Устройство обработки угломерных сигналов Советский патент 1985 года по МПК G01S3/14 G01S7/30 

f

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для измерения одной из угловых координат цели.

Известно устройство обработки угломерного сигнала, содержащее интегратор, пороговый блок, блок считывания угла, .запоминающий блок, вычитатель, два сумматора, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи и делитель fl 3.

Однако известное устройство обладает недостаточной чувствительностью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство обработки угломерных сигналов, содержащее два компаратог ра, два блока вычитания, блок деления и сумматор, при этом выход пеового блока вычитания подключен к первому входу блока деления С2.

Однако известное устройство обладает недостаточно точным отсчетом угла в случае пропуска одного или рядаИмпульсов вблизи нулевой точки дискриминационной харйктеристики, так как амплитуда накопленного сигнала в этой области может быть ниже уровня шума.

Целью изобретения является повышение точности путем учета квазипериодических сигналов. .

Для достижения поставленной цели в устройство обработки угломерных сигналов, содержащее два компаратора, два блока вычитания, блок деления и су а4атор, при этом выход первого блока вычитания подключен к первому входу блока деления, введены два блока дифференцирования, третий и четвертый компараторы, три триггера, пять блоков выборкихранения, блок умно&.ения и одновиб ратор, при этбм .выход первого блока дифференцирования через первыйч компаратор подключен к первому входу первого триггера, выход третьего ксжпаратора подключен к второму входу первого триггера и к первому входу третьего триггера, выход второго блока дифференцирования через второ компаратор подключен к первому входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к вторым входам второго и третьего триггеров ,выход первого триггера подключен к {управляющим входам первого и треть66151

его блоков выЬорки-хранения, выход второго триггера подключен к управляющим входам второго н четвертого блоков выборки-хранения, выход первого блока выборки-хранения подключен к второму входу блока деления и к прямому входу-первого блока вычитания, инверсный вход которого соединен с выходом второго блока выбор10 ки-хранения, выход третьего блока выборки-хранения г рдкутючён к первому входу cj 4MaTopa и к инверсному входу второго блока вычитания, прямой вход которого соединен с выходом четвер-

5 того блока выборки-хранения, выход блока деления и выход второго блока вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого подключен

0 к второму входу суммат9ра, выход которого подключен к информационному входу пятого блока выборки-хранения, выход третьего триггера через одновибратор подключен к управляющему входу пятого блока выборкихранения, выход которого является выходом устройства, входы первого и второго блоков дифференцирования, третьего и четвертого компараторов

Q и информационные входы первого и второго блоков выборки-хранения объединены и являются первым входом устройства, а информационные входы третьего и четвертого блоков выборки-хранения объединены и являются

вторым входом устройства.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит два блока 1 и 2 дифференцирования, четыре компаратора. 3 - 6, три триггера 7 - 9, пять блоков 10 - 14 выборки-хранения два блока 15 и 16 вычцтания, блок 17 j деления, блок 18 умножения, сумма. тор 19 и одновибратор 20.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, представляющее собой последовательность положительных и

отрицательных импульсов, поступает на первый вход устройства. На выходе третьего 5 и четвертого 6 компараторов появляется сигнал в том случае , когда амплитуда сигнала на входе превышает уровень шума. Третий компаратор 5 и первый блок 1 дифференцирования реагируют на полоJ 1

жительную полярность входного сигнаг ла, четвертый компаратор 6 и второй блок 2 дифференцирования - на отрицательную. На выходе первого 2 и второго 2 блоков дифференцирования сигнал равен нулю, когда входной сигнал достигает максимума, на выходах первого 3 и второго 4 компараторов нуля, в эти моменты появляются импульсы напряжения, которые поступают на первый 7 и второй 8 триггеры соответственно. Выходной сигнал с первого триггера 7 является управлякицим для первого 10 и третьего 12 блоков выборки-хранения. Выходной сигнал с второго триггера 8 является управляющим для второго 11 и четвертого 13 блоков выборки-хранения , Причем при изменении входного сигнала от уровня шума до максимума положительного или отрицательного блоки 10 - 13 выборкихранения находятся в режиме слежения все остальное время - в режиме хранения. Таким образом, первый блок 10 выборки-хранения запоминает максимальное (пред нулевой точкой дискриминационной характеристики) положи тельное напряжение последнего из {Поступивших на вход импульсов; второй блок 11 выборки-хранения.:напряжение первого из поступивших отрицательных импульсов (после нулевой точки дискриминационной характеристики) , третий блок 12 выборкихранения - напряжение, соответствующее углу поворота диаграммы направленности антенны при последнем положительном импульсе; четвертый блок 13 выборки-хранения - напряжение, соответствующее углу поворота диаграммы направленности антенны при первом отрицательном импульсе,

Напряжение с выхода первого блока 10 выборки-хранения поступает на неинвертирующий вход первого блока 15 вычитания, напряжение с выхода второго блока 11 выборки-хранения на его вход. Выходное напряжение первогоблока 15 вычитания пропорционально абсолютной величине суммы его входных напряжений.

Напряжение с выхода третьего блока 12 выборки-хранения поступает на (Инвертирующий вход второго блока 16 вычитания, напряжение с выходя четвертого блока 13 яыборки-хранения на его неинвертирующий вход. Выход66154

ное напряжение второго блока 16 вычитания пропорционально абсолютной величине разности его входных напряжений.

5 Напряжение с выхода первого блока 10 выборки-хранения поступает на первый вход блока 17 деления, напряжение с выхода первого блока 15 вычитания - на второй вход блока 17

0 деления. Напряжение на выходе блока 17 деления пропорционально частному от деления величины напряжения на его первом входе на величину напряжения на его втором входе и с выхода

5 поступает на первый вход блока 18 умножения, на второй вход которого поступает напряжение с выхода второго блока 16 вьгаитания. Напряжение на выходе блока 18 умножения пропорционально произведению его входных величин и соответствует угловой координате, равной разности угловых координат истинного пеленга и пеленга, соответствующего последнему по5 {южительному импульсу перед нулевой точкой дискриминационной характеристики.

Напряжение с выхода блока 18 умножения поступает на второй вход

0 сумматора 19, на первый вход которого поступает напряжение с выхода третьего блока 12 выборки-хранения. Таким образом, напряжение на выходе сумматора 19 соответствует угловой координате истинного пеленга.

Напряжение с выхода сумматора 19 поступает на вход пятого блока 14 выборки-хранения, на управляюпщй

вход которого поступает сигнал с одновибратора 20, запуск которого . осуществляется с выхода третьего триггера 9, первый и второй входы которого соединены с выходами треть

его 5 и четвертого 6 компараторов. Таким образом, пятый блок 14 выборг ки-хранения находится в режиме слежения сразу после первого отрицательного импульса (при переходе дискриминационной характеристики через Ноль с плюса на минус) на время продолжительности импульса одновибратора 20 (импульс стробирования), По окончании данного импульса, пятый

блок 14 выборки-хранрчия находится в режиме хранения и напряжение на его выходе соответствует значению угловой координаты истинного пеленга.

в 1

Таким образом предлагаемое устройство позволяет проводить измерения, как только хотя бы один положительный и отрицательный импульсы на входе устройства превышают уровень шума, что приводит к повьшешению чувствительности пеленгатора. Кроме того, снижаются требования к периодичности сигнала.

Предлагаемое устройство испытано в составе пеленгационной системы, предназначенной для определения местонахождения животных, помеченных радиопередатчиками.

Испытания показали, что устройство дает возможность измерить угловую координату цели с точностью +(2-3) град даже в том случае, если указываются принятыми только два импульса (один положительный и один отрицательный), Между- принятыми им46615 .

пульсами оказапись еще 6-10 импульсов передатчика, которые не фиксировались предлагаемым устройством Из-за rtx малой величины (ниже уровня шума).

Скорость вращения диаграммы направленности ангенны составляет при этом 1 - 6 град/с, период между импульсами передатчика непостоянен и колеблется от 0,8 о 1,5 с, что не влияет на точность измерений. Точность можно улучшить значительным увеличением частоты посыпок передатчика, что невыгодно с энергетической точки зрения (ограниченный вес .батареи на животных), однако в проведенном эксперименте точность гораздо больше зависела от влияния среды, в которой распространялись ра20 диосигналы (неоднородность лес,

наличие линий электропередач и т.д.).

УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ УГЛОМЕРНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два компаратора, два блока вычитания, блок деления и суюлатор, при этом выход первого блока вычитания подключен к первому входу блока деления, отличающееся тем, что, с целью повьшёния точности путем учета квазипериодических сигналрв , Внего введены два блока дифференцирования, третий и четвертый компараторы, три триггера, пять блоков выборки-хранения, блок умнолсения и одновибратор, при этом выход первого блока дифференцирования через первйй компаратор подключен к первому входу первого триггера, выход третьего компаратора подключен к второму входу . первого триггера и к первому вхоДу третьего триггера, выход второго блока дифференцирования через вто-: рой компаратор подключен к первому входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к вторым входам второго и третьего триггеров, выход первого триггера подключен к управляющим входам первого и третьего блоков выборки-хранения, выход BTopoJ o триггера подключен к управляющим входам второго и четвертого блоков выборки-хранения, выход первого блока выборки-хранения подключен к второму входу блока деления и к прямому входу первого блока вычитания, инверсный вход которого соединен с выходом второго блока выборки-хранения, выход третьего блока выборки-хранения подключен к первому входу сумматора и инверсному входу второго блока вычитания, прямой вход которого соединен с выходом четвертого блока выборки-хранения, выход бло ка деления и выход второго блока вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, ыход кото-, рого подключен к информационному вхо4 ду пятого блока выборки-хранения, а выход третьего триггера через одновибратор подключен к управляющему а входу пятого блока выборки-хранения, выход которого является выходом D1 устройства, входы первого и второго блоков дифференцирования, третьего и четвертого компараторов и информационные входы первого и второго блоков выборки-хранения объединены . и являются первым входом устройства, а информационные входы третьего и четвертого блоков выборки-хранения обьединены и являются вторым входом устройства.