Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - обеспечение возможностей пелеыании источника излучения при низком отношении сигнап/ыум. Устройство содег жит два приемника 1 и 22, два смесителя 2 и 3, два гетеродчна 4 и 5, два сжимающих фильтра 6 и 7, решающий блок 8, частотный дегектои ci, дифференцирующий блок 10, rbopMi-ipcватель 11 импульсов, два широкополосных фильтра 12 и 13, два амплитудных детектора 14 и 15, элемент И 16, четыре ключа 17,18,21 и 27, коррелятор 19, пороговый блок 20, два перемножителя 23 и 25, два узкополосных фильтра 24 и 26, фазовый детектор 28, индикатор 29 и две антенны 30 и 31. Устройство позволяет повысить чувствительность пеленгации источника излучения при малом отношении сигнал/шум , т о к. при перемножении канальных ЛЧМ-сш налов образуется гармоническое колебание, в котором линейная частотная модуляция отсутствует Гармоническое колебание выделяется узкополосным фильтром 24(26)с При этом значительная часть шума отфильтровывается , что позволяет повысить реальную чувствительность устройстга при низком отношении сигнал/ /шум 2 ил„ о (Л

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g Н 04 L 27/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4695030/09 (22) 30.03,89 (46) 07.02.91 Бюп, !." 5 (72) Н.В.Горностаев, В.И.Дикарев и В.В.Федоров (53) 621.394.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1234995, кл . Н 04 1. 27/14, 1984., (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕ!"!А ШИРОКО!!ОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТ61 НОЙ ИОДУИ,!1ИЕЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения — обеспечение возможностей пеленгации источника излучения при низком отношении сигнап/шум. Устройство содер-жит два приемника 1 и 22, два смесителя 2 и 3, два гетеродлна 4 v 5, два сжимающих Фильтра 6 и 7, решаю.щий блок 8, частотный детектор дифференцир кн дй блок 1О, Форгс ро"

„„SU„,, 1626436 A 1

2 ватель 11 импульсов, два широкополосных фильтра 12 и 13, два амплитудных детектора 14 и 15, элемент И 16, четыре ключа 17,18,21 и 27, коррелятор 19, пороговый блок 20, два перемножителя 23 и 25, два узкополосных фильтра 24 и 26, фазовый детектор 28, индикатор 29 и две антенны 30 и 31.

Устройство позволяет повысить чувствительность пеленгации источника излучения при малом отношении сигнал/шум, т.к. при перемножении канальных ЛЧМ-сигналов образуется гармоническое колебание, в котором линейная частотная модуляция от: утствует. Гармоническое колебание выделяется узкополосным фильтром 24(26). (ри этом значительная часть шума отФильтровывается, что позволяет повысить реальную чувствительнос1ь устройства при низком отношении сигнал/ шум. 2 ил.

1626436 решающий блок 8, частотный детектор

9, дифференцирующий блок 10, формирователь 11 импульсов, широкополосные фильтры 12 и 13, первый 14 и второй 15 амплитудные детекторы, элемент И 16, первый 17 и второй 18 ключи, коррелятор 19, пороговый блок 20, третий ключ 21, второй приемник 22, 1р первый перемножитель 23, первый узкополосный фильтр 24, второй перемножитель 25, второй узкополосный фильтр

26, четвертый ключ 27, фазовый детектор 28, индикатор 29 и первую 30

15 и вторую 31 антенны.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемые широкополосные ЛЧМсигналы

U<(t) = U cos(2afñt + «g t + Ч<), U2(t) = U соз(2<< сЕ +" t + (1,) 0(t а тс, = ар, ЬЕд = 2 .

"! где Uc fc

Ц), 25

sf — скорость изменения 30 тс частоты внутри импульса,,Дг — девиация частоты, с. выходов антенн через приемники 1

35 и 22 поступают на первые входы смесителей 2 и 3, на вторые входы которых подается напряжение гетеродинов

4 и 5

U г-, (г) = U<, сîs(2« f„ t +Ц<„), "г (t) "г соз(гийг " +<-1"г ) э

"г 1г, р < о — амплитуды, часто-, <г< г2

2 < 7 ты и начальные фазы напряжений . re- 45 теродинов; — = гГ„= 2hfg

В смесителях 2 и 3 внутриимпульсная

50 частота заполнения сдвигается по частотной оси в область промежуточной частоты — с= fñ

«Р 2 г, ++P, ) 0 а С » T„, 55

Частота настройки f <<, и полоса пропускания 6 f широкополосных фильтров

12 и 13 вь<бираются следующим обра1

2к UCUt1 в

2КРС БГ2 где 0

<<1 2 зом

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосвязи и радиотелеметрии.

Цель изобретения — обеспечение возможности пеленгации источника излучения при низком отношении сигнал/

/шум.На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией содержит перрый приемник

1, первый 2 и второй 3 смесители, первь«< 4 и второй 5 гетеродины, первый б и второй 7 сжимающие фильтры, тс1 — амплитуда, начальная частота, длительность и начальные фазы сигналов;

Частота настройки f H и полоса про2 пускания $ f узкополосных фильтров 24 и 26 выбираются следующим образом: « = 2fnp, Д <р = 1/8f „р °

На выходах смесителей 2 и 3 образуются напряжения следующих частот:

О<- f<: + (" "- г< = п +, 02 < f 0) где первый индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал; второй индекс обозначает номер гетеродина, частота которого участвует в преобраз<.,в нии несущей частоты принимаемого сигнала. °

Указанные,напряжения попадают в полосу пропускания Qfs,широкополосных фильтров 12 и 13

U <

+ g„-(г,), лр () = 0 р сов(2«й> t - << «С2 -Lp

lI 6436

U соя (24 (Е с — f г» (4 II f „ t + () ф + 6 (- ) 1

)t + Qf„+bi

0 t (Т, U>(t) =

= U>cos

2K2UnP» UrlI2 где U

К

Л(Рг =(-)Рг2 (-Рг(40

45 м1 б((= 2и — соsй, 9

К, — коэффи»»»»ент передачи смеси » тепей;

Е,»» =1L.-(г=Г(-2 -Тc — громежуточная частота, Напряже»»ия U l)p (t) H U()р (t) ходов широкополосных фильтр()н 1? и

13 одновременно поступают на дна входа коррелятора 19 и на входы амплитудных дет кторов 14 и 15. Липлитудные детекторы 14 и 15 выделяют их огибающие, которые одновременно по— ступают на дна входа элемента И 16.

Последний срабатывает, его выходное напряжение поступает на первый вход ключа 21, Один и тот же полезный ЛЧМ-сигнал, преобразованный по частоте и днух каналах, поступает на оба входа коррелятора 19. В этом случае между начальными сигналами существует сильная корреля»н»онная связ,. Еыходное напряжение коррелятора 19 превышает пороговый уровень Н„, пороговый блок 20 срабатывает и своим выходным напряжением открывает ключи 21 и 27, Напряжение с выхода элемента И 16 через открытый ключ 21 поступает на управляющие нходь: ключей 17 и 18, открывая их. Ключи 17, 18, 21 и 27 в исходном состоянии всегда закрыты.

При этом преобразованные по частоте

ЛЧМ-сигналы с выходов смесителей 2 и 3 через открытые ключи 17 и 18 соответственно поступают на сжимающие фильтры 6 и 7. Одновременно ЛЧИ-""èãнал на частоте f<О с выхода смесителя 3 через открытый ключ 18 поступает на частотный детектор 9 и преобразуется им н напряжение соответствующей формы. Это напряжение подается на вход дифференцирующего блока 10, на выходе которого образуются прямоугольные импульсы. la выходе фср;.ирователя 11 образуются короткие импульсы, которые в моменты времени, соответствующие моментам смены знака наклона с информационными импульсами, с выходов сжимающих фильтров 6 и 7 поступают на соответствующие входы решающего блока 8, обеспечивая тактовую синхронизацию при приеме решения„

Одновременно напряжения U z (t) яр (г) с выходов широкополосных

Къ фйльтров 12 и 13 поступают на два входа перемножителя 25, на выходе коl торого образуется гармоническое колебание — коэффициент передачи перемно)»а»т еля; ((=- (.)), — (— »)азовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения, в

15 котором линейная частотная модуляция уже отсутствует.

« армоническое колебание U (t) вы3 деляется узкополосным фильтром 26 через открытый ключ 27 и поступает на первьп -, вход фазового детектора 28.

Напряжения U „. (t ) и U»- (t) с вы-! Гя ходов гетеродинон 4 и 5 одновременно

25 поступают на дна входа перемножителя 23, на выходе которого образуется гармоническое колебание

U4(t) = U4 Сос((2И(ГZ К„, ) 4Д(4 )

Б COS(21(f р Ь(»()г) 1 где иФ = -K2Ur Бг . г2.

Это найряжение выделяется узко35 полосным фильтром 24 и подается на второй вход фазового детектора 28, на выходе которого образуется низкочастотное напряжение (1„(t)= Н„-.Ь(Р, 1 где U< -K>U>U, К вЂ” коэффициент передачи фазо3 ного дегектора; — расстояние между антеннами 30 и 31 (»»змер»»тельная база); Л вЂ” длина волны;

1угол прихода радиоволн, Напряжение U«((t), пропорциональное фазовому сдвигу ((/, определяющему направление на источник излучения, 55 фиксируется индикатором 29, Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема ЛЧМ-сиг1626436

II1 1о1 1 основному каналу на частоте

1.Фи с . 2«I 1

Е< ",и ложный сигнал ЛЧМ (помеха) ирини."1,1<.тся по первому зеркальному каналу ил частоте f yl (фиг. 2б), то

5 в смесителях 2 и 3 он преобразуется в сигналы двух частот:

Однако только сигнал с частотой поилдлет в полосу пропускания и Г пп1рокополосиого фильтра 12. Ука- 15 и э;I нный сиг иал с выхода широкополосного фильтра 12 поступает на вход амплитудного детектора 14 и на первый вход коррелятора 19. Амплитудный детектор 14 выделяют огибающую этого 20 сигнала, которая поступает на первый вход элемента И 16. Элемент И 16 и коррелятор 19 ие срабатывают, так клк ил выходе широкополосного фильтра 13 илиряже1же отсутствует. Позто25 чу ключи 17, 18, 21 и 27 оказываются закр1,1тыми и принимаемый ложный сигнал (помеха) ие попадает на входы решаю1<1его бл< ка 8, частотного детектора

9 и фл1ового детектора 28. 30

Если ложиьп1 сигнал ЛЧМ (помеха) нриии11лется по второму зеркальному клиллу ил частоте fy (фиг. 2в), то в смесителях 2 и 3 ои преобразуется н сигналы двух частот 3S

zz ýz 1 га nil 1 э

f z1 1 32 11 Г1

Однако только сигнал с частотой попадает в полосу пропускания

$ f „11п рокополосиого фильтра,1 3. В этом случае элемент И 16 и коррелятор

19 1акже ие срабатывают. Кючи 17 45

18, 21 и 27 остаются закрытыми и ложиьп1 ЛЧМ-сигнал (иомеха), принимаемый ио и lnpo

Если .1ожиь1е ЛЧМ-сигналы (помехи)

50 одновременно принимаются на первой

11 и вт 1р11й f jZ (фиг. 2г) зеркальных

1лстотлх, тo H полосу пропускания

111 IIIIIpoKoIIHJIocHblx фильтров 12 и 13 иой<1длют сигналы ил частотах f. ц и

f > Эти ж» сигналы поступают на два

55 вхолл коррепятора 19, В этом случае элемент 11 16 cl>иблтывает, его выход1 ее 11л н1:1:1;, 111, е I I <. с т уп л е т ил первый вход ключа 21, однако ключ 21 не открывается. Это объясняется тем. что ложные ЛЧМ-сигналы (помехи), принимаемые на разных зеркальных частотах и f, имеют слабую корреляционн„ю связь. Поэтому выходное напряжение коррелятора 19 не превышает поРогового yPoBHH U пор, поРоговый блок 20 не срабатываеr и ключи 17, 18, 21 и 27 не открываются. Ложные

ЛЧМ-сигналы (помехи), принимаемые одновременно на двух зеркальных частотах f >l и f подавляются.

По аналогичной причине подавляются и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема HG частотах Kli Каь К и К4

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает пеленгацию источника излучения широкополосных ЛЧМ-сигналов.

При этом устройство позволяет повысить чувствительность пеленгации источника излучения при малом отношении сигнал/шум. Это объясняется тем, что при перемножении канальных ЛЧМсигналов И пп,(й) и Ппп (г.) образуется гармоническое колебание U5(t) в котором линейная частота модуляции уже отсутствует, т.е. осуществляется свертка их спектра. Гармоническое колебание выделяется узкополосным фильтром. При этом значительная часть шума отфильтровывается, что позволяет повысить реальную чувствительность устройства при низком отношении сигнал/

/шум. Пеленгация источника излучения осуществляется на фиксированной частоте, равной разности частот f rz u

f q гетеродинов (f 1- — ЕП = 2f „p) . Тем самым функциональные воэможности устройства расширены.

Формула изобретения

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией, содержащее первый и второй гетеродины, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго смесителей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго ключей, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго сжимающих фильтров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам решающего блока, 1626436 третий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу дифференцирующего блока, вход которого подключен к выходу частотного детектора, вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с вторым входом первого ключа и с выходом третьего ключа, первый вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, вход которого соединен с первым входом коррелятора и с выходом первого широкополосного фильтра, вход которого подключен к выходу первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого приемника, вход которого подключен к первой антенне, выход второго смесителя через второй широкополосный фильтр соединен с входом второго амплитудного детектора и с вторым входом коррелятора, выход которого через пороговый блок подключен к второму входу третьего ключа, при этом выход второго амплитудного детектора соединен с вторым входом элемента И, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности пеленгации источника излучения при низком отношении сигнал/п»ум, введены два узкопо5 лосных фильтра, фазовый детектор, два перемножителя, четвертый ключ, второй приемник н вторая антенна, подключенная к входу второго приемника, выход которого соединен с вторым входом второго смесителя, первый вход которого подключен к первому входу первого перемножителя, выход которого через первый узкополосный фильтр соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу четвертого ключа, первый вход которого соединен с выходом второГо узкополосного фильтра, 20 вход которого соединен с выходом второго перемножителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами коррелятора, при этом выход порогового

25 блока подключен к второму входу четвертого ключа, выход фазового детектора соединен с индикатором, а второй вход первого перемножителя подключен к выходу первого гетеродина, 1 626436

1 зг

И,р

fop eg. э

Составитель О. Геллер

Те хр ед И. Дидык Корректор М,Пожо

Редактср Н, Тупица

Тираж 383

Заказ 288 Подписное

BHHH1IH Государсгвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственн:..-иэдател -ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101