Многоканальный приемник радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано в радиолокации, радиоуправлении и связи. Достигаемый технический результат - сохранение информации об амплитудах сигналов с различными частотами при одновременном приеме нескольких сигналов с частотно-временным кодированием (ЧВК) с перекрывающими спектрами. Многоканальный приемник радиоимпульсных сигналов с ЧВК содержит усилитель высокой частоты, смеситель, логарифмический усилитель промежуточной частоты, гетеродин, узкополосные каналы, каждый из которых содержит узкополосный фильтр, детектор, видеоусилитель, инвертор полярности, два ключевых каскада, сумматор, компаратор и усилитель, а также сборку. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электричества, в частности к технике электросвязи, и может быть использовано в радиолокации, радиоуправлении и связи.

Известны приемные устройства для приема сигналов с частотно-временным кодированием (ЧВК), выполненные по схеме «широкая полоса - ограничитель - узкополосный фильтр», в котором сначала производится широкополосное усиление всех частот, затем следует ограничение, благодаря чему происходит выравнивание амплитуд сигналов разных частот для того, чтобы исключить влияние проникающей части спектра радиоимпульса одной частоты в каналы других частот. «Просачивающаяся» часть спектра соседнего канала за счет избирательности фильтра меньше по амплитуде сигнала, на который настроен узкополосный фильтр, и путем подбора порога срабатывания «просачивающийся» импульс устраняется. В декодере ЧВК импульсы разных частот декодируются по временной расстановке между импульсами и определенному порядку следования частот (кн. Лившиц А.Р., Биленко А.П. Многоканальные асинхронные системы передачи информации. М.: «Связь», 1974 г. - стр.164, рис.7.1). Недостатком известного устройства является потеря информации об амплитуде сигнала и подавление «слабого» сигнала одной частоты «сильным» сигналом другой частоты, что не позволяет производить амплитудную селекцию наложившихся сигналов от разных источников.

Известен приемник радиосигналов с ЧВК, который выполнен по схеме двоичных (бинарных) сигналов с активной или пассивной паузой с корреляторами или согласованными фильтрами (авторское свидетельство СССР №588637. Устройство для приема радиосигналов с частотно-временным кодированием. - МПК: Н04В 1/06, Н04L 15/00. - 15.01.1978). Недостатком известного устройства является отсутствие необходимости в сохранении информации об амплитуде и частоте. Наличие в нем канала синхронизации усложняет конструкцию приемника и не соответствует условиям применения асинхронных адресных систем связи.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является приемник радиоимпульсных сигналов с ЧВК, содержащий последовательно соединенные усилитель высокой частоты, смеситель и логарифмический усилитель промежуточной частоты, ко второму входу смесителя подключен гетеродин, а к выходу логарифмического усилителя промежуточной частоты подключены узкополосные каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр, детектор и видеоусилитель, к выходу последнего присоединены инвертор полярности, ключевой каскад и сумматор, последний другими входами подключен к выходам инверторов полярности других узкополосных каналов (патент RU №2293439 С2. Приемник радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием. - МПК7: Н04В 1/06. - Бюл. №4, 10.02.2007).

Недостатком известного приемника, принятого за прототип, является подавление «слабого» импульса сигнала одной частоты «сильным» импульсом сигнала другой частоты при одновременном приеме нескольких сигналов с ЧВК.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является сохранение «слабого» импульса одной частоты одного сигнала при одновременном приеме «сильного» импульса другой частоты другого сигнала.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является сохранение всех сигналов при одновременном приеме нескольких сигналов с ЧВК с перекрывающими спектрами.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном многоканальном приемнике радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием, содержащем последовательно соединенные усилитель высокой частоты, смеситель и логарифмический усилитель промежуточной частоты, ко второму входу смесителя подключен гетеродин, а к выходу логарифмического усилителя промежуточной частоты подключены узкополосные каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр, детектор и видеоусилитель, к выходу видеоусилителя присоединены инвертор полярности, первый ключевой каскад и сумматор, последний входами подключен к выходам инверторов полярности других узкополосных каналов, в каждый узкополосный канал введены второй видеоусилитель, компаратор и второй ключевой каскад, подключенные входами к выходу первого видеоусилителя, при этом первый и второй ключевые каскады в каждом узкополосном канале соединены между собой параллельно, второй видеоусилитель каждого узкополосного канала выходом подключен ко второму входу других канальных компараторов, выходы которых подключены к соответствующим входам также вновь введенной сборки, выход которой соединен с управляющими входами вторых ключевых каскадов, управляемых сигналами с выхода сборки.

На представленном чертеже приведена структурная функциональная схема многоканального приемника радиоимпульсных сигналов с ЧВК на примере двух частот.

Многоканальный приемник радиоимпульсных сигналов с ЧВК содержит последовательно соединенные усилитель высокой частоты (УВЧ)1, смеситель 2 и логарифмический усилитель промежуточной частоты (УПЧ)3, ко второму входу смесителя подключен гетеродин 4, а к выходу логарифмического УПЧ 3 подключены n узкополосных каналов, обозначенных на выходе цифрами I, II,…, N, каждый из которых содержит последовательно соединенные узкополосные фильтры 5₁, 5₂,…5_n, детекторы 6₁, 6₂,…6_n и видеоусилители 7₁, 7₂,…7_n, к выходам последних подключены усилители 8₁, 8₂,…8_n, компараторы 9₁, 9₂,…9_n, инверторы полярности 10₁, 10₂,…10_n, сумматоры 11₁, 11₂,…11_n, два параллельно соединенных входами и выходами ключевых каскада 12₁, 12₂, 12_n с 13₁, 13₂,…13_n, соответственно. К входам (2,…,n) сумматоров 11₁, 11₂,…11_n подключены выходы инверторов полярности 10₂,…10_n, а выходы усилителей 8₁, 8₂,…8_n подключены ко вторым входам компараторов 9₁, 9₂,…9_n, соответственно, других узкополосных каналов I, II,…, N, при этом выходы компараторов 9₁, 9₂,…9_n подключены к соответствующим входам сборки 14, выход которой подключен к управляющим входам вторых ключевых каскадов 13₁, 13₂,…13_n узкополосных каналов I, II,…, N.

Работа предложенного многоканального приемника радиоимпульсных сигналов с ЧВК показана на примере двухканального приемника.

Сигнал, включающий несущие частоты f₁, f₂,…,f_n от антенны поступает на УВЧ 1, в котором происходит усиление частоты импульсов принимаемого сигнала до заданных параметров. Затем сигнал поступает в смеситель 2, в последнем с помощью гетеродина 4 происходит преобразование радиоимпульсов высоких частот сигнала в промежуточные частоты (f_пр1 и f_пр2), после чего сигнал передается в логарифмический УПЧ 3, в котором сигнал усиливается и поступает в подключенные узкополосные фильтры 5₁, 5₂,…5_n, в частности, в узкополосные фильтры 5₁, и 5₂, образующие I, II узкополосные каналы, с отфильтрованными частотами f_пр1 и f_пр2 радиоимпульсов промежуточных частот, которые поступают, соответственно, в детекторы 6₁ и 6₂, затем видеоимпульсы передаются в видеоусилители 7₁ и 7₂. Далее сигналы в каждом узкополосном канале I и II поступают на усилители 8₁ и 8₂, компараторы 9₁ и 9₂, инверторы полярности 10₁ и 10₂, сумматоры 11₁ и 11₂ и параллельно соединенные между собой первые и вторые ключевые каскады 12₁ и 12₂ с 13₁ и 13₂, соответственно, выходы сумматоров 11₁ и 11₂ соединены с управляющими входами первых ключевых каскадов.

В инверторах полярности 10₁ и 10₂ производится изменение полярности видеоимпульсов, соответствующих радиоимпульсам с частотами f₁ и f₂. Импульсы подаются на вторые входы сумматоров 11₁ и 11₂. Так инвертируемый импульс с выхода инвертора полярности 10₁ канала I на второй вход сумматора 11₂ канала II, а инвертируемый импульс от инвертора полярности 10₂ канала II подается на второй вход сумматора 11₁ канала I, соответственно.

В сумматорах 11₁ и 11₂ происходит сложение амплитуд импульсов после видеоусилителей 7₁ и 7₂ и инверторов полярности 10₁ и 10₂, в результате чего определяется полярность выходных импульсов после сумматоров в каналах I и II. Импульс, соответствующий более «сильному» выходному импульсу U₁, например, соответствующий частоте f₁, не влияет на работу первого электронного ключа каскада 12₁ канала I, находящегося в замкнутом состоянии, и пропускает на выход канала I импульс с выхода первого видеоусилителя 7₁, а отрицательный импульс, соответствующий «слабому» импульсу U₂, размыкает другой первый электронный ключ каскада 12₂ канала II и не пропускает на выход канала II приемника «слабый» импульс с выхода первого видеоусилителя 7₂.

Одновременно в усилителях 8₁ и 8₂ производится усиление амплитуд импульсов U₁ и U₂ с коэффициентом усиления К_у=1/К_осл, где К_осл - коэффициент ослабления амплитуды U₂ «слабого» импульса, «просочившегося» от U₁ по отношению к амплитуде U₁ «сильного» импульса, т.е. К_осл=U₂/U₁. Усиленные импульсы от усилителей 8₁ и 8₂ поступают на вторые входы компараторов 9₁ и 9₂ других узкополосных каналов, при этом по амплитуде импульс с усилителя 8₂ U₂×K_y=U₁, а с усилителя импульсов 8₁ U₁·К_у>U₂. Вместе с ними на первые входы компараторов 9₁ и 9₂ поступают сигналы от первых видеоусилителей 7₁ и 7₂, соответственно. Так как на компараторе 9₁ импульс на входе 2 по амплитуде равен импульсу U₁, то срабатывает компаратор 9₁, который сигналом через сборку 14 вызывает размыкание вторых ключевых каскадов 13₁ и 13₂, «слабый» «просочившийся» импульс U₂ на выходе канала II будет отсутствовать, т.к. разомкнут и ключевой каскад 12₂. На выходе канала I будет импульс U1, т.к. замкнут ключевой каскад 12₁.

Теперь рассмотрим ситуацию с приемом одновременно «сильного» импульса, соответствующего одной частоте (f₁), и «слабого», соответствующего другой частоте(f₂). И пусть амплитуда «сильного» 0,5 В после 7₁, у «слабого» 0,2 В после 7₂, и пусть коэффициент ослабления 1/10.

В канале I: 0,5 В - основной импульс и «просочившийся» из II канала 0,2·1/10=0,02, в сумме 0,52 В.

В канале II: 0,2 В - основной импульс и «просочившийся» из I канала 0,5·1/10=0,05, в сумме 0,25 В.

Эти импульсы поступают на первые входы компараторов 9₁ и 9₂. После усилителя 8₁ импульс 0,52 усиливается до 0,52·10=5,2 В и поступает на второй вход компаратора 9₁, при этом компаратор 9₂ не сработает, т.к. U_вx1<U_вx2(0,25B<5,2 В). Соответственно после усилителя 8₂ импульс 0, 25 В усиливается до 0, 25·10=2,5 В и поступает на второй вход компаратора 9₁, при этом компаратор 9₂ не сработает, т.к. U_вx1<U_вx2 (0,52 В<2,5 В) Поскольку компараторы 9₁ и 9₂, не сработали, с выхода сборки 14 не поступил импульс на управляющие входы ключевых каскадов 13₁ и 13₂, и они остались замкнутыми, и «слабый» импульс проходит на выход II.

Таким образом, в предложенном приемнике происходит сохранение на одном узкополосном канале «слабого» импульса одной частоты сигнала при одновременном приеме «сильного» импульса другой частоты на другом узкополосном канале, что повышает качество приема сигналов с частотно-временным кодированием.

Многоканальный приемник радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием, содержащий последовательно соединенные усилитель высокой частоты, смеситель и логарифмический усилитель промежуточной частоты, ко второму входу смесителя подключен гетеродин, а к выходу логарифмического усилителя промежуточной частоты подключены узкополосные каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр, детектор и видеоусилитель, к выходу видеоусилителя подключены входы инвертора полярности, первого ключевого каскада и сумматора, другие входы сумматора подключены к выходам инверторов полярности других узкополосных каналов, а выход сумматора подключен к управляющему входу первого ключевого каскада, отличающийся тем, что в каждый узкополосный канал введены усилитель, компаратор и второй ключевой каскад, подключенные входами к выходу видеоусилителя, при этом первый и второй ключевые каскады в каждом узкополосном канале соединены между собой параллельно, усилители каждого узкополосного канала выходами подключены ко второму входу других компараторов, выходы которых подключены к соответствующим входам также вновь введенной сборки, выход сборки соединен с управляющими входами вторых ключевых каскадов, управляемых сигналами с выхода сборки.