Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией

 

Изобретение относится к технике радиосвязи , может использоваться при построении систем радиосвязи и радиотелеметрических систем с использованием широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией, Целью изобретения является повышение точности пеленгации источника излучения сигналов за счет устранения неоднозначности пелеганции в двух плоскостях . Устройство содержит приемники с антеннами , гетеродины, смесители, усилители первой промежуточной частоты, сжимающий фильтр, частотный детектор, дифференцирующие блоки, формирователь импульсов, решающий блок, усилитель второй промежуточной частоты, перемножители , узкополосные фильтры, фазовые детекторы, генератор прямоугольных импульсов , блок задержки, генератор развертки , модулятор, ключи, электронно-лучевые трубки. Цель достигается введением относительной фазовой манипуляции напряжения гетеродина и амплитудной манипуляции фазовых детекторов. В результате этого на выходах фазовых детекторов формируются импульсные напряжения, по характеру которых визуально на электронно-лучевых трубках определяют квадранты, в которых находятся измеряемые разности фаз. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((() (s1)s Н 04 1 27/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1679645 (21) 4863024/09 (22) 11.06.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (72) В,И,Дикарев, Н,А.Закиров и В.В.Мельник (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1679645, кл. Н 04 1 27/14, 1991, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ СЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к технике радиосвязи, может использоваться при построении систем радиосвязи и радиотелеметрических систем с использованием широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией. Целью изобретения является повышение точности пеленгации источника излучения сигналов за счет устранения неоднозначности пелеганции в двух плоскоИзобретение относится к технике радиосвязи, может использоваться при построении систем радиосвязи и радиотелеметрических систем с использованием широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией и является дополнительным изобретением к авт. св. N 1679645, Целью изобретения является повышение точности пеленгации источника излучения сигналов за счет устранения неоднозначности пеленгации в двух плоскостях.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2— принцип пеленгации источника излучения

ЛЧМ-сигнала; на фиг.3 — временные диагстях. Устройство содержит приемники с антеннами, гетеродины, смесители, усилители первой промежуточной частоты, сжимающий фильтр, частотный детектор, дифференцирующие блоки, формирователь импульсов, решающий блок, усилитель второй промежуточной частоты, перемножители, узкополосные фильтры, фазовые детекторы, генератор прямоугольных импульсов, блок задержки, генератор развертки, модулятор, ключи, электронно-лучевые трубки, Цель достигается введением относительной фазовой манипуляции напряжения гетеродина и амплитудной манипуляции фазовых детекторов. В результате этого на выходах фазовых детекторов формируются импульсные напряжения, по характеру которых визуально на электронно-лучевых трубках определяют квадранты, в которых находятся измеряемые разности фаз.

5 ил. раммы, поясняющие работу; на фиг,4 и 5— возможный вид осциллограмм.

Устройство содержит приемники с антеннами 1 — 3, гетеродин 4, смесители 5-7, усилители 8 — 10 первой промежуточной частоты, сжимающий фильтр 11, частотный детектор 12, дифференцирующий блок 13, формирователь 14 импульсов, решающий блок 15, гетеродин 16, смеситель 17, усилитель 18 второй промежуточной частоты, перемножители 19, 20, узкополосные фильтры

21, 22, фазовые детекторы 23, 24, генератор

25 прямоугольных импульсов, блок 26 задержки, дифференцирующий блок 27, генератор 28 развертки, модулятор 29, фазовые

1765902 детекторы 30, 31, ключи 32, 33, электроннолучевые трубки 34, 35.

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) работает следующим образом. 5

Фазовому методу пеленгации свойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угла. Действительно, на выходах фазовых детекторов 23 и 24 образуются напряжения 10

U«(a) = Он cos Л р1 = О, х х cos(2 л- - sin а), d1

Он2 ф= Он CQS Ap2 = Он, 15

01(С) = О, Cos(Cuc t + sty t + p1), U2(t) = U, сов(в t + my t2 + p2 ), US(t) = U СОЗ(В, t +тГуt2 + рЗ), 0

Тс внутри импульса;

Л1 — девиация частоты; с выходов приемников 1, 2 и 3 поступают на первые входы смесителей 5, 6 и 7 соответстГдЕ Он = — 2 КЗ U1 U2;

Кз — коэффициент передачи фазовых детекторов; 20

d1, d2 — расстояние между антеннами (измерительные базы (фиг.2);

А — длина волны; а, j3 — углы прихода радиоволн, согласно которым устройство тем чувстви- 25 тельнее к изменению углов а и Р, чем больше относительные размеры баз d1/А, d2/L

Однако с ростом d1/ Л, d2/À уменьшаются значения угловых координат a, P, при которых разности фаз Ау 1, Л о2 превосходят 3О значение 2 л, т,е. наступает неоднозначность отсчетов.

В данном устройстве для устранения неоднозначности пеленгации используется относительная фазовая манипуляция на- 35 пряжения гетеродина 16 и дополнительная амплитудная манипуляция выходных напряжений фазовых детекторов 30 и 31, В результате этого на выходах этих фазовых детекторов образуются импульсные напря- 4О жения, по характеру которых визуально оп.ределяют квадранты, в которых находятся измеряемые разности фаз А р1 и Ар2.

Принимаемые ЛЧМ сигналы венно, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 4

Ur1(t) = Ur1 СОЗ(жг1 + Pr1), ГдЕ Ur1, Ni1, рг1 — аМПЛИтуда, ЧаСтста И Начальная фаза напряжения гетеродина 4.

На выходах смесителей 5 — 7 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 8 — 10 выделяются напряжения только первой промежуточной (разностной) частоты

Опр1 (t)= Опр1 СОВ(ГЛпр1 t + myt + pnp1), Unp2 (t) = Unp1 соз(Ипр1 t + Л y t + фпр2), ОпрЗ(т) = Unp1 COS(CUnp1 t + У) 1 + г/1прЗ), О ЫТ, 1

Гдв Unp1= 2 К10c Ur, К1 — коэффициент передачи смесителей;

Ипр1 = ®c Иг1 ПЕРВаЯ ПРОМЕжУтОЧная частота, Pnp1 — P1 Pг

Рпр2 =P2 Pr у""прз — PS Pr.

Преобразованный по частоте ЛЧМ сигнал с выхода смесителя 6 поступает на входы сжимающего фильтра l1 и частотного детектора 12. Последним он преобразуется в напряжение соответствующей формы. Это напряжение подается на вход дифференцирующего блока 13, на выходе которого образуются прямоугольные импульсы. На выходе формирователя 11 образуются импульсы в моменты времени, соответствующие моментам смены знака наклона функции частотной модуляции ЛЧМ сигнала. Эти импульсы вместе с информационными импульсами с выхода сжимающего фильтра 11 поступают на соответствующие входы решающего блока 15, обеспечивая тактовую синхронизацию при приеме решения.

НаПРЯжЕНИЕ Unp1(t) С ВЫХОДа УСИЛИТЕЛЯ

8 первой промежуточной частоты поступает на первый вход смесителя 17, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 16

Ог2 (t) = Ur2 COs (Шг21 + pr2 ), Гдв Ur2, В2, pr2 — аМПЛИтуда, ЧаСтОта И Начальная фаза напряжения гетеродина 16.

На выходе смесителя 17 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 18 выделяется напряжение только второй промежуточной частоты

1765902

Опр4 (t) = 0пр? OOS(C0npz t +Kgt + pnp4), 0 ЫТ,, 1

ГАЕ Unpz = 2 К2 Unp1 Ur2

С0пр2 =Ипр1 Иг2 — ВтОРаЯ ПРОМЕжУтОЧная частота;

Pnp4 = Pnp1 Pr2 которое поступает на вторые входы перемножителей 19 и 20, на первые входы котоРых напРЯжениЯ Unpz (l) и 0прз (т) сооТ ветственно. На выходах перемножителей

19 и 20 образуются гармонические колебания

U4(t) = U1 сов(шг2t + prz + Лф1)

Ug(t) = 01 сов(й)г2с + prz + A 02)

0 Ы То, 1

Гдв U1= 2 К2 Unp1UnpZ;

Kz — коэффициент передачи перемножителей;

Л р1 = pz — p1 — фазовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения в азимутальной плоскости;

Apz = рз — p1 — фазовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения в угломестной плоскости, в которых линейная частотная модуляция уже отсутствует, Гармонические колебания

U4(t) и 0® выделяются узкополосными фильтрами 21 и 22 и поступают на первые входы фазовых детекторов 23 и 24, на вторые входы которых подается напряжение с выхода гетеродина 16, На выходах фазовых детекторов 23 и 24 образуются напряжения

Он1(а)= Un COS ЛР1= Un COS(2 Х - а), б1

0н2 (Д= 0н COS A PZ = Он COS(2 1Г-у Sin Д, С12 где Кз — коэффициент передачи фазовых детекторов, d1, dz — измерительные базы; а,/3 — углы прихода радиоволн, пропорциональные фазовым сдвигам Ар1 и Лр2.

Неоднозначность пеленгации устраняется следующим образом.

Прямоугольные импульсы длительностью fp и периодом следования Тр (фиг.3a) с выхода генератора 25 поступают на вход блока 26 задержки с временем задержки о т, = —, Импульсы с выхода блока 26 задер2 жки (фиг.Зб) поступают на второй вход модулятора 29, на первый вход которого подается напряжение с выхода гетеродина

16. Модулятор 29 работает таким образом, что при .поступлении модулирующего импульса дискретно изменяется на некоторое значение (2-3 ) относительный фазовый сдвиг. В результате этого по тому же закону изменяется разность фаз между напряжениями, поступающими на фазовые детекторы 30 и 31, Это приводит к тому, что начиная с некоторого момента времени, соответствующего времени задержки г (t1 = т,), происходит дискретное изменение аплитуды выходных напряжений фазовых детекторов

30 и 31 (фиг.Зв). Следовательно, в результате осуществления относительной фазовой манипуляции постоянные напряжения на выходах фазовых детекторов 30 и 31 оказываются промодулированными по амплитуде. Ключи 32 и 33 предназначены для амплитудной манипуляции выходных напряжений фазовых детекторов 30 и 31 соответственно. В исходном состоянии ключи 32 и 33 закрыты и открываются прямоугольными импульсами (фиг,3a) с второго выхода генератора 25, Это позволяет преобразовать выходные напряжения фазовых детекторов 30 и 31 в импульсные напряжения (фиг.Зг). Прямоугольные импульсы (фиг.3a) с второго выхода генератора 25 одновременно поступают на вход дифференцирующего блока 27, на выходе которого образуются короткие разнополярные импульсы (фиг.Зд).

Причем каждым положительным коротким импульсом запускается, а каждым отрицательным коротким импульсом закрывается генератор 28 развертки (фиг.3e). Выходное напряжение генератора 28 развертки используется для формирования горизонтальной развертки ЭЛТ 34 и 35. На вертикальные электроды указанных ЭЛТ 34 и 35 с выходов ключей 32 и 33 поступают импульсные напряжения (фиг.Зг), На экранах ЭЛТ 34 и 35 образуются изображения, по характеру которых можно визуально определить квадранты (фиг.4, 5), в которых находятся разности фаз Ар1 и Лр2.

Формула изобретения

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией поавт, св, N 1679645, отл и ч а ю щее с я тем, что, с целью повышения точности пеленгации источника излучения сигналов за счет устранения неоднозначности пеленгации в двух плоскостях, введены первая и вторая электронно-лучевые трубки, последовательно соединенные третий фазовый детектор и первый ключ, выход которого подключен к вертикальному электроду пер1765902 вой электронно-лучевой трубки, последовательно соединен - ыегенератор прямоугольных импульсов, блок задержки, модулятор, четвертый фазовый детектор и второй ключ, выход которого подключен к вертикальному электроду второй электронно-лучевой трубки, и последовательно соединенные второй дифференцирующий блок и генератор развертки, выход которого подключен к горизонтальным электродам первой и второй электронно-лучевых трубок, выход второго узкополосного фильтра соединен с первым входом третьего фазового детектора, выход второго гетеродина подключен к второму входу модулятора, выход которого соединен

5 с вторым входом третьего фазового детектора, выход первого узкополосного фильтра подключен к второму входу четвертого фазового детектора, а второй выход генератора прямоугольных импульсов соединен с вхо10 дом второго дифференцирующего блока и с вторыми входами первого и второго ключей.

1765902

П

E г (" 1.

Составитель И. Котиков

Редактор Т. Орловская Техред М.Моргентал Корректор И. LU

Заказ 3389 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 ! !

f I пыл мыс ° с

j !

1

У !