Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи с широкополосными сигналами с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения фазового сдвига, определяющего направление на источники излучения. При пеленгации источников излучения сигналов с ЛЧМ принимаемые сигналы первого и второго каналов 2 и 3 приема с выходов широкополосных фильтров 24 поступают на смеситель 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание, содержащее фазовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения сигнала с ЛЧМ. Гармоническое колебание, пройдя узкополосный фильтр 14, поступает на вход фазового детектора 17, на второй вход которого также, пройдя узкополосный фильтр 15, следует сигнал с выхода смесителя 13. Низкочастотное напряжение на выходе фазового детектора 17 является выходным сигналом и используется для определения угловой координаты источника излучения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1596479 (51)5 Н 04 1. 27 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4448864/24-09

:(22) 18.05.88 (46) 30.09.90. Бюл. У 36 (72) В.И.Дикарев, В.В.Федотов и А.П.Трусевич (53) 621.394.62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1109936, Н 04 L 27/14, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1234999, кл. Н 04 L 27/ 14; 1984. (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи с широкополосными сигналами с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей путем определения фазового

2 сдвига, определяющего направление на источники излучения. При пеленгации источников излучения сигналов с ЛЧМ принимаемые сигналы первого и второго каналов 2 и 3 приема с выходов широкополосных фильтров 24 поступают на смеситель 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание, содержащее фазовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения сигнала с ЛЧМ. Гармоническое колебание, пройдя узкополосный фильтр 14, поступает на вход фазового детектора

17, на второй вход которого также, пройдя узкополосный фильтр 15, следует сигнал с выхода смесителя 13, Низкочастотное напряжение на выходе фа- 9 зового детектора 17 является выходным сигналом и используется для определения угловой координаты источника из лучения. ил, 1596479

Изобретение относится .< радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи с широкополосными сигналами с линейной частотной модуляцией.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения фазового сдвига, определяющего направление на источники излучения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для приема широкополосных сигналов с линейной частотной

15 модуляцией, Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией содержит линейный тракт 1 приемника радиосигналов, первый и второй каналы 2 и 3 приема информаI ционных сигналов, элемент И 4, ключ

5, коррелятор 6, пороговый блок 7, выделитель 8 информационных сигналов, частотный детектор 9, формирователь

10 сигналов прямоугольной формы, дифференцируощий блок 11, первый и второй смесители 12 и 13, первый и второй узкополосные фильтры 14 и 15, дополнительный ключ 16, фазовый детектор

17, дополнительный линейный тракт 18 приемника радиосигналов, антенну 19 и, дополнительную-антенну 20. Первый и второй каналы 2 и 3 приема информационных сигналов содержат смеситель 21, гетеродин 22, ключ 23, ши-. 35 рокополосный фильтр 24, согласованный линейный фильтр (СЛФ) 25 и амплитудный детектор 26.

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной мо- 40 дуляцией работает следующим образом.

На вторые входы смесителей 21 первого и второго каналов 2 и 3 с выходов антенны 19 и дополнительной антенны 20 через линейный тракт 1 и дополнительный линейный тракт 18 поступают широкополосные сигналы с линейной частотной модуляцией (сигналы ЛЧИ):

Пс (t) = V соя(2И +7iyt1+cp+g{p).50

Uñ (t) = V соя(2«Е " + fi t + с)

04Е(тс Ф где Ч, Т, ср — амплитуда, длительность и начальная фаза сигналов;

f — значение частоты в начале импульса; у= 4f /Т вЂ” скорость изменения частоты внутри импульса;

df — девиация частоты;

- разность фаз сигналов, определяющая направление на источник излучения.

На первые входы смесителей 2.1 соответственно с выходов гетеродинов 22 подаются напряжения:

U„(t) = Ч соя(2йЕ t + Ц ) г, Г1 г, Uã (t) = V„cos(2i7fг t + y ) ° 7 где Ч,- Ег,, (,- — амплитуда, .частота и V„, Е, у и начальная фаза

1 сигнала соответственно гетеродинов

22 первого и второго каналов 2 и 3.

Причем частоты f г и f выбраны

1 2 таким образом, что

Ег — Ег = 2Едр = 24Е

В смесителях 21 внутриимпульсная частота заполнения сдвигается по частотной оси в .области промежуточной частоты

Еп = f Е =Š— Е . lip г с E г

Частота Настройки f и полоса прон пускания 4f и широкополосных фильтров

24 выбираются следующим образом:

Ея Епр1 4Еп 2Епр,24Еу

С, с г г1р пр

Э с

AJ с, (ц с

2f„ — fc — yt; гŠ— Š—;с г причем первый индекс обозначает час,тоту, на которой принимается сигнал; второй индекс обозначает первый или второй канал (2, 3), гетеродин 22

Если полезные ЛЧМ-сигналы принимаются на основной частоте f, то в смесителях 21 они образуются в сигналы следующих частот:

U11P (t) V COS(2lIf t + 1(+ 1ф ) °

Пр пр "р1

<ар (t) = Ч„сов(211йд t -1< ót — (р ); р "Р 11р

0

2К1Ч Чг

1 яр 21сг

К

1 коэффициент передачи смесителей 21; промежуточная частота; где

nр r2 с

PnР Ñ 1 1-

Г1

Э 11Р 1С

5 159 которого участвует в преобразовании частоты принимаемого сигнала; показатель степени обозначает вторую гармонику частоты гетеродинов 22; 2f„

Г1

2f — вторые гармоники частоты гете- родйнов 22.

Однако только сигналы на частотах и f попадают в полосу пропус1 2 кания 4f„ широкополосных фильтров

24 первого и второго каналов 2 и 3:

6479 6 открытые ключи 23 соответственно поступают на СЧФ 25. Одновременно ЛЧ11сигналы с выходов ключей 23.поступают на частотный детектор 9 и преобразуются в напряжение соответствующей формы. Это напряжение подается на вход формирователя 10, на выходе которого образуются прямоугольные -1мпульсы. На выходе дифференцирующего блока 11 образуются импульсы в моменты времени, соответствующие моментам смены знака наклона функций частотной модуляции ЛЧМ сигналов.

Эти импульсы, обеспечивая тактовую синхронизацию вместе с информационными импульсами, с выходов СЛФ 25 поступают соответственно на тактовый и первый и второй информационные

20 входы выделителя 8 информационных сигналов.

Пеленгация источников излучения

ЛЧИ-сигналов осуществляется следующим образом.

Напряжения V 11р t V„р (t) с выходов широкополосных фильтров 24 поступают на первый смеситель 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание

Ц (t) = 7 соз (41ГГ ПР + 1. М1 ) ° 0 4 Ы Х, где т 2 1 лР1 11Р

Амплитудные детекторы 26 выделяют соответственно огибающие сигналов элементов V „, (t) и V „p,,(), которые одновременно поступают йа два входа элемента И 4. Последний срабатывает, его выходное напряжение поступает на первый вход ключа 5. Один и тот же полезный ЛЧМ-сигнал, преобразованный по частоте в первом и втором каналах

2 и 3, поступает на первый и второй входы коррелятора 6. В этом случае между канальными сигналами U „Р,(t) иU » (t) существует сильная корреляционная связь. Выходное напряжение коррелягора 6 превышает пороговый уровень Ч„,, пороговый блок 7 срабатывает и своим выходным напряжением открывает ключ 5. Напряжение с выхода элемента И 4 через открытый ключ 5 поступает на управляющие входы ключей 23, открывая их (в исходном состоянии ключи 5 и 23 дополни,тельный ключ 16 закрыты). При этом преобразованные по частоте JPPf-сигналы с выходов смесителей 21 через

35 ар r которое содержит фазовый сдвиг 4ц1, определяющий направление на источник излучения ЛЧИ-сигнала. В гармоническом колебании U (t) линейная частот1 ная модуляция уже отсутствует. Гармоническое колебание V,(t) выделяется первым узкополосным фильтром 14 и . поступает на информационный вход

45;, дополнительного ключа 16.

Одновременно напряжения U „p (t) и

iV „ (г.) с выходов широкополосных . "Рт фильтров 24 поступают на коррелятор

6. Получаемая на выходе коррелятора

6 взаимно корреляционная функция R(i ) и напряжений U „р (t) и U „ (t) имеет ю

npi пр максимум при значении

dR е . с где t 1 и t — время прохождения сиг« налом расстояний от ис1596479 точника излучения до антенны 19 и дополнительной антенны 20;.

С - скорость распространения радиоволн.

При этом пороговый уровень Ч„ в пороговом блоке 7 превьппается только при максимальном значении корреляционной функции К(2 ) и не превышается при значениях ., соответствующих боковым лепесткам корреляцион, ной функции. Временной интервал соответствует зоне однозначной пелен гации источника излучения ЛЧМ-сигналов. При превышении порогового уровня

Ч„ в пороговом блоке 7 формируется напряжение, которое поступает на управляющие входы ключа 5 и дополнительного ключа 16 и открывает их.

При этом гармоническое колебание

U () с выхода первого узкополосного

1 фильтра 14 через открытый дополнительный ключ 16 поступает на вход фазо-. вого детектора 1?. Напряжения U „ (t) 25 и U(- (t) с дополнительных выходов гетеродинов 22 одновременно поступают на второй смеситель 13, на выходе которого образуется гармоническое колебание ЗО

Uz(t) = Ч cos(4))f„ t +

Ч вЂ” 2К1Ч г,Чг, Гармоническое колебание U z(t) выделяется вторым узкополосным фильтром 15 и поступает на второй вход фазового детектора 17. На выходе фазового детектора 17 образуется низ.кочастотное напряжение

U„(t) Чнсоз d ц

1 где Ч„= «2KzV„V<

К « коэффициент передачи фазово- 5О

z го детектора 17;

dy = 2и cps л

Л гтр где d — расстояние между антеннами; — длина волны; пр

60 у — угол определяющий направЭ ление на источник излучения

ЛЧИ-сигнала.

Низкочастотное напряжение U„(t) является выходным сигналом и используется для определения угловой координаты у,.

Так как в первом смесителе 12 осуществляется свертка спектра.принимаемых ЛЧИ-сигналов промежуточной частоты U Äp, () и U „ (), то это дает воэможность с помощью первого узкополосного фильтра 14 выделить гармоническое колебание U<(t) на фиксированной частоте 2f и — — f — f

AP = fg г отфильтрован при этом значительную часть, шума.

При этом прием на дополнительных частотах путем корреляционной обработки канальных сигналов подавляется.

Это достигается следующим образом.

Если ложные ЛЧИ-сигналы (помехи) принимаются на первой зеркальной частоте f y,,то в смесителях 21 они преобразуются в сигналы следующих частот;

f = f

)11 r Пр ю ъг. °

) 12 Г1 31 г (2)

f =2f -К

)н r4 31 7 (т)

f „2f r, - f p, — yt.

Только преобразованный ЛЧИ-сигнал (помеха) первого канала 2 на частоте

Й „ попадает в полосу пропускания )йя широкополосного фильтра 24 и на первый вход .коррелятора 6. Амплитудный детектор 26 выделяет огибающую этого сигнала, которая поступает на первый вход элемента И 4. Элемент

И 4 и коррелятор 6 не срабатывают, так как на выходе широкополосного фильтра 24 напряжение отсутствует.

Поэтому ключи 23 и 5 оказываются закрытыми и ложные сигналы (помехи), принимаемые на первой зеркальной частоте f > подавляются.

>f

Если ложные ЛЧИ-сигналы (помехи) принимаются на второй зеркальной частоте f, то в смесителях 21 они преобразуются в сигналы следующих частот:

Е.

Г 1 У г f np - j tü

У"

1596и7

При этом только ЛЧИ-сигнал на частоте f попадает в полосу пропускания Ж„ широкополосного фильтра 24 второго канала 3. В этом случае элемент И 4 и коррелятор б также не сра- батывают и ключи 23 и 5 остаются за крытыми, Прием ложных сигналов (помех) на второй зеркальной частоте f по2ч. давляется.

Если ложные ЛЧИ-сигналы (помехи) одновременно принимаются на первой

f . .и второй f зеркальных частотах, » > то в и лосу пропускания df широкои полосных фильтров 24 попадают преобразованные сигналы на частотах Й и Г . В этом случае элемент И 4 срабатывает, его выходное напряжение поступает на информационный вход ключа 5, который не открывается, так как ложные ЛЧИ-сигналы (помехи), принимаемые на разных зеркальных частотах

f . и f >, имеют слабую корреляцион3 ную связь. Поэтому выходное напряжение коррелятора 6 не превышает поро- 25 гового уровня V >, пороговый блок 7 не срабатывает, и ключ 5 не открывается. Ложные ЛЧИ-сигналы (помехи), принимаемые одновременно на двух зеркальных частотах f и f подав 1 ) L ляются °

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые на других дополнительных (комбинационных) частотах.

Формула изобретения

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией, содержащее последовательно соединенные антенну, линейный тракт приемника радиосигналов, первый канал приема информационных сигналов и выделитель информационных сигналов, последовательно соединенные коррелятор, пороговый блок и ключ, последовательно соединенные частотный де»ектор, формирователь сигналов прямоугольной формы и дифференцирую- 50 щий блок, выход которого подсоединен к тактовому входу выделителя информационных сигналов, а также второй канал приема информационных сигналоь и элемент И, первый вход и выход которого подключены соответственно к

55 второму выходу первого канала приема информационных сигналов и информационному вхоцу ключа, выход которого

10 подсоединен к управляющим входам первого и второго каналов приема ин-, формационных сигналов, первый и второй выходы втор»го канала приема информационных сигналов подсоединены соответственно к второму информацион ному входу выделителя информационных сигналов и второму входу элемента И, тре.ьи выходы первого и второго каналов приема информационных сигналов подсоединены соответственно к первому и второму входам частотного детектора, а четвертые выходы первого и второго каналов приема информационных сигналов подсоединены соответственно к первому и второму входам коррелятора, причем выход выделителя информационных сигналов является выходом устройства, а первый и второй каналы приема информационных сигналов содержат последовательно соединенные смеситель, ключ и согласованный линейный фильтр, последовательно соединенные широкополосный фильтр и амплитудный детектор, а также гетеродин, выход которого подсоединен к первому входу смесителя, выход которого подсоединен к входу широкополосного фильтра, при этом второй вход смесителя, управляющий вход и выход ключа, выходы согласованного линейного фильтра, амплитудного детектора и широкополосного фильтра являются соответственно информационным входом, управляющим входом и первым, вторым и третьим выходами первого и второго каналов приема информационны:: сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения фазового сдвига, определяющего направ.ление на источник излучения при малом отношении сигнал/помеха, введены последовательно соединенные первый смеситель, первый узкополосный фильтр, дополнительный ключ и фазовый детектор, последовательно соединенные второй смеситель и второй узкополосный фильтр, выход которого подсоединен к второму входу фазового детектора, последовательно соединенные дополнительная антенна и дополнительный линейный тракт приемника радиосигналов, выход которого подсоединен к информационному входу второго канала приема информационных сигналов, при этом первый и второй входы первого смесителя подключены соответственно к

Составитель В.Орлов

Техред М.Ходанич Корректор Н.Ревская

Редактор Т.Парфенова

Заказ 2917 Тира к 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r.уагород, ул. Гагарина, 101!! 1596479 12 первому и второму входам первого сме- дополнительного ключа, причем выход сителя, первый и второй входы второго Фазового детектора является дополсмесителя подключены соответственно нительным выходом устройства, а док дополнительным выходам первого и полнительный выход гетеродина являетвторого каналов приема информацион5 ся дополнительным выходом первого и ных сигналов, а выход порогового бло- второго каналов приема информационка подсоединен к управляющему входу ных сигналов.