Панорамный приемник

Панорамный приемник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование предлагаемый приемник относится к радиотехнике и может быть использовано для поиска и обнаружения фазоманипулированных (ФМн( сигналов, а также визуальной оценки и несущей частоты, точной и однозначной пеленгации источника излучения указанных сигналов. Сущность изобретения, панорамный приемник содержит первую приемную антенну 1, генератор 2 развертки, гетеродин 3, первый смеситель 4, первый усилитель 5 первой промежуточной частоты, обнаружитель б, умножитель 7 частоты на восемь, первый и второй измерители 8 и 9 ширины спектра, блок 10 сравнения пороговый блок 11, ключ 12, линию задержки 13, первый перемножитель 14, п каналов обработки, каждый из которых состоит из полосового фильтра 15i амплитудного детектора 16i, видеоусилителя 17i и ЭЛТ 18i (i 1,2 п), опорный генератор 19, второй смеситель 20, усилитель 21 второй промежуточной частоты, вторую и третью приемные антенны 22 и 23, третий и четвертый смесители 24 и 25. второй и третий усилители 26 и 27 первой промежуточной частоты, второй и третий перемножители 28 и 29,-первый и второй узкополосные фильтры 30 и 31, первый и второй фазовые детекторы 32 и 33. первый и второй индикаторы 34 и 35. 2 ия

(19) Я . (11) (51) 01 R

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

0ж

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬИ .Л)-(i-, К ПАТЕНТУ

ЬЭ

4Р

CO

Ф

Ю (21) 4929503/21 (22) 18.04.91 (46) 15.10.93 Бюп йю 37 — 38 (71) Военно — инженерный институт имАФ.Можайского (72) Дикарев В.И.; Завируха В.К.: Цукин Г.Г, (73) Дикарев Виктор Иванович; Завируха Виктор

Константинович; Цукин Георгий Георгиевич (54) ПАНОРАМНЫЙ ПРИЕМНИК (57) Иаюльэование: предлагаемый приемник относится к радиотехнике и может быть использовано для поиска и обнаружения фазоманипупированных (ФМн(сигналов, а также визуальной оценки и несущей частоты, точной и однозначной пеленгации источника излучения указанных сигналов. Сущность изобретения: панорамный приемник содержит первую приемную антенну 1, генератор 2 развертки, гетеродин 3, первый смеситель 4, первый усилитель

5 первой промежуточной частоты, обнаружитепь 6, умножитепь 7 частоты на восемь, первый и второй измерители 8 и 9 ширины спектра, блок 10 сравнения. пороговый блок 11, ключ 12, пинию задержки

13, первый перемножитель 14, и каналов обработщ каждый из которых состоит иэ полосового фильтра

15i амплитудного детектора 16i, видеоусилителя 17i и 3JlT 18i(i 1, 2 n), опорный генератор 19, второй смеситель 20, усилитель 21 второй промежуточной частоты, вторую и третью приемные антенны

22 и 23, третий и четвертый смеситепи 24 и 25, второй и третий усилители 26 и 27 первой промежуточной частоты, второй и третий перемножители

28 и 29,.первый и второй узкополосные фильтры 30 и 31, первый и второй фазовые детекторы 32 н 33, первый и второй индикаторы 34 и 35. 2 ип

2001407

Предлагаемый приемник относится к радиотехнике и может использоваться для поиска и обнаружения фаэоманипулированных (ФМн) сигналов, а,также визуальной оценки их несущей частоты, точной и однозначнои пеленгации источника излучения указанных сигналов.

Иэ известных устройств наиболее близким к предлагаемому является панорамный приемник, который обеспечивает поиск, обнаружение ФМн сигналов и визуальную оценку их несущей частоты, Однако указанный приемник не обеспечивает оценку их несущей частоты. и однозначной пеленгации источника излучения

ФМ сигналов llpl1 низком отношении сигнал/шум, Целью изобретения является повышение точности и однозначности пеленгации источника излучения фаэоманипулированных сигналов при низком отношении сигнал/шум.

Поставленная цель достигается тем, что в устрайствс введены вторая и третья приемные антенны, второй, третий и четвертый с лесители второй и третий усилители первой промежуточной частоты, второй и третий перемножители, первый и второй узкополосные фильтры, первый i4 второй фазовые детекторы, первый и второй индикаторы, причем к выходу опорного генератора последовательно подключены второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом ключа. и усилитель второй промежу1очной частоты, к выходу второй (третьей) прием ой антенны последовательно подключены третий (четвертый) смесигель, второй вход которого соединен с выходом .етеродина, второй (третий) усилитель первой промежуточной частоты, второй (третий) перемножитель, первый (второй) узкополосный фильтр, первый(второй) фазовый детекгор, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, и первый (второй) индикатор.

2. Структурная схема панорамного приемника представлена на фиг, 1; на фиг, 2 показан принцип пеленгации источника излучения ФМн сигналов фаэовым методом в одной плоскости.

Панорамный приемник содержит первую приемную антенну 1 и последовательно включенные генератор 2 развертки. гетеродин 3, первый смеситель 4, второй вход которого соединен с выходом первой приемной антенны 1, первый усилитель 5 первой промежуточной частоты и обнаружитель 6, состоящий иэ последовательно включенных умножителя 7 частоты на восемь первого измерителя 8 ширины спект5

50 ра, блока 10 сравнения, второй вход которого через второй измеритель 9 ширины спектра соединен с выходом первого усилителя

5 первой промежуточной частоты и входом первого умножителя 7 частоты на восемь, порогового блока 11 и ключа 12, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 5 первой промежуточной частоты.

Панорамный приемник содержит также последовательно подключенные к выходу обнаружителя 6 линию задержки 13, первый перемножитель 14 второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 6 и п каналов обработки, каждый из которых состоит из последовательно включенных полосового фильтра 15l. амплитудного детектора 16l, видеоусилителя 17l и вертикального электрода электронно-лучевой трубки 181, горизонтальный электрод которого соединен с выходом генератора 2 развертки (l=1,2,...п).

К выходу опорного генератора 19 последовательно подключены второй смеситель 20, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 6, и усилитель 21 второй промежуточной частоты, К выходу второй (третьей) приемной антенны 22(23) последовательно подключены третий (четвертый) смеситель 24(25), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 3. второй (третий) усилитель 26(27) первой промежуточной частоты, второй (третий) перемножитель 28 (29), второй вход которого соединен с выходом усилителя 21 второй промежуточной частоты, первый (второй) узкополосный фильтр 30(31), первый (второй) фазовый детектор 32(33) и первый (второй) индикатор

34(35).

Панорамный приемник работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот

Df осуществляется с помощью генератора 2 развертки, который периеодически с периодом Тп по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3. Одновременно генератор 2 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 18>-18п. которая используется как ось частот, приче1ч ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона Df. Ключ 12 в исходном состоянии всегда закрыт.

Принимаемые ФМн сигналы:

us(t)=Uc cos (Wct+ р (t)+ pi).

ug(t)=Uc СО$ (W С1+ pk(t)+ p2 ), u3(t)=Uc cos (W с + pk(t)+ p 3), 0 (t(jc где Uc,.,Wc, Тс, р1, р2. рз — амплитуда, начальная несущая частота, длительность и начальные фазы сигна loB;

2001407 р,(с) — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем р,(t)=const при Kt п < t < (K+1) тп и может изменяться скачком. На Л Р при

t=K tn, т,е. на границах между элементарны- 5 ми посылками (К=1,2,...,N-1;

tn, N — длительность и количество элеФ ментарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс(Тс- с и И); с выходов приемных антенн 1, 22 и 23 соот- 10 ветственно поступают на первые входы смесителей 4,24 и 25, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 3 линейно изменяющейся частоты

Ог(С)-0г COS (Wr t+ ЛУ1 t + фг), 0

0f у1 = — — скорость изменения частоТп ты гетеродина (cKopocTb изменения первой гармоники частоты гете родина).

На выходах смесителей 4, 24 и 25 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5, 26 и 27 выделяются напряжения только первой промежуточной (раэностной) частоты:

Опр1(с)=0пр1 cos (Wnplt+

+ P, (t ) — Л У1 Сг + Опр1 ), Unp2(t)Unp1 COS (Wnp1t+

+ Р, (С ) — Л У1 Сг + гЛпрг ), Опрэ(с)=0пр1 cos (Wnplt+

+y (t) — лу1 с +дъ э), О

Wnp1=Wc -Wr — первая промежуточная частота;

Pi» =Pl — P-, Pip2 =PZ — P, марэ => — pi 45 которые представляют собой сигналы с комбинированной линейной частотной модуляцией и фээовой манипуляцией (ЛМУ-ФМН).

Напряжение Опрl(t) с выхода усилителя 5 первой промежуточной частоты поступает 50 на вход обнаружителя 6, состоящего из умножителя 7 частоты на восемь, измерителей

8 и 9 ширины спектра, блока 10 сравнения, порогового блока 11 и ключа 12.

На выходе умножитель 7 частоты на во- 55 семь образуется напряжение

ОЗ(t)=Unpl COS (8 Wnplt- 8 л у1 t2 + 8 г/1,н 1), О < с < Тс.

Так кэк 8 о (t)-0,8 л т1ри приеме сигнала с однократной фазовой манипуляцией (ОФМн, p(t)"О,л). Bp(t)-0,4л, 8л, 12л при приеме сигнала с двухкратной фазовой манипуляцией (ДФМ,, p(t)-0,—, л, — л), л 3 2 2

8 p,(t)-0.2 л, 4 л, 6 л, 8 л, 10 л, 12 л, 14л при приеме сигнала с трехкратной фазовой манипуляцией (ТФМн, p(t)3 5 3 7

-О,—, —, — л, л), — л, — л — л), то в 4 2 4 4 2 4 указанном колебании манипуляция фазы уже отсутствует.

Ширина спектра Ь|1 восьмой гармоники определяется длительностью Тс сигнала (hf1-1/тс), тогда как ширина спектра Лf<

ФМ, сигнала определяется длительностью сп его элементарных посылок (Л fc-1/т п), т.е. ширина спектра Л(г к восьмой гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра

Л 1с входного сигнала

Лгс — =N

6|1

Следовательно, при умножении частоты принимаемого ФМ сигнала на восемь его спектр "сворачивается" в N раэ. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ФМН сигнал даже, тогда, когда его мощность на входе приемника меньше мощности шумов.

Ширина спектра Ь fl восьмой гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 8, а ширина спектра Л4 входного

ФМв сигнала измеряется с помощью измерителя 9, Напряжения Ul и U, пропорциональные Лfl и Лf соответственно, с выходов измерителей 8 и 9 ширины спектра поступают на двэ входа блока 10 сравнения.

Так как U» Ul, то на выходе блока 10 сравнения образуется положительное напряжение, которое превышает пороговый уровень

Unpp в пороговом блоке 11. Пороговый уровень 0пг р выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При превышении порогового уровня Unop в пороговом блоке 11 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 12, открывая его.

ПРи этом напРЯжение Unpl(t) выхоДа усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 12 одновременно поступает на первый вход перемножителя 14 и на вход линии задержки 13, на выходе которого образуется напряжение

Unp 1(t)=Unp1(t-X э)О пр! COS (Wnp 1(t Z э )+

+ rpk(t- с э)

- yi(t rý) +/apl).О

2001407

На выходе перемножителя 14 образуется напряжение и д1 (t ) = u d cos (w д1 t +

+ pk i (t ) — ср д1 ), 0 t < Т, где 0 д = -р- К20пр1

К2- коэффициент передачи перемножителя 14, W д1 - 2 л у1 t - частота биений, р,1(t) =pk(t — тз) -дъ(1), pdi = Wnpi t> +myt т2з

Несущая частота W äi напряжения биений udi (t)

Wд1 =2лу1 т -const.

Следовательно, при фиксированном времени задержки гз на выходе перемножителя 14 образуется многочастотный сигнал биений, несущая частота W д1 которого зависит от скорости изменения частоты у1 (I-1,2,...,n) гетеродина 3. Скорость же изменения частоты преобразованного сигнала, поступающего на вход автокоррелятора, зависит от номера гармоники частоты гетеродина 3, взаимодействующей с несущей частотой принимаемого ФМн сигнала.

ЧаСтста НаСтРОйКИ Р/н1 ПОЛОСОВОГО фильтра 15i выбирается равной

М/н1-W д1 = 2лу1 тз, ЧаСтОта НаСтРОйКИ Юн2 ПОЛОСОВОГО фИЛЬтРа

152 выбирается равной

We2 W д2 = 2 R у2 тз. а частота настройки W

ГДЕ jn = П У1 — СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ П-й ГаРмоники частоты гетеродина. напряжение и д1(т) с выхода полосового фильтра 151 поступает на вход амплитудного детектора 161, где оно детектируется и после усиления в видеоусилителе 17i поступает на вертикальный электрод ЭЛТ 181, на экране которой образуется импульс (частотная метка). Положение частотной метки на горизонтальной развертке ЭЛТ 18i однозначно, определяет несущую частоту W< принимаемого ФМн сигнала.

Следовательно, номер гармоники частоты гетеродина 3, с которой взаимодействует несущая частота принимаемого ФМн сигнала, определяется номером полосового фильтра того канала, на экране ЭЛТ которого наблюдается частотная метка.

НаПРЯжЕНИЕ unpi(t) С ВЫХОДа УСИЛИТЕЛЯ

5 первой промежуточной частоты через oT" крытый ключ 12 поступает на первый вход смесителя 20, на второй вход опорного генератора

u )-Uo cos(Wot+ po), где 0о, Wo. po- амплитуда, частота и начальная фаза напряжения опорного генератора

19.

На выходе смесителя 20 образуются на5 пряжения комбинационных частот. Усилителем 21 выделяется напряжение только второй промежуточной частоты

unp5(t) Unp2 cos (Wnp2t+ .+ p((t) — >у1 t +pnp4),0 +t SТ, 1 где 0пр2- — К1 Unpl 0о, 2

И/пр2- Wnpi И/о — втоРаЯ пРомежУточная частота, Ар4 Р р 1 которое поступает на вторые входы перемножителей 28 и 29, на первые вход котоРЫХ ПОДаЮтСЯ НаПРЯжЕНИЯ unp2(t) И unp3(t) соответственно. На выходах перемножителей 28 и 29 образуются гармонические колебания:

U4(t)=U2 cos(wot+ po + A pi)

us(t)=Uz соз(М/от+ Po + A Pz), 0 t T, 1

25 где U2= — К2 Unp1 Unp2

Л р1 = pz — pi = 2 л cos p

d1

)- фазоЛ

Л д = p3 — pi = 2 л — cos /3

Л вые сдвиги, определяющие направление на источник излучения ФМн сигналов:

d1, d2 — измерительные базы (фиг. 2);

Л вЂ” длина волны, P — угол прихода радиоволн; которые выделяются узкополосными фильтрами 30 и 31 с частотой настройки равной

Wn=Wo, 40 и поступают на первые входы фазовых детекторов 32 и 33 соответственно, На вторые входы укаэанных фазовых детекторов подается напряжение uo(t) с выхода опорного генератора 19. На выходах фазовых детекторов 32 и 33 образуются постоянные напряжения:

Он1= 0н cos AP1, Цн2= 0н COS ЛР, 1

ГдЕ 0н= — Кз 02 Uo, 50

Кз — коэффициент передачи фазовых детекторов; пропорциональные фазовым сдвигам Api u

Apz. которые регистрируются индикатора55 ми 34 и 35.

Таким образом, предлагаемый панорамный приемник, по сравнению с прототипом, обеспечивает точную и однозначную пеленгацию источника излучения ФМн сигналов фазовым методом.

2001407

5

20

Фаэовому методу пеленгации свойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угла. Действительно, панорамный приемник тем чувствительнее к изменению угла, чем больше относительный размер базы

d о

--т-. Однако с ростом — — уменьшается значеА ние узловой координаты, при котором разность фаэ превосходит значение 2 л, т.е, наступает неоднозначность отсчета.

В предлагаемом приемнике отмеченное противоречие устраняется использованием двух измерительных баэ dl и б2. При этом меньшая база dl образует грубую, но однозначную шкалу отсчета, а большая база dz точную, но неоднозначную шкалу отсчета, При этом соотношение между измерительными базами д1 и dp выбирается следующим образом

cDopMyna изобретения пАнОРАмный пРиемник, содержащий последовательно соединенные первую приемную антенну, первый смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с первым выходом генератора развертки, 30 первый усилитель первой промежуточнОй частоты. умножитель частоты на восемь, первый измеритель ширины спектра, блок сравнения. второй вход которого через второй измеритель ширины спектра соеди- 35 нен с выходом первого усилителя первой . промежуточной частоты. пороговый блок, ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя первой промежуточной частоты, линию задержки, первый перемножитель. второй вход которого сбединен с выходом ключа и и каналов обработки, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор, видеоуси45 литель и электронно-лучевую трубку, причем выход видеоусилителя соединен с ее вертикальными электродом, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, отличающийся тем, что, с целью повышения точно Г 2 Ч б1 1 б2

Кроме того, предлагаемый панорамный приемник позволяет повысить чувствительность пеленгации источника излучения широкополосных ФМн сигналов при низком отношении сигнал/шум. Это достигается сверткой спектра широкополосных ФМ сигналов, которые преобразуются в узкополосные гармонические колебания, что дает воэможность выделить их с помощью узкополосных фильтров, отфильтровав при этом значительную часть шумов и помех, т.е. повысить реальную чувствительность панорамного приемника при низком отношении сигнал/шум, Тем самым функциональные воэможности панорамного приемника расширены. (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1661661, кл. G 01 и 23/00, 1989 (прототип). сти и однозначности пеленгации источника излучения фазоманипулированных сигналов при низком отношении сигнал/шум, в него введены последовательно соединенные опорный генератор, второй смеситель и усилитель второй промежуточной частоты, причем второй вход второго .смесителя соединен с входом ключа, последовательно соединенные вторая приемная антенна, третий смеситель, второй усилитель первой промежуточной частоты, второй перемножитель, первый узкополосный фильтр, первый фазовый детектор и первый индикатор, а также последовательно соединенные третья приемная антенна, четвертый смеситель, третий усилитель первой промежуточной частоты. третий перемножитель, второй узкополосный фильтр, второй фазовый детектор и второй индикатор, причем вторые входы третьего и четвертого смесителей соединены с выходом гетеродина, вторые входы второго и третьего перемножителей - с выходом усилителя второй промежуточной частоты, вторые входы первого и второго фазовых, детекторов соединены с выходом опорного генератора.

2001407

Составитель Л.Покова

Редактор T.Íèêîëüñêýÿ Техред М, гЛоргентал

Заказ 3127

Корректор С,Шекмар

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москв, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Проиэвод" в ;вно издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 101