Устройство измерения временных интервалов в условиях помех

Устройство измерения временных интервалов в условиях помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ ПО вт.св. 467306, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения при малых отношениях поверхностный сигнал/шум в условиях воздействия отраженного от ионосферы сигнала, в него введены управляемый аттенюатор, модулятор , элемент взвешивания и последовательно соединенные вычитающий блок и пороговый блок, при этом первый вход первого синхронного.на-. копителя соединен с выходом источника входного сигнала через iTipaaляемый аттенюатор, управляпщий вход которого соединен с выходе модулятора , второй выход первого синхронного накопителя соединен с первыми входами модулятора и вычитающего блока , второй выход второго синхронного накопителя через элемент взвешивания соединен с вторым входом вычитагацего блока, а выход пороговоi го блока соединен с вторым входом синхронизатора. (Л ж о 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН,3 (Я} G 01 S 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 467306 (21) 3300182/18-09 (22) 10 ° 06.81 (46) 30.03.83. Вюл. 9 12 (72) Ю.Г.Чистов, Ю.В.Соловьев, М.A.Архипов и Г.К.Куликов (53) 621.396.932.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 467306, кл. G 01 S 7/30,. 1973 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ по авт.св. В 467306, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при малых отношениях поверхностный сигнал/шум в условиях воздействия отраженного от ионосферы сигнала, в него ввеÄÄSUÄÄ 682. А дены управляемый аттенюатор, модулятор, элемент взвешивания и последовательно соединенные вычитающий блок и пороговый блок, при этом первый вход первого синхронного,на-. копителя соединен с выходом источника входного сигнала через управляемый аттенюатор, управляющий вход которого соединен с выходом модулятора, второй выход первого синхронного накопителя соединен с первыми входами модулятора и вычитающего блока, второй выход второго синхронного накопителя через элемент взвешивания соединен с вторым входом вычитающего блока, а выход порогового блока соединен с вторым входом Е синхронизатора.

1008682

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при определении местоположения подвижных объектов по сигналам импульсных и импульсно-фазовых радионавигационных систем.

По основному авт.св. М 467306 известно устройство измерения временных интервалов в условиях помех, содержащее синхронизатор, первый синхронный накопитель, коммутатор и 1 электроннолучевую трубку, причем вход синхронизатора и первый вход первого синхронного накопителя соединены с источником входного сигнала, выход синхронизатора соединен с 15 вторым входом первого синхронного накопителя и с электроннолучевой трубкой, которая соединена также с выходом коммутатора, второй синхронный накопитель, инвертор, фильтр поиска, линию задержки, сумматор и фильтр низкой частоты, причем ис- точник входного сигнала через инвертор соединен с первым входом второго синхронного накопителя, а через фильтр поиска — с первым входом коммутатора, второй вход второго синхронного накопителя через линию задержки соединен с выходом синхронизатора, выходы первого и второго синхронных накопителей соединены через сумматор и фильтр ниэкой частоты с вторым входом коммутатора (1J .

Однако в известном устройстве возникают ошибки совмещения огибающих радиосигналов, что приводит к ухудшению точности измерения временного интервала между радиосигналами.

Кроме того, эти ошибки усугубляются также неточностью ручной балансировки оператором амплитуд участков 40 сигналов, которые не поражены отраженным от ионосферы сигналом.

Цель изобретения — повышение точности измерения при малых отношениях поверхностный сигнал/шум и в услови- 45 ях воздействия отраженного от ионосферы сигнала, Для достижения поставленной цели в устройство измерения временных интервалов в условиях помех, содержа- 50 щее синхронизатор, первый синхронный накопитель, коммутатор и электроннолучевую трубку, причем вход синхронизатора и первый вход первого синхронного накопителя соедине- 55 ны с источником входного сигнала, выход синхронизатора соединен с вторым входом первого .синхронного накопителя и с электроннолучевой трубкой, которая соединена также с 6О выходом коммутатора, второй синхронный накопитель, инвертор, фильтр поиска, линию задержки, сумматор и

l фильтр низкой частоты, причем источник входного сигнала через инвертор соединен с первым входом второго синхронного накопителя, а через фильтр поиска - с первыч входом коммутатора, второй вход второго синхронного накопителя через линию задержки соединен с выходом синхронизатора, выходы первого и второго синхронных накопителей соединены через сумматор и фильтр низкой частоты с вторым входом коммутатора, О введены управляемый аттенюатор, модулятор, элемент взвешивания и последовательно соединенные вычитаю-. щий блок и пороговый блок, при этом первый вход первого синхронного накопителя соединен с выходом источника входного сигнала через управляемый аттенюатор, управляющий вход которого соединен с выходом модулятора, второй выход первого синхронного накопителя соединен с первыми входами модулятора и вычитающего блока, второй выход второго raíõðîíного накопителя через элемент взвешивания соединен с вторым входом вычитающего блока, а выход порогового блока соединен с вторым входом синхронизатора.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2-4 — зпюры, поясняющие работу устройства, Устройство содержит источник 1 входного сигнала, синхронные накопители 2, инвертор 3, фильтр 4 поиска, сумматор 5, фильтр 6 низкой частоты, коммутатор 7, синхронизатор 8, электроннолучевую трубку 9, линию 10 задержки, управляемый аттенюатор 11, элемент 12 взвешивания, модулятор 13, вычитающий блок 14 и пороговый блок 15.

Устройство работает следующим обраэом.

На аттенюатор от источника 1 входного сигнала поступает смесь полезно-.

ro поверхностного сигнала и шумов, которая далее подается на синхронизатор 8 и через фильтр 4 поиска и коммутатор 7 на электроннолучевую трубку 9.

Узкополосный фильтр 4 поиска обеспечивает наилучшее отношение сигнал/ шум. Сбоем соответствующих делителей в синхрониэаторе 8 оператор с помощью электроннолучевой трубки 9 осуществляет ввод в синхронизацию устройст" ва, временной поиск нужных сигналов и грубое совмещение передних фронтов радиосигналов ведущей (Вщ) и ведомой (Вм) станций, предварительно с помощью ручной, общей и балансной регулировки усиления выравнивая их по амплитуде, Одновременно смесь сиг нала и помех поступает на синхронный накопитель 2, образующий фазный канал накопления, и через инвертор 3 на другой синхронный накопитель 2, об1.008682 (О

При воздействии задержанного на

t о р отраженного от ионосферы сигнала 23 (фиг.2) на поверхностный 24, например на один иэ сигналов цепочки станций, образуется суммарный сиг-55 нал 25 и возникают--ошибки дt совмещения огибающих из-за образующегося отличия от формы фронтов огибающих радиосигналов 24 и 25 этих станций (фиг.2), что приводит к ухудшению 60 точности измерения временного интервала между радиосигналами (радиона вигационного параметра).

Непораженные отраженным сигналом выборки 26 и 27 (фиг.3r и д), разующий противофазный канал накопления. На синхронные накопители 2 с синхронизатора 8 подаются серии коротких импульсов, высшие гармоники которых имеют точное соотношение с периодом повторения сигналов и частотой принимаемого сигнала, причем в противофаэном канале накопления .импульсы сдвинуты на половину пери.ода по отношению к импульсам фазного канала.

На фиГ.3а изображен поверхностный радиосигнал 16 на выходе источника 1 входного сигнала. Для нагляд,ности фазовых соотношений шумовая составЛяющая исключена. На фиг.Зб (5 показана серия импульсов 17, поступающих из синхронизатора на синхронный накопитель 2 фаэного канала °

Как видно, временное положение этих импульсов соответствует максимумам положительных полупериодов радиосигнала 16. На фиг.Зв изображена серия аналогичных импульсов 18, соответствующих отрицательным полупериодам радиосигнала 16, посту-, пающих на синхронный накопитель 2 противофазного канала через линию 10 задержки на половину периода Т высокочастотного заполнения импульса 16.

Синхронные накопители 2 осуществляют выборку сигнала в соответствии с приходом строб-импульсов 17 и 18 с синхронизатора 8, их накопление и фильтрацию от шумов и обратное преобразование постоянного накопленного напряжения в короткие импульсы 19 и и 20 (фиг.3r и д), которые .по амплитуде соответствуют огибающей входного сигнала (радиосигнала).

После суммирования в сумматоре 5 получаем серию импульсов 21 (фиг.Зе),40 следующих через полпериода несущей радиосигнала, а после фильтрации высокочастотных -составляющих в фильтре

6 низкой-частоты с малой постоянной времени - огибающую 22 (фиг.3e). 45

Отфильтрованные от шумов видеосигналы поступают через коммутатор 7 на электроннолучевую трубку 9 для точного совмещения их передних Фрон- . тов. 50 разнесенные во времени на То/2, с синхронных накопителей 2 поступают на вычитающий блок 14, в котором производится вычитание накопленных на-, пряжений в соответствии с алгоритмом

Ui — KUC --- О, где К вЂ” весовой коэффициент в элементе 12 взвешивания; () и U< - накопленные напряжения 26

l и 27 синхронными накопителями 2 °

При неправильном совмещении непораженных участков сигналов на выходе вычитающего блока 14 присутствует сигнал ошибки, который преобразуется в пороговом блоке 15 в команду, которая поступает на синхронизатор 8 и обеспечивает сбой соответствующих делителей в синхрониэаторе 8 до тех пор, пока сигнал ошибки на выходе вычитающего блока 14 не станет равным нулю, что соответствует правильному совмещению огибающих радиосигналов без участия оператора.

На входе устройства смесь шумов полезного поверхностного 16 и отраженного 23 от ионосферы сигналов мсжет меняться в широком динамическом диапазоне, что,в свою очередь, может привести к искажениям накопленных напряжений в синхронных накопителях 2 и появлению ошибки при измерении навигационного параметра.

В. устройстве возможность появления подобного рода искажений исключается следующим образом.

На фиг.4а изображены пачки сигналов ведущей (Вщ) и ведомой (Вм) станций, имеющие некоторый разбаланс по амплитуде. Часть накопленных в синхронном накопителе.2 выборок 28 (фиг.4б), которая соответствует уровню входного радиосигнала до (фиг.Зж) поступает на вход модулятора 13, где преобразует в регулирующее напряжение 29 всю пачку сигналов (фиг.4r) в соответствии с

;поступающими с синхронизатора широ.кими модулирукщими импульсами 30 (фиг.4в). Регулирующее напряже,ние 29 поступает на управляющий

I вход регулируемого аттенюатора 11. .В результате с высокой точностью поддерживается на входах синхронных накопителей .2 постоянный уровень непораженных участков радиосигналов в широком диапазоне изменения их на входе устройства. Известно, что в дальней зоне действия радионавигационной системы задержка отраженного сигнала по отношению к поверхностному становится минимальной (о = 30-35 мкс), а амплитуда его значительно превосходит амплитуду поверхностного сигнала(в 10 и более раз) . Ручные операции ба-, 1008682 лансировки и совмещения огибающих радиосигналов, непораженных сигналом, отраженным от ионосферы,приводят к ошибкам измерения радионавигационного параметра.

Экспериментально установлено, что при измерении временного интервала между сигналами ведущей и ведомой станций при условии воздействия шумов, превышающих в 5 раэ сигнал, отраженном сигнале, превы1аающем поверхностный в 10 раэ, и задержке t 35 мкс ошибки измерения в предлагаемом устройстве25 составляют О, 1-О, 2 мкс, а уст ..ойстве-прототипе 0,6-0,7 мкс.

Таким образом, введение автомати зации операций балансировки и совмещения огибающих радиосигналов с использованием информации от синхронных накопителей позволяет улучшить точность измерения в 3-5 раз.

Кроме этого, автоматизация этих

10 операций позволяет свести к минимуму субъективные ошибки оператора и сократить время получения навигационного параметра.

1008682

Составитель E.Ïîãèáëîâà

Редактор А.Лежннна. ТехредМ.Гергель Корректор М.Коста .Заказ 2332/57 . Тирам 708 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, й-35, Рауыская наб., д. 4/5

Т филиал ППП Патент ., г. Уигород,, ул. Проектная» 4