ИМИТАТОР КАНАЛА СВЯЗИ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Полезная модель относится к области радиотехники и техники связи и может быть использована при наземной экспериментальной отработке функционирования космических систем связи, ретрансляции информации и другого назначения на основе макетов или опытных образцов целевой аппаратуры.
Известен эмулятор канала N5106A PXB [Keysight Technologies. Контрольно-измерительные решения. Каталог 2016, стр. 46], обеспечивающий возможность эмуляции среды прохождения сигналов в реальном времени на основе цифровой обработки сигналов. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности работы с входными высокочастотными аналоговыми сигналами.
Известен имитатор спутникового канала [Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. ЭКО-ТРЕНДЗ, Москва, 1999, стр. 187], каждый из трактов имитации которого включает в свой состав следующие основные элементы: преобразователь частоты вниз, линию задержки, преобразователь частоты вверх, управляемый аттенюатор, источник шума. К недостаткам данного устройства относятся ограниченные возможности по перестройке и изменению значений параметров имитируемых условий прохождения сигналов.
Наиболее близким к заявляемому является устройство (патент RU №181746), с использованием которого могут быть осуществлены процессы наземной экспериментальной отработки функционирования космических систем связи, ретрансляции информации и другого назначения с имитацией различных условий прохождения сигналов в канале связи. Данное устройство содержит преобразователь частоты вниз, аналого-цифровой преобразователь, устройство цифровой обработки, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь частоты вверх, управляемый аттенюатор, соединенные последовательно по сигнальным выходам, при этом их входы управления соединены с соответствующими выходами управляющей электронно-вычислительной машины (ЭВМ). Недостатком данного устройства является отсутствие возможности имитации условий распространения сигналов при воздействии на полезный сигнал случайных и/или преднамеренных помех в канале связи.
В основу полезной модели положена задача расширения функциональных возможностей устройства и повышения информативности процессов наземной экспериментальной отработки космических систем различного функционального назначения, реализуемой на основе макетов аппаратуры наземных и бортовых комплексов.
Указанная задача решается тем, что в устройство, содержащее преобразователь частоты вниз, аналого-цифровой преобразователь, устройство цифровой обработки, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь частоты вверх, управляемый аттенюатор, дополнительно введены формирователь цифровых отсчетов помехового сигнала и сумматор, при этом преобразователь частоты вниз, аналого-цифровой преобразователь, устройство цифровой обработки соединены последовательно по сигнальным выходам, выход устройства цифровой обработки соединен с первым входом сумматора, выход формирователя цифровых отсчетов помехового сигнала соединен со вторым входом сумматора, сумматор, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь частоты вверх, управляемый аттенюатор соединены последовательно по сигнальным выходам, а входы управления блоков соединены с соответствующими выходами управляющей ЭВМ.
Графические изображения представлены в виде функциональной схемы. Имитатор канала связи космических систем содержит преобразователь частоты вниз (ПЧ вниз) 1, сигнальный вход которого является входом устройства, а выход соединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, выход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2 подключен к сигнальному входу устройства цифровой обработки (УЦО) 3, выход устройства цифровой обработки (УЦО) 3 подключен к первому входу сумматора (СУМ) 5, выход формирователя цифровых отсчетов помехового сигнала (ФЦОП) 4 подключен ко второму входу сумматора (СУМ) 5, в свою очередь, выход сумматора (СУМ) 5 подключен к сигнальному входу цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 6, сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом преобразователя частоты вверх (ПЧ вверх) 7, выход преобразователя частоты вверх (ПЧ вверх) 7 соединен с сигнальным входом управляемого аттенюатора (УА) 8, являющимся выходом устройства. Управляющая электронно-вычислительная машина (УЭВМ) 9 по выходам управления соединена с преобразователем частоты вниз (ПЧ вниз) 1, аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 2, устройством цифровой обработки (УЦО) 3, формирователем цифровых отсчетов помехового сигнала (ФЦОП) 4, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 6, преобразователем частоты вверх (ПЧ вверх) 7 и управляемым аттенюатором (УА) 8.
Устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода источника высокочастотного сигнала (например, макета или опытного образца оборудования земной станции, абонентского терминала и пр.) поступает на вход ПЧ вниз 1, являющего входом устройства. ПЧ вниз 1 осуществляет функцию переноса сигнала в промежуточную полосу частот, необходимую для последующей оцифровки в АЦП 2. Оцифрованный сигнал поступает на вход УЦО 3, выполненного на основе перепрограммируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). В УЦО 3 осуществляется преобразование сигнала в соответствии с заданным алгоритмом, определяемым загруженным по входу управления от УЭВМ 7 файлом конфигурации ПЛИС.
ФЦОП 4 осуществляет формирование дискретных отсчетов помехового сигнала (например, сосредоточенной, широкополосной, импульсной и др. помех или любых возможных их сочетаний) на основе параметров загруженных по входу управления от УЭВМ 9 (уровня мощности, промежуточной частоты, ширины полосы и др.). Формирование помехового сигнала в блоке ФЦОП 4 осуществляется на основе широко известных из области техники алгоритмов цифрового синтеза сигналов.
С выхода УЦО 3 обработанный сигнал в цифровом виде поступает на первый вход СУМ 5, на второй вход которого поступают цифровые отсчеты помехового сигнала. Суммарный сигнал с выхода СУМ 5 в цифровом виде поступает на вход ЦАП 6, где осуществляется его преобразование в аналоговую форму на промежуточной полосе частот. При помощи ПЧ вверх 7 сформированный аналоговый сигнал переносится в полосу частот, соответствующую входному диапазону соответствующего макета или опытного образца оборудования приемной станции, абонентского терминала, бортового комплекса космического аппарата и др. Выходом имитатора является сигнальный выход УА 8, посредством которого осуществляется установка необходимого уровня мощности аналогового сигнала на выходе устройства. Все функциональные узлы устройства являются широко известными в технике, современный уровень которой позволяет реализовать устройство на базе серийно выпускаемых приборов и узлов. От параметров устройств преобразования частоты вверх и вниз, аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей зависит частотный диапазон и рабочая полоса устройства.
В соответствии с вышеизложенным, заявляемое устройство относительно устройства прототипа характеризуется дополнительными функциональными возможностями. Технический результат - увеличение количества имитируемых условий распространения сигналов в канале связи. Реализованные дополнительные возможности обеспечивают повышение информативности наземной экспериментальной отработки космических систем различного функционального назначения, проводимой на основе макетов аппаратуры наземных и бортовых комплексов. Данный факт позволяет говорить о решении положенной в основу полезной модели задачи.