РАДИОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО
RADIO RECEIVER

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к гетеродинному приемнику с однократным преобразованием частоты, и может быть использовано для приема случайным образом распределенных частотно-модулированных сигналов в условиях подвижных объектов и многолучевого распространения сигнала и для определения качества.
Известно радиоприемное устройство, содержащее два тюнера, каждый из которых состоит из последовательно включенных коммутируемого преселектора, первого смесителя, избирательного усилителя первой промежуточной частоты, второго смесителя, избирательного усилителя второй промежуточной частоты и аналого-цифрового преобразователя, а также содержащее синтезатор опорных частот, соответствующие выходы которого подключены к вторым входам первого и второго смесителей каждого тюнера, и ПЭВМ, введены первый формирователь квадратурных компонент, первый блок цифровой фильтрации, первый ресемплер, регенератор спектра, энергетический анализатор, узел панорамного анализа, блок формирования выходных данных, второй формирователь квадратурных компонент, второй блок цифровой фильтрации, второй ресемплер, детектор, корректор несущей, корректор тактовой частоты, эквалайзер, блок программного обеспечения и полнодоступный коммутатор (описание к патенту RU 94096, МПК Н04В 17/00 (2006.01) H04J 1/16 (2006.01), опубликовано 10.05.2010).
Известное устройство может быть использовано для радиомониторинга сигналов, в частности для автоматизированного радиомониторинга радиосигналов различных источников радиоизлучений в широком диапазоне частот.
Задача изобретения - разработка приемника для сдвоенного приема случайным образом распределенных частотно-модулированных частот.
Технический результат - повышение помехоустойчивости приема сообщений и определение качества канала связи путем сложения или подключения канала с лучшим соотношением сигнал/ шум.
Технический результат достигается тем, что в радиоприемном устройстве, включающем два антенных входа, каждый из которых состоит из последовательно включенных фильтра преселектора, первого усилителя, смесителя, фильтра промежуточной частоты, второго усилителя промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, комплексный смеситель, а также включающее гетеродин, выходы которого подключены к вторым входам смесителей каждого антенного входа, блок анализа с программным обеспечением и блок формирования выходных данных, первые выходы комплексных смесителей соединены с блоком формирования выходных данных через блок анализа соотношения сигнал/шум и через соответствующие блоки задержки, а вторые входы комплексных смесителей подключены к цифровому гетеродину.
На рисунке изображена функциональная схема радиоприемного устройства.
1, 2 - первый и второй антенные входы (антенны не показаны), включающие соответственно:
3, 4 - фильтры преселектора;
5, 6 - первые усилители;
7, 8 - смеситель;
9, 10 - фильтр промежуточной частоты;
11, 12 - вторые усилители промежуточной частоты;
13, 14 - аналого-цифровые преобразователи (АЦП);
15, 16 - комплексные смесители;
17 - гетеродин;
18 - цифровой гетеродин (NCO);
19, 20 - блоки линии задержки;
21 - блок анализа соотношения сигнал/шум (SNR);
22 - блок формирования выходных данных (блок сдвоенного приема);
23 - блок демодуляции и тактовой синхронизации.
Сигналы, поступающие на антенные входы 1, 2, попадают соответственно на фильтры 3, 4 преселекции, после которого усиливаются на малошумящем усилителе 5, 6, еще раз фильтруются на фильтрах 7, 8 для удаления побочных составляющих и попадают на смеситель 7, 8. Смеситель 7, 8, выполненный по схеме двойного балансного, формирует посредством сигнала гетеродина 17 промежуточную частоту. Далее сигнал промежуточной частоты усиливается и попадает на шестнадцати разрядный высокоскоростной АЦП 13, 14. Цифровые сигналы от АЦП 13, 14 попадают в комплексный смеситель 15, 16, в котором при помощи цифровой фильтрации выделяется необходимый канал с заданной полосой (25-50 кГц). Также в данном блоке происходит разложение сигнала на векторные составляющие, над которыми далее производятся различные операции. В блоке 21 по векторным проекциям происходит вычисление соотношения сигнал/ шум (в условных единицах) для каждого из каналов 1, 2 и их суммарного сигнала. SNR сигналы о качестве сигналов от блока 21 поступают на блок 22 и по ним выбирают канал с лучшим качеством сигнала.
В блоке 21 комплексный вектор принятого сигнала предварительно оценивается по абсолютному значению с дальнейшим его усреднением. Далее производится вычисление изменение абсолютного значения вектора, что дает информацию о шумовой составляющей вектора. Среднее значение является полезной составляющей сигнала. Шумовая составляющая вектора вычисляется путем взятия первой производной от абсолютного значения вектора. При этом постоянная составляющая вектора, являющаяся амплитудой полезного сигнала, становится равна нулю. Далее берется абсолютное значение от шумовой составляющей и усредняется по времени. После этих вычислений определяют отношение двух составляющих и получают соотношение сигнал/шум для сигнала с непрерывной фазой по формуле
где I и Q - проекции векторов сигнала на комплексную плоскость,
ABS - функция, вычисляющая абсолютное значение.
Векторные проекции параллельно проходят (10 мс) через блоки 19, 20 линии задержки, которая необходима для компенсации времени, затраченного на вычисления соотношения сигнал/шум.
Далее задержанные сигналы приходят на схему векторного сложения блока 22 сдвоенного приема и формирования выходных данных. После блока 22 сигнал попадает на блок 23 демодуляции и восстановления тактовой синхронизации. Из блока 21 выходит сигнал качества канала связи, который привязан к количеству ошибок в канале (bit error).
При этом перед сложением происходит выравнивание по фазам сигналов с двух каналов 1, 2 приемника. Впоследствии сигналы от каждого канала 1, 2 приходят на блок 22, в котором происходит сравнение и анализ вычисленных соотношений сигнал/шум и коммутация одного из каналов в случае, если разность сигнал/шум выше определенного порога, или суммарного канала (двух каналов), если соотношения сигнал/шум близки или равны.
Работа блоков 21 и 22 обеспечивается специальным программным обеспечением.
В случае резкого ухудшения качества сигнала в одном из каналов приемника пораженные помехой данные не пройдут на выход демодулятора 23 вследствие работы линии задержки 19, 20. Это позволяет работать в условиях подвижных объектов и многолучевого распространения сигнала.