устройство для моделирования электромагнитной обстановки на объекте

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТЕ, содержащее имитатор электромагнитной обстановки, включающий группу сумматоров, блок развязки и группу аттенюаторов, а также группы приемников и передатчиков и группу генераторов полезных сигналов, причем в имитаторе электромагнитной обстановки выходы аттенюаторов группы соединены с соответствующими входами блока развязки, выходы которого подключены к первым входам соответствующих сумматоров группы, выходы которых соединены с входами соответствующих приемников группы, выходы которых являются группой информационных выходов устройства, выходы передатчиков группы подключены к входам соответствующих аттенюаторов группы имитатора электромагнитной обстановки, отличающееся тем, что в устройство введены два датчика случайных сигналов и два коммутатора, причем выход первого датчика случайных сигналов соединен с информационным входом первого коммутатора, выходы которого подключены к входам запуска соответствующих генераторов полезных сигналов группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров группы имитатора электромагнитной обстановки, выход второго датчика случайных сигналов подключен к информационному входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами соответствующих передатчиков группы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электронному моделированию и может быть использовано при лабораторных испытаниях объекта, насыщенного большим количеством приемников и передатчиков, работающих в реальных условиях электромагнитной обстановки.

Известны устройства для моделирования работы систем связи [1] а также ультракоротковолнового (УКВ) радиоканала в системе связи [3] В указанных устройствах решается задача либо выбора наилучшего канала по минимальному уровню помех [2] либо определения комбинаторики размещения каналов побочного приема на частотной оси [1] Данные устройства не дают представления о характеристиках изменения электромагнитной обстановки на объекте во времени.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для моделирования УКВ-радиоканала в системе связи [3]

Это устройство содержит группу генераторов полезных сигналов, группу аттенюаторов, имитатор замираний сигналов, имитатор электромагнитной обстановки, генератор случайных некоррелированных потоков прямоугольных импульсов, генератор модулирующих сигналов, группу приемников и передатчиков. Устройство позволяет смоделировать работу УКВ-радиоканала в системе связи.

Недостатком устройства-прототипа является то, что моделирование электромагнитной обстановки производится при одном предварительно заданном значении частот для приема и передачи. Этого недостаточно, так как известно, что в КВ-диапазоне условия распространения радиоволн периодически меняются в зависимости от времени года и суток, что приводит к смене номиналов частот, возможных для приема и передачи. Дополнительно к этому, обмен сообщениями между объектом и его многочисленными корреспондентами носит случайный характер, что также не учитывается устройством-прототипом.

Целью настоящего изобретения является повышение точности моделирования электромагнитной обстановки на объекте, насыщенном большим количеством приемников и передатчиков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее имитатор электромагнитной обстановки, включающий группу сумматоров, блок развязки и группу аттенюаторов, а также группы приемников и передатчиков и группу генераторов полезных сигналов, причем в имитаторе электромагнитной обстановки выходы аттенюаторов группы соединены с соответствующими входами блока развязки, выходы которого подключены к первым входам соответствующих сумматоров группы, выходы которых соединены с входами соответствующих приемников группы, выходы которых являются группой информационных выходов устройства, выходы передатчиков группы подключены к входам соответствующих аттенюаторов группы имитатора электромагнитной обстановки, дополнительно введены два датчика случайных сигналов и два коммутатора, причем выход первого датчика случайных сигналов соединен с информационным входом первого коммутатора, выходы которого подключены к входам запуска соответствующих генераторов полезных сигналов группы, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих сумматоров группы имитатора электромагнитной обстановки, выход второго датчика случайных сигналов подключен к информационному входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами соответствующих передатчиков группы.

Введение дополнительных блоков увеличивает результативность и точность моделирования электромагнитной обстановки на объекте, так как учитывается случайный характер назначения частот приема и передачи.

Заявителю и автору не известны технические решения, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства. Заявителю и автору не известны аналогичные решения из других областей техники, обладающие техническими свойствами заявляемого объекта изобретения. Таким образом, заявляемое техническое решение удовлетворяет критерию существенных отличий.

На чертеже представлена структурная схема устройства моделирования электромагнитной обстановки на объекте.

Устройство содержит первый датчик 1 случайных сигналов, первый коммутатор 2, группу генераторов 3,1-3.n полезных сигналов, имитатор 4 электромагнитной обстановки, содержащий группу сумматоров 5.1-5.n, блок развязки 6 и группу аттенюаторов 7.1-7.n, группу приемников 8.1-8.n, группу передатчиков 9.1-9. n, второй коммутатор 10 и второй датчик 11 случайных сигналов. При этом в имитаторе электромагнитной обстановки выходы аттенюаторов соединены с соответствующими входами блока развязки 6. Выходы блока развязки 6 соединены с первыми входами сумматоров 5.1-5.n, выходы которых являются информационными выходами устройства. Выходы передатчиков 9.1-9.n подключены к входам соответствующих аттенюаторов 7.1-7. n имитатора 4 электромагнитной обстановки. При этом первый датчик 1 случайных сигналов последовательно соединен с информационным входом первого коммутатора 2, выходы которого подключены к входам запуска генераторов 3.1-3.n полезных сигналов. Выходы генераторов полезных сигналов соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров 5.1-5.n имитатора 4 электромагнитной обстановки. Выход второго датчика 11 случайных сигналов подключен к информационному входу второго коммутатора 10, выходы которого соединены с входами передатчиков 9.1-9.n.

На выходе блока 1 периодически появляется сигнал со случайными фазой и амплитудой, распределенными по равномерному закону, который через блок 2 поочередно поступает на вход соответствующего генератора 3, которые в зависимости от этого настраиваются каждый на свою частоту. На выходах генераторов 3.1-3.n создаются напряжения разных частот, которые поступают на вторые входы сумматоров 5.1-5.n. Второй датчик 11 случайных сигналов через второй коммутатор 10 последовательно настраивает каждый передатчик 9.1-9.n на свою частоту, выбранную случайным образом. Аттенюаторы 7.1-7.n служат для установки необходимых значений затуханий излучений передатчиков 9.1-9.n, соответствующих переходным ослаблениям этих излучений в зависимости от моделируемого пространственного размещения приемных и передающих антенн на объекте.

Блок развязки 6 служит для исключения влияния друг на друга передающих каналов. Сумматоры 5.1-5. n производят смешивание сигналов от генераторов 3.1-3.n полезных сигналов с сигналами помех от передатчиков 9.1-9.n.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно перед началом проведения лабораторных исследований устанавливаются начальные условия, соответствующие варианту размещения приемных и передающих антенн на объекте. Для этого в имитаторе 4 с помощью аттенюаторов 7.1-7.n устанавливаются необходимые значения затуханий излучений передатчиков 9.1-9.n. Первый датчик 1 случайных сигналов 3.14-3.n включает последовательно через коммутатор 2 генераторы полезных сигналов, каждый на свою частоту. Второй датчик 11 случайных сигналов через коммутатор 10 настраивает каждый из передатчиков 9,1-9.n на свою частоту. Сигналы от передатчиков через аттенюатор 7, блок развязки 6 и сумматоры 5.1-5.n поступают на входы приемников 8.1-8.n. С выходов приемников результирующий сигнал поступает на выход устройства для регистрации и измерения, где производится оценка его по измерению отношения сигнал/шум. Далее процесс повторяется в пределах десятикратной смены частот приема и передачи, после чего определяют расчетным путем статистические характеристики отношения сигнал/шум в условиях данной электромагнитной обстановки.

Датчик случайных сигналов представляет собой генератор случайных сигналов, который может быть реализован по схеме (Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений. М. Связь, 1973, с.169, 170). В качестве коммутаторов 2 и 10 могут быть использованы коммутаторы типа КВС-2 ("Коротковолновые антенны./Под ред. Г.З.Айзенберга, с.478-479).

Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет учесть случайный характер назначения частот приема и передачи и уменьшить доверительную оценку измеряемого отношения сигнал/шум на выходе радиоприемника в 3,3 раза. Это следует из того, что если известна заранее средняя квадратическая ошибка измерений, то доверительная оценка

t(p) где t(p) определяется по заданной доверительной вероятности p;

n количество измерений.

В случае если n увеличится в 10 раз, то

t(p) t(p) уменьшится в 3,3 раза.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет увеличить точность моделирования.