Способ измерения фазы последовательности радиоимпульсов на несущей частоте

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, в частности, в приемоиндикаторах импульсно-фазовых радионавигационных систем. Цель изобретения - повышение точности измерения фазы в условиях воздействия синхронной помехи на компоненты спектра сигнала. Способ заключается в том, что принимают две смещенные на известный интервал времени последовательности радиоимпульсов соответственно на 1-й и 2-й несущих частотах с известными равными периодами следования T, выделяют и запоминают по времени огибающую радиоимпульсов на 1-й несущей частоте, измеряют синусную и косинусную составляющую сигнала на 2-й несущей частоте A<SB POS="POST">S1</SB>, A<SB POS="POST">C1</SB> в известный момент T<SB POS="POST">1</SB> максимума радиоимпульса 2-й несущей частоты. Дополнительно измеряют синусные и косинусные составляющие сигнала на 2-й несущей частоте A<SB POS="POST">S2</SB>, A<SB POS="POST">C2</SB> в момент T<SB POS="POST">1</SB>+T/2, A<SB POS="POST">S3</SB>, A<SB POS="POST">C3</SB> в момент T<SB POS="POST">1</SB>+T<SB POS="POST">2</SB>, A<SB POS="POST">S4</SB>, A<SB POS="POST">C4</SB> в момент T<SB POS="POST">1</SB>+T<SB POS="POST">2</SB>+T/2, где &Tgr;<SB POS="POST">U</SB>/<SB POS="POST">2</SB>&Tgr;<SB POS="POST">2</SB>*98(T/2 - &Tgr;<SB POS="POST">U</SB>/<SB POS="POST">2</SB>) &Tgr;<SB POS="POST">U</SB> - длительность радиоимпульса 2-й несущей частоты), и определяют фазу φ по соотношениям. Устройство, реализую

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С О1 S 5/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 4254333/.24-09 I (22) 29.04.87 (46) 30.01.90. Бюл. Р 4 (72) Е.А.Мосяков, Е.Ç.Берер, В.А.Гришин, В.Л.Левицкий, С.И,Ленци, А.Н.Гинтман, Е.Т.Федотов, С.Э.Вайсман, Н.Н.Гусаров, В.В.Жажин, С.Д.Блитштейн, Ю.Я.Миндлин, Б.С.Мясин Л.А.Новикова, Е.А.Серегин, В М.Степанов, Г.П.Шуиакова и П.Ю.Ярошевский (53) 621.396.96(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 387616, 1965. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСОВ НА НЕСУЩЕЙ

ЧАСТОТЕ. (57) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано,в частности, в приемоиндикаторах импульсно-фазовых радионавигационных систем. Цель изобретения — повышение точности измерения фазы в условиях воздвйствия синхронной помехи на компоненты спектра сигнала. Способ заключается в том, что принимают две смещенные на

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах, в частности в приемоиндикаторах импульсно-фазовых радионавигационных систем.

Цель изобретения — повьппение точности измерения фазы в условиях воздействия синхронной помехи на компоненты спектра сигнала.

„„SU„„1539699 А 1

2 известный интервал времени последовательности радиоимпульсов соответственно на 1-й и 2-й несущих частотах с известными равными периодами следования Т, выделяют и запоминают по времени огибающую радиоимпульсов на

1-й несущей частоте, измеряют синусную и косинусную составляющую сигнала на 2-1 несущей частоте А,, А с, в известный момент t, максимума радиоимпульса 2-й несущей частоты. Догголнительно измеряют синусные и косинусные составляющие сигнала на 2-й несущей частоте Asz А cz в момент tt +

+ Т/2, Азз А с3 момен t1,+

Аз„, А. в момент t „+ tz + T/?., где „/2 < t z ((Т/2 — С„/2) 1. „— длительность радиоимпульса 2-й несущей частоты), и определяют фазу у по соотношениям. Устр-во, реализующее способ, содержит антенну 1, широкополосный усилитель 2, смесители 3, 4, фильтры

5, 6, ключи 7, д, АЦП 9, вычислитель

10, индикатор 11, формирователь .12 гетеродинных и опорных частот, фор- . мирователь 13 импульсов. 1 ил.

На чертеже представлена с уктурная электрическая схема устройства, реализующая способ.

Устройство содержит антенну 1, широкополосный усилитель 2, смесители -3 Ь и 4, фильтры 5 и 6, ключи 7 и 8, аналого-цифровой преобразователь 9, вычислитель 10, индикатор 11, формирователь 12 гетеродинных и. опорных частот, формирователь 13 импульсов.

1539699

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, Принимаются две последовательности радиоимпульсов. По первой последовательности радиоимпульсов с первой несущей частотой определяется момент времени, соответствующий макси,мальному значению огибающей радиоимпульса .

Вторая последовательность радиоим10 пульсов со второй несущей частотой имеет тот же период следования, что и первая последовательность радиоимпульсов, и может быть поражена синхронной помехой. Положение радиоимпульсов

15 второй последовательности смещено относительно радиоимпульсов первой последовательности на известный интервал времени t,. Сигналы обеих последова тельностей радиоимпульсов принимают20 ся, усиливаются, разделяются в двух каналах.

Затем сигнал первой последовательности преобразуется в синусные и коси-, нусные составляющие на каждом периоде промежуточной частоты в течение всего периода следования Т.

Синусные и косинусные составляющие сигнала сравниваются между собой и в результате. сравнения определяется максимальная синусная или косинусная составляющая сигнала. По положению во времени этой максимальной составляющей сигнала определяется момент времени, соответствующий максимальному. значению огибающей радиоимпульса первой последовательности, .сигнал второй последовательности преобразуется в синусные и косинусные составляющие. А 40 и А,, соответствующие максимальному значению огибающей радиоимпульса второй последовательности (назовем этот момент времени на оси времени — t ) .

При этом, чтобы моменты времени определения синусных и косинусных составляющих соответственно Аз,н А э т иА ИАс — t + t и t+t+ —-S + 1 не совпадали с радиоимпульсом второй последовательности, t — должно быть больше половины длительности радиоl л импульса второй посдовательности и и меньше разности - — — ††" т.е.

2 2 н 1

< t < -(Т вЂ” С ). Для правильной

Il оценки синусных и косинусных составляющих сигнала и синхронных помех на любом периоде следования промежуточную частоту f„„ формируют кратной частоте следования радиоимпульсов, т.е. ич И сл з где f „— частота следования радиоимпульсов

N — целое число, соответствующее кратности Й п и Есл .

Тогда компоненты спектра радиоимпульса на промежуточной частоте могут оыть представлены формулой

f „= Nf „+ Kf „, где Йс„— спектральные составляющие сигнала;

K=0 1,2, 3,4,5...— целое число.

Синхронной помехой считается помеха, поражающая любую иэ компонент спектра сигнала Е„ .

Количество периодов М синхронной помехи на интервале времени, равном

Э

1 периоду следования Т = †вЂ, определяется формулой

М=Тf „=N+K

Т 45

Через полпериода следования

Т т. е. в момент времени t „+ ., сигнал второй последовательности также

5 преобразуется в синусные и косинусные доставляющие А и А

Кроме того, сигнал второй последовательности преобразуется в синусные и косинусные составляющие А э и А э в момент времени t + t и в синусные и косинусные составляющие А 1 и А

Т в момент времени t, + t < +

Т ловине периода следования, определяется величиной

М N + K

2 2

Если N + К вЂ” четное число, зовем такие компоненты четными то на1 (т.е.

N +.К целое числО) . Синусные и ко

1 1 где — -= — — — -- — — пер иод синхр о нной

f cn Nf сл+Кf an помехи.

Количество периодов синхронной помехи на интервале времени, равном по5 1539699 синусные составляюЩие помехи, отне:сенные друг от друга на интервал

As = Аз, + Аз,.

Act + Ace

Т в этом случае синфазны.

Если же помеха поражает нечетные компоненть1 сигнала, т,е. когда N 1 КИ+К нечетное число и число — — — соответ2

1 10 ственно дробное число, кратное— тогда синусные и косинусные составляющие помехи, отнесенные друг от друга

Т на интервал — —, противофазны, так 15 как на этом ийтервале укладывается целое число периодов и еще полпериода.

Собственно процедура фильтрации синхронной помехи производится следующим образом.

Определяется, какая из составляющих А53 или A 3, находящихся вне сигнала, больше . Определяется такая же составляющая А или А (которые

Т 25 измеряются через интервал — — ) и про2 изводится вычисление величины В по правилу

As3-Ам )

А +А если I A 1) IA 1 и 30

Зз с3 ю

53 s

Ас3-Ас

А +А если 1 А 3 (I A с3 с4

В =

В случае синхронных помех, совпадающих с четными компонентами сигнала, А,=А или Ас3 "Ас H величина В стремится к нулю, т. е. В - О.

Если же синхронные помехи совпадают с нечетными компонентами сигнала, то А з3 =-А или А с3 =-А с и величина В - . Знак приблизительного равенства поставлен потому, что при оценке синхронных помех всегда существует определенный уровень шума в сиг45 нале, нарушающий точное равенство.

Далее производится сравнение вели1 чины В с порогами К и — — где К— к константа, определяющая порог обнару- 50 жения синхронной помехи.

Если В ) К, то синхронная помеха совпадает с нечетными компонентами сигнала.

Для исключения синхронной помехи

55 при оценке составляющих сигнала А, и

А, соответственно с А и Ас, т.е. синусная и косинусная составляющие сигнала определяются как

Если В (— — т о синхронная помеха

К совпадает с четными компонентами сигнала. В этом случае для ее исключения производится вычитание из А и А, S соответственно Аз и А, т.е. синусная и косинусная составляющая сигнала определяются как

Аэ = Asi- As

Ас Ас Асг

Тем самым в обоих случаях происхо" дит уничтожение синхронной помехи в полученном результате.

Если (В (К то делается вывод

К

Ф об отсутствии синхронной помехи, А и

А описанным выше процедурам не подвергаются, т.е. синусная и косинусная составляющая сигнала определяется как

Аз = Аз„

А = А

Таким образом, описаная: процедура приводит к подавлению синхронной помехи при оценке синусной и косинусной составляющих сигнала.

Определение значения фазы сигнала производится по формуле

Ч= arctg

Аз с где А 5 и А — соответственно значение синусной и косинусной составляющих сигнала с подавленной синхронной помехой.

Устройство работает следующим obpaзом.

Сигналы, представляющие две последовательности радиоимпульсов на различных несущих частотах с известными равными периодами следования Т, при- нимаются антенной 1, усиливаются в широкополосном усилителе 2, преобразуются в промежуточные частоты, кратные частоте следования радиоимпульсов, в смесителях 3 и 4 с помощью соответствующих гетеродинных частот, поступающих на указанные смесители из форми" рователя 12 гетеродинных и опорных . частот. Указанные последовательности радиоимпульсов разделяются с помощью фильтров 5 и 6.

На вычислитель 10 поступает импульсный опорный сигнал с периодом следования Т, относительно которого опреде1539699 ляется время прихода радйоимпульсов первой последовательности. В начальном режиме работы; когда определяется время прихода радиоимпульсов первой последовательности, с вы5 читателя 1О подается сигнал на ключ 7.

При этом ключ 7 замыкается и радиоимпульсы первой последовательности подаются на АЦП 9, в котором сигнал первой последовательности преобразуется синусные и косинусные составляющие а каждом периоде промежуточной частоты с помощью импульсов, поступающих с формирователя 13 импульсов. Формирователь 13 формирует импульсы, поступающие на АПД 9 из опорного напряжения, поступающего на формирователь

13 импульсов с формирователя 12 гетеродинных и опорных частот. Это напря- 20 жение также кратно частоте импульсного опорного сигнала, поступающего на вычислитель 10 для определения времени прихода радиоимпульсов первой последовательности. 25

По синусным и косинусным составляющим сигнала первой последовательности в вычислителе 10 известными способами определяется время прихода радиоимпульса этой последовательности.

Относительно этого времени в вычислителе 10 вырабатываются сигналы, соответствующие следующим четырем моментам времени где „- длительность радиоимпульса второй несущей частоты, и определяют фазу последовательности радиоимпульсов на второй несущей частоте по следующим соотношениям

А5 = arctg —, А

Т Т 35 + -„ t, + 1 и t Ä+ t <+z

В следующем режиме работы эти сигналы с вычислителя 10 подаются на ключ 8, ключ 8 замыкается и сигналы, соответствующие второй последователь40 ности, в вышеуказанные времена поступают на АЦП 9, в котором они преобразуются в синусные и косинусные составляющие А, и А,, А 1 и А ., А н

А А и А . В этом режиме, когда

C3 > 54 С4- подаются сигналы .с вычислителя 10 на ключ 8, на ключ 7 сигналы с вычислителя не подаются и ключ 7 разомкнут. В вычислителе 10 производится процедура обработки синусных и косинусных coci0 тавляющих сигнала в соответствии с вышеуказанными правилами.

В результате указанной обработки

55 оценивается значение фазы q в условиях воздействия синхронной помехи.

Это значение фазы р с вычислителя 10 передается на индикатор 11.

Предлагаемый способ имеет сущест.— венное значение в случае использования его для приема сигналов радионавигационной системы„ когда в эфире имеется несколько пар последовательностей радиоимпульсов, каждая из которых существует в свой интервал времени, так как позволяет, запоминая в каждый интервал времени значение своей вычисленной фазы, определить разность фаз между одной из пар последовательностей, принятой за сигнал от ведущей опорной станции, и остальными парами последовательностей радиоимпульсов, принятыми за сигналы от ведомых опорных станций.

Формула и з обретения

Способ измерения фазы последовательности радиоимпульсов на несущей частоте, заключающийся в приеме, усилении и разделении двух смещенных на известный интервал времени последовательностей радиоимпульсов на различных несущих частотах с известными равными периодами следования Т, выделении и запоминании по времени огибающей радиоимпульсов на первой несущей частоте, измерении синусной А, и косинусной А, составляющих сигнала на частоте второй несущей в известный момент t, максимума радиоимпульса второй несущей частоты, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях воздействия синхронной помехи на компоненты спектра второй последовательности радиоимпульсов, промежуточную частоту формируют кратной частоте сле.— дования радиоимпульсов, дополнительно измеряют синусные и косинусные составляющие сигнала на частоте второй несущей Аз1, A 1 в момент t + Т/2;

Аззю Ась — в момент t, + t1; А 4, А 4 — момент t „+ t 1 + Т/2, rye 1 определяется соотношением

1539699 где

A» + А, если

Аз, — А,, если сз если ) A ) (1А

A + Асф если если В> К, А = с

Añ

Ас.

Составитель В.Вдовин

Редактор Н.Киштулинец ТехредМ.Ходанич Корректор Т. Малец

Заказ 2!6 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Аз, к

+ Ас если если

В К, В < 1/К, 1/К а B (K»

В < 1/К, 1/К В сК

Азз - Аз если Aü>l Асз1 °

Ав з+,As<

К вЂ” константа, определяющая порог

10 обнаружения синхронной помехи.