Самофазирующаяся антенная решетка

 

САМОФАЗИРУЮЩАЯСЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА , содержащая последовательно соединенные п.приемных элементов, п смесителей, к другим входам которых через соответствующие фазовращатели подключен управляемый генератор, и блок формирования суммарного и разностного сигналов, между выходом канала разностного сигнала которого и управляющими входами фазовращателей включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты разностного канала, первый перемножитель, первьй полосовой фипьтр, первый фазовый детектор, первый фильтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом канала cjT wapHO- го сигнала и другим входом первого перемножителя включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала, второй . перемножитель, второй полосовой. фильтр, второй фазовый детектор. втйрой фильтр-экстраполятор, генератор тактовой частоты и функциональный Генератор, другой выход которого подключец к другому входу второго пёремножителя , между выходом усилителя промежуточной частоты суммарного канала и другими входами первого и второго фазовых детекторов включены последовательно соединенные третий перемножитель , второй вход которого соединен с первым выходом функционального генератора, и третий полосовой фильтр, к выходу которого подключены демодулятор и .последовательно соедй .ненные синхронный детектор, согласованный фильтр и декодер, при зтом к управляющим входам согласованного (Л фильтра и декодера подключен функциональный генератор, а к управляющему входу управляемого гейератора подключен третий фильтр-экстраполятор, о тKi личающаяся тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости, 00 между демодулятором и третьим фильтром-экстраполятором включен третий vi фазовый детектор, к управляющему вхоОд ду которого и управляющему входу синСО хронного детектора подключен генератор квадратурных опорных колебаний.

eH-», " Ì ФКа f, ( — - -—

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5g 4 Н 01 Я 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 f) 2788 f 86/18-09 (22) 29.06.79 (46) 30.07.86. Бюл. ¹ 28 (72) В.В.Шкирятов (53) 621.396.677(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (54) (57) САМОФАЗИРУИМЦАЯСЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащая последовательно соединенные и приемных элементов, п смесителей, к другим входам которых через соответствующие фазовращатели подключен управляемый генератор, и блок формирования суммарного и разностного сигналов, между выходом канала разностного сигнала которого и управляющими входами фазовращателей включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты разностного канала, первый перемножитель, первый полосовой фильтр, первый фазовый детектор, первый фильтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом канала суммарного сигнала и другим входом первого перемножителя включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала, второй перемножитель, второй полосовой фильтр, второй фазовый детектор, второй фильтр-экстраполятор, генератор тактовой частоты и функциональный генератор, другой выход которого подключен к другому входу второго перемножителя, между выходом усил))теля промежуточной частоты суммарного канала и другими входами первого и второго фазовых детекторов включены последовательно соединенные третий пеI ремножитель, второй вход которого соединен с первым выходом функционального генератора, и третий полосовой фильтр, к выходу которого подключены демодулятор и .последовательно соеди,ненные синхронный детектор, согласованный фильтр и декодер, при этом к 8 управляющим входам согласованного фильтра и декодера подключен функциональный генератор, а к управляющему ( входу управляемого генератора подклю 1 чен третий фильтр-экстраполятор, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости, между демодулятором и третьим фильтром-экстраполятором включен третий фазовый детектор, к управляющему входу которого и управляющему входу синхронного детектора подключен генератор квадратурных опорных колебаний.

780

Изобретение относится к антенным решеткам и может использоваться в системах связи.

Известна самофазирующаяся антенная решетка, содержащая последовательно соединенные п приемных элементов, и смесителей, к другим входам которых через соответствующие фазовращатели подключен управляемый генератор, и блок формирования суммарного и разностногр сигналов, между выходом канала разностного сигнала которого и управляющими входами фа зовращателей включены последовательно соединенные усилитель промежуточ" ной частоты разностного канала, перI ! вый перемножитель, первый полосовой фильтр, первый фазовый детектор, первый фильтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом кайала суммарного сигйала и другим входом первого перемножителя включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала, второй перемножи" тель, второй полосовой фильтр, второй фазовый детектор, второй фильтрэкстраполятор, генератор тактовой частоты и функциональный генератор, другой выход которого подключен к другому входу второго перемножителя, между выходом усилителя промежуточной частоты суммарного канала и другими входами первого и второго фазовых детекторов включены последовательно соединенные третий перемножитель, второй вход которого соединен с первьм выходом функционального генератора, и третий полосовой фильтр, к выходу которого подключены демодулятор и последовательно соединенные синхронный детектор, согласованный фильтр и декодер, при этом к управляющим входам согласованного фильтра и декодера подключен функциональный генератор, а к управляющему входу управляемого генератора подключен .третий фильтр " экстраполятор

Однако известная самофазирующаяся антенная решетка имеет низкую помехоустойчивость, обусловленную, прежде всего, низкой помехоустойчивостью

: канала вьщеления информации по отношению к шумовым помехам, вследствие потерь в отношении сигнал/шум на выходе синхронного детектора за счет перемножения двух эан умленных колеба ний, Поскольку опорное колебание, 769 " подаваемое на синхронный детектор, не является идеальным, а имеет фазовые шумовые флюктуации, определяемые; спектральной плотностью помех и шиРИНОЙ ПОЛОСЫ BTOPOI O ПОЛОСОВОГО фильтра суммарного сигнала и потерями в отношении сигнал/шум за счет неидеальности демодулятора, то потери в отношении сигнал/шум на выходе

jp синхронного детектора оцениваются как (Pñ / ш )„„åð =åõð v -1 ь где ч - среднеквадратичные фазовые

15 флюктуации (в .радианах) опорного сигнала.

При этом потери наиболее опасны в канале выделения информации, поскольку если в каналах автосопровождения

20 по задержке и угловым координатам за счет непрерывности и относительной плавности изменения дальности и углового направления технически относительно просто получить шумовые поло25 сы каналов порядка единиц или даже долей Гц, то в канале выделения информации время интегрирования в синхронном детекторе не может превышать интервала передачи одного сим5б вола.

Этот недостаток ограничивает область применения известной самофаэирующейся антенной решетки.

Цель изобретения - повышение ïîìåхоустойчивости самофазирующейся антенной решетки.

Для этого s самофазирующейся антенной решетке, содержащей последова" тельно соединенные и приемных элементов, и смесителей, к другим входам которых через соответствующие фазовращатели подключен управляемый генератор, и блок формирования суммарного и разностного сигналов, между выходом канала разностного сигнала которого и"управляющими входами фазо, вращателей включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты разностного канала, первый перемножитель, первый полосовой . фильтр, первый фазовый детектор, пер- вый фильтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом канала суммарного сигнала и дру55 гим входом первого перемножителя включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала, второй перемножитель, з, 780769 4 соединенные третий перемножитель, второй вход которого соединен с первым выходом функционального генератора и третий полосовой фильтр, к выходу которого подключены демодулятор и суммарного канала. Этот контур включает в себя также блок 3 формирова". ния суммарного и разностного сигнал . лов, усилитель 4 промежуточной частоты суммарного канала, второй пепоследовательно соединенные синхрон- ремножитель 9, второй полосовой . ный детектор, согласованный фильтр и фильтр 10, демодулятор 23, цепь авдекодер, при этом к управляющим вхо- топодстройки частоты, состоящ до из дам согласованного фильтра и декоде-, третьего фазового детектора 24, втора подключен функциональный генера- lO рой вход которого соединен с выходом тор, а к управляющему входу управля- генератора 27 квадратурных опорных емого генератора подключен третий колебаний, и третий фильтр-экстрафильтр-экстраполятор, между демодуля- полятор 25, управляющий управляемым тором и третьим фильтром-экстраполя- генератором 26 таким образом, чтобы тором включен третий фазовый детек- 25 сигнал рассогласования на выходе тор, к управляющему входу которого третьего фазового детектора 24 стреи управляющему входу синхронного де- мился к нулю. При этом текущая фатектора подключен генератор квадра- за управляемого генератора 26 с точтурных опорных колебаний. ностью до начальной фазы генератора

Г Зб 27 квадратурных опорных колебаний

На чертеже представлена структур соответствует фазе входного сигнала

Ф ная электрическая схема нредложеннои принимаемого центральным приемным антенной решетки. элементом. о

Самофазирующаяся антенная решет- Особенность этого контура автока содержит и приемных элементов 1 35 подстройки частоты состоит в том, (1-1, 1-2 ...,1-п), п смесителей 2 что демодуляция суммарного сигнала (2-1, 2-2,...,2-n)., блок 3 формирова-. производится дважды: в результате ния суммарного и разностного сигна- перемножения суммарного сигнала с лов, усилитель 4 промежуточной часто- -синфазным опорным сигналом функцио- ты суммарного канала, усилитель 5 б нального генератора 19, в результате промежуточной частоты разностного чего иа выходе второго перемножитеканала, первый перемножитель 6, пер- ля 9 вторым полосовым фильтром 10 вый полосовой фильтр ?, первый фа- выделяется синусоидальное колебание зовый детектор 8, второй перемножи- промежуточной частоты, модулировантель 9, второй полосовой фильтр 10> 4 ;ное только информационными символами, второй фазовый детектор 11, третий из которого в демодуляторе 23 формиперемножитель 12, третий полосовой руется гармоническое колебание, тефильтр 13, первый фильтр"экстраполя- . кущая фаза которого пропорциональна тор 14, формирователь 15 управляющего кода, и управляемых фазовращате- 50 фазовому рассогласованию входного сигнала центрального приемного элелей 16 (16-1, 16-2,...,16-n) втомента относительно сигнала управляерой фильтр-экстраполятор 17, генератор 18 тактовой частоты, функциональный генератор 19, синхронный детектор 20, согласованный фильтр 21, де- И кодер 22, демодулятор 23, третий фазовый детектор 24, третий фильтрмого генератора 26; Далее это колебание поступает на вход третьего фазового детектора 24, на второй вход которого поступает колебание эталонной промежуточной частоты с выхода. генератора 27 квадратурных опорных экстраполятор 25, управляемый гене- колебаний, в результате перемножения

Ф . второй полосовой фильтр, второй фазо- ратор 26 и генератор 27 квадратурных вый детектор, второй фильтр-экстрапо- опорных колебаний. .лятор, генератор тактовой частоты и Самофазирующаяся антенная решетфункциональный генератор, другой вы- . ка работает следующим образом. ход которого подключен к другому Сигналы, принятые приемными элевходу второго перемножителя, между . ментами 1-1, 1-2,...,1-п поступают выходом усилителя промежуточной час- на смесители 2-1.. .,2-п, куда однототы суммарного канала и другими . временно пбступают колебания от упвходами первого и второго фазовых де- равляемого генератора 26, замыкаютекторов включены последовательно 10 щего контур автоподстройки частоты

780769 на выходе третьего фазового детектора 24 третьим фильтром-экстраполято- " ром 25 формируется сигнал, пройорциональный фазовому"рассогласованию входного сигнала относительно сигнала уйравляемого гейератора 26.

° Контур автоподстройки суммарного сигнала по задержке содержит первый

6 и второй 9 перемножители с соответ- f0 ствующими полосовыми фильтрами 7 и

10, выходные сигналы которых при фазовом детектировании на выходе второго фазового детектора 11 формиру. ют сигнал, инвариантный относитель- - 15 но фазовой модуляции суммарного сигнала информационными символами. Этот сигнал, пропорциональный временному рассогласованию огибающей входного сигнала относительно сигнала, гене- 20 рируемого функциональным генератором 19, через второй фильтр-экстра\ полятор 17 управляет частотой генератора 18 тактовой частоты таким образом, чтобы временное рассогласо- 25 ванне огибающей входного сигнала и функционального генератора 19 по задержке стремилось к нулю. При этом на выходе второго полосового фильтра

10 формируется суммарный сигнал с щ0 максимальной амплитудой, Контур углового автосопровождения формируется с помощью блока 3 формирования суммарного и разностного (по угловому рассогласованию} сигналов, усилителей 4 и 5 промежуточной частоты суммарного и разностного каналов, соответствующих перемножителей 9 и 6 и полосовых фильтров 10 и 7, на выходе которых выделяются соответственно суммарный и разностHblH сигналы, промодулированные информационными симвопами. Эти сигналы постуйают на вход первого фазового детектора .8, на выходе которого с по- - 45 мощью первого Фильтра-экстраполятора 14 выделяется сигнал, инвариант- ный относительно фазовой модуляции информационными символами и пропорциональный угловому рассогласованию направления прихода входной волны. относительно положения антенной решетки. На выходе формирователя 15 управляющего кода формируются управляющие сигналы, доворачивающие с помощью фазовращателей 16-1, 16-2..., 16-и фазу выходного:"игнала управляемого генератора 26 таким образом, чтобы все сИгналы на выходах смесителей 2-1,. .,2-и суммировались синфазно и на выходе усилителя 4 промежуточной частоты суммарного канала выделялся сигнал с максимальной амплитудой, а разностный сигнал на выходе усилителя 5 промежуточной частоты 5 разностного канала стремился к нулюi

Суммарный сигнал синфазного канала поступает также на вход синхронного детектора 20, на второй вход которого с .выхода генератора 27 квадратурных опорных колебаний поступает

° опорное напряженйе, в результате чего на выходе синхронного детектора

20 выделяются сигналы," соответствующие закону модуляции информационныф, символов. Эти сигналы поступают на вход согласованного фильтра 21, работа которого синхронизируется функ- циональным генератором 19 ° Выходные сигналы согласованного фильтра 21 поступают на вход декодера 22, так же синхронизируемого функциональным генератором 19.

: Предложенная самофазирующаяся антенная решетка обладает более высокой помехоустойчивостью канала вы- . деления информации, поскольку в предложенной антенной решетке на выходе синхронного детектора отсутствуют потери в отношений сигнал/шум за счет шумовых фйюктуаций опорного сигнала. -780769

Корректор О.Луговая

Редактор П.Горькова Техред И.Попович

Заказ 4146/3 . Тираж 597, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 е е М Фе Ф»

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4