Устройство для слежения за средней частотой узкополосного спектра сигнала

 

О П И C А Н И-""Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

g y

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.02.76 (21) 2326881(09 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.77. Бюллетень Ме 36 (45) Дата опубликования описания 17.10.77 (51) Ч Кч з G 01S 9/48

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии (53) УДК 621.396.969 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. П. Байдулов и E. П. Соколов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СРЕДНЕЙ ЧАСТОТОЙ

УЗКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА СИГНАЛА

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в измерителях доплеровских сдвигов частоты.

4звестно устройство для слежения за средней частотой узкополосного спектра сигнала, содержащее квадратурно-фазовый дискриминатор нулевых биений, состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные смеситель, фильтр нижних частот, резистор и усилитель-ограничитель, при этом входы смесителей объединены и являются входом устройства, выходы усилителей-ограничителей квадратурно-фазового дискриминатора нулевых биений соединены с входами перестраиваемо;о генератора и обнаружителя сигналов, а квадратурные выходы перестраиваемого генератора соединены с входами смесителей квадратурно-фазового дискриминатора нулевых биений и входами об,наружителя сигналов (1).

Цель изобретения — сокращение времени поиска сигнала.

Для этого в устройство для слежения за средней частотои узкополосного спектра сигнала, содер.кащее квадратурно-фазовый дискриминатор нулевых биений, состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные смеситель, фильтр нижних частот, резистор и усилительограничитель, при э1ом входы смесителей объединены и являются входом устройства, выходы усилителей-ограничителей квадратурнофазового дискриминатора нулевых биений соединены с входами перестрапваемого генераб тора и обнаружителя си гна IQB, а квадратурные выходы,перестраиваемого,генератора соединены с входами смесителей квадратурнофазового дискриминатора нулевых биений н входами оонаружптеля сигналов, дополнитель10 но введены последовательно соединенные детектор входно "o сигнала, фильтр нижних частот, повторитель и модулятор, причем вход детектора входного сигнала соединен с входом устройства, первые два входа модулятора

15 соединены с квадратурными выходами перестраиваемого генератора, а третий вход — с выходом обнаружителя сигналов и дополнительным входом перестраиваемого генератора; квадратурные выходы модулятора соединены

Q соответственно через суммирующие резисторы с входами усилителей-ограничителей квадратурно-фазового дискриминатора нулевых биений.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит квадратурно-фазовый дискриминатор 1 нулевых биений, состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные смеситель 2 (3), фильтр нижних частот ФНЧ 4 (5),,резис574687

З0

3 тор 6 (7) и усилитель-ограничитель 8 (9). При этом входы смесителей 2 и 3 объединены и являются входом устройства, выходы усилителей-ограничителей 8, 9 соединены с входами перестраиваемого генератора 10 и обнаружителя 11 сигналов, а квадратурные выходы перестраиваемого генератора 10 соединены с входами смесителей 2, 3 и входами обнаружителя 11 сигналов.

Устройство содержит также последовательно соединенные детектор 12 входного си гнала, фильтр нижних частот ФНЧ 13, повторитель

14 и модулятор 15, причем вход детектора 12 соединен с входом устройства, первые два входа модулятора 15 соединены с квадратурными выходами перестраиваемо го,генератора 10, а третий вход — с выходом обнаружителя 11 сигналов и дополнительным входом перестраиваемого генератора 10, квадратурные выходы модулятора 15 соединены соответственно через суммирующие резисторы 16, 17 с входами усилителей-ограничителей 8, 9.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал устройства детектируется детектором 12, сглаживается ФНЧ 13 и в виде постоянного напряжения через повторитель

14 поступает,на модулятор 15. На два других входа модулятора 15 подаются синфазный и квадратурный сигналы с выходов перестраиваемого,генератора 10. Выходными сигналами модулятора 15 являются синфазный и квадратурный сигналы, частота которых равна частоте перестраиваемого генератора 10, а амплитуда линейно зависит от величины сигнала на входе устройства.

Выходные сигналы модулятора 15 суммируются на .резисторах 6, 16 и 7, 17 с выходными сигналами ФНЧ 4 и 5. Суммарные сигналы прикладываются к входам усилителей-ограничителей 8, 9. Перестраиваемый генератор 10 управляется сигналами с выходов усилителейограничителей 8, 9,,причем скорость перестройки пропорциональна частоте сигналов на выходах усилителей-ограничителей 8, 9, а направление перестройки определяется соотношением фаз выходных сигналов усилителейопраничителей 8, 9. Среднеквадратичная частота суммарното сигнала определяется мощностью и частотами исходных сигналов и существенно изменяется от положения полезного сигнала по отношению к полосе пропускания

ФНЧ 4, 5. В случае, если сигналы на выходах

ФНЧ 4,5 меньше сигналов с выходов модулятора 15 (сигналы находятся вне полосы пропускания ФНЧ 4,5), среднеквадратичная частота суммарных сигналов близка к частоте сигналов модулятора 15. В случае, если сигналы на выходах ФНЧ 4, 5 больше сигналов модулятора 15 (сигналы находятся в полосе пропускания ФНЧ 4, 5), среднеквадратичная частота суммарных сигналов близка к среднеквадратичной частоте сигналов с выходов

ФНЧ 4, 5.

Изменение ореднеквадратичной частоты суммарного сигнала при изменении положения

4 полезного сигнала относительно полосы ФНЧ

4, 5 обеспечивает такое управление нерестраиваемым генератором 10, при котором скорость перестройки значительно замедляется, когда сигнал попадает в полосу пропускания ФНЧ

4, 5, и ускоряется в других случаях.

Предложенное устройство чувствительно не только к расстройке частоты перестраиваемого генератора 10 и средней частоте спектра сигнала, но и к отношению сигнал/шум на входе устройства.

Увеличение опношения сигнал/шум .при стабильности общего уровня сигнала и шума приводит к уменьшению величины шума на входе устройства и, следовательно, к уменьшению уровня сигналов с выходов ФНЧ 4, 5 при полезном сигнале вне их полосы. Уровень же выходных сигналов модулятора 15 вследствие стабильности общего уровня сигнала и шума на входе устройства остается, неизменным.

Следовательно, это вызовет дополнительное увеличение среднеквадратичной частоты суммарного сигнала и ускорение перестройки перестраивавмото генератора 10. Таким образом, поиск более сильното сигнала будет осуществляться быстрее. В то же время пропорциональное изменение уровней и сигнала и шума на входе устройства не изменяет среднеквадратичной частоты суммарного сигнала:на входах усилителей-ограничителей 8, 9, а следовательно, и скорость поиска, поскольку мощности сигналов с выходов ФНЧ 4, 5 и модулятора 15 изменяются в одном и том же отношении.

Отмеченные особенности позволяют существенно ускорить поиск сигнала при сохранении чувствительности обнаружения. Переход в режим слежения за сигналом характеризуется выдачей с обнаружителя 11 сигналов на модулятор 15 сигнала, по которому на выходах модулятора 15 устанавливаются минимальные постоянные напряжения, близкие к нулю.

В этом случае управление перестраиваемым генератором 10 ведется исключительно по сигналам с выходов ФНЧ 4, 5.

Предложенное устройство позволяет уменьшить время поиска сигнала с одновременным повышением чувствительности обнаружения, что улучшает характеристики доплеровских измерителей скорости, расширяя возможности их использования для высокоманевренных объектов.

Формула изобретения

Устройство для слежения за средней частотой узкополосного спектра сигнала, содержащее квадратурно-фазовый дискриминатор нулевых биений, состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные смеситель, фильтр нижних частот, резистор и усилитель-ограничитель, при этом входы смесителей объединены и являются входом устройства, выходы усилителей-ограничителей квадратурно-фазового дискриминатора нулевых биений соединены с входами

574687

Составитель И. Тюрин

Корректоры: Л. Орлова и Н. Аук

Техред М. Семенов

Редактор Е. Дайч

Подписно"

Заказ 2297/7 Изд. № 824 Тираж 725

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская ёаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2. лерестраиваемого генератора и обнаружителя сипналов, а квадратурные выходы пере траиваемого генератора соединены с входами смесителей квадратурно-фазового дискриминатора,нулевых биений и входами обнаружителя сигналов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени поиска сигнала, в него дополнительно введены последовательно соединенные детектор входного сигнала, фильтр нижних частот, повторитель и модулятор, причем вход детектора входного сигнала соединен с входом устройства, первые два входа модулятора соединены с квадратурными выходами перестраиваемого генератора, а третий вход — с выходом обнаружителя сигналов и дополнительным входом перестраиваемого генератора, квадратурные выходы модулятора соединены соответственно через суммирующие резисторы с входами усилителей-ограничителей квадратурно-фазового дискриминатора нулевых биений.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизс

1. Колчинский В. Е. и др. Доплеровские устройства и системы навигации. М., «Советское радио», 1975, с. 241 †2, рис. 7.23 и рис. 7.26.