Акустооптический анализатор спектра

 

Использование: в радиоизмерительной технике для поиска, обнаружения, распознавания пеленгации и спектрального анализа сложных сигналов. Сущность изобретения: анализатор спектра содержит блок 1 поиска, генератор 2, первый смеситель 3, первый усилитель 4 промежуточной частоты, третий смеситель 5. третий усилитель 6 промежуточной частоты, первый амплитудный детектор 7, второй ключ 8, первый сумматор 9, первый фазовращатель 10 на 90°, второй смеситель 11. второй усилитель 12промежуточной частоты, второй фазовращатель 13на 90°, обнаружитель 14, линию задержки 15, третий ключ 16, первый фазовый детектор 17, блок 18 регистрации, первый ключ 19, первый перемножитель 20, первый полосовой фильтр 21, второй перемножитель 22, второй полосовой фильтр 23, третий перемножитель 24 третий полосовой фильтр 25, лазер 26. коллиматор 27, первую, вторую, третью и четвертую ячейки Брэгга 28-31, первую, вторую, третью и четвертую линзы 32 - 35, первую-, вторую, третью и четвертую матрицы фотодетекторов 36 - 39, первый, второй, третий и четвертый блоки индикации 40 - 43, первый и второй измерители ширины спектра, умножитель частоты на восемь , блок сравнения, пороговый блок, калибратор 49. регулируемый фазовращатель 50, первый и второй узкополосные фильтры 51 и 52, второй и третий амплитудные детекторы 53 и 54, вычитатель 55. первый фильтр 56 нижних частот, второй фазовый детектор 57 и второй фильтр 58 нижних частот. Особенностью изобретения является введение блоков с 49 по 58, что позволило повысить помехоустойчивость и разрешающую способность путем полного подавления ложных сигнапов (помех), принимаемых по зеркальному каналу 7 ил

(в) RU (») 2ОО3117 С1 (51) 5 G01R23 17

Комитет Российской Федерации ро патентам и товариым знакам

r р . ., . " "" @ .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(:::::::— .";,:,:"-:-:" ::и

К ПАТЕНТУ - . (21.) 5000997/21 (22) 14.08.91 (46) 15.11.93 Бюл. Ия 41-42 (76) Велихов Василий Евгеньевич; Дикарев Виктор

Иванович; Койнаш Борис Васильевщ Шипим Иван

Тимофеевич (54) АКУСТООПтИЧЕСКИй АНАПИЗИОГ

СПБКТИ (57) Использование: в радиоизмерительной технике для поиска, обнаружения, распознавания, пеленга. ции и спектрального анализа сложных сигналов, Сущность изобретения: анализатор спектра.содер>«ит блок 1 поиска, генератор 2, первый смеситель

3, первый усилитель 4 промежуточной частоты, третий смеситель 5, третий усилитель 6 промежуточной частоты, первый амплитудный детектор?, второй ключ 8, первый сумматор 9, первый фазовращатель

10 на 90, второй смеситель 11, второй усилитель

12 промежуточной частоты, второй фазовращатель

13 на 90, обнаружитель 14, линию задержки 15, третий ключ 16, первый фазовый детектор 17, блок

18 регистрации, первый ключ 19, первый перемножитель 20, первый полосовой фильтр 21. второй перемножитель 22, второй паласовой фильтр 23, третий перемножитель 24, третий полосовой фильтр 25, лазер 26, коллиматор 27, первую, вторую, третью и четвертую ячейки Брэгга 28 — 31, первую, вторую, третью и четвертую линзы 32 — 35, первую, вторую, третью,и четвертую матрицы фотодетекторов 36 — 39, первый, второй, третий и четвертый блоки индикации 40 — 43, первый и второй измерители ширины спектра, умножитель частоты на восемь, блок сравнения, пороговый блок калибратор

49, регулируемый фазовращатель 50, первый и второй узкополосные фильтры 51 и 52, второй и третий амплитудные детекторы 53 и 54, вычитатель

55, первый фильтр 56 нижних частот, второй фазовый детектор 57 и второй фильтр 58 нижних частот.

Особенностью изобретения является введение блоков с 49 по 58, что позволило повысить помехоустойчивость и разрешающую способность путем полного подавления ложных сигналов (помех). принимаемых по зеркальному каналу. 7 ил.

2003117

Устройство относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для поиска, обнаружения, распознавания, пеленгации и спектрального анализа сложных сигналов.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является анализатор спектра, который обеспечивает. поиск, обнаружение, распознавание, пеленгацию и спектральный анализ сложных сигналов.

Причем для повышения помехоустойчивости и разрешающей способности в указанном анализаторе спектра обеспечивается подавление ложных сигналов (помех), принимаемых па зеркальному и комбинационным каналам.

Подавление ложных сигналов (помех}, принимаемых на зеркальной частоте f3, основано на использовании двух каналов при. ема, в которых сигналы преобразуются в более низкую одинаковую для обоих каналов промежуточную частоту, усиливаются, а затем суммируются, Причем в одном иэ каналов принимаемый сигнал и напряжение гетеродина сдвигаются по фазе на 90, Это приводит к тому, что сигналы проме>куточной частоты, принимаемые по зеркальному каналу, на выходе сумматора оказываются в противофазе, при суммировании такие сигнал ы пода вля ются.

Однако полное подавление указанных сигналов возможно только при идентичности приемных каналов, Реальные элементы и блоки, входящие в состав каналов, имеют отличающиеся характеристики.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и разрешающей способности путем полного подавления ложных сигналов (помех), принимаемых па зеркальному каналу.

Цель достигается тем, что в устройство введены калибратор; регулируемый фазовращатель, первый и второй узкополосные фильтры, второй и третий амплитудные детекторы, вычитатель, второй фазовый детектор, первый и второй фильтры нижних частот, причем между выходам первого смесителя и входом первого усилителя промежуточной частоты включен регулируемый фазавращатель, к первым входам регулируемого фаэовращателя и третьего усилителя промежуточной частот подключен калибратор, выход первого ключа последовательно соединен с первым узкополосным фильтром, вторым амплитудным детектором, вычитателем, второй вход которого через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и второй узкополосный фильтр соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, и первым фильтром нижних частот, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя промежуточной частоты, выход первого узкополосного фильтра последовательно соединен с вторым фазовым детектором, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым входом регулируемого фа10 зовращателя.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого анализатора спектра; на фиг. 2- структурная схема обнаружителя 14; на фиг. 3 — 6 частотные и временные диаграм"5 мы, поясняющие работу устройства; на фиг.

7 — вид возможных осциллограмм.

Акустооптический анализатор спектра содержит блок 1 поиска, гетеродин 2, первый смеситель 3, первый усилитель 4 проме20 жуточной частоты, третий смеситель 5, третий усилитель 6 промежуточной частоты, первый амплитудный детектор 7, второй ключ 8, первый сумматор 9, первый фазовращатель 10 на 90О, второй смеситель 11, второй усилитель 12 промежуточной частоты, второй.фазовращатель 13 на 90О, обнаружитель 14, линию задержки 15, третий ключ 16, первый фазовый детектор 17, блок

18 регистрации, первый ключ 19, первый перемножитель 20, первый паласовой фильтр 21, второй перемножитель 22, второй паласовой фильтр 23, третий перемно житель 24, третий паласовой фильтр 25, лазер 26, коллиматор 27, первую, вторую, 35 третью и четвертую ячейки Брэгга 28 — 31, первую, втору а, третью и четвертую линзы

32-35, первую, вторую. третью и четвертую матрицы фотодетекторов 36 — 39, первый, второй, третий и четвертый блоки инди",àции 40 —.43, первый и второй измерители 44 и 46 ширины спектра, умножитель 45 частоты на восемь, блок 47 сравнения, пороговый блок 48, калибратор 49, регулируемый фаэовращатель 50, первый и второй уэкапо"5 ласные фильтры 51 и 52, второй и третий . амплитудные детекторы 53 и 54, вычитатель

55, первый фильтр 56 нижних частот, второй фазовый детектор 57 и второй фильтр 58 нижних частот, Причем к выходу блока 1

50 поиска последовательно подключены гетеродин 2, смеситель 3, второй вход которого соединен с выходом антенны А, регулируемый фазавращатель 50, усилитель 4 промежуточной частоты, смеситель 5, второй вход которого соединен с выходом антенны" В, усилитель 6 промежуточной частоты, амплитудный дегектар 7, ключ 8, второй вход которога, соединен с выходом усилителя 4 промежуточной частоты, сумматор9, второй вход через последовательна включенные

2003117 фазовращатель 10 на 90О, смеситель 11, второй вход соединен с выходом антенны.А, усилитель 12 промежуточной частоты и фазовращатель 13 на 90 соединен с вторым выходом гетеродина 2, и абнаружитель 14, второй вход которого через лини4о задержки 15 соединен с его выходом, а выход подключен к входу блока 1 поиска.

К выходу усилителя 6 промежутачнай частоты последовательно подключены ключ

16, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 14, фазовый детектор 17, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина 2, и блок 18 регистрации. K выходу сумматора 9 последовательно подключены ключ 19, второй вход которого соединен с выходом обнару>кителя 14, перемножитель 20, паласовой фильтр 21, перемножитель ?2, паласовой фильтр 23, перемножитель 24 и паласовой фильтр 25.

На пути распространения пучка света лазера 26 последовательно установлены коллиматор 27 и четыре ячейки Брэгга 28 — 31, пьезоэлектрические преобразователи которых соединены с выходами ключа 19 и поло- 25 совых фильтров 21, 23 и 25 соответственно, На пути распространения каждого дифрагирован наго пучка света установлена линза 32 (33, 34, 35), в факальной плоскости которой размещена матрица фотодетекторов 36 (37, . 30

38, 39), выход которой подключен к соответствующему блоку индикации 40{41, 42, 43).

К выходу ключа 8 последовательно подключены узкополосный фильтр 51, амплитудный детектор 53, вычитатель 55, второй вход которого через последовательно включенные узкополосный фильтр 52 и ар плитудный детектор 54 соединен с выходом усилителя 12 промежуточной частоты, и фильтр 56 нижних частот, выход которого 40 соединен с вторым входом усилителя 4 промежуточной частоты. К выходу узкополосного фильтра 51 последовательно подключены фазовый детектор 57, второй вход которого соединен с выходом узкополоснсга фильтра 45

52, и фильтр 58 нижних частот, выход которого соединен с вторым входом регулируемого фазовращателя 50. К первым входам регулируемого фазавращателя 50 и усилителя 12 промежута4най частоты подключен калибратор 49.

Акустаоптический анализатор спектра работает следующим образам.

Просмотр заданного диапазона частот

О осуществляется с помощью блока 1 па- 55 иска, который периодически с периодам Тя по пилообразному закону изменяет частоту гетерадина 2. Ключи 8, 16 и 19 в исходном состоянии закрыты.

Частота настройки f441 и полоса прапускания Л11 усилителей 4 и 12 промежуточной частоть4 выбраны следу4ащим образом (фиг. 6,а): т441 = тпр c = 2тпр.

ЧаСтата НаСтРОйКИ Гя2 И ПОЛОСа ПРОПУскания 292 усилителя 6 промежуточной частоты выбраны следующим образом:

fj42 = тг, 2 = 2fnp.

Если на вход анализатора спектра поступают. сложные сигналы с фазовай манипуляцией (ФМН-2)

U1(t) = 3с cos (гл ст + (t) + p 1), U2(t)=Uc cosI2 .т- {t)+ pz), О t Тс, где 0с,1с, р, р2, Тс — амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигналов;

p<(t) = О, г — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазавой манипуляции, причем р (т) =- const npu

Кти < t < (К+1) ти и может изменяться скачком при = К и, т.е, на границах между элементарными посылками (К 1,2,...,N-1);

r, N — длительность и количество элементарных посылок, из которых составлены сигналы длительностью Тс(Тс = N . Гк): та они с выхода антенны А и В поступают на первые входы смесителей 3,5 и 11 соответственно, На вторые входы смесителей 3 и 11 с выходов гетеродина 2 и фаэовращателя 10 на 90 пода4отся напряжения линейно изменяющейся частоты

Up1{t) = V4- соз {2x fг1 + л y1t + p )

Ua(t) = Vr со", (2z fãt+л ул + у>г+ 90 ), О t =Тп, где Чг, fr фг, Ти амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина;

Df } 1 = = скорость изменения частоты

Тп гете родина;

На выходах смесителей 3 и 11 образуются напряжения комбинационных частот;

fc1 = fc-тг- } Л = fnp- } 11, fc2 = 2f + }21-fc, где первый индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал; второй индекс обозначает номер гармоники частоты гетеродлна, участвующей в преобразовании несущей частоты принимаемого сигнала;

21г, y2 — вторая гармоника астоты гетерадина и скорость ее измерения (p = 2 y1).

Однако в полосу пропускания hf1 усилителей 4 и 12 промежуточной частоты поПаДаЮт таЛЬКа НаПРЯжЕНИЯ С ЧаетатОй fc1:

2003117

10 второй вход регулируемого фазовращателя

50, изменяя его фазовый сдвиг таким образам, чтобы напряжение фазового детектора

57 стремилось к нулю, Так достигается фазавал идентификация приемных каналов.

Наличие сильной корреляции между модулями коэффициентов передачи и их аргументами на частотах информационного fop и калибровочного f< сигналов позволяет утвер>кдать практическое равенство модулей коэффициентов передачи и равенство их аргументов на промежуточной частоте, Следовательно, на выходах усилителей 4 и 12 промежуточной частоты образуют напряжения;

О лp1(t) = Чпр са$ (2л fppt + (pe(t) л) 1t +

+Рр1)

0 пр1(т) = Vnp со$ (2л кпрт+ к(т)- л Л +

+Plp1)i где Члр = Чпр1 =- Члр2, K1 = К2 = K; 0 t Тс.

На выходе сумматора 9 в этом случае образуется напряжение

UZjt) = ЧХ соя (2л1пр1+ p<(t) жуЛ2 +/ >,p1), О.:- т. Ò,. где V Х = 2Ч.,р.

Напряжение VX (t) с выхода сумматора

9 поступает на вход абнаружителя 14, состоящего из измерителей 44 и 46 ширины спектра, умнажителя 45 частоты на восемь, блока 47 сравнения и порогового блока 48.

На выходе умножителя 45 частоты на восемь образуется гармоническое колебание

U3(t) = ЧХ C0$ (16Xfnpt- $1t2+ BPnp1), О т "-Т,, в котором фазовая манипуляция уже отсутствует.

Ширина спектра Afg восьмой гармоники сигнала определяется его длительностью

Tc(Юв-1/Т ), тогда как ширина спектра hf< входного ФМН-2 сигнала определяется длительностью т его элементарных посылок (Af = 1/ti ), т.е. ширина спектра Юв восьмой гармоники в N раэ меньше ширины спектра Af входного ФМН-2 сигнала (Л1с/

/Жв = N).

Следовательно, и ри умножении частоты принимаемого ФМН-2 сигнала на восемь его спектр "сворачивается" в Й раз. Это обстоятельство и позволяет обработать

ФМН-2 сигнал даже тогда, когда его мощность на выходе анализатора спектра меньше мощности шумов. Ширина спектра Af< входного ФМН-2 сигнала измеряется с помощью измерителя 44. Напряжения V1 и Чв, пропорциональные Af< и Л fa соответственно, с выходов измерителей 44 и 46 ширины спектра поступают на два охода блока 47 сравнения, На выходе блока 47 сравнения формируется постоянное напряжение лишь в там случае. если напряжения, поступающие на два ега входа, значительно отлича5 ются друг от друга. Так как V1» Чв, то на выходе блока 47 сравнения образуется постоянное напряжение, которое сравнивается с пороговым напряжением Члор в пороговом блоке 48. Пороговый уровень вы- .

10 бирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи, Пороговый уровень превышается только при обнаружении сложного сигнала, когда напряжения V1 и Чв, поступающие на два входа блока 47 сравне15 ния, значительно отличаются по величине друг от друга, При превышении порогового уровня Vgpp в пороговом блоке 48 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход блока 1

20 поиска, переводя его в режим остановки, на вход линии задержки 15 и на управляющие входы ключей 16 и 19, открывая их, С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона О и поиск

25 сложных сигналов прекращается на время визуального спектрального анализа обнаруженного ФМН-2 сигнала, которое определяется временем задержки тз линии 15. задержки.

30 При прекращении перестройки гетеродина 2 на выходах усилителя 6 промежуточной частоты и сумматора 9 образуются следующие напряжения;

35 Upp5(t) = Чпр3 со$ (2xfrt+ Pr+ AP ), 0Х1() = VZ соз (2 >tfnpt + у" к(1) + p вр1).

Напряжение U pg(t) C выхода усилителя

6 промежуточной частоты через открытый

40 ключ 16 поступает на первый вход фазового детектора 17, на второй вход которого подается напряжение с второго выхода гетеродина 2

Ug3(t) = Чг Саз (2Я frt + P).

На выходе фазового детектора 17 образуется постоянное напряжение

Vj,1 = V 1 coS AP, 1

50 где Чн1 = 2 K 1 ЧвРЗ Vr, к1 — коэффициент передачи фазового детектора;

Ьр = р2 — р1 = 2кд1/А со$/> .

Напряжение VZ 1(t) с выхода сумматора

9 через открытый ключ 19 поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячер .и

Брэгга 28 и на два входа перемножителя

20, на выходе которого образуется гармоническое напряжение

2003117

Uq(t} = Ч4 сов (4л Ьр1 + 2 фпр1).

0 t Тс, 1 где Ч4 — 2 K5VZ

K5 — коэффициент передачи перемножиТОЛЯ

Так как 2 p<(t) = 0,2л, то в указанном напряжении фазовая манипуляция уже отсутствует. Напряжение Оф) выделяется полосовым фильтром 21 и поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брзгга 29 и на два входа перемножителя 22, на выходе которого образуется гармоническое напряжение

U5{t} = V5 соз (ЯлХ„рт+4Р.р ), 0 t = Т, где Ч5 = К5Ч4

Это напряжение выделяется полосовым . фильтром 23 и поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брзгга 30 и на два входа перемножителя 24, на рыходе которого образуется гармоническое напряжение

U5{t) + Чб cos (" 6 x fqpt + 8 фЪр1) 0 t Тс где Ч5= — K5 .V5

2.

Это напряжение выделяется полосовым фильтром 25 и поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брэгга 31.

Ширина спектра hfc ФМН-2 сигнала определяется длительностью ги элементарных посылок(Afc = 1/ т }. Тогда как ширина спектра второй hfz, четвертой Ж4 и восьмой Л15 гармоник определяется длительностью Тс сигнала (Лт2 = ЛА = Ь|в = 1/Tc), Следовательно, при умножении частоты (фазы) на два, четыре и восемь, спектр ФМЕ-2

СИГНаЛа "СВОраЧИВавтСя" В М раз (Afc/ Ю2 =

=Ate/ AA = >c/ mfa = N) и трансформируется в Одиночные спектральные составляющие.

Это обстоятельство и является признаком распознавания ФМН-2 сигнала.

В ячейках Брэгга 28...31 происходит преобразование обнаруженного ФМН-2 сигнала и его гармоник в акустические колебания, Пучок света от лазера 26, сколлимированный коллиматором 27, ПДОхОДит через ячейки Брэгга 28...31 и дифрагирует на акустических колебаниях, возбужденных сигналом и его гармониками. На пути распространения дифрагируемой части пучк@ света устанавливаются линзы 32...35. В фокальных плоскостях указанных линз, формирующих пространственный спектр принимаемого сигнала, установлены матрицы фотодетекторов 26...39. Каждому разреша5

45 ющему элементу анализируемого спектра соответствует свой фотодетектор, Каждая ячейка Брзгга состоит из звукопровода и возбуждающей гиперзвук и ьезозлектрической пластины, выполненной из кристалла ниобита лития соответственно X и У-35 среза. Это обеспечивает подстройку по углу

Брэгга и работу каждой ячейки в широком диапазоне частот, В качестве блоков индикации 40.„43 могут быть использованы осциллографические индикаторы.

Спектры принимаемого ФМН-2 сигнала и его гармоник визуально наблюдаются на экранах индикаторов 40...43 соответственно (фиг. 7, а).

Время задержки т линии задеръ; ч 15 выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить спектры обнаруженного

ФМН-2 сигнала и его гармоник на экранах индикаторов 40...43. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 15 задержки поступает на вход сброса обнаружителя 14 (порогового блока 48) и сбрасывает его содержимое на нулевое значение. При этом блок 1 поиска переводится в режим перестройки, а ключи 16 и i9 закрываются, т.е. переводятся в свои исходные состояния;

С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона Df и поиск сложных сигналов продолжается, В случае обнаружения следующего ФМН-2 сигнала работа анализатора спектра проиСходит аналогичным образом, Если на вход анализатора спектра поступает Ф М Н-4 сигнал (,(т) = О,, л, тл) то л 3 на выходе полосового фильтра 21 образуется ФМН-2 сигнал (p<(t) = О,л,2л,3л ), а на выходах полосовых фильтров 23 и 25 образуются соответствующие гармонические напряжения U5(t) и Uo(t}. В этом случае на экранах индикаторов 40 и 41 наблюдаются спектры ФМН-4 и ФМН-2 сигналов, а на экранах индикаторов 42 и 43 наблюдаются одиночные спектральные составляющих (фиг. 7б).

Если на вход устройства поступает

ФМН 8 сигнал (ук(}, = О, л/4,2, л,л, — 4, л, л ),то на выходах пол 3 5 3 7 лосовых фильтров 21 и 23 образуются ФМН4 и ФМЕ-2 сигналы, а на выходе полосового фильтра 25 образуется гармоническое напряжение Uo(t), В этом случае на экранах индикаторов 40, 41 и 42 наблюдаются спектры ФМН-8, ФМН-4 и ФМН-2 сигналов, а на экране индикатора 43 наблюдается одиночная спектральная составляющая {фиг. 7, в).

2003117

Если на вход анализатора спектра поступают сложные сигналы с бинарной частотной манипуляцией (ЧМН-2), то аналитически их можно представить следующим образом:

U1(t) = V c. COS (2_#_ fcpt + P (t) + ф 1), 02(т) Vc саз (2_#_тсрт + P(t) + P2), 0 т †= Тс т1 + т2 где fcp =

2 — средняя частота сигнала

1 1 (фиг. 3), f1 =. fcp ° 12 = fcp +

4 и 4ти символьные частоты, Pt) — фазовая функция (фиг. 4).

В этом случае на выходе полосового фильтра 22 образуется частотно-манипулированный сигнал с индексом девиации частоты h

= 1. При этом его спектр трансформируется в две спектральные составляющие на частотах 411 и 4f2, а на выходе полосового фильтра

25 образуются две спектральные составляющие на частотах 811 и Bf2 (фиг, 7, г), Если на вход устройства поступает

ЧМН-3 сигнал, то на выходе паласовых фильтров 23 и 25 образуются три спектральные составляющие на частотах 4f1, 4fcp, 4f2 и Bf1, Bfcp, Bf2. т.е. сплошной спектР тРансформируется в три спектральные составляющие (фиг. 7,д).

Если на вход устройства поступает

Ч М Н-5 сигнал, то на выходе перемножителя

24 его сплошной спектр трансформируется в пять спектральных лепестков с пиковыми значениями на частотах Bf1, Bfg, Bfcp, Bfq, Bf2.

На выходах перемножителей 20 и 22 сплошной спектр ЧМН-5 сигнала трансформируется в другие сплошные спектры, так как в этом случае h < 1.

Таким образом, на экранах индикаторов 40, 41 и 42 будут наблюдаться сплошные спектры, а на экране индикатора 43 — пять спектральных лепестков (фиг, 7, е).

Если на вход устройства поступает сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ):

U1(t) = V, cos (2mf«+gzyt2+P 1), U2(t) = Чс COS (2Л fct + ЛУ t2+ Уг), 0 т Тс, д где у = — — скорость изменения частоты

"с внутри импульса;

ЫД вЂ” девиация частоты; то на выходе сумматора 9 образуется напряжение

0:::2(1) = Ч::. cos (21т (пр1 +1т т + напр 1)

2 которое через открытый ключ 19 поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брэгга 28 и на два входа перемножителя 20. На выходе последнего образуется

ЛЧМ сигнал

Ugrt) = V7 C0s (4Xfnpt+27fpt + 2Pnpl).

5 0 1Ыс

° 2 где Чт =- — Ks VX, который выделяется паласовым фильтром

21 и поступаст на ячейку Брэгга 29 и на два

10 входа перемножителя 2?. Так как длительность ЛЧМ сигнала Тс на основной и удвоенной промежуточной частоте одинакова, то увеличение у в 2 раза происходит за счет увели ения в 2 раза девиации частоты Afg.

Из зтога следует, что ширина спектра ЛЧМ сигнала на удвоенной промежуточной 1астоте в 2 раза больше его ширины спектра на основной промежуточной частоте ЛХс (Ь =-2 Ж).

Аналогично на выходах перемножителей 2? и 24 ширина спектра ЛЧМ сигнала увеличивается в 4 и 8 раз(М1 =4fc, Л в =8

Afc)

Следовательно, на экране индикатора

25 40 визуальна набл1одается спектр ЛЧМ сигнала, а на экранах индикаторов 41, 42 и 43 наблюдаются спектры ЛЧМ сигналов, ширина которых в 2, 4 и 8 раз больше ширины спектра исходного ЛЧМ сигнала (фиг, 7, ж), Это обстоятельство и является признаком распознавания ЛЧМ сигнала.

Описанная выше работа анализагора спектра соответствует случаю приема сло>кных сйгналав по основному каналу на часто35 те (фиг. G,а). Если лажные сигналы (помехи) принимаются по зеркальнол1у каналу на частоте 4 (фиг, 66).

U„-1(-) = V cos (2xf t+ У1), Uз,22(с) = 1 з cos (27тХзт+ +), 0 т. = Тз, 40 где V,, 4, р1, р2, Т, — амплитуда, несущая частота, начальные фазы и длительность помехи; то в смесителях 3 и 11 ани, преобразуются в напряжения следующих частот, з1 = г+ ) 11-fç =- fnp +;»1т, 32 2ff + )2т f3

Однако в полосу пропускания hf1 усилителей 4 и 12 промежуточной частоты попадает тОлькО напряжение с частотой

50 ...г0прбф = Vnp2 2 CGS (i- !Tfnðt+ ЛГ 11 + P пр1), Unp;(t)=Чпя2 сов(Kzfnpt+ л) 1. +у2np1+90 ), 2

О г= Т где Vnp2 == — 2 О з г, 1 /

fnp =,-;-f> — промежуточная частота

Напряжение Unp7(t) с выхода усилителя

12 промежуточной час1оты поступает на

2003117

30 с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй усилитель промежуточной частоты, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом обнаружите35 ля, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, и блок регистрации, а также последовательно соединенные с выходом

40 первой антенны третий смеситель, второй вход которого соединен через первый фазовращатель на 90 с вторым выходом гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты и второй фазовращатель на Щ, 5-5 вход фазовращателя 13 на 900, на выходе которого образуется напряжение

Unp8(t) =- Vnp2 СОВ (2Л тпрт+ Щт + у" пр1

+ 900 — 900) =Vn p2 СОВ (2Ю 1 и рт + 7Q ll + p пр1), 2

О т Т, Напряжения Unpre(l) и UnpH(l), поступающие на два входа сумматора 9, на его выходе полностью компенсируются. Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые по зеркальному каналу на частоте 4, подавляются. Если ложные сигналы (помехи) принимаются по первому комбинационному каналу на частоте 41(фиг. б,в), то в смесителях 3 и 11 они преобразуются в напряжения следующих частот:

f11 =- fr1-fr — Ó11:, f12 = 2fr 32т тк1 =- тпр + 72т.

Однако только напряжение с частотой

f12 попадает в полосу пропускания 5f1 усилителя 21 промежуточной частоты

Unpg(t) = Vnp2 сов(2лтпрт+ л 11 + напр), 2

0<1 < »«ТХ1, где fnp = 21г41 — промежуточная частота, Это напряжение поступает на второй вход смесителя 5, на выходе которого образуется напряжение.Формула изобретения

АКУСТООПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

СПЕКТРА, содержащий последовательно оптически соединенные лазер, коллиматор и четыре ячейки Брзгга, в продифрагированном луче каждой из KoT0pb!x последова тельно установлены линза и матрица фотодетекторов В ее фокальной плоскости, электрическим выходом соединенная с блоком визуальвой индикации спектра, соед;:,ненные последовательно блок поиска, гетеродин, и веерный смеситель, второй

Вход которогО соединен с Выходом первой антенны первый усилитель промежуточной частоты, первый ключ, второй вход которого через амплитудный детектор соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, сумматор, Обнаружитель, вто рой вход которого через линию задержки соединен с его выходом, третий ключ, второй ВхОд которого соединен с ВыходОм сумматора, последовательно соединенные первый перемножитель, первый полосовой фильтр, второй перемножитель, второй полосовой фильтр, третий перемножитель и третий полосовой фильтр, последовательно включенные вторую антенну„второй смеситель, второй вход которого соединен

20 п5

0пр10(т) = Vnp3 cos (4_#_fr1:+ л 2 + AP ), 0 т Т,1

ГДЕ Vnpa = 2 К 41 пр2: которое не попадает в полосу пропускания

Af2 усилителя 6 промежуточной частоты.

Ключ 8 не открывается и ложные сигналы (помехи), принимаемые по первому комбинационному каналу на частоте 41, подавляются.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по второму комбинационному каналу на частоте 42(фиг. 6, г).

Таким образом, предлагаемый анализатор спектра по сравнению с прототипом обеспечивает повышение помехоустойчивости и разрешающей способности. Это достигается путем полного подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте f3,.çà счет идентичности приемных каналов. При этом идентичность обоих каналов обеспечивается автоматически с помощью комплексной (амплитудно-фазовой) системы идентификации. (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1767449, кл. 6 01 R 23j17, 1990, выход которого соединен с вторым входом сумматора, при этом к выходу третьего ключа-и каждого полосового фильтра подключены электрические входы соответствующих ячеек Брзгга, отличающийся тем, что в него введены калибратор, регулируемый фазовращатель, первый и второй узкополосные фильтры, второй и третий амплитудные детекторы, вычитатель, второй фазовый детектор, первый и второй фильтры нижних частот, причем между выходом первого смесителя и входом первого усилителя промежуточной частоты включен регулируемый фазовращатель, к первым входам регулируемого фазовращателя и третьего усилителя промежуточной частоты подключен калибратор, выход первого ключа последовательно соединен с первым узкополосным фильтром, вторым амплитудным детектором, вычитателем, второй вход которого через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и второй узкополосный фильтр соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты и первым фильт-. ром нижних частот, выход которого сое- 3Q динан с вторым входом первого усилителя промежуточной частоты, выход первого узкополосного фильтра последовательно соединен с вторым фазовым детектором, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фи ;ьтра, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым входом регулируемого фазовращателя, - Вход

2003117

Фиг. 5. S.

Фиг. 6

20031 l 7

ФМн-4 б. в.

Фиг. /

Составитель Б.Сжов

Техред M.Mñðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор В.Трубченко

Заказ 3232

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

- Тираж Подписное

ИПО "Поиск" Роспатента

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

ЧМн-2

ЧМн-3