СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ ЗАПРОСЧИКА И ПРИЕМНИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК H04B15/00 

Данное изобретение относится к радиолокационной технике, в частности к системам с активным ответом, которые применяются для управления воздушным движением, опознавания, измерения расстояний в навигационных системах.

При приеме ответных сигналов с самолетов на наземном запросчике необходимо отличать ответные сигналы, принятые на основной луч диаграммы направленности антенны (ДНА), от ответных сигналов, принятых по боковым лепесткам ДНА.

Для этого в составе запросчика имеются две антенны с разными ДНА, одна (основная) с узкой ДНА, другая (компенсационная) с круговой ДНА для подавления боковых лепестков ДНА (ПБЛ ДНА), два идентичных канала приема (основной и компенсационный) и компаратор.

Использование сигналов с частотно-временным кодированием (ЧВК) приводит к усложнению каналов приема, т.к. необходимо принимать все большее количество частот и при этом обеспечить избирательность по соседним каналам, что предполагает использование ограничителя в канале приема. При этом метод сравнения амплитуд в компараторе невозможен, так как при ограничении теряется информация об амплитуде сигналов.

Метод сложен и дорогостоящ в реализации, так как необходимо иметь управляемую линию задержки на высокой частоте.

Целью данного изобретения является реализация способа ПБЛ ДНА, при котором не требуется расширение полосы пропускания УПЧ, с обработкой сигналов в одном УПЧ, без дополнительных схем, с использованием линий задержки видеосигналов.

Схема устройства, работающая по предлагаемому способу ПБЛ ДНА, приведена на фиг.1.

Устройство работает следующим образом.

Принятые антеннами 1 и 2 сигналы с частотно-временным кодированием в простейшем случае двумя (f_c1 и f_c2, f_c1<f_c2) отфильтровываются входными фильтрами 3 и 4 и поступают на входы смесителей 5, 6, где преобразуются с помощью гетеродинов 7, 8, частоты которых f_Г1<f_c2, f_Г1>f_c2 в сигналы промежуточных частот f_пр1=f_с2-f_Г1, f_пр2=f_c2-f_Г1. Соответственно на выходе смесителя 6 имеем f_пр3=f_Г2-f_c1, f_пр4=f_Г2-f_c2. Чтобы не произошло увеличение полосы пропускания УПЧ9, необходимо, чтобы f_пр1=f_пр4 и f_пр2=f_пр3. Это возможно, если f_Г1 меньше наименьшей частоты сигнала f_c1 на значение f_пр, соответственно f_Г2 больше наибольшей частоты сигнала f_c2 на то же значение f_пр. При большем количестве кодовых частот принцип остается тем же, т.е. частоты гетеродинов выбираем зеркально относительно кодовых частот сигнала.

Далее сигналы поступают в общий УПЧ 9, затем после усиления поступают в ограничитель 10, в котором происходит подавление слабого сигнала одной частоты сильным другой частоты, расфильтровываются в фильтрах 11 (f_пр1=f_пр4) и 12 (f_пр2=f_пр3). Затем детектируются в детекторах 13, 14, усиливаются в видеоусилителях 15, 16 и после пороговых устройств 17, 18 поступают на входы линий задержки 19 и 20. Далее сигналы поступают на входы 1, 2 схемы совпадения 21. Если код правильный, т.е. порядок следования импульсов f_пр1 и f_пр2 и временная задержка между импульсами соответствуют заданным, то на выходе будет импульс. Если код неправильный, то на выходе импульса не будет.

На временной диаграмме фиг.2 входной сигнал показан на фиг.2,а, где t_k - кодовый интервал времени между первым импульсом на частоте f_c1 и вторым на частоте f_c2, т.е. в правильном коде на f_пр1, f_пр2 должен быть f_пр1 - первый, f_пр2 - второй. На фиг.2,б показаны импульсы промежуточной частоты после смесителя 5, допустим f_пр1=100 МГц, f_пр2=120 МГц. На фиг.2, в показаны импульсы промежуточной частоты после смесителя 6 f_пр3=120 МГц, f_пр4=100 МГц. Таким образом, в УПЧ 9 присутствуют одновременно на временной позиции f_c1 два импульса f_пр1=100 МГц и f_пр3=120 МГц; на временной позиции f_с2 два импульса f_пр2=120 МГц и f_пр4=100 МГц. В ограничителе происходит подавление слабого сигнала одной частоты сильным другой частоты.

Если сигнал основного канала (от антенны 1) после смесителя 5 больше по амплитуде сигнала канала компенсации после смесителя 6, то на входах линий задержки 19 и 20 появятся импульсы частот f_пр1=100 МГц и f_пр2=120 МГц (см. фиг.2,б). Поскольку первым идет импульс частоты f_пр1, то линия задержки 19 задерживает на t_k, а линия задержки 20 установлена на нулевую задержку. Поэтому импульсы частот f_пр1 и f_пр2 совпадут во времени и на выходе схемы совпадения появится импульс (см. фиг.2, г, д, е).

Если сигнал компенсации (от антенны 2) после смесителя 6 больше по амплитуде сигнала основного канала, то на выходе ограничителя будут импульсы частот f_пр3 и f_пр4 (см. фиг.2,з). Можно заметить, что код стал неправильным, т.к. изменился порядок следования импульсов промежуточных частот, т.е. в этом случае первым идет импульс f_пр3=120 МГц, а вторым f_пр4=100 МГц (через t_k). Далее импульс f_пр3=120 МГц проходит через линию задержки 20 с нулевой задержкой и появляется на входе 2 схемы совпадения (см. фиг.2,ж). Импульс f_пр4=100 МГц, пришедший вторым через t_k, поступает на вход линии задержки 19 и получает дополнительную задержку t_k (см. фиг.2,з), в итоге он имеет задержку 2 t_k и поступает на вход 1 схемы совпадения 21. Поскольку импульсы частот f_пр3 и f_пр4 на входах 1 и 2 схемы совпадения не совпадают во времени, то на выходе ее импульс не появится. Таким образом достигаются цели изобретения, а именно сигналы усиливаются в одном УПЧ, полоса пропускания которого дополнительно не расширяется и реализуется ПБЛ ДНА в приемнике сигналов с ЧВК без дополнительных ключей и сопутствующих каскадов.

Изобретение относится к радиолокационной технике, в частности к системам с активным ответом, которые применяются для управления, опознавания, измерения расстояний в навигационных системах. Технический результат - подавление сигналов боковых лепестков диаграммы направленности запросчика приемником радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием (ЧВК), с обработкой сигналов основного и компенсационного каналов в одном усилителе промежуточных частот (УПЧ) и без расширения полосы пропускания на вспомогательные сигналы. Производится преобразование в смесителях приемника принимаемых сигналов от основной и компенсирующей антенн на разные промежуточные частоты, затем в ограничителе подавления слабого сигнала одной частоты сильным сигналом другой частоты производится преобразование частот принимаемых радиоимпульсных сигналов с ЧВК с использованием гетеродинов, у которых частота одного гетеродина устанавливается ниже наименьшей кодовой частоты сигнала на значение промежуточной частоты. Частота другого гетеродина устанавливается выше наибольшей кодовой частоты сигнала на значение такой же промежуточной частоты, и после разделения частот видеосигнал, соответствующий одной частоте ЧВК, задерживается на время, равное кодовому интервалу (tk), и в схеме совпадения задержанный и незадержанный видеосигнал, соответствующий другой частоте ЧВК, проверяются на совпадение во времени, при этом если сигнал от основной антенны больше, чем сигнал от компенсирующей антенны, то на выходе схемы совпадения появится видеосигнал, если сигнал от компенсирующей антенны больше, чем сигнал от основной антенны, то на выходе схемы совпадения видеосигнал не появится. Приемник для осуществления этого способа содержит на входе основную и компенсирующую антенны, последовательно соединенные с фильтрами, смесителями и усилителем промежуточных частот и разделителем частот, при этом к смесителям подключены гетеродины. Частоту одного из гетеродинов задают меньше наименьшей кодовой частоты сигнала на значение промежуточной частоты, а другому - больше наибольшей кодовой частоты сигнала на то же значение промежуточной частоты, к первому выходу разделителя частот присоединены последовательно соединенные линия задержки (1) и схема совпадения, ко второму входу которой присоединен выход линии задержки (2), соединенной с выходом разделителя частот, выход схемы совпадения является выходом приемника. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ подавления сигналов боковых лепестков диаграммы направленности антенны, при котором производится преобразование в смесителях приемника принимаемых сигналов от основной и компенсирующей антенн на разные промежуточные частоты, затем в ограничителе подавление слабого сигнала одной частоты сильным сигналом другой частоты, отличающийся тем, что производится преобразование частот принимаемых радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием с использованием гетеродинов, частота одного из которых устанавливается выше самой высокой кодовой частоты, а другого ниже самой низкой кодовой частоты на значение промежуточной частоты, затем после фильтрации, детектирования, усиления, формирования в пороговом устройстве видеосигнал, соответствующий первой частоте частотно-временного кода, задерживается на время, равное максимальному кодовому интервалу, и в схеме совпадения задержанный и незадержанный видеосигнал, соответствующий последней частоте частотно-временного кода, а также и другие видеосигналы, задержанные на соответствующие временные интервалы, проверяются на совпадения во времени, по порядку следования импульсов и частоте на соответствие контрольным значениям, при этом если сигнал от основной антенны больше, чем сигнал от компенсирующей антенны, то на выходе схемы совпадения появятся видеосигналы и сигналы от основной антенны пройдут на выходы приемника, если сигнал от компенсирующей антенны больше, чем сигнал от основной антенны, то на выходе схемы совпадения видеосигналы не появятся и сигналы от основной антенны не пройдут на выходы приемника.

2. Приемник радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием, содержащий на входе основную и компенсирующую антенны, выходы которых соединены с последовательно соединенными входными высокочастотными фильтрами, смесителями, ко вторым входам которых присоединены гетеродины, выходы смесителей соединены с входами усилителя промежуточных частот, выход которого соединен со входом ограничителя, к выходу которого присоединены последовательно соединенные фильтр промежуточных частот, детектор, усилитель и пороговое устройство, причем число последовательно соединенных фильтров промежуточных частот, детекторов, усилителей и пороговых устройств определяется числом кодовых частот, отличающийся тем, что частота одного из гетеродинов устанавливается меньше наименьшей кодовой частоты сигнала на значение промежуточной частоты, а частота другого гетеродина устанавливается больше наибольшей кодовой частоты сигнала на то же значение промежуточной частоты, и к выходам пороговых устройств присоединяются управляемые линии задержки, подсоединенные к входам схемы совпадения, причем число линий задержки и входов схемы совпадения определяется числом кодовых частот, выход схемы совпадения является выходом приемника.