Способ количественной оценки частотной избирательности радиоприемного устройства по интермодуляционным каналам

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ЧАСТОТНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА ПО ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫМ КАНАЛАМ(71) Заявитель Кереселидзе Евгений Владимирович(72) Авторы Кереселидзе Евгений Владимирович Лонский Анатолий Евгеньевич Журид Андрей Александрович(73) Патентообладатель Кереселидзе Евгений Владимирович(56)5701 1, 2003.2032272 1, 1995.949830, 1982.938204, 1982.750391, 1980. КЕРЕСЕЛИДЗЕ Е.В. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств Учебно-методическое пособие по курсу Электромагнитная совместимость. Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники. - Минск, 2005. - С. 39-48.(57) Способ количественной оценки частотной избирательности радиоприемного устройства по интермодуляционным каналам, заключающийся в том, что на первом этапе определяют чувствительность и ширину полосы пропускания радиоприемного устройства путем подачи на его вход радиосигнала, отличающийся тем, что на втором этапе осуществляют зондирование радиоприемного устройства путем подачи на его вход двух радиосигналов, частоты которых изменяют по пилообразным законам с различающимися периодами для имитации воздействия помех, при этом частоту одного радиосигнала 11110 1 2008.10.30 оставляют неизменной, а частоту другого - изменяют в выбранном диапазоне исследуемых частот для получения на выходе радиоприемного устройства откликов в виде интермодуляционных помех -го порядка с частотами, совпадающими с частотой основного или побочного каналов приема по выходному сигналу формируют и визуализируют диаграмму двухчастотного зондирования в виде интермодуляционных линий, каждая из которых характеризует положение засвета от интермодуляционной помехи -го порядка,разделяют засветы на фрагменты путем наложения на каждую интермодуляционную линию полосок, вычисляют площади фрагментов, расположенных в соответствующих полосках,по значениям которых вычисляют общую площадь каждого засвета, а количественную оценку частотной избирательности радиоприемного устройства осуществляют по каждому интермодуляционному каналу в отдельности по значению общей площади засветов для-го порядка интермодуляционных помех, вычисленного посредством нейронной сети. Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования оценки избирательности радиоприемного устройства по интермодуляционным каналам. Известно устройство 1, позволяющее осуществлять контроль восприимчивости радиоприемного приемника к радиопомехам. На вход приемника в рабочем диапазоне частотподают два непрерывных равных по мощности испытательных радиосигнала с частотами, изменяющимися в диапазонепо линейному закону. В зависимости от мощности испытательных сигналов, характеристики нелинейности трактов избирательности,их коэффициента усиления и самой характеристики избирательности испытуемого радиоприемного устройства вычислителем фиксируется отклик на зондирующее воздействие,соответствующее основному, побочным и интермодуляционным каналам приема. Недостаток данного устройства в том, что выходной информацией является диаграмма, по которой сложно оценить воздействия помех по отдельным каналам без использования дополнительных средств. Наиболее близким является однокритериальный способ оценки обобщенной частотной избирательности радиоприемного устройства 2, заключающийся в подаче на вход испытуемого устройства сигналов, которые в полной мере имитируют действие помех, и формировании на выходе устройства обобщенной оценки, которая определяется отношением числа помех в полосе пропусканияк общему числу помех на входе радиоприемного устройства. Недостатком данного метода является малая информативность об избирательных свойствах испытуемого приемника, которая не дает информации по конкретному интермодуляционному каналу. Задача изобретения - детальная оценка восприимчивости приемника к интермодуляционным помехам - заключается в анализе диаграммы двухчастотного зондирования по интермодуляционным каналам, а также получение технического результата, который заключается в приведении графических данных, отображающих информацию о -ом виде интермодуляции в количественную величину, что позволяет осуществлять относительное сравнение приемников одного класса. Указанная задача достигается путем подачи на вход радиоприемного устройства сигнала для определения чувствительности и ширины полосы пропускания, подаче двух радиосигналов, имитирующих действие помех, контроле сигналов на выходе радиоприемного устройства, а на выходе исследуемого радиоприемного устройства производится детальный анализ воздействия помех по каждому интермодуляционному каналу в отдельности и формирование количественной оценки по ним, путем анализа диаграммы двухчастотного зондирования с помощью использования нейронных сетей. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ, фиг. 2 - диаграмма двухчастотного зондирования (ДДЧЗ) с интермодуляционными линиями различных порядков, фиг. 3 - расположение опорных полосок на ДДЧЗ. 2 11110 1 2008.10.30 Диаграмма, изображенная на фиг. 2, называется диаграммой двухчастотного зондирования 3. Данная диаграмма иллюстрирует каналы проникновения помех на выход приемника при действии на его входе двух сигналов с различными частотами. Каждый штрих соответствует отклику приемника на воздействие напряжений от перестраивающихся генераторов. Штрихи группируются в фигуры, напоминающие прямые линии. Как видно из фиг. 2, наклонные линии имеют переменную толщину максимальную, как правило, вблизи основного или зеркального канала и уменьшающуюся при отдалении от них. Отклик приемника по основному каналу имеет место при равенстве частот 10 и 20 (линии 1 и 2). Линии 3 и 4 соответствуют равенствам 2(г-1)пч. и 2(г - 2)пч,где г - частота напряжения гетеродина, пч - частота настройки УПЧ. Интермодуляционные каналы разных порядков изображаются наклонными линиями. Так, линии 5-11 обозначают соответственно каналы, полученные в результате взаимодействия сигналов с частотами 1 и 2 и их гармоник в следующих комбинациях 22-10, 21-20, 32210, 31-220, 42-310, 41-320, 2 г-(21)пч. Диаграмма двухчастотного зондирования дает максимум информации о восприимчивости приемника к помехам возникающих из-за нелинейности входных каскадов и смесителя, однако из общей картинки очень трудно извлечь конкретные данные по каждому виду проникающих помех. Чтобы оценить избирательность по отдельным видам помех (22-10, 21-20, 32210, 31-220, 42-310, и т.д.) необходимо определить относительную площадь соответствующих им линий засветки ДДЧЗ. Для этого область возможного появления откликов,вызванных интермодуляционной помехой определенного вида, разбивается на несколько полосок. На фиг. 3 в качестве примера выделена область возможного появления откликов,вызванных интермодуляционной помехой вида 22-10. Определяя относительную площадь засветки по каждой полоске можно определить относительную площадь и конфигурацию области засветки ДДЧЗ за счет прохождения на выход радиоприемника интермодуляционных помех, в данном примере интермодуляционных помех вида 22-10. Чем на большее число полосок разбита область возможного появления откликов, тем точнее можно определить относительную площадь и конфигурацию области засветки ДДЧЗ за счет прохождения на выход радиоприемника интермодуляционных помех. В предлагаемом методе ДДЧЗ формируется в цифровом виде с помощью устройства формирования диаграммы (УФД) и представляет собой квадратную матрицу ММ, в которой элементы, соответствующие наличию отклика на выходе приемника, равны 1, а элементы, соответствующие отсутствию отклика, равны нулю. Сформированная по выходным откликам цифровая ДДЧЗ характеризует реакцию радиоприемника на воздействие двух тестовых сигналов с изменяющимися частотами. Анализ реакции приемника по каждой области возможного появления откликов на воздействие интермодуляционных помех различных порядков позволяет получить количественную оценку избирательности по любому интермодуляционному каналу. Предварительный анализ ДДЧЗ проводится с помощью опорных матриц. Каждая опорная матрица также является квадратной размером ММ, у которой расположение единичных элементов соответствует положению одной из полосок на ДДЧЗ, остальные элементы равны нулю. Поэлементное перемножение ДДЧЗ, представленной в виде матрицы и опорной матрицы, позволяет определить относительную площадь засветки одной из полосок, области возможного появления интермодуляционных помех определенного вида, а значит, количество откликов, вызванных прохождением на выход приемника помехи данного вида. Информация о площади засветки (количестве откликов) по каждой полоске подается на нейронную сеть, с помощью которой проводится окончательный анализ ДДЧЗ и дается количественная оценка избирательности по каждому интермодуляционному каналу проникновения помех. 3 11110 1 2008.10.30 Таким образом, с помощью предлагаемого метода можно получать количественную оценку избирательности по интермодуляции различных порядков, а значит произвести детальный анализ воздействия помех по каждому интермодуляционному каналу в отдельности, чего не позволяли делать ранее известные методы. Применение нейронных сетей обусловлено тем, что нельзя однозначно судить о площадях засветов по интермодуляционным каналам, т.к. они пересекаются друг с другом с основным, зеркальным и другими побочными каналами, т.е. необходим анализ с применением нечеткой логики. Устройство для определения степени поражения радиоприемного устройства по интермодуляционным каналам содержит два генератора радиосигналов 1, 1 сумматор 2, 1 управляемый аттенюатор 3, контролируемый приемник 4, 1 управляющую электронновычислительную машину 5. В состав ЭВМ входят 2 генератора тактовых импульсов 6,устройство формирования диаграммы (УФД) двухчастотного зондирования 7,корреляторов для определения площади засвета по конкретной интермодуляционной линии 8, 1 нейронной сети 12, 1 устройство отображения результата (УОР) 13. Коррелятор 8 состоит из 1 устройства перемножения 9, 1 опорной матрицы 10, 1 вычислитель веса (ВВ) 11. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. Частоты генераторов сигналов 1 изменяются по пилообразным законам с различающимися периодами, формируемыми генераторами тактовых импульсов 6, расположенными в ЭВМ 5. Таким образом, частота одного из них остается практически неизменной, в то время как частота второго изменяется во всем диапазоне исследуемых частот, т.е. аппаратным способом производится перебор всех возможных комбинаций частот. После суммирования и регулировки уровня с помощью управляемого аттенюатора 3, сигналы подаются на вход исследуемого приемника 4, если в результате действия сигналов возникают интермодуляционные помехи, частоты которых совпадают с частотой основного либо побочных каналов приема, на выходе приемника появляется отклик. Выходной сигнал приемника подается ЭВМ 5, где с помощью УФД 7 и генераторов тактовых импульсов формируется цифровая диаграмма двухчастотного зондирования, которая представляет собой квадратную матрицу М (фиг. 2), где М - зависит от вычислительной мощности ЭВМ. Шаг дискретизации матрицы будет определяться по формуле Полученная матрица поступает на линейку корреляторов 8, в каждом из которых происходит почленное перемножение на опорную матрицу 10, которая отображает одну из полосок интермодуляции вида 1122, для определения площади попавшей в эту полоску. Далее с помощью ВВ 11 определяется вес данной площади. Количество корреляторов будет вычисляться по формуле где- высший порядок интермодуляции, который анализируется в устройстве- количество линий вида 1122, попавших в матрицу ММ, для интермодуляции порядка- количество полосок (на фиг. 3 их 3). С линейки корреляторов веса подаются на нейронную сеть, которая и вычисляет количественную оценку, по конкретному виду интермодуляции, и отображаются на УОР 13. Количество выходов нейронной сети равно -1. Обучение нейронной сети происходит по данным, полученным с помощью смоделированной модели приемника на ЭВМ, в которой возможно получать не только общую диаграмму двухчастотного зондирования приемника, но и диаграмму для любой отдельной интермодуляционной линии вида 1122. 4 11110 1 2008.10.30 Сопоставительный анализ показывает, предложенный способ отличается от известных тем, что в нем для более детальной оценки по интермодуляционным каналам используется двухсигнальное зондирующее воздействие, имитирующее действие помех, анализе выходного сигнала с помощью нейронной сети. Получившиеся значения на выходе нейронной сети и являются количественными оценками частотной избирательности радиоприемного устройства по интермодуляционным каналам. Положительный эффект при определении избирательности приемника по предложенному способу заключается в том, что достигается детальная оценка избирательности по интермодуляционным каналам по сравнению с известными способами. Способ позволяет оценивать реакцию приемника по интермодуляционным каналам приема. Источники информации 1. Патент РФ 2032272, МПК Н 04 В 17/00, 1995. 2. Патент РБ 5701, МПК Н 04 В 17/00, 2003 (прототип). 3. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств Учеб. пособие / А.Ф. Апорович. - Мн. Бестпринт, 2003. - С. 288-293. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5