Устройство обнаружения радиосигналов

Устройство обнаружения радиосигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ р119О7488

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 290480 (21) 2916495 j18-09 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 2Æ 2Ð2. Бюллетень ¹ 7

РЦM.Na.

G 01 S 7/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33} УДК 621. 396. 96 (088. 8) Дата опубликования описания 230?82

I (72) Авторы изобретен и я

О.Л. Соколов и В.Б. Шамшур

Северо-Западный заочный политехнический институт (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИССИ ° АЛОВ

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство обнаружения радиосигналов содержит приемник 1„ электронное реле 2, накапливающий сумматор 3, решающий блок 4, генератор 5 гармонических колебаний, переключатель 6 блок 7 сравнения и два параллельных канала 8 и 9, каждый из которых содержит сумматор 10, амплитудный ограничитель 11, узкополосный фильтр

Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться в гидролокации для обнаружения эхо-сигналов.

Известно устройство обнаружения радиосигналов, содержащее приемник и последовательно соединенные электронное реле, накапливающий сумматор и решающий блок (11. !

О

Однако известное устройство обнаружения радиосигналов обладает низкой помехоустойчивостью при воздействии нестационарной помехи.

Цель изобретения — повьхаение помехоустойчивости при воздействии 15 нестационарной помехи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство обнаружения радиосигналов, содержащее приемник и последовательно соединенные электронное реле, накапливающий сумматор и решающий блок, введены генератор гармонических колебаний, переключатель, блок сравнения и два параллельных канала, каждый из которых 25 содержит последовательно соединенные сумматор, амплитудный ограничитель, узкополосный фильтр и фильтр нижних частот, а также полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом ам- 30 плитудного ограничителя, при этом в1яходы фильтров нижних частот каждого нз каналов подключены к соответствующим входам блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам переключателя, третий и четвертый входы которого соединены с выходами полосовых фильтров первого и второго каналов соответственно, а выход переключателя подключен к входу электрон ного реле, при этом выход приемника подключен к первым входам сумматоров первого и второго каналов, вторые входы которых соединены соответственно с косинусным и синусным выходами генератора гармонических колебаний.

907488

12, фильтр 13 нижних частот, и полосовой фильтр 14.

Устройство работает следующим образом. С выхода приемника 1 случайный процесс, представляющий собой либо одну шумовую помеху, либо аддитив- 5 ную смесь полезного радиосигнала и помехи, поступает на первые входы сумматора 10 первого канала 8 и сумматора 10 второго канала 9.

"" «Ю

На вторые входы этих сумматоров

10 подаются в квадратуре вырабатыва емые генератором 5 гармонических колебаний синусоидальные напряжения

V(t) c постоянной частотой usy=const> лежащей в пределах полосы пропускания приемника 1. Для стабилизации нормированного уровня на заданном оптимальном значении после сумматоров 10 первого канала 8 и второго канала 9 случайные процессы подаются на двухсторонние амплитудные ограничители 11 первого канала 8 и второго канала 9. Ограничение по амплитуде случайного колебания приводит к изменению его энергетического Я спектра, появлению дополнительных высокочастотных и низкочастотных составляющих.

Нагрузками амплитудных ограничителей 11 служат полосовые фильтры 14 . первого канала 8 и второго канала 9, полосы пропускания которых одинаковы с полосой пропускания приемника 1, вследствие чего первоначальная форма спектра помехи во .станавливается, а ее дисперсия сохраняется практически неизменной при увеличении мощности помехи на входе. Действительно, если уровень ограничения значительно (допустим в 2 раза) превышает 40 среднеквадратическое значение помехи б, то ограничение практически отсутстьует. Если же среднеквадратическое значение помехи возрастет .в

2 раза и станет близко к уровню or- 4 раничения, то мощность помехи на входе полосового фильтра 14 уменьшится приблизительно в 2 раза, вследствие чего на выходах полосовых фильтров 14 эффективное напряжение,® помехи останется практически неизменным.

При появлении полезного радиосигнала напряжение на выходе сумматора

10 первого канала 8 запишется в виде

Ч(Ф), ()+ h(t)+ ) cos Ät, (ц) где UO.(t) — полезный сигнал;

n(t) — помеха. 66

Напряжение на выходе сумматора 10 второго канала 9 аналогично выражению (1), исключая последний член, так как вместо него иа сумматор 10 подается напряжение М Shn м„1 И

Поскольку полезный сигнал U (t) и помеха n(t) узкополосные, то выражение (1) можно преобразовать ф

V(t) s(N0t lo)>A(t).Cos (u)t (1) Ч(и))+v cos v„<

®а где  — к о эффициен т, определяющий форму огибающей сигнала; жс — несущая частота сигнала;

Чс — начальная фаза сигнала; шд — средняя частота полосы пропускания приемника 1;

%(Ы вЂ” начальная фаза помехи.

Выберем амплитуду гармонического колебания Ч больше 6 и предположим, что амплитуда сигнала Uo, больше Ь .

Рассмотрим воздействие колебания, в котором в отличие от (2) отсутствует полезный сигнал, на амплитудные ограничители 11. Напряжение на выходе амплитудного ограничителя 11 при подаче на его вход суммы двух квазигармонических колебаний примет вид ор)= ч, (си e„t- sos(Rw>-и, + - СОЗЮО (З) где Чс — амплитуда выходного напряжения гармонического колебания, определяемая параметрами нелинейного элемента и избирательной нагрузки;

en — < 4 — отношение эффективных

V напряжений помехи и гармонического колебания.

Из выражения (3) следует, что энергетический спектр выходного напряжения состоит иэ трех компонент с частотами (2и Ч-

Ч

Ю вЂ” составляет всего — от амплиту2 ды колебаний с частотой шЧ. Таким образом, в амплитудном ограничителе

11 подавляется более слабое.колебание, являющееся в данном случае мешающим, причем это справедливо для обоих каналов. Однако не один эффект подавления не является определяющим

s данном случае. Число выбросов флуктуаций HcL выходе электронного реле 2 с поРогом сРабатываниЯ h= ж- УпоРЯдочивается так, что их дисперсия б „ на фа интервале длительности полезного сигнала Т значительно уменьшается за счет присутствия в спектре помехи дискретной компоненты ч b(Co-N<) °

Поскольку в сумматорах 10 гармонические колебания суммируются со случайныч сигналом, фаза которого распределена равномерно в интервале (0,2 3 ), сигналы,.выделяемые на выходах увкополоснйх фильтров 12 первого канала 6 и второго канала 9 на частотах (2 )ч-43, дадут одинаковый

907488 эффект после их низкочастотной фильтрации на выходах фильтров нижних частот 13 первого канала 8 и второго канала 9. Иначе говоря, усредненные за некоторый интервал времени 9 меньше Т амплитуды огибающих будут одинаковыми при отсутствии полезного сигнала Uo(t) в шуме. В этом случае блок 7 сравнения подключает с гомощью переключателя 6 к электронному реле 2 с порогом срабатывания либо паласовой фильтр 14 первого канала 8, либо паласовой фильтр 14 второго канала 9.

Предположим, что на выходе приемника 1 появился полезный сигнал Uz(t), и напряжение представляется в виде 35 выражения (2) . Пусть при этом фаза полезного сигнала 4 совпадает с фазой напряжения Ч сдз ч, а значит, напряжение Ut(t) будет находиться в квадратуре с напряжением V SfnvVt .;ф

Тогда на выходе амплитудного ограничителя 11 первого канала 8 гармо.ническая составляющая Ч() усилива тся по амплитуде за счет сигнала

Бс(t), а на выходе амплитудного ограничителя 11 второго канала 9 гармоническая составляющая V(t) ослабляется по амплитуде; В результате на выходе узкополосного фильтра 12 первого канала 8 и далее, фильтра нижних частот 13 первого канала получаем усредненное напряжение

Кф —, меньшее усредненного на8 ф (V+Uc,) пряжения на выходе фильтра нижних частот 13 второго канала 9, равного

C (V U) 40

В этом случае блок сравнения 7 вырабатывает сигнал на переключатель

6 для подключения к электронному реле 2 полосового фильтра 14 первого 45 канала 8 на время анализа Т . В случае, когда фаза полезного сигнала совпадает с фазой напряжения V. 1 ю, к электронному реле 2 подключается переключателем 6 паласовой фильтр 14 5() второго канала 9.

В случае промежуточных значений фазы сигнала 4с относительно колебаний V с05 e„t и Ч einxÄt к электронному реле 2 будет подключен тот паласовой фильтр 14, на выходе которого происходит наименьшее взаимное ослабление гармонического колебания и полезного радиосигнала.

На выходе электронного реле 2 с порогом срабатывания появляется о- 60 следовательность стандартных по амплитуде, длительности и полярности импульсов, соответствующих выбросам флуктуаций, превышающих заданный по» роговый уровень U. С выхода элект- 65

Формула изобретения

Устройство обнаружения радиосигналов, содержащее приемник и последовательно соединенные электронное реле, накапливающий сумматор и решающий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при воздействии нестационарной помехи, в него введены генератор гармонических колебаний, переключатель, блок сравнения и два параллельных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные сумматор, амплитудный ограничитель, узкополосный фильтр и фильтр нижних частот, а также паласовой фильтр, вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, при этом выходы фильтров нижних частот каждого из каналов подключены к соответствующим входам блока сравК с ê > (g) 2(v u) < 1(x-uc) ронного реле 2 последовательность стандартных, но случайно расположенных во времени импульсов подается на накапливающий сумматор 3 числа выбросов, превышающих нормированный порог h =, за время, равное длиU тельности полезного радиосигнала Т, в течение всего заданного времени наблюдения Т, который можно выполнить по методу скользящей рамки, например, сложением импульсов потока и вычитанием задержанных на врем .

Т импульсов того же потока на реверсйвном счетчике или другими метода-. ми. Факт обнаружения полезного радиосигнала устанавливается решающим блоком 4 в том случае, когда в скользящем интервале (t — T« t) окажется число импульсов, большее или равное критическому порогу (Ч, т.е.

N(t Tt )ЪNO

При = 1 на малых нормированных

6 уровнях )1 = О и 1,0 среднеквадратичное отклонение числа выбросов я меньше, чем при = О. На уровне

2,0 (н увеличивается, но отношение Ян /Я все равно остается меньшим того же отношения при действии ч» одной компоненты n(t) ° При - 3 как ,абсолютные о, так и относительные значения 4N/6,z) среднеквадратического отклонения на порядок и более меньше соответствующих величин при

О. отсюда видно, что добавление гармонической составляющей Y(t) уменьшает среднеквадратическое отклонение числа выбросов флуктуаций

Дн и отношение бН /N (t) .

Таким образом, использование предлагаемого устройства дает воэможность повысить его помехоустойчивость, при воздействии нестационарной помехи.

907488

Составитель Е. Прозоровская

Техред Л.Пекарь Корректор М. Коста

Редактор Р. Цицика

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 584/55

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нения, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам переключателя, третий и четвертый входы которого соединены с выкодами полосовых фильтров первого и второго каналов соответственно, а выход переключателя подключен к входу электронного реле, при этом выход приемника подключен к первым входам сумматоров первого и второго каналов, вторые входы которых соед — иены соответственно с косинусным и сннусным выходами генератора гармонических колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соколов О.Л., Шамшур В.Б. Обнаружение допплеровских радиосигналов приемником со счетчиком числа выбросов аддитивного шума.- Радиотехника, 1972,т. 27, 9 6, с. 1 (прототип).