Пеленгатор

 

1.ПЕЛЕНГАТОР, содержащий два канала обработки принимаемого сигнала , коррелятор, выход которого соединен с блоком регистрации пеленга, причем каждый из каналов обработки принимаемого сигнала содержит антенный блок из N приемных элементов , N резонансных усилителей, N линий задержки и сумматор, каждый из N приемных элементов соединен с входом соответствующего резонансного усилителя, выход каждой из N линий задержки подключен к соответствующему входу сумматора, а выходы сумматоров первого и второго каналов обработки принимаемого сигнала подключены соответственно к первому и второму входам коррелятора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности пеленгования, в него введены блок прямого преобразования Фурье, последовательно соединенные блок формирования коэффициентов пересчета амплитудных флуктуации в фазовые, перемножитель,, блок обратного преобразования Фурье и управляющий блок, а в каждый канал обработки принимаемого сигнала введены N блоков выделения флуктуации огибающей принимаемого сигнала и N управляемых фазовращателей, при этом информационный вход каждо- . го из N управляемых фазовращателей подгслючен к выходу соответствующего из N резонансных усилителей, а управляющий вход каждого из N управляемых фазовращателей подключен к соответствующему выходу управляемого блока, выходы N управляемых фазовращателей соединены с входами соответствующих N линий задержки,выход каждого из N резонансных усилителей подключен к входу соответству (Л ющего из N блоков выделения флуктуащ-ш огибающей принимаемого сигнала , выходы которых соединены с соот-ветствующими входами блока прямого преобразования Фурье, выходы которого подключены к второй группе 2N входов перемножителя. ND 2. Пеленгатор по п. 1, о т л и г Од Ф чающийся тем, что блок выделения флуктуации огибающей принимаемого сигнала содержит амплитудный детектор , первый и второй интеграторы, первый и второй логарифмические усилители и блок вычитания, при этом выход амплитудного детектора соединен с входами обоих интеграторов, выход первого интегратора подключен к входу первого логарифмического усилителя , выход второго интегратора подключен к входу второго логарифмического усилителя, выходы логарифмических усилителей соединены с входами блока вычитания, выход которого

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

g(5g (01 S 3/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3595849/24-09 (22) 24.05.83 (46) 30.11.84. Бюл. ¹ 44 (72) В.Я.Баржин, А,А.Зеленский, B.И.Пономарев и В.А.111ведов (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (53) 621.396.663(088.8) (56) I.Aspects oK Sygnal Processing.

Part 1, 1976, р. 309-331.

2, Оппенгейм Э. Применение цифровой обработки сигналов. М,, "Мир", 1980, с. 451(прототип). (54) (57) 1. ПЕЗПНГАТОР, содержащий два канала обработки принимаемого сигнала, коррелятор, выход которого соединен с блоком регистрации пеленга, причем каждый из каналов обработки принимаемого сигнала содержит антенный блок из N приемных элементов, N резонансных усилителей,,N линий задержки и сумматор, каждый из

N приемных элементов соединен с входом соответствующего резонансного усилителя, выход каждой из N линий задержки подключен к соответствующему входу сумматора, а выходы сумматоров первого и второго каналов обработки принимаемого сигнала подключены соответственно к первому и второму входам коррелятора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности пеленгования, в него введены блок прямого преобразования Фурье, последовательно соединенные блок формирования коэффициентов пересчета амллитудных флуктуаций в фазовые, перемножитель,. блок обратного преобразования Фурье и управляющий блок, а в каждый канал обработки принимаемого сигнала введены N блоков выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала и N управляемых фазовращателей, при этом информационный вход кажцого из N управляемых фазовращателей подключен к выходу соответствующего из N резонансных усилителей, а управляющий вход каждого из N управляемых фазовращателей подключен к соответствующему выходу управляемого блока, выходы N управляемых фазовращателей соединены с входами соответствующих N линий задержки,выход каждого из N резонансных усилителей подключен к входу соответствующего из N блоков выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала, выходы которых соединены с соответствующими входами блока прямого преобразования Фурье, выходы которого подключены к второй группе 2Н входов перемножителя.

2. Пеленгатор по п. 1, о т л и -. ч а ю шийся тем, что блок выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала содержит амплитудный детектор, первый и второй интеграторы, первый и второй логарифмические усилители и блок вычитания, при этом выход амплитудного детектора соединен с входами обоих интеграторов, выход первого интегратора подключен к входу первого логарифмического усилителя, выход второго интегратора подключен к входу второго логарифмического усилителя, выходы логариф мических усилителей соединены с входами блока вычитания, выход которого является выходом блока выделения . флуктуаций огибающей принимаемого

1 1269 I 1 сигнала, входом которого является вход амплитудного детектора.

Изобретение относится к рациотехнике и может использоваться в системах обнаружения и пеленгавания объектов, Известен пеленгатор, содержащий 5 антенную систему из М элементов, N линий задержки, последовательна соединенные сумматор, согласованный фильтр, квадратичный детектор и интегратор Я .

1О

Однако известный пеленгатор имеет недостаточную точность., Наиболее близким к изобретенио является пеленгатор, содержащий два канала обработки принимаемого сигна- >5 ла, коррелятор, выход которого соединен с блоком регистрации пеленга, причем каждый из каналов обработки принимаемого сигнала содержит антенный блок из N приемных элемен- 20 . тов, N резонансных усилителей, N линий задержки и сумматор, каждый из

N приемных элементов соединен с входом соответствующего резонансного усилителя, выход каждой из N линий 25 задержки подключен к соответствующему входу сумматора, а выходы сумматоров первого и второго каналов обработки принимаемого сигнала Iropключены соответственно к первому и д второму входам коррелятора f2) .

B известном пеленгаторе íà результат измерения оказывает существенное влияние флуктуации амплитуды и фазы принимаемого сигнала, вызванные вариациями показателя преломления случайно-неоднородной среды распространения сигнала, чта ухудшает точность пеленгования.

Цель изобретения — повьппение точ- О ности пеленгавания.

Поставленная целя достигается тем, что в пеленгатор, содержащий два канала обработки принимаемого сигнала, коррелятор, выход которого 45 соединен с блоком регистрации пеленга, причем каждый из каналов обра- ботки принимаемого сигнала содержит антенный блок из Н приемных элементов„

N резонансных усилителей, N линий задержки и сумматор, каждый из N npuемных элементов соединен с входом соответствующего резонансного усилителя, выход каждой из М линий задержки подключен к соответствующему входу сумматора, а.выходы сумматоров первого и второго каналов обработки принимаемого сигнала подключены соответственно к первому и второму входам коррелятора, введены блок прямого преобразования Фурье, последовательно соединенные блох формирования коэффициентов пересчета амплитуцных флуктуаций в фазавые, перемножитель, блок обратного преобразования Фурье и управляющий блок, а в каждый канал обработки принимаемого сигнала введены N блоков выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала и И управляемых фазавращателей, гри этом информационный вход каждого из N управляемых фазовращателей подключен к выходу соответствующего из N резонансных усилителей, а управляющий вход каждого из N управляемых фазовращателей подключен к соответствующему выходу управляющего блока, выходы N управляемых фазовращателей соединены с входами соответствующих N линий эадержки, выход каждого из Ы блоков выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала, выходы которых соединены с соответствующими входами блока, прямого преобразования Фурье, выходы которого подключены к второй группе 2N входов перемножителя.

Блок выделения флуктуаций огибающей принимаемо "o сигнала содержит амплитудой детектор, первый и второй интеграторы, первый и второй лога--рифмические усилители и блок вычитания„ при этом выход,мплитуднаго детекто За соединен с вхапамй обоих интеграторов, выход первого интегратора подкжочен к входу перва;о логарифмического усилителя, выход второго интегратора подключен к вход вта

3 11269 рого логарифмического усилителя, выхо. ды логарифмических усилителей соединены с входами блока вычитания, выход которого является выходом блока выделения флуктуаций огибающей прингмаемого сигнала, входом которого является вход амплитудного детектора, Яа чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемо- >0

ro пеленгатора, Пеленгатор содержит два каналаобработки принимаемого сИгнала, каждый из которых включает антенный блок

1 с N приемными элементами 2, N резонансных усилителей 3, N блоков 4 выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала, каждый из которых включает амплитудный детектор 5, интеграторы 6 и 7, логарифмические усилители 8 и 9 и блок 10 вычитания, М управляемых фазовращателей 11, Ы линий 12 задержки и сумматор 13. Кро ме того, пеленгатор содержит блок 14 прямого преобразования Фурье, перемножитель 15„ блок 16 формирования коэффициентов пересчета амплитудных флуктуаций в фазовые, блок 17 обратного преобразования Фурье, управляющий блок 18, коррелятор 19 и блок 20 регистрации пеленга.

Пеленгатор работает сле) ующим образом.

Принимаемый сигнал двумя одинаковыми антенными блоками 1 поступа- 35 ет на каждый приемный элемент 2 и далее после предварительного усиления и фильтрации резонансными усилителями 3 одновременно подается с каждого резонансного усилителя 40

3 на соответствующий блок 4 выделения флуктуаций огибающей принимаемого сигнала и фазовращатель 11. Сигналы первой группы фазовращателей 11 поспе соответствующей задержки в 45 линии 12 задержки поданы на первый сумматор 13 и соответственно все

N сигналов второй группы фазовращателей 11 после задержки поступают на в;;.од второго сумматора 13, т.е. 50 представляют собой две диаграммно образующие схемы, сигналы с которых коррелируются между собой в корреляторе 19. Принцип работы этой части пеленгатора заключается в том, у что если в направлении главного лепестка диаграммы имеется источник сигнала, то он будет сфокусирован

11 4 кажцой из двух групп приемных элементов 2 и диафрагмообразующих схем и создаст идентичные (или похожие) выходные сигналы, что обеспечит высокий уровень взаимной корреляции.

В этот момент в блоке 20 регистрации пеленга формируется оценка пеленга. В том случае, когда в направлении главного лепестка диаграммы энергия в сигнальном поле отсутствует, выходные сигналы сумматоров 13 будут неодинаковыьы и слабо коррелированньми, Отличительной особенностью предлагаемого пеленгатора является наличие блоков формирования ."цен. -..и флуктуаций фазы, обусловленных случайным характером поля показателя преломления среды распространения сигнала, и наличие компенсации этих флуктуаций.

Для получения оценки флуктуаций фазы С (р, з ) необходимо сначала

I выделить из принимаемых сигналов ч каждым антенным элементом 2 флуктуации огибающей этих сигналов. Эта операция осуществляется блоком 4 следующим образом, Сигнал с соответствующего резонансного усилителя 3 подрется на вход амплитудного детектора 5,являющийся входом блока 4 выделения флуктуаций огибающей принятого сигнала. Пог скольку флуктуации огибающей X (p

z ) представляют собой фактически ло+. гарифмический уровень флуктуации, равньгй

1 то с выхода амплитудного детектора 5 медленно меняющееся нерегулярноЕ .напр.гжение огибающей сигнала поступает " одновременно на два интегратора 6 и

7, которые формируют соответственно амплитуды A(r) и А .Постоянные ино л и тегрирования интеграторов и выбираются таким образом, чтобы вреи мя интегрирования одного из интеграторов, напр ыер интегратора

6, совпадало примерно с временем высокой корреляции флуктуаций показателя преломления среды распростране«Ф ния р (p, z ) (a частности, для океб ана это время ьс 1-2 с), а постоянная интегрировани.". второго интегратора 7 выбирается из условия >т < . Тал ким образом, на выходе первого интегратора 6 присутствует напряже3 11269 ние флуктуаций огибающей A(r), сгла- ж нное за время интегрирования (1 а на выходе второго интегратора 7— суедний уровень флуктуаций огибающей А . Эти напряжения подаются со- 5 ответственно на первый 8 и второй 9 логарифмический усилители, а с них— иа блок 10 вычитания, где образуется напряжение, пропорциональное логариф. мическому уровню. (1) флуктуаций огибающей.

Для получения оценки флуктуаций (« фазы (!((p я ) полученное значение X(p, zö) необходимо перемножить с коэф(1(ициентом пересчета Х, (о,z ) и результат проинтегрирбвать по пространственным координатам 0=(х,у )о (/

Однако процедуру формирования

j(q во) мощно существенно унвос( ти ь«если формировать не !((p 2o

z ), а ее Фурье-образ ((((4),я ).

В этом случае ф (М,хо) будет равно произведению Фурье-образов

f0(CD ) и X (<" «) °

С учетом сказанного, сигналы с вы- 2 ходов всех блоков 4 выделения флуктуаций огибающей принятого сигнала поступают на блок 14 прямого преобразования Фурье, где формируются напряжения, пропорциональные Х; ((D,к„}, 1О где i = 1,2,...2N которые затем поступают на вторую группу 2N входов церемножителя 15, а на первые 2N входов перемножителя !5 с блока 16 поступают напряжения, пропорциональные

35 коэффициентам пересчета амплитудных флуктуацнй в фазовые 7 .(CD ), (i = 1, 2...«2М).

Рассмотрим несколько подробнее работу блока 16 формирования коэффициентов пересчета амплитудных флуктуаций в фазовые.

Учитывая, что двумерная пространственная спектральная плотность ((4) « «з2 ) поля показателя прелом-.

45 ления среды быстро с((адает.при (z<- z ), превьппающем продольный раЯ «

-« дчус корреляции !!((« z )., можно за,писать ю

I Я, 1 W=,(CD,Z)4Z, и! (2)

J Р,я,4 < т,е. коэффициенты Х ((,!) оказываются инвариантными относительно статических свойств флуктуаций показателя преломления !(((p 2 )

Вычисляя Фурье-образ функций F

l и Г2 и подставляя их в (2), после преобразований получаем в дискретном виде выражения, определяющие значения коэффициентов (!л Л! Nd)2„ 2 (вl !! ) о с 2 "«с) (3)

2i, (((ll!d) a Z

1 = 1«2И.

Перемножитель 15 осуществляет операцию перемножения коэффициентов и значений Х и сигналы с пео« .« ремножителя !5, пропорциональные

Q«(cD ) поступают на блок 17 обрат! ного преобразователя Фурье, где формируется напряжение, пропорциональное оценке флуктуаций фазы (!((p z ). Эти напряжения в свою очередь поступают на управляющий блок 18, который осуществляет компенсацию полученного значения (« ((p,зо), изменяя соответствующим образом напряжение на управляющем входе фазовращателя 11, и представляет собой цифровоаналоговый преобразователь.

Таким образом, сформированная оценка пеленга н корреляторе 19 и блоке 20 теперь уже не будет зависеть от функций случайного поля показателя преломления среды распространения сигнала и точность оценки пеленга существенно повышается.

Предлагаемый пеленгатор позволяет обеспечить выигрьпп по точности почти в 4 раза за счет компенсации влияния флуктуаций фазы принимаемого сигнала, вызванных влиянием случаино-неоцнороднои среды распространения, а следовательно, сущест-„ венно повысить эффективность работы систем .пеленгации, работающих в условияух ра.спространения сигнала в турбулентной среде.

БНИИПИ Заказ 8687/35 Тираж 710 Поднмсное

Филиал ШШ "Патент", г. Ужхород,ул.Проектная, 4