RU65320U1 - LAND ARTIFICIAL SIGNAL SIMULATOR - Google Patents
LAND ARTIFICIAL SIGNAL SIMULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU65320U1 RU65320U1 RU2007109324/22U RU2007109324U RU65320U1 RU 65320 U1 RU65320 U1 RU 65320U1 RU 2007109324/22 U RU2007109324/22 U RU 2007109324/22U RU 2007109324 U RU2007109324 U RU 2007109324U RU 65320 U1 RU65320 U1 RU 65320U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- phase
- generator
- voltage
- locked loop
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 29
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 25
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Техническое решение предназначено для использования в составе аппаратуры, требующей для проверки независимого источника калиброванного сигнала, например, для проверки аппаратуры наземных пунктов приема информации от низкоорбитальных, среднеорбитальных и геостационарных искусственных спутников Земли. Имитатор сигнала искусственного спутника Земли построен по схеме, при которой формирование сигнала в сантиметровом диапазоне частот осуществляется однократным переносом спектра с использованием схемы на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты, осуществляющей функцию целочисленного умножения, опорным колебанием которого является сигнал синтезатора прямого синтеза частоты. Техническое решение обеспечит требуемую высокую стабильность сигнала, минимальное время готовности к излучению сигнала, возможность формирования фазоманипулированного сигнала, с высокой точностью с возможностью перестройки по уровню и частоте. 7 ил.The technical solution is intended for use as part of equipment requiring to verify an independent calibrated signal source, for example, to check the equipment of ground-based information receiving points from low-orbit, mid-orbit and geostationary artificial Earth satellites. The signal simulator of an artificial Earth satellite is built according to the scheme in which the signal is generated in the centimeter frequency range by a single spectrum transfer using a circuit based on a generator controlled by the voltage in the phase locked loop, which performs the function of integer multiplication, the reference oscillation of which is a direct frequency synthesizer signal . The technical solution will provide the required high signal stability, minimum readiness for signal emission, the possibility of generating a phase-shifted signal, with high accuracy with the possibility of tuning in level and frequency. 7 ill.
Description
Предложенное техническое решение относится к области радиотехники, а именно, к оборудованию наземных пунктов приема информации от низкоорбитальных, среднеорбитальных и геостационарных искусственных спутников Земли, а также для наземных испытаний бортовых радиокомплексов геостационарных, среднеорбитальных и низкоорбитальных искусственных спутников Земли и иной аппаратуры, для проверки функционирования которой, требуется независимый источник калиброванного сигнала.The proposed technical solution relates to the field of radio engineering, namely, the equipment of ground-based information reception points from low-orbit, mid-orbit and geostationary artificial Earth satellites, as well as for ground-based tests of airborne radio complexes of geostationary, mid-orbit and low-orbit artificial Earth satellites and other equipment, for checking the operation of which , an independent calibrated signal source is required.
Известна измерительная аппаратура общего назначения различных типов предназначенная для формирования сигнала. Например, генератор сигнала Agilent Technologies E4438, (см. каталог контрольно-измерительных приборов общего назначения фирмы Agilent Technologies, апрель 2005 г., стр.15), предназначен для формирования сигнала в полосе от 9 кГц до 3 ГГц с уровнем сигнала от 0,5 до минус 157 дБВт. Генератор сигнала Rohde Schwarz типа SML (см. техническое описание «Генератор сигналов R&S SML, август 2004 г., вер. 06.00, стр.2) предназначен для формирования сигнала в полосе от 9 кГц до 3,3 ГГц с уровнем от минус 17 дБВт до минус 170 дБВт. Измерительная аппаратура общего назначения, не может в полной мере отвечать требованиям, предъявляемым к имитатору сигнала так, как является универсальной и имеет большую стоимость. Для обеспечения требуемой точности формируемого сигнала измерительная аппаратура общего назначения требует периодической поверки, а также высокой квалификации обслуживаемого персонала.Known measuring equipment for general use of various types designed to generate a signal. For example, the Agilent Technologies E4438 signal generator, (see the Agilent Technologies general-purpose instrumentation catalog, April 2005, p. 15), is designed to generate a signal in the band from 9 kHz to 3 GHz with a signal level from 0, 5 to minus 157 dBW. The SML type Rohde Schwarz signal generator (see the technical description “R&S SML signal generator, August 2004, ver. 06.00, p. 2) is designed to generate a signal in the band from 9 kHz to 3.3 GHz with a level of minus 17 dBW up to minus 170 dBW. General-purpose measuring equipment cannot fully meet the requirements for a signal simulator as it is universal and has a high cost. To ensure the required accuracy of the generated signal, general-purpose measuring equipment requires periodic verification, as well as highly qualified personnel.
Известна контрольно-проверочная аппаратура специализированного назначения - автоматизированный информационный комплекс для наземной проверки радиотехнического спутникового комплекса низкоорбитального искусственного Known control equipment for specialized purposes - an automated information system for ground-based verification of the radio-technical satellite complex of low-orbit artificial
спутника Земли системы КОСПАС-САРСАТ, предназначенная для формирования импульсного сигнала аварийных радиобуев по трем частотным каналам одновременно в диапазоне 406,0-406,1 МГц с уровнем от минус 120 дБВт до минус 140 дБВт. Контрольно-проверочная аппаратура подобного типа не предназначена для формирования сигнала в диапазоне выше 406 МГц, не способна формировать сигнал с разным видом модулирующего сигнала и не способна изменять литеры несущей частоты, в частности для имитации доплеровского закона изменения частоты при движении искусственного спутника Земли по круговой орбите.Earth satellite of the COSPAS-SARSAT system, designed to generate a pulsed signal of emergency beacons on three frequency channels simultaneously in the range of 406.0-406.1 MHz with a level from minus 120 dBW to minus 140 dBW. Testing equipment of this type is not designed to generate a signal in the range above 406 MHz, is not capable of generating a signal with a different type of modulating signal, and is not able to change the carrier frequency letters, in particular, to simulate the Doppler law of frequency change during the movement of an artificial Earth satellite in a circular orbit .
Ближайшим аналогом предложенного технического решения выбран синтезатор сигнала, описанный в патенте на изобретение RU 2239940 и способный формировать сетку стабильных частот, задаваемых программным способом в диапазоне сверхвысоких частот. Известный из патента RU 2239940 синтезатор сигнала содержит опорный генератор, микропроцессор, схему фазовой автоподстройки частоты, состоящую из делителей с переменным коэффициентом деления, фазового детектора и фильтра нижних частот, генератора, управляемый напряжением, умножителя частоты, полосового фильтра, схему индикации и усилитель мощности. В известном из патента RU 2239940 синтезаторе частот невозможно изменить формируемые литеры несущей частоты по программе, записанной в ПЭВМ или путем перезаписи программы в микропроцессоре, и не возможно сформировать фазоманипулированный сигнал с изменяемым индексом модуляции. Кроме того, в схеме известного из патента RU 2239940 синтезатора отсутствует аттенюатор, управляемый микропроцессором и предназначенный ля установления уровня ослабления сигнала.The closest analogue of the proposed technical solution is the signal synthesizer described in the patent for invention RU 2239940 and capable of forming a grid of stable frequencies specified by the software in the microwave range. The signal synthesizer known from RU 2239940 contains a reference generator, a microprocessor, a phase-locked loop, consisting of dividers with a variable division coefficient, a phase detector and a low-pass filter, a voltage-controlled oscillator, a frequency multiplier, a bandpass filter, an indication circuit, and a power amplifier. In the frequency synthesizer known from patent RU 2239940, it is impossible to change the generated letters of the carrier frequency according to the program recorded in the PC or by rewriting the program in the microprocessor, and it is not possible to form a phase-shifted signal with a variable modulation index. In addition, in the synthesizer circuit known from RU 2239940, there is no attenuator controlled by a microprocessor and designed to establish the level of signal attenuation.
Предложенное техническое решение обеспечит стабильность несущей частоты сигнала, минимальное время готовности к излучению, точность формирования литеры несущей частоты, возможность переключения несущей частоты и мощности сигнала с заданным шагом при помощи органа внешнего управления, формирование сигнала с фазовой манипуляцией несущей частоты. Сформированный модулирующий сигнал, будет представлять непрерывную The proposed technical solution will ensure the stability of the carrier frequency of the signal, the minimum time of readiness for radiation, the accuracy of forming the letter of the carrier frequency, the ability to switch the carrier frequency and signal power with a given step using an external control, the formation of a signal with phase shift key carrier frequency. The generated modulating signal will be continuous
последовательность символов с закодированной информацией, например, псевдошумовую последовательность. Также будет обеспечен длительный срок службы, высокая технологичность при производстве, низкая стоимость, минимальный вес, габариты и простота в использовании.a sequence of characters with encoded information, for example, a pseudo-noise sequence. It will also provide a long service life, high manufacturability in production, low cost, minimum weight, dimensions and ease of use.
Технический результат, ожидаемый от использования предложенного технического решения, достигается тем, что предложен имитатор сигнала искусственного спутника Земли, содержащий последовательно соединенные, опорный генератор, синтезатор прямого синтеза частоты, и умножитель. Умножитель выполнен на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты. Синтезатор прямого синтеза частоты включает компаратор и генератор сигнала на основе прямого синтеза частоты, входы которых подключены к выходу опорного генератора, и первичный микропроцессор, выход которого соединен с генератором сигнала на основе прямого синтеза частоты. Умножитель на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты включает, последовательно соединенные полосовой фильтр, компаратор, генератор, управляемый напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты, диапазонный аттенюатор, с подключенными к нему переключателями, аттенюатор, а также вторичный микропроцессор. Входы вторичного микропроцессора подключены к ПЭВМ и органу внешнего управления, а выходы соединены с первичным микропроцессором, генератором, управляемым напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты и аттенюатором. Опорный генератор, генератор сигнала на основе прямого синтеза частоты, первичный микропроцессор, генератор, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты, вторичный микропроцессор и аттенюатор, подключены к внутреннему источнику электропитания.The technical result expected from the use of the proposed technical solution is achieved by the fact that a simulator of the signal of an artificial Earth satellite is proposed, comprising a series-connected reference oscillator, direct frequency synthesizer, and a multiplier. The multiplier is based on a generator controlled by the voltage in the phase locked loop. The direct frequency synthesis synthesizer includes a comparator and a signal generator based on direct frequency synthesis, the inputs of which are connected to the output of the reference generator, and a primary microprocessor, the output of which is connected to the signal generator based on direct frequency synthesis. A multiplier based on a voltage-controlled oscillator in a phase-locked loop includes a series-connected bandpass filter, a comparator, a voltage-controlled oscillator in the phase-locked loop, a range attenuator with switches connected to it, an attenuator, and a secondary microprocessor. The inputs of the secondary microprocessor are connected to the PC and the external control, and the outputs are connected to the primary microprocessor, a generator controlled by voltage in the phase-locked loop and an attenuator. A reference oscillator, a signal generator based on direct frequency synthesis, a primary microprocessor, a voltage-controlled oscillator in the phase-locked loop, a secondary microprocessor and attenuator are connected to an internal power source.
Формирование сигнала в сантиметровом диапазоне, которое осуществляется однократным переносом спектра с использованием схемы на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты, с опорным сигналом от синтезатора прямого синтеза частоты, не требует Signal generation in the centimeter range, which is carried out by a single spectrum transfer using a circuit based on a generator controlled by a voltage in the phase-locked loop, with a reference signal from a direct frequency synthesizer, does not require
фильтрации выходного сигнала, так как в нем отсутствуют боковые полосы и частота опорного сигнала. При переносе сантиметрового спектра в диапазон с использованием смесителей требуется или многократное преобразование по частоте или применение выходного фильтра с трудно реализуемой высокой добротностью. Быстродействующие микропроцессоры, управляющие синтезатором прямого синтеза частоты, генератором, управляемым напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты и аттенюатором, обеспечивают минимальное время формирования сигнала. Построение имитатора на базе микросхем с высокой степенью интеграции, применением дискретных элементов поверхностного монтажа и отсутствие многократного экранирования обеспечивает минимальные габариты и массу имитатора сигнала.filtering the output signal, since it lacks sidebands and the frequency of the reference signal. When transferring the centimeter spectrum to the range using mixers, either multiple frequency conversion or the use of an output filter with a difficult to realize high quality factor is required. High-speed microprocessors that control the direct frequency synthesizer, the oscillator controlled by the voltage in the phase-locked loop and the attenuator provide the minimum signal generation time. The construction of a simulator based on microcircuits with a high degree of integration, the use of discrete elements of surface mounting and the absence of multiple shielding provides the minimum dimensions and weight of the signal simulator.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами:The proposed technical solution is illustrated by drawings:
Фиг.1 - Схема частотного формирования имитатора сигнала;Figure 1 - Scheme of the frequency formation of a signal simulator;
Фиг.2 - Структурная схема имитатора сигнала;Figure 2 - Block diagram of a signal simulator;
Фиг.3 - Структурная схема низкочастотной линейки - синтезатора прямого синтеза частоты;Figure 3 - Structural diagram of a low-frequency line - synthesizer direct frequency synthesis;
Фиг.4 - Структурная схема высокочастотной линейки - умножителя сигнала на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты;Figure 4 - Block diagram of a high-frequency line - a signal multiplier based on a generator controlled by voltage in the phase locked loop;
Фиг.5 - Кадровая структура модулирующего сигнала;Figure 5 - Frame structure of the modulating signal;
Фиг.6 - Формирование единичного символа по принципу бифазного L-кодирования со скоростью 2,5 кбит/с;6 - The formation of a single character on the principle of biphasic L-coding at a speed of 2.5 kbit / s;
Фиг.7 - Формирование фазы сигнала по Гаусообразному закону аппроксимацией по 5-ти точкам в течение 40 мкс.7 - The phase formation of the signal according to the Gaussian law by approximation at 5 points within 40 μs.
Имитатор сигнала искусственного спутника Земли включает последовательно соединенные и подключенные к внутреннему источнику электропитания 4 опорный генератор 1, низкочастотную линейку - синтезатор прямого синтеза частоты 2, а также высокочастотную линейку - умножитель на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 3, подключенный к ПЭВМ и органу внешнего управления 5. В качестве The artificial Earth satellite signal simulator includes a reference oscillator 1 connected in series and connected to an internal power supply 4, a low-frequency ruler — a direct frequency synthesizer 2, and a high-frequency ruler — a multiplier based on a generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 3 connected to a personal computer and external authority 5. In quality
опорного генератора 1 может быть использован термостатированный генератор, с высокой долговременной, средневременной и кратковременной стабильностью частоты. На вход внутреннего источника вторичного электропитания 4 подается электропитание переменного напряжения ~220 В/50 Гц, источник электропитания формирует постоянные напряжения плюс 5 В, плюс 12 В и минус 12 В. Выход умножителя на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 3 может быть соединен с антенным ответвителем наземного автономного пункта приема гелиогеофизической информации.reference generator 1 can be used a thermostatically controlled generator, with high long-term, medium-term and short-term frequency stability. An alternating voltage power supply of ~ 220 V / 50 Hz is supplied to the input of the internal secondary power supply source 4, the power supply generates constant voltages plus 5 V, plus 12 V and minus 12 V. The output of the multiplier based on a generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 3 can be connected to an antenna coupler of a ground-based autonomous point for receiving heliogeophysical information.
Синтезатор прямого синтеза частоты 2 включает компаратор 6, генератор сигнала на основе прямого синтеза частоты 7, подключенный к источнику вторичного электропитания 4, и первичный микропроцессор 8. На вход компаратора 6 и генератора сигнала на основе прямого синтеза частоты 7 поступает сигнал опорного генератора 1. Выход компаратора 6 соединен с входом первичного микропроцессора 8, выход которого соединен с другим входом генератора прямого синтеза частоты 7.The direct frequency synthesis synthesizer 2 includes a comparator 6, a signal generator based on direct frequency synthesis 7, connected to the secondary power supply 4, and a primary microprocessor 8. The signal of the reference generator 1 is input to the comparator 6 and the signal generator based on direct frequency synthesis 7 the comparator 6 is connected to the input of the primary microprocessor 8, the output of which is connected to another input of the direct frequency synthesis generator 7.
Умножитель на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 3 включает последовательно соединенные полосовой фильтр 9, компаратор 10, генератор, управляемый напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11, диапазонный аттенюатор 13, с подключенными переключателями 14, аттенюатор 15, управляемый микропроцессором, а также вторичный микропроцессор 12. Вход полосового фильтра 9 умножителя на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты, соединен с выходом генератор сигнала на основе прямого синтеза частоты 7. Один из выходов вторичного микропроцессора 12 соединен с входом первичного микропроцессора 8 и служит для управления частотой опорного сигнала синтезатора прямого синтеза частоты 2 по последовательному программному интерфейсу управления. Изменение сигнала, формируемого имитатором, осуществляется перезаписью программ в первичном 8 и вторичном 12 микропроцессорах. Два других выхода вторичного микропроцессора A multiplier based on a generator controlled by a voltage in a phase-locked loop 3 includes a series-connected bandpass filter 9, a comparator 10, a generator controlled by a voltage in a phase-locked loop 11, a range attenuator 13, with switches 14 connected, an attenuator 15 controlled by a microprocessor, and also a secondary microprocessor 12. The input of the bandpass filter 9 of the multiplier based on the generator, controlled by the voltage in the phase-locked loop, is connected to the output of the generator a signal generator based on direct frequency synthesis 7. One of the outputs of the secondary microprocessor 12 is connected to the input of the primary microprocessor 8 and serves to control the frequency of the reference signal of the direct frequency synthesis synthesizer 2 via a serial control program interface. The signal generated by the simulator is changed by overwriting the programs in the primary 8 and secondary 12 microprocessors. The other two outputs of the secondary microprocessor
соединены с генератором, управляемым напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11 и аттенюатором 15. Входы вторичного микропроцессора соединены с органом внешнего управления 5 и ПЭВМ, от которого поступают команды на переключение несущей частоты и уровня сигнала имитатора, при ручном и программном управлении соответственно. Генератора, управляемый напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11, вторичный микропроцессор 12 и аттенюатор 15, подключены к внутреннему источнику электропитания 4.connected to a generator controlled by a voltage in the phase-locked loop 11 and an attenuator 15. The inputs of the secondary microprocessor are connected to an external control organ 5 and a PC, from which commands are received to switch the carrier frequency and signal level of the simulator, with manual and program control, respectively. The generator, controlled by the voltage in the phase-locked loop 11, the secondary microprocessor 12 and the attenuator 15, are connected to the internal power source 4.
При работе имитатор сигнала искусственного спутника Земли обеспечивает формирование непрерывного периодического фазоманипулированного сигнала с большим динамическим диапазоном и минимальным уровнем. Работа имитатора сигнала осуществляется следующим образом.During operation, the signal simulator of an artificial Earth satellite provides the formation of a continuous periodic phase-shift signal with a large dynamic range and a minimum level. The signal simulator is as follows.
Через 1-2 мин прогрева после подачи электропитания опорный генератор 1 формирует высокостабильный сигнал, поступающий на синтезатор прямого синтеза частоты 2. Синтезатор прямого синтеза частоты 2 мгновенно формирует по поступающим от первичного микропроцессора 8 командам непрерывный периодически повторяемый фазоманипулированный сигнал со структурой модулирующего сигнала записанного в памяти первичного микропроцессора 8. Тактирование первичного микропроцессора 8 и генератора сигнала на основе прямого синтеза частоты 7 от высокостабильного сигнала опорного генератора 1 осуществляется при помощи компаратора 6, преобразующего синусоидальный сигнал в сигнал типа TTL (транзисторно-транзисторной логики), и обеспечивает высокую стабильность частотных, модуляционных и временных характеристик сигнала синтезатора прямого синтеза частоты 2. Параллельный интерфейс управления первичным микропроцессором 8 и генератором прямого синтеза частоты 7 обеспечивает время нарастания и спада фазы сигнала по гаусообразному закону. При поступлении сигнала от вторичного микропроцессора 12 первичный микропроцессор 8 изменяет литеру несущей частоты на минимальную или максимальную.After 1-2 minutes of heating after power is supplied, the reference generator 1 generates a highly stable signal supplied to the direct frequency synthesis synthesizer 2. The direct frequency synthesis 2 synthesizer instantly generates a continuous periodically repeated phase-manipulated signal with the structure of the modulating signal recorded in memory from the instructions of the primary microprocessor 8 primary microprocessor 8. Clocking of the primary microprocessor 8 and the signal generator based on direct synthesis of frequency 7 from high stability The signal of the reference oscillator 1 is carried out using a comparator 6, which converts the sinusoidal signal into a signal of the TTL type (transistor-transistor logic), and provides high stability of the frequency, modulation, and temporal characteristics of the signal of the direct frequency synthesizer 2. The parallel control interface of the primary microprocessor 8 and the generator direct synthesis of frequency 7 provides the rise and fall times of the signal phase according to the Gausus law. Upon receipt of a signal from the secondary microprocessor 12, the primary microprocessor 8 changes the letter of the carrier frequency to minimum or maximum.
При изменении программы в первичном микропроцессоре 8 генератор сигнала на основе прямого синтеза частоты 7 способен сформировать сигнал в установленном диапазоне с требуемой точностью, с любым индексом модуляции. Нарастание и спад модулирующего сигнала возможно аппроксимировать линейным, квадратичным, колокообразным и иным законом, а минимальное время нарастания и спада фазы сигнала несколько мкс без изменения аппаратного построения синтезатора прямого синтеза частоты 2. Так же возможно осуществить аппроксимацию доплеровского закона изменения частоты, например, при движении низко- или среднеорбитального искусственного спутника Земли по круговой орбите линейно-ломанной функцией без изменения программы первичного микропроцессора 8. Кадровая структура модулирующего сигнала, а именно, байты кадровой синхронизации, цифровая последовательность заложенная в информационные байты модулирующего сигнала, проверочные байты, формируемые первичным микропроцессором 8 могут быть изменены при перезаписи программы в первичном микропроцессоре 8 без изменения аппаратного построения синтезатора прямого синтеза частоты 2.When changing the program in the primary microprocessor 8, a signal generator based on direct frequency synthesis 7 is able to generate a signal in the specified range with the required accuracy, with any modulation index. The rise and fall of the modulating signal can be approximated by a linear, quadratic, bell-shaped and other law, and the minimum rise and fall times of the signal phase are several μs without changing the hardware design of the direct frequency synthesizer 2. It is also possible to approximate the Doppler law of frequency variation, for example, when moving low- or medium-orbit artificial Earth satellite in a circular orbit with a linearly-broken function without changing the program of the primary microprocessor 8. Personnel truktura baseband signal, namely, the frame synchronization bytes sequence of digital data bytes embedded in the baseband signal, checking bytes generated by the primary microprocessor 8 can be changed by rewriting the program in the primary microprocessor 8 without changing the hardware construction of the frequency synthesizer of the direct synthesis 2.
С выхода синтезатора прямого синтеза частоты 2 опорное колебание поступает на вход умножителя на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 3, где умножается на целочисленный коэффициент, обеспечивая минимизацию фазовых шумов в выходном сигнале имитатора сигнала. Во входном полосовом фильтре 9 происходит фильтрация тактовой частоты и комбинационных составляющих генератора прямого синтеза. Далее в компараторе 10 синусоидальный опорный сигнал синтезатора прямого синтеза частоты 2 преобразуется в сигнал типа TTL, необходимый для функционирования генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11.From the output of the direct frequency synthesizer 2, the reference oscillation is fed to the input of the multiplier based on a generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 3, where it is multiplied by an integer coefficient, minimizing phase noise in the output signal of the signal simulator. In the input band-pass filter 9, the clock frequency and the combination components of the direct synthesis generator are filtered. Next, in the comparator 10, the sinusoidal reference signal of the direct frequency synthesizer 2 is converted into a TTL type signal, which is necessary for the generator to operate, controlled by the voltage in the phase-locked loop 11.
Генератор, управляемый напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11, представляет собой микросхему, управляемую вторичным микропроцессором 12 и осуществляющую умножение сигнала от синтезатора прямого синтеза частоты 2 на целочисленный коэффициент. Управление генератором, The generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 11 is a microcircuit controlled by a secondary microprocessor 12 and multiplying the signal from the direct frequency synthesis synthesizer 2 by an integer coefficient. Generator control
управляемым напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11, вторичным микропроцессором 12 представляет собой формирование кодов для получения коэффициентов, умножения и деления сигналов генератора управляемого напряжением, и опорного колебания для формирования выходного сигнала в сантиметровом диапазоне согласно формуле: Fвыx=Fгун=N·R·Fфд=(B·P+A)·R·Fфд, где Fвых - выходной сигнал имитатора; Fгун - сигнал генератора управляемого напряжением; Fфд - частота сравнения, формируемая делением сигнала генератора управляемого напряжением на коэффициент М и опорного колебания деленного на коэффициент R фазового детектора в микросхеме генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты; R, В, Р, А - целочисленные коэффициенты коды которых формирует вторичный микропроцессор 12. Последовательный программный интерфейс управления вторичным микропроцессором 12 генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11 обеспечивает установление в течение нескольких миллисекунд на любой из литер несущей частоты фазоманипулированного сигнала с необходимым индексом модуляции и требуемой точностью с точностью. Генератор, управляемый напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 11, позволяет в зависимости от программы заложенной во вторичном микропроцессоре 12 сформировать сигнал без изменения аппаратного построения умножителя на основе генератора, управляемого напряжением в кольце фазовой автоподстройки частоты 3.controlled voltage in the phase-locked loop 11, the secondary microprocessor 12 is the formation of codes for obtaining coefficients, multiplying and dividing the signals of the voltage-controlled generator, and the reference oscillation for generating the output signal in the centimeter range according to the formula: F ex = F gun = N · R · F fd = (B · P + A) · R · F fd , where F o - the output signal of the simulator; F gun - voltage controlled oscillator signal; F fd is the comparison frequency formed by dividing the signal of the generator controlled by voltage by the coefficient M and the reference oscillation divided by the coefficient R of the phase detector in the microcircuit of the generator controlled by the voltage in the phase-locked loop; R, B, P, A are integer coefficients the codes of which are generated by the secondary microprocessor 12. The serial program interface for controlling the secondary microprocessor 12 of the generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 11 provides the establishment of a phase-shifted signal for any milliseconds on any of the carrier letters with the necessary modulation index and the required accuracy with accuracy. The generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 11 allows, depending on the program embedded in the secondary microprocessor 12, to generate a signal without changing the hardware construction of the multiplier based on the generator controlled by the voltage in the phase-locked loop 3.
Средний уровень сигнала в требуемом диапазоне формируется диапазонным аттенюатором 13, величина ослабления которого аппаратно устанавливается переключателями 14. Величина ослабления аттенюатора 15 изменяется по программе заложенной во вторичном микропроцессоре 12. При включении вторичный микропроцессор 12 устанавливает максимальное ослабление аттенюатора. В дальнейшем при управлении имитатором сигнала с использованием программы на ПЭВМ или органом внешнего управления 5, возможно, увеличить или уменьшить величину ослабления, с индикацией величины ослабления, загоранием/гашением светодиодов на приборной панели имитатора сигнала. The average signal level in the required range is formed by the range attenuator 13, the attenuation value of which is set by the switches 14. The attenuator 15 attenuation value is changed according to the program embedded in the secondary microprocessor 12. When turned on, the secondary microprocessor 12 sets the maximum attenuator attenuation. Subsequently, when controlling the signal simulator using a PC program or external control unit 5, it is possible to increase or decrease the attenuation value, indicating the amount of attenuation, and the LEDs on / off on the dashboard of the signal simulator.
Для изменения литеры формируемого сигнала при управлении имитатором от ПЭВМ или органом внешнего управления 5 вторичный микропроцессор 12 передает код управления частотой сигнала на первичный микропроцессор 8, который формирует код частоты для генератора прямого синтеза частоты 7.To change the letter of the generated signal when controlling the simulator from a PC or external control unit 5, the secondary microprocessor 12 transmits a signal frequency control code to the primary microprocessor 8, which generates a frequency code for the direct frequency synthesis generator 7.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечит требуемую высокую стабильность сигнала, минимальное время готовности к излучению сигнала, возможность формирования фазоманипулированного сигнала с необходимым индексом модуляции, скоростью передачи символов, диапазоном частот, уровнем сигнала, с высокой точностью и с возможностью перестройки по уровню и частоте. Перезапись программ в первичном и вторичном микропроцессорах позволяет сформировать сигнал с различной модулирующей функцией, скоростью передачи символов, несущей частотой и уровнем сигнала. Предложенное техническое решение может быть использовано, как в составе наземных станций приема и обработки информации от геостационарных, среднеорбитальных и низкоорбитальных искусственных спутниках Земли (системы сбора и передачи данных, космическая система поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ,) в качестве имитатора сигнала. Наиболее вероятным является использование предложенного технического решения в качестве имитатора сигнала канала гелиогеофизической информации бортового радиокомплекса геостационарного искусственного спутника Земли для проверки работоспособности приемного тракта наземного автономного пункта приема гелиогеофизической информации. Кроме того, предложенное техническое решение может быть использовано для наземных испытаний бортовых радиокомплексов геостационарных, среднеорбитальных и низкоорбитальных искусственных спутников Земли и иной аппаратуры, для проверки функционирования которой, требуется независимый источник калиброванного сигнала.Thus, the proposed technical solution will provide the required high signal stability, the minimum time for signal emission, the ability to generate a phase-shifted signal with the necessary modulation index, symbol rate, frequency range, signal level, with high accuracy and with the possibility of tuning in level and frequency. Rewriting programs in the primary and secondary microprocessors allows you to generate a signal with a different modulating function, symbol rate, carrier frequency and signal level. The proposed technical solution can be used as a part of ground stations for receiving and processing information from geostationary, mid-orbit and low-orbit artificial Earth satellites (data acquisition and transmission systems, the COSPAS-SARSAT space search and rescue system) as a signal simulator. The most probable is the use of the proposed technical solution as a signal simulator of the heliogeophysical information channel of the airborne radio complex of the geostationary artificial Earth satellite to verify the operability of the receiving path of the ground-based autonomous receiving station of heliogeophysical information. In addition, the proposed technical solution can be used for ground-based testing of airborne radio complexes of geostationary, mid-orbit, and low-orbit artificial Earth satellites and other equipment, the verification of which requires an independent calibrated signal source.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109324/22U RU65320U1 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | LAND ARTIFICIAL SIGNAL SIMULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109324/22U RU65320U1 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | LAND ARTIFICIAL SIGNAL SIMULATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU65320U1 true RU65320U1 (en) | 2007-07-27 |
Family
ID=38432795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007109324/22U RU65320U1 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | LAND ARTIFICIAL SIGNAL SIMULATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU65320U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181746U1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-26 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | SPACE USER LOAD SIMULATOR |
-
2007
- 2007-03-14 RU RU2007109324/22U patent/RU65320U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181746U1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-26 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | SPACE USER LOAD SIMULATOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1091298A (en) | System for transmission of information | |
US20120252387A1 (en) | Low Power, Low Mass, Modular, Multi-Band Software-Defined Radios | |
CN102064853B (en) | Method for simulating frequency dynamic of radio frequency signal at intermediate frequency by using two DDSs | |
CN101878594A (en) | Digital phase-locked loop operating based on fractional input and output phases | |
Peng et al. | A USRP2-Based multi-constellation and multi-frequency GNSS software receiver for ionosphere scintillation studies | |
CN110632583B (en) | Digital radio altimeter | |
RU65320U1 (en) | LAND ARTIFICIAL SIGNAL SIMULATOR | |
US11143746B2 (en) | Chirp linearity detector for radar | |
Berner et al. | The NASA spacecraft transponding modem | |
Vilnrotter et al. | Performance analysis of digital tracking loops for telemetry-based ranging applications | |
Waldmann et al. | Pulsed frequency modulation techniques for high-precision ultra wideband ranging and positioning | |
CN102843128A (en) | Digital phase-locked loop operated based on fraction input and output phases | |
Reynolds et al. | A two-way noncoherent ranging technique for deep space missions | |
RU88489U1 (en) | PHASOMANIPULATED SIGNAL SIMULATOR FOR ONBOARD RECEIVER-PROCESSOR OF THE ARTIFICIAL LAND SATELLITE | |
Kim et al. | Low-spurious wideband DDS-based Ku-band chirp generator for short-range radar application | |
Basri et al. | Multi-Mode, Pulsed X-band Exciter with Low Close-in Phase Noise and Low Power Consumption for Radar Application | |
Carlowitz et al. | A low power Pulse Frequency Modulated UWB radar transmitter concept based on switched injection locked harmonic sampling | |
RU53451U1 (en) | EMERGENCY STATIONARY RADIO BEACON OF SPACE SEARCH AND RESCUE SYSTEM | |
Joram | Design of a dual band local positioning system | |
Salous et al. | Bi-dynamic UHF channel sounder for indoor measurements | |
Easterling | A Long-Range Precision Ranging System | |
Kirillov et al. | Spectrally efficient radio signal types software-controlled generator module | |
Haskins et al. | Flexible coherent digital transceiver for low power space missions | |
RU88455U1 (en) | EMERGENCY RADIO BEACON OF THE SPACE SEARCH AND RESCUE SYSTEM WITH DIGITAL FORMATION OF THE SATELLITE CHANNEL SIGNAL | |
Dinesh et al. | An analysis of ADPLL applications in various fields |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100315 |