Формирователь линейно-частотно-модулированных (лчм) сигналов

 

Союз Советских Социалистических Республик >959259

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (51)M. Кл.

Н 03 С 3/06 (22) Заявлено 02,02. 81 (21) 3278113/18-09 с присоединением заявки М

3ееуАарстьеккьй кемктет

СССР ао аыам кзебретеик11 и открытн11 (23) Приоритет—

Опубликовано 15. 09. 82. Бюллетень № 34 (53) УДК 621.376..3(088,8) Дата опубликования описания 15.09.82 (72) Авторы изобретения

Э.Г. Ламехов, Б.В. Струков, В.В. Тре (7I) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ, СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотехнике и может. быть использовано для формирования когерентных последова. тельностей линейно-частотно-модулированных сигналов с большим значением произведения ширины спектра сигнала

5 на его длительность (базой) в радиотехнических системах, использующих технику сжатия, в частности в радиолокации, радионавигации и радиотелеметрии.

Известен формирователь линейночастотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор опорных колебаний; 1 первый фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель

- сигнала:ошибки, управляющий элемент, ЛЧМ генератор, первый фазовый модулятор, второй вход которого соединен 2о с выходом генератора опорных колебаний, и первый полосовый фильтр, последовательно соединенные умножитель частоты, вход которого соединен с

2 выходом генератора опорных колебаний, и смеситель, . выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, последовательно соединенные первый дисперсионный фильтр и комму-. татор, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго дисперсионного" Фильтра и триггера, а также усилитель промежуточной, частоты, синхронизатор, вход . которого соединен с выходом генерато- . ра опорных колебаний, первый выход через генератор модулирующих сигналов соединен с вторым входом управляюще- го элемента, а второй и третий выходы котооого соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, к третьему входу которого подкгне. чен второй выход второго дисперсионного фильтра111

Однако, известный формирователь ЛЧМ-сигналов .позволяет формировать сигналы только с ограниченной девиацией частоты, определяющей разрешаю959259 4 щую способность системы, и определенной длительностью, что ограничивает базу сигнала, Цель изобретения — увеличение де.виации частоты.

Для достижения этой цели в формирователе линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащем последовательно соединенные генератор

50 опорных колебаний, первый фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки; управляющий элемент, ЛЧМ генератор, первый фазовый модулятор, 5 второй вход которого соединен с выходом генератора опорных .колебаний, и 1-й полосовой фильтр, последователь-. но соединенные умножитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, и смеси20 тель, выход которого подключен ко второму. входу фазового детектора, последовательно соединенные первый дисперсионный фильтр и коммутатор, 2S второй и третий входы которого соединены соответствен но с выходами второго дисперсионного фильтра и триггера, а также усилитель промежуточной частоты, синхронизатор, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, первый выход - через генератор модулирующих сигналов соединен с вторым входом управляющего элемента, а второй и третий выходы. которого соединены соответственно с первым N и вторым входами триггера, между выходом первого полосового фильтра и вторым входом смесителя введены последовательно соединенные второй фазовый модулятор, к другому входу кото-40 рого подключен выход усилителя промежуточной частоты и второй полосовой фильтр, между вторым выходом генератора опорных колебаний и входами первого и второго дисперсионных фильтров введены соответственно первый стробирующий каскад и последовательно соединенные второй фазовращательи второй стробируемый каскад, при этом вторые входы первого и второго So стробирующих каскадов соединены соответственно с вторым и третьим выходами синхронизатора, а выход коммутатора подключен ко входу усилителя промежуточной частоты, при этом второй выход второго дисперсионного фильтра соединен с третьим входом триггера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Формирователь ЛЧМ сигналов содержит управляющий элемент 1, усилитель сигнала ошибки 2, фильтр нижних частот 3, фазовый детектор 4, первый фазовращатель 5, смеситель 6, ЛЧМ генератор 7, первый фазовый модулятор

8, первый полосовый фильтр 9,. второй фазовый модулятор 10, второй полосовой фильтр 11, умножитель частоты 12, генератор опорных колебаний

13, синхронизатор 14, усилитель промежуточной частоты -15, коммутатор

16, первый дисперсионный фильтр 17, первый стробируемый каскад 18, генератор модулирующих сигналов 19, триг гер 20, второй дисперсионный фильтр

21, второй стробируемый каскад 22, второй фазовращатель 23.

Формирователь ЛЧМ сигналов работает следующим образом.

Генератор опорных колебаний 13 вырабатывает синусоидальное напряжение с частотой Й „, которое поступа" ет на входы синхронизатора 14, умно-„ жителя частоты 12, первого фазовращателя 5 и второй вход первого фазового модулятора 8. Синхронизатор 14 формирует импульсы запуска с требуемой временной расстановкой, которые поступают на входы генератора модули- рующих сигналов 19, .триггера 20, стробируемых каскадов 18 и 22. Генератор модулирующих сигналов 20 под воздействием импульсов запуска формирует видеонапряжение специальной формы, поступающее на управляющий элемент

1, которым осуществляется перестройка частоты генератора 7 по линейному закону. Форма модулирующего напряжения выбирается с учетом нелинейности модуляционных характеристик управляющего элемента 1 и генератора

На выходе генератора 7 формируется линейно-частотно-модулированный си гнал вида

U(t) = 0 cos(CUо„С + рО 5 t + g где О >,5 — начальная частота колебаний; О.5 — скорость изменения частоты, 9() — отклонение частоты от линейного закона изменения.

С выхода генератора 7 напряжение (1) поступает на вход первого фазового (4) U(t) = UcosPQоt + )Од

Po = Р Ро

5 959259 модулятора 8, на второй вход которого подается гармоническое напряжение

U(t) = Ucos 9. t. Выходмой сигнал

04 первого фазового модулятора 8 описывается выражением 5

U(6)=0 X,)„(м)сов и -eo

«; (

И вЂ,индекс фазовой модуляции; и = 1, 2, 3...

Из напряжения вида (2) первым поllocoBbIM Фильтром 9 c noaocoh пропускания, равной Я)0 (, и средней частотой ug<< = UJ + (2п+1)Я,(рыд еляется последозательность, состоящая из k линейно-частотно-модулированных импульсов с длительностью радиоимпульса Co= t<.Число элементарных импульсов в последовательности определяется индексом фазовой модуляции

И. С выхода первого полосового фильтра 9 сигнал вида Ц ф1=Исо ) 75 у «j(e«t,+ P o (+ -y o) +((+) Фи a«+) (3) . подается на вход второго фазового модулятора 10, на второй вход которого подается эталонная "последователь30 ность линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов вида с выхода коммутатора 16 и усиленная

35 в усилителе промежуточной частоты 15.

Эталонная последовательность ли" нейно-частотно-модулированных радиоимпульсов формируется следующим образом.

Для компенсации разброса величин конструктивных начальных задержек дисперсионных фильтров 17 и 21 введен второй фазовращатель 23, которым осуществляется установка начальной фазы линейно-частотно-модулированного напряжения формируемого дисперсионным фильтром 23, равным начальной фазе линейно-частотно-модулированного напряжения, формируемого дисперсионным фильтром 17.

С выходов дисперсионных фильтров

17 и 21 линейно-частотно- модулирован. ного напряжения промежуточной частоты

U(t) = Ucos(Q,t + p <(t-k с, ) подаются на входы коммутатора 16, на третий вход которого подается управляющее напряжение с выхода триггера

20, чем достигается поочередное подключение выхрдов дисперсионных. Фильтров 17 и 2 1 ко входу усилителя промежуточной частоты 15. В модуляторе 10 осуществляется фазовая модуляция напряжения (3) сигналом промежуточной частоты (4). Выходной сигнал фазового модулятора 10. в этом случае описывается выражением

U(t)=U.E )„ (ы)соь1(в „2«ро«(t-I(L )t«

«.ц(1)+ Я +)+(tpg (t I{+) 1) я. (5)

При этом в р-ой боковой полосе, для которой выполняется условие осуществляется демодуляция линейночастотно-модулируемого сигнала (3).

Импульсы с выхода синхронизатора

14 подаются на входы триггера 20 и стробируемых каскадов 18 и 22. Стробируемые каскады 18 и 22 формируют Ко- 4

45 роткие радиоимпульсы из гармоническо- ю .(Ь > О -. го напряжения с частотой Я.0< поступающего со второго выхода генератора опорных колебаний 13. Короткими радиоимпульсами возбуждаются дис5О персионные фильтры 17 и 21. Длительность возбуждающих радиоимпульсов выбирается из условия

Г «

2, 55 ь где ÄÈ0 - девиация частоты дисперсионных фильтров 17 и 21.

Демодулированный сигнал.;р-ой боковой составляющей

u()=V O (+ + <0, +1 ао ()1 (ь) выделяется полосовым фильтром 11 и поступает на вход смесителя 6, на второй вход которого подается непрерывное гармоническое напряжение

U(t) = UcoscU0>t с выхода умножителя частоты 12. Коэффициент кратности преобразования частоты умножителя 12 жоэ выбирается из условия М = . ВыдеЯо ) ленный в смесителе 6 сигнал разностной частоты вида:

u(É) = . ucosfQ>t + (1(t)3, (7) 7 95925

r4e A.оъ= „+ "Q.о + P 4ж Юо Яо1, подается на вход фазового детектора

4, на второй .вход которого подается монохроматическое опорное напряжение

Qo„, поступающее с выхода генератора опорных колебаний 13 через первый фазовращатель 5, Из выходного напряжения фазового детектора 4 фильтром нижних частот .3 выделяется сигнал ошибки, который че.рез усилитель сигнала ошибки 2 воздей. ствует на управляющий элемент 1, посредством которого осуществляется компенсация отклонений в законе изменения частоты (Фазы) сигнала (1), формируемого частотно-модулированным генератором 7, т. е. замыкается цепь обратной связи-системы фазовой автоподстройки частоты. При этом устройство обеспечивает формирование линейно- о частотно-модулированного сигнала с девиацией аЮд.1 = рКЬЯ o à базой

pk ЬЯо С,т. е. в р раз большими, чем в известном устройстве.

Значение р определяется номером боковой полосы, выделяемой из выходного сигнала второго фазового модулятора 10. При использовании в качестве Фазового модулятора 10, например, лампы бегущей волны возможно выделе- ЗО ние боковой полосы. с номером Р 1619..

Таким образом, в предлагаемом устройстве значительно увеличивается девиация частоты, при этом база фор- з мируемых сигналов за счет увеличения девиации частоты увеличИвается в среднем в 10. раз.

Формула изобретения

Формирователь линейно-частотномодулированных (ЛЧМ) сигналов, содержащий последовательно соединенные ге- 4 нератор опорных колебаний, первый фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент, ЛЧИ генератор, первый фазовый модулятор, вто8 рой вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, и первый полосовой фильтр, последовательно соединенные умножитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, и смеситель, выход Которого подключен к второму входу фазового детектора, последовательно соединенные первый дисперсионный фильтр и коммутатор, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго дисперсионного фильтра и триггера, а также усилитель промежуточной частоты, :.ин хронизатор, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, первый выход через генератор модулирующих сигналов соединен с вторым входом управляющего элемента, а второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения девиации частоты, между выходом первого полосового фильтра и вторым входом смесителя введены последовательно соединенные второй фазовый модулятор, к другому входу которого подключен выход усилителя промежуточной частоты, и второй полосовой Фильтр» между вторым выходом генератора опорных колебаний и входами первого и второго дисперсионных фильтров введены соответственно первый стробируемый каскад.и последовательно соединенные второй фазовращатель и второй стробируемый каскад, при этом вторые входы первого и второго стробируемых каскадов соединены соответственно с вторым и третьим выходами синхронизатора, а выход коммутатора подключен к входу усилителя промежуточной частоты, при этом второй выход второго дисперсионного Фильтра соединен с третьим входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

N 847520, кл. Н 03 В 3/04, от 21.07,78 (прототип).

959259

Тираж 9Я . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

113035, Москва,; 3-3>., Раушская наб., д. М5

Филиал ВПЙ "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7025/75

Составитель Г. Захарченко

Редактор С. Запесочный . Техред ц,Тепер Корректор Н. Король