УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ РАДИОСТАНЦИЙ С ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ Российский патент 2017 года по МПК H04B17/00 

Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения выхода в эфир радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), их пеленгации и определения сетки используемых частот.

Известны устройства для контроля работы радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (авт. свид. СССР №№403.084, 1.710.471,1.742.741; патенты РФ №№2.161.863, 2.231.926, 2.275.244, 2.357.363; патенты США №№5.379.046, 5.430.889, 5.537.434, 6.018.651; патент ЕР №0.774.842; патент WO №96/19.877 и др.).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для контроля радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты» (патент РФ №2.357.363, Н04В 17/00, 2008), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство обеспечивает обнаружение слабых кратковременных сигналов в закруженных частотных диапазонах и оценки их частоты на фоне большого числа мощных маскирующих помех.

Кроме того, известное устройство обеспечивает повышение избирательности и помехоустойчивости панорамного приемника-пеленгатора, а так же устраняет неоднозначность определения сетки используемых частот. Это достигается путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному, комбинационным и интермодуляционным каналам, с использованием фазокомпенсационного метода и метода узкополосной фильтрации.

Однако с точки зрения расширения диапазона частотного поиска сложных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина целесообразно не подавлять некоторые дополнительные каналы приема, а использовать их. Это, прежде всего, относится к зеркальному каналу приема. Преобразование сигналов по частоте по этому каналу происходит с тем же коэффициентом преобразования k_пр, что и по основному каналу приема (фиг. 2). Поэтому данные каналы являются равнозначными и оба имеют право на использование в известном устройстве.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона частотного поиска сложных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования зеркального канала приема.

Поставленная задача решается тем, что устройство для контроля работы радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, последовательно включенные первую приемную антенну, первый узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первой приемной антенны, первый полосовой фильтр, второй фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй полосовой фильтр, третий фазоинвертор, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый радиотракт, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, четвертый сумматор, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй узкополосный фильтр, третий амплитудный детектор, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, первый амплитудный детектор, первую схему деления, второй вход которой соединен с выходом второго амплитудного детектора, первый пороговый блок, первый формирователь импульса остановки, первый генератор пилообразного напряжения, и горизонтально отклоняющие пластины первого осциллографического индикатора, последовательно подключенные ко второму выходу гетеродина, первый фазовращатель на 90°, третий радиотракт, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, и второй фазовращатель на 90°, выход которого соединен со вторым входом четвертого сумматора, последовательно включенные третий узкополосный фильтр, четвертый фазоинвертор, пятый сумматор, третий полосовой фильтр, пятый фазоинвертор, шестой сумматор, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, четвертый полосовой фильтр, шестой фазоинвертор, седьмой сумматор, второй вход которого соединен с выходом шестого сумматора, второй радиотракт, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, восьмой сумматор, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, четвертый узкополосный фильтр, четвертый амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом восьмого сумматора, второй амплитудный детектор, первый коммутатор, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами первого амплитудного детектора, первого формирователя импульса остановки и первой схемы деления соответственно, последовательно подключенные к выходу седьмого сумматора четвертый радиотракт, второй вход которого соединен с выходом первого фазовращателя на 90°, и третий фазовращатель на 90°, выход которого соединен со вторым входом восьмого сумматора, последовательно подключенные к выходу первого радиотракта частотомер, четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, и первый блок памяти, последовательно подключенные к выходу первого амплитудного детектора третий ключ, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса остановки, измеритель временных интервалов, второй блок памяти, второй вход которого соединен с выходом устройства ввода, блок сравнения, второй и третий входы которого соединены с выходами частотомера и измерителя временных интервалов соответственно, и пятый ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов, а выход подключен к второму входу первого блока памяти, вертикально отклоняющие пластины первого осциллографического индикатора через шестой ключ соединены с выходами первого коммутатора и блока сравнения, вторую приемную антенну и блок управления диаграммой направленности, причем вторая приемная антенна выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибратора и рамочной антенны, размещенных на платформе и подключенных через девятый сумматор к входам третьего узкополосного фильтра и пятого сумматора, блок управления диаграммой направленности выполнен в виде последовательно включенных блока формирования управляющего напряжения и мотора, связанного через редуктор с платформой, редуктор снабжен указателем угла, к выходу первого ключа последовательно подключены седьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса остановки, и первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено пятым, шестым, седьмым и восьмым амплитудным детекторами, вторым генератором пилообразного напряжения, вторым формирователем импульса остановки, вторым пороговым блоком, второй схемой деления, вторым коммутатором, вторым осциллографическим индикатором, пятым и шестым узкополосными фильтрами, десятым и одиннадцатым сумматорами, третьим и четвертым перемножителями, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым ключами, двумя схемами ИЛИ, двумя фазовращателями на -90°, причем к выходу третьего радиотракта последовательно подключены первый фазовращатель на -90°, десятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого радиотракта, третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, пятый узкополосный фильтр, пятый амплитудный детектор, восьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом десятого сумматора, шестой амплитудный детектор, вторая схема деления, второй вход которого соединен с выходом восьмого амплитудного детектора, второй пороговый блок, второй формирователь импульса остановки, второй генератор пилообразного напряжения и горизонтально отклоняющие пластины второго осциллографического индикатора, вертикально-отклоняющие пластины которого через десятый ключ соединены с выходами второго коммутатора и блока сравнения, к выходу четвертого радиотракта последовательно подключены второй фазовращатель на -90°, одиннадцатый сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго радиотракта, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, шестой узкополосный фильтр, седьмой амплитудный детектор, девятый ключ, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого сумматора и восьмой амплитудный детектор, выход которого соединен с вторым входом второй схемы деления и первым входом второго коммутатора, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами шестого амплитудного детектора, второго формирователя импульса остановки и второй схемы деления соответственно, второй вход измерителя временных интервалов через одиннадцатый ключ соединены с выходами шестого амплитудного детектора и второго формирователя импульса остановки, к выходу второго ключа последовательно подключены двенадцатый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульса остановки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выхода девятого ключа, и вторая схема ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом первого фазового детектора, а выход подключен к входу блока формирования управляющего напряжения, вход гетеродина через первую схему ИЛИ подключен к выходам первого и второго генераторов пилообразного напряжения.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1. Частотная диаграмма, поясняющая процесс образования дополнительных каналов приема, показана на фиг. 2. Примеры образования интермодуляционных помех изображены на фиг. 3, 4. Диаграммы направленности приемных антенн 1 и 2 показаны на фиг. 5.

Взаимное расположение вибратора 2.1 и рамочной антенны 2.2 показано на фиг. 6, вид сбоку - фиг. 6, а, вид снизу сечения - фиг. 6, б.

Устройство содержит последовательно включенные первую приемную антенну 1, первый узкополосный фильтр 15.1, первый фазоинвертор 16.1, первый сумматор 17.1, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 1, первый полосовой фильтр 18.1, второй фазоинвертор 16.2, второй сумматор 17.2, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.1, второй полосовой фильтр 18.2, третий фазоинвертор 16.3, третий сумматор 17.3, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.2, первый радиотракт 6.1, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 8, четвертый сумматор 17.4, первый перемножитель 20.1, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.3, второй узкополосный фильтр 15.2, третий амплитудный детектор 7.3, первый ключ 21.1, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.4, первый амплитудный детектор 7.1, первую схему деления 12, второй вход которой соединен с выходом второго амплитудного детектора 7.2, первый пороговый блок 11.1, первый формирователь 10.1 импульса остановки и первый генератор 9.1 пилообразного напряжения, последовательно подключенные ко второму выходу гетеродина 8 первый фазовращатель 19.1 на 90°, третий радиотракт 6.3, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.3, и второй фазовращатель 19.2 на 90°, выход которого соединен со вторым входом сумматора 17.4, последовательно включенные третий узкополосный фильтр 15.3, четвертый фазоинвертор 16.4, пятый сумматор 17.5, третий полосовой фильтр 18.3, пятый фазоинвертор 16.5, шестой сумматор 17.6, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.5, четвертый полосовой фильтр 18.4, шестой фазоинвертор 16.6, седьмой сумматор 17.7, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.6, второй радиотракт 6.2, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 8, восьмой сумматор 17.8, второй перемножитель 20.2, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.7, четвертый узкополосный фильтр 15.4, четвертый амплитудный детектор 7.4, второй ключ 21.2, второй вход которого соединен с выходом сумматора 17.8, второй амплитудный детектор 7.2, первый коммутатор 13.1, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами первого амплитудного детектора 7.1, формирователя 10.1 импульса остановки и первой схемы деления 12.1 соответственно, шестой ключ 21.6, второй вход которого соединен с выходом блока 23 сравнения, и вертикально-отклоняющие пластины первого осциллографического индикатора 14.1, горизонтально отклоняющие пластины которого соединены с выходом первого генератора 9.1 пилообразного напряжения.

К выходу первого радиотракта 6.1 последовательно подключены частотомер 5, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10.1 импульса остановки, четвертый ключ 21.4, второй вход которого соединен с выходом блока 23 сравнения, и первый блок 4.1 памяти. К выходу первого амплитудного детектора 7.1 последовательно подключены третий ключ 21.3, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10.1 импульса остановки, измеритель 22 временных интервалов, второй блок 4.2 памяти, второй вход которого соединен с выходом устройства 24 ввода, блок 23 сравнения, второй и третий входы которого соединены с выходами частотомера 5 и измерителя 22 временных интервалов соответственно, и пятый ключ 21.5, второй вход которого соединен с выходом измерителя 22 временных интервалов, а выход подключен к второму входу первого блока 4.1 памяти. Вторая приемная антенна 2 выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибратора 2.1 и рамочной антенны 2.2, размещенных на платформе 28 и подключенных через девятый сумматор 17.9 к входам третьего узкополосного фильтра 15.3 и пятого сумматора 17.5. Блок 3 управления диаграммой направленности выполнен в виде последовательно включенных блока 26 формирования управляющего напряжения мотора 27, связанного через редуктор 29 с платформой 28. Редуктор 29 снабжен указателем 30 угла. К выходу первого ключа 21.1 последовательно подключены седьмой ключ 21.7, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10.1 импульса остановки, первый фазовый детектор 25.1, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 21.2 и вторая схема ИЛИ 32.2, выход которой подключен к выходу блока 26 формирователя управляющего напряжения. К выходу третьего радиотракта 6.3 последовательно подключены первый фазовращатель 31.1 на -90°, десятый сумматор 17.10, второй вход которого соединен с выходом первого радиотракта 6.1, третий перемножитель 20.3, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 17.3, пятый узкополосный фильтр 15.5, пятый амплитудный детектор 7.5, восьмой ключ 21.8, второй вход которого соединен с выходом десятого сумматора 17.10, шестой амплитудный детектор 7.6, вторая схема деления 12.2, второй вход которой соединен с выходом восьмого амплитудного детектора 7.8, второй пороговый блок 11.2, второй формирователь 10.2 импульса остановки, второй генератор 9.2 пилообразного напряжения и горизонтальные пластины второго осциллографического индикатора 14.2. К выходу четвертого радиотракта 6.4 последовательно подключены второй фазовращатель 31.2 на -90°, одиннадцатый сумматор 17.11, второй вход которого соединен с выходом второго радиотракта 6.2, четвертый перемножитель 20.4, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора 17.7, шестой узкополосный фильтр 15.6, седьмой амплитудный детектор 7.7, девятый ключ 21.9, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого сумматора 17.11, восьмой амплитудный детектор 7.8 и второй коммутатор 13.2, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами шестого амплитудного детектора 7.6, второго формирователя 10.2 импульса остановки и второй схемы деления 12.2 соответственно. Вертикально-отклоняющие пластины второго осциллографического индикатора 14.2 через десятый ключ 21.10 соединены с выходами второго коммутатора 13.2 и блока 23 сравнения. Вход гетеродина 8 через первую схему ИЛИ 32.1 соединен с выходами первого 9.1 и второго 9.2 генераторов пилообразного напряжения. Второй вход измерителя 22 временный интервалов через одиннадцатый ключ 21.11 соединен с выходами шестого амплитудного детектора 7.6 и второго формирователя 10.2 импульса остановки. К выходу второго ключа 21.2 последовательно подключены двенадцатый ключ 21.12, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10.2 импульса остановки, и второй фазовый детектор 25.2, второй вход которого соединен с выходом девятого ключа 21.9, а выход подключен к второму входу схемы ИЛИ 32.2.

Каждый радиотракт 6.1 (6.2, 6.3, 6.4) состоит из последовательно включенных смесителя 6.1.1 (6.2.1, 6.3.1, 6.4.1), второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 8 и первым выходом первого фазовращателя 19.1 на 90°, и усилитель 6.1.2 (6.2.2, 6.3.2, 6.4.2) промежуточной частоты.

Устройство работает следующим образом.

Поиск сигналов радиостанций с ППРЧ осуществляется в заданном диапазоне частот D_f с помощью генератора 9.1, который по пилообразному закону изменяет частоту гетеродина 8. Одновременно генератор 9.1 формирует горизонтальную развертку осциллографического индикатора 14.1, которая используется как ось частот.

Частота настройки ω_н1 узкополосных фильтров 15.1 и 15.3 выбирается равной промежуточной частоте ω_пр (ω_н1=ω_пр).

Частота настройки ω_н2 узкополосных фильтров 15.2 и 15.4 выбирается равной частоте гетеродина ω_г (ω_н2=ω_г).

Частота настройки ω_н3 и полоса пропускания Δω_п1 полосовых фильтров 18.1 и 18.3 выбираются следующим образом ω_н3=(ω₁-ω₂)/2, Δω_п1=ω₂-ω₁,

где ω₁ и ω₂ - частоты двух возможных мощных сигналов, появление которых в полосе частот Δω_п1 расположенных «слева» от полосы пропускания Δω_п панорамного приемника-пеленгатора, приводит к образованию интермодуляционных помех.

Частота настройки ω_н4 и полоса пропускания Δω_п2 полосовых фильтров 18.2 и 18.4 выбираются следующим образом:

ω_н4=(ω₃-ω₄)/2, Δω_п2=ω₄-ω₃,

где ω₃ и ω₄ - частоты двух возможных мощных сигналов, появление которых в полосе частот Δω_п2, расположенных «справа» от полосы пропускания Δω_п панорамного приемника-пеленгатора, приведет к образованию интермодуляционных помех.

Первая приемная антенна 1 имеет круговую диаграмму направленности, а вторая приемная антенна 2 имеет кардиоидальную диаграмму направленности (фиг. 5). При этом вторая приемная антенна 2 выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибратора 2.1 и рамочной антенны 2.2, размещенных на платформе 28 и подключенных через девятый сумматор 17.9 к входам третьего узкополосного фильтра 15.3 и пятого сумматора 17.5.

Принимаемые сигналы радиостанции с ППРЧ:

u₁(t)=U₁cos(ω₀t+ϕ₁);

u₂(t)=U₂cos(ω₀t+ϕ1), 0≤t≤T₀,

где U₁, U₂, ω₀, ϕ₁, ϕ₂, Т₀ - амплитуды, несущая частота, начальные фазы и длительность сигналов, с выходов приемных антенн 1 и 2 через сумматоры 17.1-17.7, 17.9, у которых работает только одно плечо, поступают на первые входы радиотрактов 6.1-6.4, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродина 8:

u_г1(t)=U_гcos(ω_гt+πγt²+ϕ_г),

u_г2(t)=U_гcos(ω_гt+πγt²+ϕ_г+90°), 0≤t≤T_п,

где U_г, ω_г, ϕ_г, Т_п - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период перестройки гетеродина;

- скорость перестройки частоты гетеродина (скорость «просмотра» заданного диапазона частот D_f).

Каждый радиотракт 6.1 (6.2-6.4) представляет собой последовательно включенные смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 8, и усилитель промежуточной частоты. На выходах смесителей образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями промежуточных частот выделяются напряжения только промежуточной (разностной) частоты. Поэтому на выходах радиотрактов 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 образуются следующие напряжения:

u_пр1(t)=U_пр1cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр1),

u_пр2(t)=U_пр2cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр1),

u_пр3(t)=U_пр1cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр1-90°),

u_пр4(t)=U_пр2cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр1-90°), 0≤t≤T₀,

где ,

k₁ - коэффициент передачи радиотрактов;

ω_пр=ω₀-ω_г промежуточная частота;

ϕ_пр1=ϕ₁-ϕ_г; ϕ_пр2=ϕ₂-ф_г,

которые в полосе пропускания радиотрактов Δω_п (полоса пропускания панорамного приемника-пеленгатора) приобретают принудительную линейную частотную модуляцию (ЛЧМ).

Напряжение U_пр3(t) и U_пр4(t) с выходов радиотрактов 6.3 и 6.4 соответственно поступают на вход фазовращателей 19.2 и 31.4 на +90° и -90°, 19.3 и 31.2 на +90° и -90°, на выходах которых образуются напряжения:

u_пр5(t)=U_пр1cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр1-90°+90°)=U_пр1cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр1),

u_пр'5(t)=U_пр1cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр1-90°-90°)=-U_пр1cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр1),

u_пр6(t)=U_пр2cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр2-90°+90°)=U_пр2cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр2),

u_пр'6(t)=U_пр2cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр2-90°-90°)=-U_пр2cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр2), 0≤t≤T₀.

Напряжения u_пр1(t) и u_пр'5(t), u_пр2(t) и u_пр'6(t), поступающие на два входа сумматоров 17.10 и 17.11, на их выходе компенсируются.

Напряжения U_пр1(t) и U_пр5(t), U_пр2(t) и U_пр6(t) поступают на два входа сумматоров 17.4 и 17.8, на выходе которых образуются напряжения:

u_Σ1(t)=U_Σ1cos(ω_прt-πγt²+ϕ_прl);

u_Σ2(t)=U_Σ2cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр2), 0≤t≤T₀,

где U_Σ1=2U_пр1;

U_Σ2=2U_пр2.

Эти напряжения подаются на первые входы перемножителей 20.1 и 20.2. соответственно, на вторые входы которых поступают принимаемые сигналы u₁(t) и u₂(t) с выходов сумматоров 17.3 и 17.7. На выходах перемножителей 20.1 и 20.2 образуются напряжения:

u₃(t)=U₃cos(ω_гt+πγt²+ϕ_г);

u₄(t)=U₄cos(ω_гt+πγt²+ϕ_г), 0≤t≤T₀,

где ; ;

k₂ - коэффициент передачи перемножителей, которые выделяются узкополосными фильтрами 15.2 и 15.4 соответственно, детектируются амплитудными детекторами 7.3 и 7.4 и поступают на управляющие входы ключей 21.1 и 21.2, открывая их. Ключи 21.1 и 21.2 в исходном состоянии всегда закрыты. При этом суммарные напряжения u_Σ1(t) и u_Σ2(t) через открытые ключи 21.1 и 21.2 соответственно поступают на входы амплитудных детекторов 7.1 и 7.2;

Следовательно, на выходах сумматоров 17.4 и 17.8 последовательно во времени выделяются входные сигналы из соответствующего частотного диапазона. После амплитудного детектирования в амплитудных детекторах 7.1 и 7.2 эти сигналы подаются на вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки (осциллографического индикатора) 14.1, на горизонтально отклоняющие пластины которой подается напряжение развертки с выхода генератора 9.1 пилообразного напряжения. В результате на экране индикатора 14.1 формируется картина спектральной плотности в соответствующем частотном диапазоне. За счет того, что на опорные входы радиотрактов 6.1-6.4 подается один и тот же ЛЧМ-сигнал с выхода гетеродина 8, на выходах сумматоров 17.4 и 17.8 в любой момент времени наблюдается один и тот же входной сигнал. Амплитуда сигнала на выходе сумматора 17.4 не зависит от направления прихода входного сигнала из-за вида диаграммы направленности первой приемной антенны 1 (фиг. 5). Вторая антенна 2 имеет кардиоидную диаграмму направленности, вращение которой осуществляется мотором 27. Огибающая спектров входных сигналов с выходов амплитудных детекторов 7.1 и 7.2 поступают на вход схемы 12.1 деления и коммутатора 13.1. Коммутатор 13.1 служит для подключения к входу индикатора 14.1 одного из сигналов с выходов сумматоров 17.4 и 17.8 и выхода схемы 12.1 деления.

Для осуществления селекции сигналов по направлению при помощи мотора 27 кардиоидную диаграмму направленности антенной системы 2, состоящей из вибратора 2.1 и рамочной антенны 2.2, вращают до совмещения нулевого провала с направлением прихода сигналов (фиг. 5). Этот режим является режимом поиска сигналов радиостанции с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Амплитуды сигналов с этого направления на выходе сумматора 17.8 близки к нулю, поэтому на выходе схемы деления 12.1, осуществляющей деление амплитуды сигнала с выхода сумматора 17.4 (амплитудного детектора 7.1) на амплитуду сигнала с выхода сумматора 17.8 (амплитудного детектора 7.2), в этот момент времени сигнал будет максимальным. Момент максимизации отношения фиксируется визуально на экране осциллографического индикатора 14.1. Величина порога выставляется так, чтобы пороговый блок 11.1 срабатывал только от сигналов, приходящих с нулевого направления.

При срабатывании порогового блока 11.1 формирователь 10.1 вырабатывает импульс остановки, который останавливает генератор 9.1 пилообразного напряжения, разрешает прохождение сигнала на индикатор 14.1, открывает ключи 21.3 и 21.7. Ключи 21.1, 21.2 и 21.7 в исходном состоянии всегда закрыты, а ключи 21.4 и 21.5 открыты.

Напряжение U_Σ1(t) с выхода сумматора 17.4 через открытые ключи 21.1 и 21.7 поступает на первый вход фазового детектора 25.1, на второй вход которого подается напряжение U_Σ2(t) с выхода сумматора 17.8 через открытый ключ 21.2.

При совпадении нулевого провала антенной системы 2 с направлением прихода сигналов (фиг. 5) на выходе фазового детектора 25.1 напряжение отсутствует.

Если обнаруженная радиостанция с ППРЧ является подвижной, то при ее перемещении на выходе фазового детектора 25.1 и блока 26 формирования управляющего напряжения появляется управляющее напряжение, амплитуда которого определяется степенью отклонения нулевого провала антенной системы 2 от направления прихода сигналов, а полярность - стороной отклонения. Это напряжение воздействует на мотор 27, связанный через редуктор 29 с платформой 28, так, что возникшее рассогласование устраняется.

Следящая система, состоящая из фазового детектора 25.1, схемы ИЛИ 32.2, блока 26 формирования управляющего напряжения, мотора 27, редуктора 29 и платформы 28, на которой установлена антенная система 2, состоящая из вибратора 2.1 и рамочной антенны 2.2, отрегулирована таким образом, что нулевой провал антенной системы 2 (кардиоиды) всегда совпадает с направлением прихода сигналов. При этом угловое перемещение пеленгуемой радиостанции с ППРЧ в процессе работы все время компенсируется соответствующим поворотом платформы 28.

Таким образом, устраняются маскирующие сигналы, приходящие с других направлений, и появляется возможность обнаружения слабых кратковременных сигналов с ППРЧ, измерения и записи значений их частот.

Для устранения сигналов, не представляющих интереса для радиоконтроля (например, передатчиков телевизионного вещания, радиомаяков, средств собственной связи и т.д.), используется частотно-временная маска, которая формируется в предлагаемом устройстве, записывается и хранится в блоке 4.2 памяти.

При этом появляются импульсы с выхода амплитудного детектора 7.1 в момент срабатывания порогового блока 11.1 от сигналов, приходящих с нулевого направления. Кроме того, в блок 4.2 памяти может быть введена с помощью устройства 24 ввода дополнительная информация от оператора. С использованием этой информации в блоке 4.2 памяти формируется и хранится частотно-временная маска запрещенных для последующей обработки сигналов.

В блоке 23 сравнения сравниваются значения частот, на которых обнаружены сигналы передатчиков, моменты времени приема сигналов на этих частотах и длительности с частотно-временной маской, хранящейся в блоке 4.2 памяти. В случае совпадения частот и наличия маски запрета по времени в блоке 23 сравнения формируется сигнал, запрещающий обработку на данных частотах и временных интервалах, а также запись в блок 4.1 памяти. Данный сигнал поступает на управляющие входы ключей 21.4, 21.5, 21.6 и закрывает их. В исходном состоянии указанные ключи всегда открыты.

Следовательно, в блоке 4.2 памяти будут зарегистрированы частоты, моменты приема и длительности только полезных сигналов и вновь возникающих излучений.

Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема полезных сигналов с ППРЧ по основному каналу на частоте ω₀ (фиг. 2). Если полезные сигналы принимаются по зеркальному каналу на частоте ω₃

u_з1(t)=U_з1cos(ω_зt+ϕ_з1);

u_з2(t)=U_з2cos(ω_зt+ϕ_з2), 0≤t≤T_з,

то радиотрактами 6.1-6.4 выделяются следующие напряжения:

u_пр7(t)=U_пр7⋅cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7),

u_пр8(t)=U_пр8⋅cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8),

u_пр9(t)=U_пр9⋅cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7+90°),

u_пр10(t)=U_пр10⋅cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8+90°), 0≤t≤T_з,

где ;

;

ω_пр=ω_г-ω_з - промежуточная частота;

ϕ_пр7=ϕ_г-ϕ_з1; ϕ_пр8=ϕ_г-ϕ_з2

Напряжение u_пр9(t) и u_пр10(t) с выхода радиотрактов 6.3 и 6.4 соответственно поступают на вход фазовращателей 19.2 и 31.1 на +90° и -90°, 19.3 и 31.2 на +90° и -90°, на выходах которых образуются напряжения:

u_пр11(t)=U_пр7cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7+90°+90°)=-U_пр7cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7),

u_пр'11(t)=U_пр7cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7+90°-90°)=U_пр7cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7),

u_пр12(t)=U_пр8cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8+90°+90°)=-U_пр8cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8),

u_пр'12(t)=U_пр8cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8+90°-90°)=U_пр8cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8), 0≤t≤T_з.

Напряжения u_пр7(t) и u_пр11(t), u_пр8(t) и u_пр'12(t), поступающие на два входа сумматоров 17.4 и 17.8, на их выходе компенсируются.

Напряжения u_пр7(t) и u_пр'11(t), u_пр8(t) и u_пр'12(t) поступающие на два входа сумматоров 17.10 и 17.11, на выходе которых образуются напряжения:

u_Σ3(t)=U_Σ3cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр7);

u_Σ4(t)=U_Σ4cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр8), 0≤t≤T_з,

где U_Σ3=2U_пр7;

U_Σ4=2U_пр8.

Эти напряжения подаются на первые входы перемножителей 20.3 и 20.4 соответственно, на вторые входы которых поступают принимаемые сигналы u_з1(t) и u_з2(t) с выхода сумматоров 17.3 и 17.7. На выходе перемножителей 20.3 и 20.4 образуются напряжения:

u₄(t)=U₄cos(ω_гt+πγt²+ϕ_г);

u₅(t)=U₅cos(ω_гt+πγt²+ϕ_г), 0≤t≤T_з,

где ;

;

Которые выделяются узкополосными фильтрами 15.5 и 15.6 соответственно, детектируются амплитудными детекторами 7.5 и 7.7 и поступают на управляющие входы ключей 21.8 и 21.9, открывая их. Ключи 21.8 и 21.9 в исходном состоянии всегда закрыты. При этом суммарные напряжения u_Σ3(t) и u_Σ4(t) через открытые ключи 21.8 и 21.9 соответственно поступают на входы амплитудных детекторов 7.6 и 7.8.

Дальнейшая работа устройства происходит аналогичным образом, как это описано выше в случае приема сигналов с ППРЧ по основному каналу на частоте ω₀. В этом случае картина спектральной плотности в области зеркальной частоты наблюдается на экране второго осциллографического индикатора 14.2. Управляющий вход гетеродина 8 через схему ИЛИ 32.1 соединен с выходом генераторов 9.1 и 9.2 пилообразного напряжения. Блок 26 формирования управляющего напряжения через схему ИЛИ 32.2 соединен с первым 25.1 и вторым 25.2 фазовым детектором.

Если ложные сигналы (помехи) принимаются по второму комбинированному каналу на частоте ω_k2 (фиг. 2),

u_k1(t)=U_k1сos(ω_k2t+ϕ_k1);

u_k2(t)=U_k2сos(ω_k2t+ϕ_k2), 0≤t≤T_k2,

то радиотрактами 6.1-6.4 выделяются следующие напряжения:

u_пр13(t)=U_пр13cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр13),

u_пр14(t)=U_пр14cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр14),

u_пр15(t)=U_пр13cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр13-90°),

u_пр16(t)=U_пр14cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр14-90°), 0≤t≤T_k2,

где ;

ω_пр=ω_k2-2ω_г - промежуточная частота;

ϕ_пр13=ϕ_k1-ϕ_г; ϕ_пр14=ϕ_k2-ϕ_г2.

Напряжения U_пр15(t) и U_пр16(t) с выходов радиотрактов 6.3 и 6.4 соответственно поступают на входы фазовращателей 19.2 и 19.3 на 90°, на выходах которых образуются напряжения:

u_пр17(t)=U_пр13cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр13-90°+90°)=U_пр13cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр13);

u_пр18(t)=U_пр14cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр14-90°+90°)=U_пр14cos(ω_прt-πγt²+ϕ_пр14), 0≤t≤T_k2.

Напряжения U_пр13(t) и U_пр8(t) и U_пр14(t) и U_пр18(t), поступающие на два входасумматоров 17.4 и 17.8, на выходах которых образуются суммарные напряжения:

u_Σ5(t)=U_Σ5cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр13);

u_Σ6(t)=U_Σ6cos(ω_прt+πγt²+ϕ_пр14), 0≤t≤T_k2,

где U_Σ5=2U_пр13; U_Σ6=2U_пр14.

Эти напряжения подаются на первые входы перемножителей 20.1 и 20.2, на вторые входы которых поступают принимаемые сигналы u_k1(t) и u_k2(t) с выходов сумматоров 17.3 и 17.7. На выходе перемножителей 20.1 и 20.2 образуются напряжения:

u₅(t)=U₅cos(2ω_гt+2πγt²+2ϕ_г);

u₆(t)=U₆cos(2ω_гt+2πγt²+2ϕ_г), 0≤t≤Т_k2,

где ; ,

которые не подаются на полосы пропускания узкополосных фильтров 15.2 и 15.4. Ключи 21.1 и 21.2 не открываются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по второму комбинационному каналу на частоте ю_к2, подавляются. При этом используются два внутренних «кольца», каждое из которых состоит из перемножителя 20.1 (20.2), узкополосного фильтра 15.2 (15.4), амплитудного детектора 7.3 (7.4), ключа 21.1 (21.2) и реализует метод узкополосной фильтрации.

Если ложные сигналы (помехи) принимаются по каналу прямого прохождения на промежуточной частоте ω_пр:

u_п1(t)=U_п1cos(ω_прt+ϕ_п1);

u_п2(t)=U_п2cos(ω_прt+ϕ_п2), 0≤t≤T₁,

то с выходов приемных антенн 1 и 2 они поступают на первые входы сумматоров 17.1 и 17.5, выделяются узкополосными фильтрами 15.1 и 15.3, настроенными на промежуточную частоту ω_пр, инвертируются по фазе на 180° в фазоинверторах 16.1 и 16.4:

u_п3(t)=-U_п1сos(ω_прt+ϕ_п1);

u_п4(t)=-U_п2cos(ω_прt+ϕ_п2), 0≤t≤T₁.

Напряжения u_п1(t) и u_п3(t), u_п2(t) и u_п4(t), поступающие на два входа сумматора 17.1 и 17.5, на их входах компенсируются.

Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые по каналу прямого прохождения на промежуточной частоте, подавляются двумя фильтрами-пробками, каждый из которых состоит из узкополосного фильтра 15.1 (15.3), фазоинвертора 16.1 (16.4), сумматора 17.1 (17.5) и реализует фазокомпенсационный метод.

Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ω₁ и ω₂ или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δω_п1 «слева» от полосы пропускания Δω_п панорамного приемника-пеленгатора, способные образовывать интермодуляционные помехи, то они выделяются полосовыми фильтрами 18.1 и 18.3, инвертируются по фазе на 180° фазоинверторами 16.2 и 16.5 компенсируются в сумматорах 17.2 и 17.6 (фиг. 3).

Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δω_п1 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются двумя фильтр-пробками, каждый из которых состоит из полосового фильтра 18.1 (18.3), фазоинвертора 16.2 (16.5), сумматора 17.2 (17.6) и реализует фазокомпенсационный метод.

Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ω₃ и ω₄ или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δω_п2 «справа» от полосы пропускания Δω_п панорамного приемника-пеленгатора, способные образовывать интермодуляционные помехи, то они выделяются полосовыми фильтрами 18.2 и 18.4, инвертируются по фазе на 180° фазоинверторами 16.3 и 16.6, компенсируются в сумматорах 17.3 и 17.7 (фиг. 4).

Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δω_п2 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются двумя фильтрами-пробками, каждый из которых состоит из полосового фильтра 18.2 (18.4), фазоинвертора 16.3 (16.6), сумматора 17.3 (17.7) и реализует фазокомпенсационный метод.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, обеспечивает повышение избирательности и помехоустойчивости панорамного приемника-индикатора, а также устраняет неоднозначность определения сетки используемых частот.

Предлагаемое устройство обеспечивает контроль за работой подвижных радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Это достигается применением следящей системы, состоящей из фазовых детекторов 25.1, 25.2, схемы ИЛИ 32.2, блока 26 формирования управляющего напряжения, мотора 27, редуктора 29 и платформы 28, на которой размещена антенная система 2, состоящая из вибратора 2.1 и рамочной антенны 2.2.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает расширение в два раза диапазона частотного поиска сложных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина. Это достигается использованием зеркального канала приема, преобразование сигналов по частоте в котором происходит с тем же коэффициентом преобразования k_пр, что и по основному каналу приема. Поэтому данные каналы являются равноценными и оба имеют право на использование в предлагаемом устройстве.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения выхода в эфир радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), их пеленгации и определения сетки используемых частот. Технический результат - расширение диапазона частотного поиска сложных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования зеркального канала приема. Устройство для контроля работы радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты содержит приемные антенны 1 и 2, блок 3 управления диаграммой направленности, блоки 4.1 и 4.2 памяти, частотомер 5, радиотракты 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4, смесители 6.1.1, 6.2.1, 6.3.1 и 6.4.1, усилители 6.1.2, 6.2.2, 6.3.2 и 6.4.2 промежуточной частоты, амплитудные детекторы 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7 и 7.8, гетеродин 8, генераторы 9.1 и 9.2 пилообразного напряжения, формирователи 10.1 и 10.2 импульса остановки, пороговые блоки 11.1 и 11.2, схемы деления 12.1 и 12.2, коммутаторы 13.1 и 13.2, осциллографические индикаторы 14.1 и 14.2, узкополосные фильтры 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 и 15.6, фазоинверторы 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 16.5 и 16.6, сумматоры 17.1, 17.2, 17.3, 17.4, 17.5, 17.6, 17.7, 17.8, 17.9 и 17.10, полосовые фильтры 18.1, 18.2, 18.3 и 18.4, фазовращатели 19.1, 19.2 и 19.3, перемножители 20.1, 20.2, 20.3 и 20.4, ключи 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, 21.5, 21.6, 21.7, 21.8, 21.9, 21.10, 21.11 и 21.12, измеритель 22 временных интервалов, блок 23 сравнения, устройство 24 ввода, фазовые детекторы 25.1 и 25.2, блок 26 формирования управляющего напряжения, мотор 27, платформу 28, редуктор 29 и указатель 30 угла. 6 ил.

Устройство для контроля работы радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, содержащее последовательно включенные первую приемную антенну, первый узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первой приемной антенны, первый полосовой фильтр, второй фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй полосовой фильтр, третий фазоинвертор, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый радиотракт, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, четвертый сумматор, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй узкополосный фильтр, третий амплитудный детектор, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, первый амплитудный детектор, первую схему деления, второй вход которой соединен с выходом второго амплитудного детектора, первый пороговый блок, первый формирователь импульса остановки, первый генератор пилообразного напряжения и горизонтально отклоняющие пластины первого осциллографического индикатора, последовательно подключенные ко второму выходу гетеродина, первый фазовращатель на 90°, третий радиотракт, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, и второй фазовращатель на 90°, выход которого соединен со вторым входом четвертого сумматора, последовательно включенные третий узкополосный фильтр, четвертый фазоинвертор, пятый сумматор, третий полосовой фильтр, пятый фазоинвертор, шестой сумматор, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, четвертый полосовой фильтр, шестой фазоинвертор, седьмой сумматор, второй вход которого соединен с выходом шестого сумматора, второй радиотракт, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, восьмой сумматор, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, четвертый узкополосный фильтр, четвертый амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом восьмого сумматора, второй амплитудный детектор, первый коммутатор, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами первого амплитудного детектора, первого формирователя импульса остановки и первой схемы деления соответственно, последовательно подключенные к выходу седьмого сумматора четвертый радиотракт, второй вход которого соединен с выходом первого фазовращателя на 90°, и третий фазовращатель на 90°, выход которого соединен со вторым входом восьмого сумматора, последовательно подключенные к выходу первого радиотракта частотомер, четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, и первый блок памяти, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса остановки, последовательно подключенные к выходу первого амплитудного детектора третий ключ, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса остановки, измеритель временных интервалов, второй блок памяти, второй вход которого соединен с выходом устройства ввода, блок сравнения, второй и третий входы которого соединены с выходами частотомера и измерителя временных интервалов соответственно, и пятый ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов, а выход подключен ко второму входу первого блока памяти, вертикально отклоняющие пластины первого осциллографического индикатора через шестой ключ соединены с выходами первого коммутатора и блока сравнения, вторую приемную антенну и блок управления диаграммой направленности, причем вторая приемная антенна выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибратора и рупорной антенны, размещенных на платформе и подключенных через девятый сумматор к входам третьего узкополосного фильтра и пятого сумматора, блок управления диаграммой направленности выполнен в виде последовательно включенных блока формирования управляющего напряжения и мотора, связанного через редуктор с платформой, редуктор снабжен указателем угла, к выходу первого ключа последовательно подключены седьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса остановки, и первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, отличающееся тем, что оно снабжено пятым, шестым, седьмым и восьмым амплитудными детекторами, вторым генератором пилообразного напряжения, вторым формирователем импульса остановки, вторым пороговым блоком, второй схемой деления, вторым коммутатором, вторым осциллографическим индикатором, пятым и шестым узкополосными фильтрами, десятым и одиннадцатым сумматорами, третьим и четвертым перемножителями, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым ключами, двумя схемами ИЛИ, двумя фазовращателями на -90°, причем к выходу третьего радиотракта последовательно подключены первый фазовращатель на -90°, десятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого радиотракта, третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, пятый узкополосный фильтр, пятый амплитудный детектор, восьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом десятого сумматора, шестой амплитудный детектор, вторая схема деления, второй вход которой соединен с выходом восьмого амплитудного детектора, второй пороговый блок, второй формирователь импульса остановки, второй генератор пилообразного напряжения и горизонтально отклоняющие пластины второго осциллографического индикатора, вертикально отклоняющие пластины которого через десятый ключ соединены с выходами второго коммутатора и блока сравнения, к выходу четвертого радиотракта последовательно подключены второй фазовращатель на -90°, одиннадцатый сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго радиотракта, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, шестой узкополосный фильтр, седьмой амплитудный детектор, девятый ключ, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого сумматора, и восьмой амплитудный детектор, выход которого соединен со вторым входом второй схемы деления и первым входом второго коммутатора, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами шестого амплитудного детектора, второй формирователь импульса остановки и второй схемы деления соответственно, второй вход измерителя временных интервалов через одиннадцатый ключ соединены с выходами шестого амплитудного детектора и второго формирователя импульса остановки, к выходу второго ключа последовательно подключены двенадцатый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульса остановки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, а выход подключен к входу блока формирования управляющего напряжения, вход гетеродина через первую схему ИЛИ подключен к выходам первого и второго генераторов пилообразного напряжения.