Приемное устройство сигналов, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. В устройство, содержащее направленную антенну, приемники 2 и 4, ненаправленную антенну 3, введены последовательно соединенные делитель 5, фильтр 6 верхних частот и перемножитель 7. Выход перемножителя 7 является выходом устройства. Выход приемника 2 соединен с первым входом делителя 5. Выход приемника 4 соединен с двумя входами делителя 5 и перемножителя 7. В случае простых сигналов вероятность обнаружения и погрешность измерения, например, задержки огибающей определяются лишь мощностью некоррелированных шумов и остатков помехи на выходе. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для помехоустойчивого обнаружения импульсных радиосигналов при действии мощной непрерывной или прерывистой, модулированной или немодулированной гармонической помехи в приемных устройствах. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит направленную антенну 1, первый приемник 2, ненаправленную антенну 3, второй приемник 4, делитель 5, фильтр 6 верхних частот (ФВЧ) и перемножитель 7. Устройство работает следующим образом. Пусть сигнал A_stcos(ω_st+ϕ_s) представляет собой радиоимпульс с прямоугольной или колоколообразной огибающей A_st и постоянной несущей частотой ω_s и случайной начальной фазой ϕ_s. В основном (антенна 1 и приемник 2) и опорном (антенна 3 и приемник 4) каналах устройства присутствуют некоррелированные шумы. Предполагается, что мощность принимаемого полезного сигнала достаточна для надежного его обнаружения в шумах при отсутствии помехи. Полезный сигнал принимается на фоне помехи η_t, которую представим в виде где - несущая частота, огибающая и мгновенная фаза конкретной помехи. Предполагается, что являются детерминированными, случайными или медленно изменяющимися функциями времени, а ширина спектра помехи и ширина спектра ее огибающей имеют произвольное значение в сравнении с шириной спектра полезного сигнала. Предполагается, что мощность помехи существенно больше мощности полезного сигнала. Запишем напряжения на выходах направленной антенны 1 и ненаправленной антенны 3 в виде где а - масштабный множитель. В соотношениях (1) и (2) опущены некоррелированные шумы, так как их действием при наличии мощной помехи можно пренебречь. Масштабный множитель а представляет собой медленно изменяющуюся функцию времени за счет, например, сканирования антенны 1. Сомножителем а учитывается различие в мощности помех в основном и опорном каналах устройства. На выходах линейных детекторов (детекторов огибающих) приемников 2 и 4 получим соответственно где После выполнения операции деления в делителе 5 получают

Первое слагаемое а в отличие от второго представляет собой весьма медленно изменяющуюся функцию времени, которая не проходит через ФВЧ 6. Тогда на выходах ФВЧ 6 и перемножителя 7 получают

U_7t= U_6t·U_4t= A_st·cosΨ_t. (5)
Работа устройства поясняется с помощью эпюр, представленных на фиг. 2 для трех случаев, когда имеется: 1) сигнал; 2) помеха; 3) сигнал и помеха. Действие некоррелированных шумов показано лишь в случае 1). Для случаев 2) и 3), когда действует мощная помеха, влиянием некоррелированных шумов для пояснения принципа работы устройства можно пренебречь. Рассмотрим работу предлагаемого устройства для случая 1), когда действует полезный сигнал с прямоугольной огибающей. Тогда на выходе приемника 2 получают прямоугольный видеоимпульс. Напряжение U_4t (см. фиг. 2б) представляет собой случайное напряжение на выходе детектора огибающей приемника 4 при действии лишь некоррелированных шумов, которые всегда присутствуют в каналах. Заметим, что при этом напряжение на выходах реальных детекторов огибающей нигде не обращается в нуль. Поэтому операция деления напряжения U₂ на напряжение U₄ в делителе 5 осуществляется для любого момента времени. После деления напряжений U_2t на U_4t (см. фиг. 2а,б) в делителе 5 получается искаженный видеоимпульс. Если полоса режекции ФВЧ 6 составляет величину не более 0,1 - 0,05 от ширины спектра сигнала, то импульс U_5t (см. фиг. 2в) проходит через ФВЧ 6 с пренебрежимо малыми искажениями. После перемножения напряжений U_6t и U_4t (см. фиг. 2г,б) в перемножителе 7 форма огибающей сигнала практически восстанавливается [наблюдаются незначительные искажения, указанные на эпюре U_7t (фиг. 2д), что объясняется режектирующими свойствами ФВЧ 6, в данном случае дифференцирующей RC-цепью]. Эпюры напряжений для случаев 2) и 3) в особых пояснениях не нуждаются, так как они отражают вышеуказанные математические выкладки. Отметим, что если учесть действие некоррелированных шумов для этих случаев, то напряжения U_2t = U_7t содержат незначительные флюктуационные компоненты в силу исходного предположения о малости некоррелированных шумов в каналах. Результаты математических выкладок (5) и анализ работы заявленного устройства в различных сигнально-помеховых ситуациях позволяют сделать следующий вывод: на выходе устройства восстанавливается огибающая полезного сигнала. Быстроизменяющийся сомножитель на который умножается огибающая A_st, не изменяет параметра обнаружения сигнала. Следовательно, в случае простых сигналов вероятность обнаружения и погрешность измерения, например, задержки огибающей определяется лишь мощностью некоррелированных шумов и остатков помехи на выходе.

Формула изобретения

Приемное устройство сигналов, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности, содержащее последовательно соединенные направленную антенну и первый приемник и последовательно соединенные ненаправленную антенну и второй приемник, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные делитель, фильтр верхних частот и перемножитель, выход которого является выходом устройства, выход первого приемника соединен с первым входом делителя, а выход второго приемника - с вторыми входами делителя и перемножителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2