходах смесителей 3 и 14 отличаютс  по частоте не некоторую величину , имеющую вполне определенное значение дл  данного частотного поддиапазона . Частоты колебаний генераторов 9 и 15 сетки частот выбирают таким образом, чтобы величина этой разности между промежуточными частотами сигналов на выходах смесителей 3 и 14 отличалась при переходе от одного частотного поддиапазон к другому.

Генератор 9 сетки частот одновременно вырабатывает р д гармонически колебаний, у которых разность часто между соседними колебани ми равна разности между средними частотами соседних по частоте избирательных фильтров 2.

Генератор 15 сетки частот отличаетс  от генератора 9 тем, что формирует р д гармонических колебаний, у которых частота каждого колебани  отличаетс  от частоты соответствующего колебани  первого р да на некоторую величину. Величина первоначального сдвига по частоте между колебани ми обоих р дов определ етс  величиной разрешающей способности .устройства по частоте. При переходе к последующим парам колебаний, которые преобразовывают сигналы одного частотного поддиапазона, этот частотный сдвиг наращивают на величину, равную первоначальному сдвигу частот колебаний.

Каждый полосовой фильтр 10 (полосовой фильтр 16) предназначен дл  выделени  по частоте одного из колебаний , формируемых, генератором 9 сетки частот.

После одновременного преобразовани  сигналов всех частотных поддиапазонов в смесител х 3 они усиливаютс  в УПЧ 4 и через первый коммутатор 18 передаютс  на вход смесител  5 . На второй вход смесител  5 поступает линейно-частотно-модули- . рованное колебание с выхода генератора 11. В смесителе 5 сигналы преобразуютс  в линейно-частотно-модулированные колебани , а затем поступают в усилитель б. Усиленные сигналы подают в дисперсионный фильт 7. Так как импульсна  характеристика фильтра 7 согласована с законом линейной частотной -модул ции сигналов , то он сжимает эти сигналы. С выхода дисперсионного фильтра 7 сжатые импульсы поступают на детектор 8, которым детектируютс . Продетектированные сжатые импульсы подаютс  через второй коммутатор 23

на один из .входов блока 25 сравнени .

Аналогич чые действи  производ т, с сигналами, преобразованными по частоте в смесител х 14. Эти сигналы с выхода смесителей 1-4 поступают в УПЧ 17, где усиливаютс , и через коммутатор 18 передаютс  на смеситель 19. На второй вход смесител  19 поступает линейно-частотно-модулированное колебание генератора 11, под действием которого сигналы преобразуют по частоте. Затем преобразованные сигналы усиливают в УПЧ 20 и сжимают в дисперсионном фильтре 21, Сжатые импульсы детектируют детектором 22. Продетектированные сжатые импульсы с выхода детектора 22 поступают через второй коммутатор 23 на вход многоотводной линии 24 задержки .

Временное положение сжатых импульсов , которые образовались от .одних и тех же анализируемых сигналов, на выходах детекторов 8 и 22 не совпадает . Величина временного сдвига между этими сжатыми импульсами пр мо пропорциональна величине частотного сдвига между гармоническими колебани ми генераторов 9 и 15, которые преобразователи по частоте эти сигналы в смесител х 3 и 14, В св зи с тем, что дл  каждого частотного поддиапазона величина разности между частотами колебаний разна , то и временной сдвиг между выходными сих- Нсшами детекторов 8 и 22 дл  каждого частотного поддиапазона индивидуален .

Дл  того, чтобы вы вить принадлежность сжатых импульсов к конкретному частотному поддиапазону, продетектированные детектором 22 сжатые импульсы задерживают в многоотводной линии 24 задержки на величину, равную разности между временными положени ми сжатых сигналов на выходе детекторов 8 и 22 первого частотного поддиапазона, затем второго частотного поддиапазона и т.д. После каждой задержки во времни.сжатые . импульсы поступают на один из отводов линии 24 задержки, а затем на вход блока 25 сравнени . На другой вход блока 25 сравнени  подают через коммутатор 23 сжатые импульсы с выхода детектора 8. Блок 25 сравнени  предназначен дл  выделени  сжатых импульсов, совпадающих по амплитуде и временному положению. Блок 25 сравнени  вьщел ет сжатые импульсы , принадлежащие вполне определенному частотному поддиапазону.

С выходов блока 25 сравнени  сжатые импульсы поступают на вход сумматора 26, который объедин ет сжатые импульсы, а также на входы других устройств, которые используютс  при спектральном анализе сигналов.

С выхода.сумматора 26 сжатые импульсы поступают на вход управлени   ркостью луча индикатора 13. В результате воздействи  сжатых импульсов на индикаторе наблюдаютс   ркостные метки, по  ркост.и свечени  которых суд т о величине спектральной мощности сигнала.

Кроме того, с выхода блока 25 сравнени  сжатые импульсы поступают на входы соответствующих формирователей 27. Каждый формирователь в момент поступлени  сжатого импульсу формирует пр моугольный импульс, амплитуда которого пр мо пропорциональна номеру схемы сравнени  блока 25, т.е. номеру частотного поддиапазона . С выходов формирователей 27 импульсы поступают на вход вертикально отклон ющей системы индикатора 13.

0

На вход горизонтально отклон ющей системы индикатора 13 поступает пилообразное напр жение с выхода генератора 12 пилообразного напр жени .

В результате совместного воздействи  на системы управлени   ркостью

5 и положением электронного луча индикатора 13 на его экране высвечены в виде  ркостных меток сжатые импульсы (спектральные составл ющие) , по положению которых по вертикали опреD дел ют вервоначальную частоту частотного поддиапазона (номер поддианазона ), а по положению на горизонтальной развертке определ ют относительную частоту анализируемого сигнала.

5

Напр жение генератора 12 пилообразного напр жени  поступает на вход генератора.11, который под действием этого напр жени  вырабатывает линейно-частотно-модулированные ко0 лебани .

В цел х обеспечени  возможности проведени  спектрального анализа при возникновении неисправностей в смесителе 5, усилителе 6, фильтре 7, детекторе 8 или в смесителе 19, уси5 лителе 20, фильтре 21, детекторе 22 в устройстве с помощью первого и в орого коммутаторов 18 и 23 производ т следующие переключени . „.

В случае возникновени  отказа в

0 смесителе 5, усилителе 6, фильтре 7, детекторе 8 с помощью первого коммутатора 18 выходы усилителей 4 и 17 промежуточной частоты подсоедин ют ко входу смесител  19, ас помо5 щью второго коммутатора 23 выход детектора 22 подключают ко входам блока 25 сравнени  и ко входу многоотводной линии 24 задержку.

Во втором случае, когда возникает

0 отказ в смесителе 19, усилителе 20, фильтре 21, детекторе 22 с помощью первого коммутатора 18 выходы усилителей 4 и 17 соедин ют со входом смесител  5, а с помощью второго коммутатора 23 выход детектора 8

5

подсоедин ют ко входам блока 25 сравнени  и ко входу многоотводной линии 24 задержки.

Работа устройства в первом и втором случа х аналогична.

Таким образом,- предлагаема  конструкцй  анализатора позвол ет значительно расширить полосу частот одновременно анализируемых сигнгшов.

Так, например, ёслив анализаторе применить дисперсионные фильтры с длительностью импульсной характеристики С 34 МКС, и полосой пропускани  Af 34 мГЦ, то полоса анализаруёмых частот будет примерно в 74 раза шире полосы частот известного анализатора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Анализатор спектра,содержгиций входной преобразователь частоты, состо щий из п параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к смесителю и полосового фильтра , выход которого соединен со вторым входом смесител , а вход подключен к выходу генератора сетки частот, последовательно соединенные второй смеситель, усилитель промежуточной частоты дисперсионный фильтр и детектор, а такжр индикатор, один вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напр жени  и ко входу генератора линейно-частотно-модулированного напр жени , выход которого соединен с управл ющим входом второго смесител , причем выходы смесителей входного преобразовател  частоты объединены и подключены ко входу второго усилител  промежуточной частоты, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью расширени  диапазона анализируемых частот , в него дополнительно введены

   п вторых полосовых фильтров, п третьих смесителей, второй генератор сетки частот, блок сравнени , формирователь , усилитель промежуточной частоты, сумматор, многоотводна  лини  згщержки, два коммутатора и последовательно соединенные четвертый смеситель, четвертый усилитель промежуточной частоты, второй дисперсионный фильтр и второй детектор , при этом первые входы третьих смесителей подключены к выходам избирательных фильтров входного преобразовател  частоты, вторые входы подключены через вторые полосовые ф11льтры к выходу второго генератора сетки частот, а объединенные выходы соединены со входом третьего усилител  промежуточной частоты, подключенного ко входу первого коммутатора , второй вход которого соединен с выходом второго усилител  промежуточной частоты, один выход первого коммутатора соединен со входом второго смесител , а другой выход подключен ко входу четвертого смесител , второй вход которого соедине с выходом генератора линейно-частотно-модулированного напр жени , выходы обоих детекторов подключены ко входам второго коммутатора, один выход которого подключен ко входаш блока срав1нени , а другой соединен со входом многоотводной линии задержки , выходы которой соединены со вторыми входами блока сравнени , выхода блока сравнени  подключены ко входам сумматора и одновременно ко входам формировател , выходы которого объединены и соединены со вторым входом индикатора, третий вход которого подключен к выходу сумматора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1 Вартакес н В.А. Радиоэлектронна  разведка, М., 1975, с. 158, 167 (прототип).