Устройство для автоматического измерениязадерж'
СПИ САНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
00N3 Советскин
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 11,Х11.1967 (№ 1202009/26-9) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 17.lll.1970. Бюллетень ¹ 11
Дата опубликования описания 1 VII.1970
Кл. 21а, 48161
21а4, 71
МПК G Ols
G 0lr
УДК 621.317.726:621..396.969.1 (088.8) Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Г. А. Соколов, П. А. Жердев, Л. В. Засосов, А. И. Кудрй,;,:1.".Т":-. " « = и А. Б. Соколов ! i
:с, . е
У;
", t
Авторы изобретения
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ
ЗАДЕР)К1КИ НЕПРЕРЫВНОГО РАДИОСИГНАЛА
С ШИРОКОПОЛОСНОЙ СИНУСОИДАЛЪНОЙ ЧАСТОТНОЙ
МОДУЛЯ ЦИ ЕЙ
Изобретение относится к радиолокационному измерению дальности при помощи непрерывных радиосигналов с широкополосной частотой модуляцией (ЧМ) .
Известны устройства измерения временной задержки ЧМ сигнала, использующие разностный сигнал, полученный путем смешения запросного сигнала с ответным, задержанным на время распространения. К ним относятся устройства с непосредственным подсчетом разностной частоты, устройства «комбинированного» измерения (с двойной частотной модуляцией, с выделением гармоник разностного сигнала и т. п.), устройства с непосредственным выделением закона частотной модуляции разностного сигнала при помощи частотного детектора (при синусоидальной ЧМ) и сравнением его задержки с законом модуляции запросного сигнала, устройства использующие слежение за средней частотой разностного сигнала.
Устройства измерения задержки, основанные на непосредственном подсчете разностной частоты, — просты, однако для них характерна низкая помехоустойчивость вследствие широкополосности приемного канала, так как требуемая полоса пропускания определяется девиацией частоты разностного сигнала и допплеровским смещением, наличие «постоянных» «дискретных» ошибок, связанных с тем, что разностный сигнал содержит только гармоники модуляции (О) и, следовательно, результат измерения может изменяться только дискретно. Применение «комбинированных» измерений, например с двойной частотной модуляцией, позволяет исключить постоянные ошибками, что достигается ценой дополнительного энергетического проигрыша, так как в измерениях используется не вся энер10 гия принятого сигнала. Устройства с, непосредственным выделением закона ЧМ разностного сигнала также позволяют избавиться от lIOcTOBHHhlx ошибок, однако помехоустойчивость их остается низкой вследствие широкоls полосности частотного дискриминатора. Устройства, использующие слежение за средней частотой разностного сигнала, позволяют осуществить фильтрацию, однако помехоустойчивость их остается невысокой, так как полоса
20 пропускания частотного дискриминатора не может быть меньше частоты модуляции Q.
Цель изобретения — создание такой структуры устройства обработки разностного сигнала, которая позволила бы реализовать по25 мехоустойчивость измерения задержки ответного сигнала, близкую к потенциально достижимой для ЧМ сигналов, при одновременном отсутствии постоянных ошибок. Для этого используется фазовое слежение за разностЗ0 ным сигналом при помощи схемы фазовой ав265973 топодстройки частоты (ФАП) местного (управляемого) генератора, содержащей в цепи обратной связи узкополосный фильтр, настроенный на частоту модуляции Q. Такое построение схемы ФАП позволяет осуществить 5 фазовое слежение за сигналом с глубокой синусоидальной ЧМ, причем минимальная эффективность полосы пропускания не зависит ни от величины девиации частоты разностного сигнала, ни от допплеровского смещения, ни 10 от значения частоты модуляции, что обеспечивает высокую помехоустойчивость измерительного устройства.
На чертеже показана блок-схема предлагаемого изобретения. 15
Чтобы исключить постоянные ошибки, измерение задержки ответного сигнала производится непосредственно по величине индекса модуляции разностного сигнала. Связь между индексом модуляции разностного сигнала и 20 значением задержки определяется следующим соотношением:
p= 6,)&т3, где Po — индекс модуляции запросного сигнала;
Q — частота модуляции; 25 т — задержка ретранслированного сигнала.
Как показано на чертеже, передатчик 1 через передающую антенну 2 излучает сигнал.
Часть мощности от передатчика через аттеню- 30 атор 8 подается на смеситель 4. С другой стороны на этот же смеситель через приемную антенну 5 поступает ретранслированный сигнал. Напряжение промежуточной («разностной») частоты с выхода усилителя б подается 35 на фазовый детектор 7, где перемножается с напряжением генератора 8, управляемого по частоте напряжением с выхода фильтра нижних частот 9.
В режиме фазового снижения напряжение 40
Оф.д (t) фазового детектора 7 (сигнал ошибки) содержит постоянную и переменную составляющие:
У@.Л (): Кф.д ((— ОУ.г) со$ Й1 — + Л 1 45
2 / где Кф.д — коэффициент передачи линейной модели ФД;,бу.г — индекс частотной модуляции напряжения управляемого генератора;
Лср — средняя разность фаз сигнала управля- 50 емого генератора и выходного сигнала приемника.
В результате вычитания мгновенных фаз двух сигналов на фазовом детекторе 7 происходит сжатие спектора частотной модуляции, 55 вследствие чего схема фазовой а втоподстройки частоты сохраняет свою работоспособность при весьма больших значениях индекса модуляции на ее входе и узкой полосе пропускания, обеспечивающей высокую помехоустойчивость. Для повышения надежности захвата первоначально производится поиск и захват по фазе сигнала без частотной модуляции, а затем плавно ввод ится частотная модуляция с номинальным индексом. Это позволяет исключить необходимость поиска по дальности, Напряжение на выходе управляемого генератора в режиме слежения имеет вид, при котором индекс Ру.г с вьгсокой точностью совпадает с индексом модуляции выходного сигнала усилителя б промежуточной частоты:
I3y.r =y, где P — остаточный индекс модуляции разностного сигнала, и связан с амплитудой управляющего синусоидального напряжения на выходе узкополосного фильтра 10 соотношением:
Q 1à — РУ. Г
Ьу.r где 5у.г — крутизна характеристики управления частотой генератора 8.
Таким образом:
Ру.г 23o з
Уг — — S/n
8у.г 8v.г т. е. напряжение на,выходе фильтра определяет з начение задержки тз ретранслированного сигнала.
Предмет изобретения
Устройство для автоматического измерения задержки непрерывного радиосигнала с широкополосной синусоидальной частотной модуляцией, содержащее смеситель, усилитель и схему фазовой автоподстройки, состоящую из фазового детектора, фильтра нижних частот, управляемого генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения задержки ответного сигнала и устранения дискретных ошибок измерения в цепи обратной связи упомянутой схемы фазовой автоподстройки, дополнительно между выходом фазового детектора и;входом управляемого генератора включен узкополосный резонансный фильтр, причем значение задержки ответного сигнала измеряется по амплитуде синусоидального напряжения на выходе узкополосного резонансного фильтра.
265973
Составитель Резников
Редактор H. Д. Воликова Техред А. А. Камышникова Корректор Л. И. Гаврилова
Заказ 1654II4 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва K-35, Раушская наб., д. 4j5
Типография, пр. Сапунова, 2
