Устройство для параллельной фильтрации частотно- модулированных радиоимпульсов

Устройство для параллельной фильтрации частотно- модулированных радиоимпульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ РАДИОИМПУЛЬСОВ, содержащее N каналов обработки, входьц которого объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора , а также генератор контрольных сигналов, причем каждый канал обработ ки состоит из последовательно сое-. диненных полосового фильтра, первый вход которого является входом канала обработки, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму входам генератора контрольных сигналов, первого смесителя и дисперсионной линии задержки , выход которой подключен через последовательно соединенные детектор огибающей, фазовый детектор , другой вход которого подключен к третьему выходу генератора контрольных сигналов, и перестраиваемый генератор к второму входу первого ; смесителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй смеситель и второй узкополосный фильтр - к первому входу третьего смесителя, другой вход которого подключен к выходу дисперсионной линии задержки, а -выход является выходом канала обработки , отличающееся тем, что, с целью повышения точности фазирования и расширения динамического диапазона, в него введены.последовательно соединенные четвертый смеситель , третий узкополосный фильтр и пятый смеситель, включенные между выходом сумматора и (Н-«-1)-ым его входом, причем вто-, (Л рые входы четвертого и пятого смесителей подключены к первому выходу генератора контрольных сигналов , а в каждый канал обработки введен четвертый узкополосный фильтр включенный-между выходом сумматора и втоЕялм входом второго смесителя, при этом в каждый канал обр&ботки, кроме М-го, введен фазовра1га- . м тель, включенный между вторым выходом генератора контрольных сиг icn налов и третьим входом полосового фильтра, а (Ы+2)-ой вход сумматора объединен с третьим входом полосового фильтра N-ro канала обработки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

350 Н 03 Н 17 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

«:,1»,"

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

«1, с ;.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4О

Ж

:Сд (21 ) 2983773/18-09 (22) 16.09.80 (46) 23.07.83. Вюл. Р 27 (72) Д.A. Цурский, И.В. Перетягин и В.Н. Франков (53) 621.372.544(088.8-) (56) 1. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М., "Советское ра-, . дио", 1974, с. 171-173.

2. Авторское свидетельство СССР

В 451163, кл. Н 04 В 1/10, 1973 (прототип). (54) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ

ФИЛЬТРАЦИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ

РАДИОИМПУЛЬСОВ, содержащее Й каналов обработки, входы, которого объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора, а также генератор контрольных сигналов, причем каждый канал обработ ки состоит из последовательно сое- . диненных полосового фильтра, первый вход которого является входом канала обработки, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму входам генера.тора контрольных сигналов, первого смесителя и дисперсионной линии задержки, выход которой подключен через последовательно соединенные детектор огибающей, фазовый детектор, другой вход которого подключен к третьему выходу генератора конт„„SU„„1 030957 A рольных сигналов, и перестраиваемый генератор к второму входу первого смесителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй смеситель и второй узкополосный фильтр — к первому входу третьего смесителя, другой вход которого подключен к выходу дисперсионной линии задержки, а выход является выходом канала обработ ки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фазирования и расширения динамического диапазона, в него введены последовательно соединенные четвертый смеситель, третий узкополосный фильтр и пятый смеситель, включенные-между выходом сумматора и (8+1)-ым его входом, причем вторые входы четвертого и пятого смесителей подключены к первому выходу генератора контрольных сигна-. лов, а в каждый канал обработки введен четвертый узкополосный фильт включенный-между выходом сумматора и вторым входом второго смесителя, при этом в каждый канал обработки, кроме N-го, введен фазоврага- . тель, включенный между вторым выходом генератора контрольных сигналов и третьим:входом полосового фильтра, а (N+2)-ой вход сумматора объединен с третьим входом полосового фильтра М-го канала обработки.

1030957

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах для ,согласованной обработки hlHpQKQIIQ лосных сигналов с чаСтотной модуляцией.

Известно устройство для парал- лельной фильтрации частотно-модулированных радиоимпульсов, содержащее

N каналов обработки сигналов с общим входом и нагруженных на общий сумматор. Устройство реализует способ оптимальной обработки широкополосных радиосигналов, который предполагает разбиение спектра обрабатываемого сигнала на ряд участков. Спектральные составляющие отдельных участков преобразуют по частоте, обрабатывают преобразо ванные сигналы посредством оптимальных фильтров, число которых выбирается равным числу участков спектра широкополосного сигнала.

Затем производят обратный перенос всех спектральных составляющих на исходные частоты и когерентно сумми руют части сигнала, формируя выходной сигнал (1 ).

Недостатком такого устройства является то, что из-за неидентичности используемых оптимальных фильтров и нестабильности их параметров. нарушается когерентность суммируемых сигналов. Это приводит к снижению качественных показателей обработки сигнала.

Наиболее близким техническим решением является устройство для параллельной фильтрации частотномодулированных радиоимпульсов, со держащее М каналов обработки, входы которых объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора, а также генератор контрольных сигналов, причем каждый канал обработки . состоит иэ последовательно соединенных полосового фильтра, первый вход которого является входом канала обработки, а второй и третий вхо . ды подключены соответственно к первому и второму входам генератора контрольных сигналов, первого смесителя и дисперсной линии задержки, выход которой подключен через последовательно соединенные детектор огибающей, фазовый детектор, другой вход которого подключен к третьему выходу генератора контрольных сигналов, и перестраи. ваемый генератор к второму входу первого смесителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй смеситель и второй узкополосный фильтр - к первому входу третьего смесителя, другой вход которого подключен к выходу дисперсной линии задержки, 15

60 а выход является выходом канала обработки (2), Однако на выходе сумматора наряду с обработанным сигналом присут. ствует N+1 гармонический контрольный сигнал. Контрольные сигналы являются для полезного сигнала помехой и это затрудняет обработку слабых сигналов. Снижение амплитуды контрольных сигналов приводит к снижению точности фазирования.

Недостатком устройства являет,ся невозможность обеспечить высокую точность фазирования.

Целью изобретения является повышение точности фазирования и расширение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для параллельной фильтрации частотно-модулированных радиоимпульсов, содержащее и каналов обработки, входы которых объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора, а также гене-, ратор контрольных сигналов, причем каждый канал обработки состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, первый вход которого является входом канала обработки, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму входам генератора контрольных сигналов, первого смесителя и дисперсной линии задержки, выход которой подключен через последовательно соединенные детектор огибающей, фазовый детектор, дру- гой вход которого подключен к третьему выходу генератора контрольных сигналов, и перестраиваемый гене ратор к второму входу первого сме.сителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй.смеситель и второй узкополосный фильтр — к первому входу третьего смесителя, другой вход которого подключен к выходу диспер-. сионной лийии задержки, а выход является выходом канала обработки, введены последовательно соединенные четвертый смеситель, третий узкополосный фильтр и пятый смеситель, включенные между выходом сумматора и (N+1)-ым его входом, причем вторые входы четвертого и пятого смесителей подключены к первому выходу генератора контрольных сигналов, а в каждый канал обработки введен четвертый узкополосный фильтр, включенный между выходом сумматора и вторым входом второго смесителя, при этом в каждый канал обработки, кроме N-ro, введен фазовращатель, включенный между вторым выходом генератора контрольных сигналов и третьим входом полосо1030957 ного фильтра, а (М+2)-ой. вход сумматора объединен с третьим входом полосового фильтра М-го канала оаработки.

На чертеже. представлена структурная электрическая схема устройства для параллельной фильтрации частотно-модулированных радиоимпульсов.

Устройство содержит N каналов (1-1)-(1-М) обработки, каждый из которых состоит из полосового фильтра (2-1)-(2-М), смесителя (3-1) †(3-М дисперсионной линии (4-1)-(4-И) задержки, смесителя (5-1)-(5-М), перестраиваемого генератора (6-1). (6-М), детектора (7-. 1.)-(7-N) огибающей, фазового детектора (8-1)(8-М ), узкополосного фильтра (9-1)(9-И), смесителя (10-1)-(10-И), узкополосного фильтра (11-1)-(11-И), контрольные сигналы вырабатываются генератором 12 контрольных сигналов, общим для всех каналов обработки. Все каналы нагружены на сумматор 13. Дополнительно включены фазовращатели (14-1)-(14-М) и узкополосные фильтры (15-1)-(15-И).

Устройство содержит также смеситель 16, узкополосный фильтр 17 и смесихель 18.

В каждом канале последовательно соединены полосовой фильтр 2 †(где i 1,2,...N}, смеситель З-i, дисперсионная линия задержки 4 †и смеситель 5-i. Выход дисперсионной линии задержки 4- подключен к второму входу смесителя 3-i через детектор 7-i огибающей, фазовый детектор 8-i и перестраиваемый генератор 6-i. Второй вход фазового детектора 8-i соединен с выходом генератора 12 контрольных сигналов, на котором выделяется огибающая контрольных сигналов, поступающих в канал обработки. Выход дисперсионной линии 4- 1 задержки под,ключен к второму входу смесителя

:5-i через узкополосный фильтр 9-i смеситель 10-1 и узкополосный фильтр 11- i . Второй вход смесителя

10- через узкополосный .фильтр 15- i подключен к выходу сумматора 13.

Второй вход полосового фильтра (2-1)-(2-N) соединен с выходом генератора 12 контрольных сигналов непосредственно, а третий вход .полосового фильтра (2-1)-(2-N-4) через фазовращатель 14-1. Выход генератора 12 контрольных сигналов, на котором формируется контрольный сигнал частоты f,, подключен. к входам смесителей 16 "и 18. Второй вход смесителя 16 соединен с выходом смесителя 18 через узкополосный фильтр 17. Второй вход смесителя 18 соединен с выходом сумматора 13. Вторай дополнительный вход полосового фильтра 2-N объе динен с входом сумматора 13;

Устройство работает следующим образом.

Например, на вход канала 1-1 об-.

5 работки наряду с частью обрабатываемого сигнала подаются два контрольных сигнала с частотами f u На вход канала 1-И обработки пода K0 ются контрольные сигналы с частота$P мн f„ и fкн. Общий дли обоих каналов контрольный сигнал с частотой используется для взаимной фазировки каналов. На выходе сумматора 13 присутствует сумма контрольных сигналов частоты fj1 прошедших через каналы 1-1 и 1-N обработки. Разность фаз и амплитуд этих сигналов обусловлена неидентичцостью канальных дисперсионйых линий 4-1 и

4-М задержки и нестабильностью их о .параметров. Сумма этих контрольных сигналов через узкополосные фильтры 15-1 и 15-N поступает соответст-, венно на смеситель 10-1 и 10-И. C помощью смесителя 10-1 и 10-М и уз25 кополосных фильтров 11-1 и 11-М вырабатывается гетеродииное напряжение таким образом, .что контрольные сигналы, прошедшие через разные каналы, на выходе сумматора 13 окаgp зываются равными по величине и про.тивоцоложныьы по фазе .и компенсируют друг друга. Таким образом, по частоте сопряжения набеги фаз в кана лах отличаются на 180з. Для устра35 нения этого контрольный сигнал частоты f„„подается в канал обработки 1-М непоаредственно, а на вход канала обработки 1-1 через фазовращатель 14-1, осуществляющий сдвиг фазы на 18ОО. Аналогично осуществля .

4О ется фазировка и компенсация конт.рольных сигналов, которые являются общими для других каналов обработки (1-2)-(1-И- 1 ). На выходе сум- матора 13 остаются нескомпенсирован45 ными контральные сигналы с частотами fко и укМ Сигнал частоты fê используется s М-ом канале для формирования второго гетеродинного ко лебания. Поэтому для компенсации

5() этого сигнала достаточно подключить третий выход полосового фильтра

2-М к входу сумматора 13. Сигнал частоты f в канале 1-1 обработки не используется для выработки б второго гетеродинного напряжения.

Поэтому для компенсации этого конт- рольного сигнала необходимо включить между генератором 12 контрольных сигналов и сумматором цепь, сос,тоящую из смесителя 16, узкополасного фильтра 17 и смесителя 18. Работа этой цепи аналогична цепи выработки второго гетеродинного напряжения в каждом из каналов обработки. таким образом, оказываются скомпеисированными все контрольные

1030957

ВИИИПИ Заказ 5233/57 Тираж 936 Подписное

1»

Филиал ППП "Патент, r.Óærîðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4

Сигналы. Параметры дисперсионных линий задержки 4-i изменяются во времени медленно. С учетом этого постоянная времени цепи компенсации контрольных сигналов выбирается большой. Этим исключается влияние полезных сигналов на качество фазирования каналов и компенсацию контрольных сигналов.

Компенсация контрольных сигналов на выходе сумматора 13 расширяет динамический диапазон устрой ства обработки на 30-40 дБ. При этом оказывается возможным увеличить амплитуды контрольных сигналов, что приводит к пропорциональному увеличению точности фазирования.