Частотно-временной дискриминатор
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в следящих измерителях дальности искорости . Цель изобретения - увеличение точности совместной оценки частоты и задержки частотно-модулированных сигналов с нечетным законом частотной модуляции. Частотно-временной дискриминатор (ЧВД) содержит регулируемый усилитель 1 промежуточной частоты, блок 2 автоматической регулировки усиления, корреляторы 3 и 4, блок 5 опорных сигналов, амплитудный детектор 6, узкополосные фильтры 7 и 10, фазовые детекторы (ФД) 8 и 9, усилители 11 и 12 и сумматоры 13 и 14. Принимается сигнал с известной линейной частотной модуляцией и неизвестными задержкой D и доплеровским сдвигом F. ЧВД реализует модифицированный алгоритм формирования парциальных сигналов рассогласования. Парциальный сигнал рассогласования по задержке формируется коррелятором 4 и ФД 9, а парциальный сигнал рассогласования по доплеровской частоте - коррелятором 3 и ФД 8. С помощью усилителей 11 и 12 и сумматоров 13 и 14 осуществляется суммирование парциальных сигналов с соотв. весами, в результате чего формируются выходные сигналы ЧВД по задержке и частоте. 4 ил. с S (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
5346 А1 (19) (11> (51)4 H 03 D 13/00
OIlHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
9 иг.s
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4090007 /24-09 (22) 17.07.86 (46) 07.01.88. Бюл. Р 1 (72) В. В. Шкирятов и А. А. Коростелев (53) 621.396.96(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 993041, кл.. G 01 $ 13/66, 1981. (54) ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЙ ДИСКРИИИНАТ0Р (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в следящих измерителях дальности искорости. Цель изобретения — увеличение точности совместной оценки частоты и задержки частотно-модулированных сигналов с нечетным законом частотной модуляции. Частотно-временной дискриминатор (ЧВД) содержит регулируемый усилитель 1 промежуточной частоты, блок 2 автоматической регулировки усиления, корреляторы 3 и 4, блок 5 опорных сигналов, амплитудный детектор 6, узкополосные фильтры 7 и 10, фазовые детекторы (ФД) 8 и 9, усилители 11 и 12 и сумматоры 13 и 14.
Принимается сигнал с известной линейной частотной модуляцией и неизвестными задержкой и доплеровским сдвигом F. ЧВД реализует модифицированный алгоритм формирования парциальных сигналов рассогласования. Парциальный сигнал рассогласования по задержке формируется коррелятором 4 и ФД 9, а парцианьный сигнал рассогласования по доплеровской частоте — коррелятором 3 и ФД 8. С помощью усилителей
11 и 12 и сумматоров 13 и 14 осуществляется суммирование парциальных сигналов с соотв. весами, в результате чего формируются выходные сигналы ЧВД по задержке и частоте. 4 ил.
1365346
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в.следящих измерителях дальности и скорости, входящих в радиолокационные ( станции с частотно-модулированным сигналом с нечетным законом частотной модуляции (линейным, кубическим и т.д.) для формирования сигналов рассогласования по частоте и задержке при наличии помех, обусловленных собственными шумами приемника.
Цель изобретения - увеличение точности совместной оценки частоты и задержки частотно-модулированных сиг- 15 налов с нечетным законом частотной модуляции.
На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема предложенного частотно-временного дискриминатора; 2р на фиг. 2-4 — эпюры, поясняющие его работу.
Частотно-временной дискриминатор содержит регулируемый усилитель 1 промежуточной частоты, блок 2. авто- 25 матической регулировки усиления (АРУ ) первый 3 и второй 4 корреляторы, блок
5 опорных сигналов, амплитудный детектор 6, первый узкополосный фильтр
7, первый фазовый детектор 8, второй 30 фазовый детектор 9, второй узкополосный фильтр 10, первый 11 и второй 12 усилители, первый 13 и второй 14 сумматоры.
Частотно-временной дискриминатор работает следующим образом.
Принятый радиосигнал с известной линейной частотной модуляцией S (t, F) и неизвестной задержкой и неизвестным доплеровским сдвигом F 4p после предварительного усиления и преобразования по частоте во входных каскадах приемника поступает на сигнальный вход регулируемого усилителя
1 промежуточной частоты. Выходной сигнал регулируемого усилителя 1 одновременно поступает на первые входы первого 3 и второго 4 корреляторов, содержащие перемножители 15 и полосовые фильтры 16, на вторые входы кото- 50 рых с выхода блока 5 опорных сигналов поступают соответствующие сигнал лы оценки временного сдвига входного сигнала и его доплеровскога смещения F, 55
Выходные сигналы обоих корреляторов 3 и 4 используются для формирования выходного сигнала оптимального для заданного входного воздействия приемника и его частных производных по задержке и доплеровскому сдвигу, необходимые для формирования выходных характеристик частотного и временного рассогласования частотно-временного дискриминатора, алгоритм работы которого заключается в следующем.
Предложенный частотно-временной дискриминатор реализует модифицированный алгоритм формирования парциальных сигналов рассогласований вида
Z g й1= -K — т
Z где 4 — произвольный параметр сигнала;
aJ — выходной сигнал рассогласования;
К = „ -коэффициент, учитывающий
14 различия по абсолютной величине и по знаку между Z ( и Е,,1 1
Z — корреляционный интеграл;
Š— первая производная корреляционного интеграла; !
Z — вторая производная корре4.1 ляционного интеграла по измеряемому. параметру, и формирует только корреляциойный интеграл Е и две его первые производные по времеI ( ни Zn и частоте ZF; деление этих производных на Z (нормировка) обеспечивается в регулируемом усилителе
1 с помощью блока 2 АРУ, а окончательное формирование выходных сигналов частотно-временного дискриминатора (суммирование выходных сигналов парциальных дискриминаторов с соот» ветствующими весами) производится с помощью усилителей 11 и 12 (соответствующие коэффициенты усиления - К, „
Ь и К„„ ), сумматоров 13 и 14. Для формирования парциального сигнала первого каиала частотно-временного дискриминатора с характеристикой
Un = -KnZn/Z
E. t, < используется второй коррелятор 4, на второй вход которого поступает опорный линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал, дополнительно модулируемый по задержке (частоте) с помощью блока 5 опорных сигналов (фиг. 2а) л
S/t " + 2Р, U(cos(qt, +q»))F, 1365346
1 прих, О где U(xj =
О при х < 0 °
В результате перемножения выход- 5 ного сигнала регулируемого усилителя
1 и опорного сигнала блока 5 íà выходе коррелятора 4 выделяется сигнал второй промежуточной частоты, амплитуда огибающей которого Az(t) определяется величиной ошибки д". = оценки задержки входного сигнала, а фаза - знаком этой ошибки (фиг ° 2б)..
Этот сигнал (зависимость во временной области представлена на фиг. 2в) по15 ступает на вход амплитудного детектора 6, с выхода которого переменная с частотой Й составляющая его огибающей отфильтрованная узкополосным фильт.ром 7, поступает на первый вход фаэо- 20 вого детектора 8, на второй вход которого с выхода блока 5 поступает опорный сигнал с той же частотой Я, В результате на выходе фазового детектора 9 формируется парциальный сигнал частотно-временного дискриминатора U < (фиг. Çr), который затем используется для формирования выходного сигнала частотно-временного дискриминатора по задержке.
Коррелятор 3 используется для формирования корреляционного сигнала Е, поэтому на его второй вход поступает с выхода блока -5 опорный ЛЧМ сигнал с оценочными значениями времен— ного и доплеровского сдвига вида
$ (С, Р, F).
В результате перемножения выходного сигнала регулируемого усилителя 1
40 и второго опорного сигнала блока 5 на выходе коррелятора 3 выделяется сигнал второй промежуточной частоты, амплитуда огибающей которого при относительно малых расстройках по задержке - О и доплеровскому сдвии гу uF 0 пропорциональна максимальному значению корреляционного интеграла Z. Этот сигнал используется как входной сигнал блока 2 АРУ для нормировки первых производных корреляционного интеграла и для формирования первой производной корреляционного интеграла по частоте, т.е. дитя формирования парциального сигнала частотного дискриминатора с характеристикой
Uã = -KFÅ /Е.
С этой целью выходной. сигнал коррелятора 3, представляющий в общем случае серию импульсов длительностью
Г„ с постоянной частотой близкой Г спектральная плотность которых представлена на фиг. 3а, поступает на первый вход фазового детектора 8 непосредственно, а на второй вход этого детектора - через узкополосный фильтр 10, амплитудно-частотная
А1, (л f) и фазочастотная . q, (af) характеристики которого представлены на фиг. Зб. В результате на выходе фазового детектора 8 формируется парциальный сигнал частотно-временного дискриминатора U (фиг. Зв), который затем используется для формирования выходного сигнала частотновременного дискриминатора по частол те лР.
Таким образом, предлагаемый частотно-временной дискриминатор реализует алгоритм одновременной оценки временного и частотного рассогласо-, вания вида
4" = K,(U — ʄU,) ;
6F — к (UF — к F-Un)
Формула из обр ет ения
Частотно-временной дискриминатор, содержащий первый и второй каналы, причем первый канал содержит последовательно соединенные первый коррелятор, первый вход которого является входом первого канала, первый фазовый детектор и первый сумматор, выход которого является выходом первого канала и первым выходом частотновременного дискриминатора, второй канал содержит второй коррелятор, вход которого является входом второго канала, и последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй сумматор, выход которого является выходом частотно-временного дискриминатора, при этом выход первого фазового детектора первого канала подключен к второму входу второго сумматора второго канала через первый усилитель, а выход второго фазового детектора второго канала подключен к второму входу первого сумматора первого канала через второй усилитель, блок опорных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам корреляторов
13653
10 каждого канала, при этом входы каналов объединены, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности совместной оценки частоты и задержки частотно" модулированных сигналов с нечетным законом частотной модуляции, введены во второй канал последовательно соединенные и включенные между выходом второго коррелятора и первым входом второго фазового детектора амплитудный детектор и первый узкополосный фильтр, при этом второй вход второго фазового детектора подключен к третьему выхо- 15 ду блока опорных сигналов, а также регулируемый усилитель промежуточной
46 е частоты, второй узкополосный фильтр и блок автоматической регулировки усиления, выход которого подключен к входу регулирования регулируемого усилителя промежуточной частоты, при этом вход регулируемого усилителя промежуточной частоты является входом частотно-временного дискриминатора, а выход подключен к входам каналов, второй узкополосный фильтр включен между выходом первого корре1 лятора и вторым входом первого фазового детектора первого канала, при этом выход первого коррелятора первого канала подключен к входу блока автоматической регулировки усиления.
1365346
Фие,O
Составитель А. Колосов
Редактор Г. Волкова Техред Й. Ходанич Корректор М. Шароши
Заказ 6656/55
Тираж 928 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4
