Измеритель суммарного коэффициента качества шумовых помех

Настоящее изобретение относится к области специальных радиотехнических измерений и может быть использовано при разработке аппаратуры радиопротиводействия для сравнительной оценки маскирующих свойств шумовых помех, выбора и оптимизации параметров шумовых модуляторов и т.п.
При разработке аппаратуры радиопротиводействия, в частности станций ответно-шумовых помех особая роль отводится специальной радиоизмерительной аппаратуре, обеспечивающей быстрый и точный контроль маскирующих свойств шумовых помех.
Известны устройства (см. патент США №3832710 1974 г. по кл. 343-5 SM и "Специальная электроника", сер.1, "электроника СВЧ", вып.6, 1974 г. стр. 101, УДК 621.385.6), используемые в радиотехнических установках и приборах для контроля и измерения параметров шумовых сигналов.
Из известных измерителей параметров шумовых сигналов наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является установка (см. "Специальная электроника", сер. 1, вып. 6, 1974 г., стр. 101, УДК 621.385.6), предназначенная для оценки качества шумов генераторов РПД.
Эта установка содержит перестраиваемый супергетеродинный приемник, источник сигнала РЛС, схему обработки сигнала с выхода приемника, счетчик и индикатор.
Однако указанная установка предназначена лишь для измерения спектральных характеристик помехи и характеристик обнаружения приемника, что не дает полного представления о маскирующих свойствах шумовой помехи. Кроме того, эта установка достаточно сложна и требует значительных затрат времени на измерения.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование известного устройства таким образом, чтобы получить относительно простой быстродействующий измеритель, обеспечивающий оперативный контроль маскирующих свойств шумовых помех.
Согласно настоящему изобретению, это достигается тем, что в известное устройство, содержащее перестраиваемый супер-гетеродинный приемник, генератор шумового сигнала, имитатор сигнала РЛС и схему последетекторной обработки, дополнительно введены два замкнутых контура автоматического регулирования, обеспечивающие в процессе измерения постоянную степень маскирования полезного сигнала исследуемой шумовой помехой, т.е. постоянную заданную вероятность правильного обнаружения при фиксированной заданной вероятности ложной тревоги.
На фигуре изображена функциональная схема предлагаемого измерителя.
Основным элементом измерителя является радиолокационный супергетеродинный приемник 1 с имитатором 2 импульсных сигналов РЛС на промежуточной частоте приемника, устройством 3 для перестройки гетеродина приемника и усилителем 4 на ЛБВ на входе приемника.
Высокочастотный переключатель 5 предназначен для подключения ко входу усилителя 4 исследуемой шумовой помехи со входа измерителя либо сигнала с генератора эталонного шума 6. Выход приемника 1 соединен с одним из входов схемы сравнения 7, выход которой соединен со входом устройства череспериодного разделения импульсов 8. Устройство череспериодичного разделения импульсов 8 содержит схемы совпадений 9, 10, триггер 11 и формирователь строб-импульсов 12. Первые входы схем совпадения 9, 10 подключены к выходу схемы сравнения 7, вторые входы соединены с выходами триггера 11.
Генератор синхроимпульсов 13 служит для запуска имитатора 2 сигналов РЛС, синхронизации формирователя стробов 12 и переключения триггера 11. Частота повторения строб-импульсов выбрана вдвое большей частоты повторения импульсов имитатора 2.
При этом формирователь стробов 11 синхронизируется таким образом, чтобы каждый второй строб-импульс точно совпадал по времени с импульсом имитатора 2. Схема сравнения 7 формирует стандартный импульс всякий раз, когда сигнал на ее входе во время строб-импульса превышает пороговый уровень, установленный на втором ее входе. Тогда превышение порогового уровня в момент строба, совпадающего по времени с импульсом имитатора 2, соответствует правильному обнаружению. Превышение порогового уровня во время стробов, расположенных по времени между импульсами имитатора 2, соответствует ложной тревоге.
На выходах схем совпадений 9, 10, являющихся выходами устройства череспериодного разделения импульсов 8, импульсы правильного обнаружения и ложной тревоги разделяются и поступают на интеграторы, 14, 15. Выход интегратора 14 через дифференциальный усилитель 16 соединен со вторым входом схемы сравнения 7, образуя замкнутый контур автоматического регулирования вероятности ложной тревоги. Выход интегратора 15 через дифференциальный усилитель 17 соединен с управляющим электродом ЛБВ усилителя 4, образуя замкнутый контур автоматического регулирования вероятности правильного обнаружения.
Счетчики 18, 19 предназначены для цифровой индикации вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения. Регистрация результатов измерения осуществляется регистрирующим прибором 20.
Предлагаемый измеритель работает следующим образом.
С помощью высокочастотного переключателя 5 на входной усилитель 4 со входа измерителя подается исследуемая помеха и с помощью устройства 3 осуществляется перестройка приемника 1 относительно спектра помехи. Сигнал с выхода приемника поступает на вход схемы сравнения 7, где производится сравнение стробированной импульсами формирователя стробов 12 смеси шума и сигнала имитатора 2 с пороговым напряжением, которое устанавливается на выходе дифференциального усилителя 16. Стандартные импульсы с выхода схемы сравнения 7, соответствующие правильному обнаружению и ложной тревоге, разделяются с помощью схем совпадения 9, 10 и триггера 11 и подаются на входы интеграторов 14, 15. В результате на выходах интеграторов 14 и 15 формируются напряжения, пропорциональные соответственно вероятностям ложной тревоги и правильного обнаружения. Напряжение с выхода интегратора 14, пропорциональное вероятности ложной тревоги, поступает на вход дифференциального усилителя 16, который изменяет напряжение срабатывания схемы сравнения 7 таким образом, чтобы в процессе перестройки поддерживалось заданное фиксированное значение вероятности ложной тревоги, определяемое напряжением Ил.т.
Напряжение с выхода интегратора 15, пропорциональное вероятности правильного обнаружения, поступает на вход дифференциального усилителя 17, который изменяет напряжение на управляющем электроде ЛБВ 4 и, следовательно, мощность помехи на входе приемника I таким образом, чтобы обеспечить в процесс перестройки заданное фиксированное значение вероятности правильного обнаружения, определяемое напряжение Ил.о. При этом в ходе измерений мощность сигнала имитатора 2 должна оставаться неизменной.
Напряжение регулирования с дифференциального усилителя 17 подается на вход "Y" регистрирующего прибора 20. На вход "Х" прибора 20 подается линейно изменяющееся напряжение с устройства перестройки 3. В результате на регистрирующем приборе 20 фиксируется зависимость напряжения на управляющем электроде ЛБВ 4 от расстройки приемника 1 по частоте относительно спектра исследуемой помехи. Выходная мощность ЛБВ в относительных единицах (дБ.Вт) при фиксированной входной мощности в довольно широких пределах линейно зависит от напряжения на управляющем электроде. Поэтому полученная кривая дает зависимость требуемой для обеспечения заданной степени маскирования мощности помехи в дБ.Вт на входе приемника от расстройки помехи по частоте. Если при этом за уровень отсчета мощности принять мощность при точной настройке приемника на середину спектра помехи, то эта кривая будет определять зависимость относительного значения суммарного коэффициента качества (в дБ) от расстройки. Для получения абсолютных значений суммарного коэффициента качества проводится градуировка измерителя, т.е. измерение абсолютных значений коэффициента качества исследуемой помехи по отношению к эталонному шуму генератора 6 и коэффициента потерь рассогласования при точной настройке приемника на середину спектра помехи. Измеренные значения этих коэффициентов в относительных единицах (дБ) дают возможность проградуировать полученный с помощью регистрирующего прибора 20 график непосредственно в значениях суммарного коэффициента качества исследуемой помех.
Предлагаемый измеритель позволяет осуществлять оперативный контроль ухудшения маскирующих свойств ответно-шумовых помех, приводящего к энергетическим потерям, которое обусловлено следующими двумя основными фактами: несогласованностью спектральной плотности мощности помехи со спектром сигнала и отличием формируемых шумовых колебаний от эталонной (прямо-шумовой) помехи. Количественно эти факторы характеризуются коэффициентом потерь рассогласования и коэффициентом качества помехи. При этом под коэффициентом качества, согласно критерию обнаружения Неймана-Пирсона, понимается отношение мощностей в полосе подавляемого приемника исследуемой и эталонной помех, обеспечивающих при фиксированных значениях мощности полезного сигнала и вероятности ложной тревоги одинаковые значения вероятности правильного обнаружения. Коэффициент потерь рассогласования соответственно равен отношению мощности помехи в полосе приемника к интегральной средней мощности помехи.
Предлагаемый измеритель обеспечивает измерение количественного показателя маскирующих свойств шумовых помех, называемого суммарным коэффициентом качества и равного произведению указанных коэффициентов. Как показали испытания опытного образца, предлагаемый измеритель обеспечивает оперативное получение информации о маскирующих свойствах исследуемой помехи с высокой точностью.