Накопитель импульсных сигналов

 

Использование: в радиотехнике, в радиолокационных станциях для выделения сигналов из шумов приемника и несинхронных импульсных помех. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, дискретизатор 3, весовой сумматор 4, фильтр 5 нижних частот, переключатели (6, 7, 8), линии 9, 10, 11 задержки на приборах с переносом заряда, дифференциальные усилители 12, 13. Целью изобретения - повышение помехозащищенности за счет уменьшения собственных помех. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) для выделения сигналов из шумов приемника и несинхронных импульсных помех.

Цель изобретения повышение помехозащищенности за счет уменьшения собственных помех.

Цель достигается тем, что в накопитель импульсных сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, вход которого является входом синхронизации накопителя, и делитель частоты, последовательно соединенные дискретизатор, вход которого является информационным входом накопителя, весовой сумматор и фильтр нижних частот, выход которого является выходом накопителя, первую и вторую линию задержки на приборах с переносом заряда, первый переключатель, вход которого соединен с выходом весового сумматора, первый выход с входом первой линии задержки на приборах с переносом заряда, а второй выход с входом второй линии задержки на приборах с переносом заряда, и второй переключатель, выход которого соединен с вторым входом весового усилителя, причем выход генератора тактовых соединен с управляющим входом дискретизатора, а первый и второй дополнительные выходы соединены соответственно с первыми и вторыми управляющими входами первой и второй линии задержки на приборах с переносом заряда, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно с первыми и вторыми управляющими входами первого и второго переключателей, введены последовательно соединенные третья линия задержки на приборах с переносом заряда, вход которой заземлен, и третий переключатель, а также первый и второй дифференциальные усилители, при этом первый и второй выходы третьего переключателя соединены с инверсными входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, прямые входы которых соединены с выходами соответственно первой и второй линии задержки на приборах с переносом заряда, а выходы соответственно с первым и вторым входами второго переключателя, первый и второй управляющие входы третьей линии задержки на приборах с переносом заряда соединены соответственно с первым и вторым дополнительными выходами генератора тактовых импульсов, первый и второй управляющие входы третьего переключателя соединены соответственно с первым и вторым выходами делителя частоты.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, являются новые связи между новыми и известными признаками, т.е. новая схема накопителя импульсных сигналов. Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных технических решениях не обнаружены.

Введение новых признаков позволяет повысить помехозащищенность накопителя за счет введения третьего канала и объединения первого и третьего каналов, а также второго и третьего каналов соответственно на первом и втором дифференциальных усилителях с высоким подавлением синфазных сигналов, причем АЧХ линий задержки становится почти прямоугольной, а помехи от импульсов тактового питания подавляются более чем на 50 дБ. Совокупное подавление всех типов собственных помех обеспечивает динамический диапазон накопителя порядка 50 дБ.

На чертеже представлена блок-схема накопителя импульсных сигналов.

Накопитель импульсных сигналов содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, дискретизатор 3, весовой сумматор 4, фильтр 5 нижних частот, первый 6, второй 7 и третий 8 переключатели, первую 9, вторую 10 и третью 11 линии задержки на приборах с переносом заряда, первый 12 и второй 13 дифференциальные усилители.

Накопитель импульсных сигналов работает следующим образом.

Импульсы запуска радиолокатора (не показан) синхронизируют работу генератора 1 тактовых импульсов, который вырабатывает две противофазные последовательности импульсов, следующие с частотой f_т. и управляющие процессом перемещения информации в первой 9, второй 10 и третьей 11 линиях задержки на приборах с переносом заряда. При этом период повторения импульсов запуска делителя на участки, называемые элементами дальности, число которых равно числу элементов памяти n каждой из трех линий задержки, а длительность определяется периодом повторения тактовых импульсов Т_т 1/f_т. Таким образом, время задержки каждой из трех линий, равное Т_з n˙ Т_т, оказывается строго равно периоду повторения импульсов запуска радиолокатора, т.е.

Т_з Т.

Одновременно в генераторе 1 тактовых импульсов формируется последовательность импульсов с периодом следования Т_т и длительностью 3Т_т/4, которая управляет работой дискретизатора 3, обеспечивая выборку из информации каждого элемента дальности, а также поступает на делитель 2 частоты, с выходов которого снимаются две противофазные последовательности импульсов с частотой следования 2Т_т и длительностью 2 Т_т/4, которые управляют работой первого 6, второго 7 и третьего 8 переключателей.

С момента прихода первого импульса запуска на генератор 1 тактовых импульсов на информационный вход накопителя начинает поступать входная информация, которая через дискретизатор 3 и весовой сумматор 4 проходит на трехканальную линию задержки, записываясь поочередно в элементы памяти первой 9 и второй 10 линий задержки в течение всего первого периода.

С приходом второго импульса запуска на генератор 1 тактовых импульсов входная информация второго периода начинает поступать через дискретизатор 3 на первый вход весового сумматора 4, на второй вход которого поступает задержанная информация первого периода с выхода трехканальной линии задержки. В весовом сумматоре 4 информация первого периода суммируется с информацией соответствующих элементов дальности второго периода. С приходом последующих импульсов запуска процессы накопления повторяются.

С выхода весового сумматора 4 накопленная входная информация и остатки от помех, обусловленных импульсами тактового питания и дискретизации, следующих с частотой f_т и их гармониками, поступают на фильтр 5 нижних частот, частота среза которого выбрана менее f_т. Поэтому на его выход проходит только полезная информация.

Рассмотрим более подробную работу накопителя по ослаблению собственных помех.

Ослабление паразитных помех от взаимного влияния сигналов соседних элементов памяти осуществляется с помощью первой 9 и второй 10 линий задержки и первого переключателя 6, который поочередно подключает входы линий задержки к выходу весового сумматора 4. При этом от нечетных элементов дальности информация записывается в нечетные элементы памяти первой линии 9 задержки, оставляя четные для паразитных помех, а с четных элементов дальности информация записывается в четные элементы памяти второй линии 10 задержки.

С помощью второго переключателя 7 задержанная информация с первой линии 9 задержки от нечетных элементов дальности через первый дифференциальный усилитель 12 поступает на второй вход весового сумматора, а с четных элементов памяти паразитные помехи не проходят. В то же время задержанная информация от четных элементов дальности из четных элементов памяти второй линии 10 задержки через второй дифференциальный усилитель 13 поступает на второй вход весового сумматора 4, а из нечетных элементов памяти паразитные помехи на его второй вход не проходят.

Жесткая синхронизация генератора 1 тактовых импульсов, синхронная работа дискретизатора 3 и второго переключателя 7 и управление ими импульсами с одинаковой длительностью, меньшей длительности элемента дальности, обеспечивают поступление выборок на входы весового сумматора 4 в одно и то же время и с одинаковыми длительностями выборок из прямого и задержанного сигналов. Поэтому на выходе весового сумматора нет помех, обусловленных дестабилизирующими факторами.

Помехи и искажения, присущие одноканальным линиям задержки, устраняются с помощью первого 12 и второго 13 дифференциальных усилителей с высокими коэффициентами подавления синфазных сигналов следующим образом. Вход третьей линии 11 задержки заземлен, поэтому на ее выходе присутствуют только помехи, аналогичные помехам на выходах первой 9 и второй 10 линий задержки. С помощью третьего переключателя 8 помехи с выхода третьей линии 11 задержки во время нечетных элементов дальности подаются на инверсный вход первого дифференциального усилителя 12, а во время четных элементов дальности на инверсный вход второго дифференциального усилителя 13. Поэтому в первом дифференциальном усилителе 12 помехи с выходов первой 9 и третьей 11 линий задержки компенсируются во время нечетных элементов дальности, полезная информация от которых поступает на второй вход весового сумматора 4, а во втором дифференциальном усилителе 13 помехи с выходов второй 10 и третьей 11 линий задержки компенсируются во время четных элементов дальности, полезная информация от которых без помех поступает на второй вход весового сумматора 4, в котором складывается с входной информацией четных элементов дальности, накапливаясь при этом без помех.

Использование предложенного накопителя импульсных сигналов в импульсных РЛС позволяет накапливать сигналы с меньшими помехами, повышая тем самым их помехозащищенность в целом.

Формула изобретения

НАКОПИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, вход которого является входом синхронизации накопителя, и делитель частоты, последовательно соединенные дискретизатор, вход которого является информационным входом накопителя, весовой сумматор и фильтр нижних частот, выход которого является выходом накопителя, первую и вторую линии задержки на приборах с переносом заряда, первый переключатель, вход которого соединен с выходом весового сумматора, первый выход с входом первой линии задержки на приборах с переносом заряда, а второй выход с входом второй линии задержки на приборах с переносом заряда, и второй переключатель, выход которого соединен с вторым входом весового сумматора, выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом дискретизатора, а первый и второй дополнительные выходы соответственно с первыми и вторыми управляющими входами первой и второй линий задержки на приборах с переносом заряда, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно с первыми и вторыми управляющими входами первого и второго переключателей, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности за счет уменьшения собственных помех, в него введены последовательно соединенные третья линия задержки на приборах с переносом заряда, вход которой подключен к общей шине, и третий переключатель, а также первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй выходы третьего переключателя соединены с инверсными входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, прямые входы которых соединены с выходами соответственно первой и второй линий задержки на приборах с переносом заряда, а выходы - соответственно с первым и вторым входами второго переключателя, первый и второй управляющие входы третьей линии задержки на приборах с переносом заряда соединены соответственно с первым и вторым дополнительными выходами генератора тактовых импульсов, первый и второй управляющие входы третьего переключателя соединены соответственно с первым и вторым входами делителя частоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1