КВАДРАТУРНЫЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для исследования структуры сложных сигналов, в частности, в качестве канала параллельного многоканального анализатора спектра.
Известно устройство, содержащее блок согласования по входу, аналого-цифровой преобразователь, умножитель, постоянное запоминающее устройство коэффициентов весовой функции, специализированный процессор быстрого преобразования Фурье, оперативное запоминающее устройство, тактовый генератор, устройство управления, сумматор, буферное оперативное запоминающее устройство, блок преобразования адреса и схемы коммутации [RU 2099720, C1, G01R 23/16, 20.12.1997].
Устройство обладает повышенной разрешающей способностью, однако обладает относительно низкой помехоустойчивостью.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является канал многоканального спектроанализатора, состоящий из подключенных входному широкополосного усилителю спектроанализатора последовательно соединенных входного фильтра, детектора и интегратора, М блоков вычитания первой группы, М-входовый сумматор, М ключей, М блоков вычитания второй группы, М пороговых элементов, KM+1 одновходовых умножителей, К+2 дополнительных М-входовых сумматоров, К двувходовых умножителей, (К+1)-входовых сумматоров, генератор пилообразного напряжения, К-1 блоков, два формирователя, линию задержки с М отводами, М триггеров, блок деления, ключ, М ветвей, содержащих последовательно соединенные пороговый элемент, триггер и масштабный усилитель [RU 2014621, C1, G01R 23/16, 15.06.1994].
Недостатком устройства является относительно низкая помехоустойчивость в условиях действия мощной помехи.
Требуемый технический результат заключается в повышении помехоустойчивости за счет обеспечения возможности выделения полезных сигналов на фоне гармонических помех, существенно превышающих уровень полезного сигнала за счет автоматического подавления помех.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее входной фильтр, первый вход которого является входом устройства, и блок вычитания, введены симметричный квадратурный фильтр, двухфазный генератор и квадратурный избирательный фазовращатель, первые входы которых соединены с первым выходом входного фильтра, выполненного в виде асимметричного квадратурного фильтра, а также режекторный квадратурный фильтр, содержащий блок вычитания и первую и вторую ветви, каждая из которых содержит, соответственно, последовательно соединенные первый перемножитель, первый фильтр нижних частот, первый фильтр верхних частот и второй перемножитель, и последовательно соединенные третий перемножитель, второй фильтр нижних частот, второй фильтр верхних частот и четвертый перемножитель, причем, выходы второго и четвертого перемножителей соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого является выходом режекторного квадратурного фильтра, выход которого является выходом устройства, выход двухфазного генератора соединен со вторыми входами симметричного квадратурного фильтра, квадратурного избирательного фазовращателя и асимметричного квадратурного фильтра, второй выход которого соединен с третьим входом симметричного квадратурного фильтра и с первым входом режекторного квадратурного фильтра, являющегося первым и вторым входами первого перемножителя, первым входом третьего перемножителя и вторым входом четвертого перемножителя, а выход квадратурного избирательного фазовращателя соединен со вторым входом режекторного квадратурного фильтра, являющимся вторыми входами второго и третьего перемножителей.
На чертеже представлена функциональная схема квадратурного анализатора спектра.
Квадратурный анализатор спектра содержит входной фильтр 1, выполненный в виде асимметричного квадратурного фильтра, первый вход которого является входом квадратурного анализатора спектра.
Квадратурный анализатор спектра содержит также симметричный квадратурный фильтр 2, квадратурный избирательный фазовращатель 3, первый пермножитель 4, третий пермножитель 5, второй перемножитель 6, четвертый перемножитель 7, первый фильтр 8 нижних частот, первый фильтр 9 верхних частот, второй фильтр 10 нижних частот, второй фильтр 11 верхних частот и блок 12 вычитания.
В квадратурном анализаторе спектра часть элементов функционально образует режекторный квадратурный фильтр 13, содержащий блок 12 вычитания и первую и вторую ветви, каждая из которых содержит, соответственно, последовательно соединенные первый перемножитель 4, первый фильтр 8 нижних частот, первый фильтр 9 верхних частот и второй перемножитель 6, и последовательно соединенные третий перемножитель 5, второй фильтр 10 нижних частот, второй фильтр 11 верхних частот и четвертый перемножитель 7, причем, выходы второго 6 и четвертого 7 перемножителей соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока 12 вычитания, выход которого является выходом режекторного квадратурного фильтра 13, выход которого является выходом квадратурного анализатора спектра.
Квадратурный анализатор спектра содержит и двухфазный генератор 14, причем, выход двухфазного генератора 14 соединен со вторыми входами симметричного квадратурного фильтра 2, квадратурного избирательного фазовращателя 3 и асимметричного квадратурного фильтра 1, второй выход которого соединен с третьим входом симметричного квадратурного фильтра 2 и с первым входом режекторного квадратурного фильтра 13, являющегося первым и вторым входами первого перемножителя 4, первым входом третьего перемножителя 5 и вторым входом четвертого перемножителя 7, а выход квадратурного избирательного фазовращателя 3 соединен со вторым входом режекторного квадратурного фильтра 13, являющимся вторыми входами второго 6 и третьего 5 перемножителей.
Все элементы устройства являются стандартными устройствами радиотехники.
Работает квадратурный анализатор спектра следующим образом.
Входной сигнал сложной формы поступает на вход асимметричного квадратурного фильтра 1 выходной сигнал которого поступает на вход симметричного квадратурного фильтра 2, на входы первого 4, третьего 5 и четвертого 7 перемножителей, а также на вход квадратурного избирательного фазовращателя 3, выход которого соединен с соответствующими входами второго 6 и третьего 5 перемножителей. Каждая ветвь режекторного квадратурного фильтра 13 содержит первый 8 и второй 10 фильтры нижних частот, а также первый 9 и второй 11 фильтры верхних частот. Выходы второго 6 и четвертого 7 перемножителей соединены с входами блока 12 вычитания, на выходе, которого обеспечивается выделение полезного сигнала. Двухфазный генератор 14 обеспечивает опорными напряжениями асимметричный квадратурный фильтр 1, симметричный квадратурный фильтр 2 и квадратурный избирательный фазовращатель 3.
i
c
i
Входным сигналом режекторного квадратурного фильтра 13 является смесь гармонических напряжений с частотами ω и ω, из которых напряжение с частотой ω (помеха большой амплитуды) подавляется, т.к. совпадает с частотой опорного напряжения, поступающего в режекторный квадратурный фильтр 13 из асимметричного квадратурного фильтра 1 и симметричного квадратурного фильтра 2 через квадратурный избирательный фазовращатель 3.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении помехоустойчивости, поскольку обеспечивается возможность выделения полезных сигналов на фоне гармонических помех, существенно превышающих уровень полезного сигнала за счет автоматического подавления помех.