Устройство для измерения длительности радиоимпульса с линейной частотной модуляцией Советский патент 1985 года по МПК G04F10/04 

.,.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике.

Цель изобретения - повьшение точности измерения за счет повьшения точ:ности фиксирова шя переднего и заднего фронта импульса при повьшенной зашумленности измеряемого сигнала ,

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры, поясняющие работу устройства..

Устройство содержит два амплитудных детектора 1 и 2, вентиль 3, генератор 4 образцовой частоты, счетчик 5, смесители 6 и 7, гетеродин 8, yMHOHHTej b 9 частоты, фильтр 10 нижних частот,, полосовые фи.пьтры 11 ц 12, дисперсионную линию 13 задержки, линию 14 задержки, конвольвер 15, триггер 16, пороговые элементы 17 и 18, элемент ИЛИ t9, генератор 20 пилообразного напряжения, (шравляемый генератор 21,

Первый вход смесителя 6 соединен с входной шиной устройства. Выход гетеродина 8 через умножитель 9 подключен к первому входу смесителя 6 и непосредственно к первому входу смесителя 7, выходкоторого через полосовой фильтр 11 подключен к входам линий 13 и 14 задержки, входная шина подключена к второму входу смесителя 6, выход которого через фильтр 10 подключен к второму входу смесителя 7, выход линии 13 задержки через последовательно соединённые амплитудньй детектор 1 и пороговый элемент 18 подключен к первому входу элемента ИЛИ 19 и чег рез последовательно соединенные генераторы 20 и 21 к первому входу конвольвера 15, второй вход которого соединен с выходом линии 14 задержки, а выход через последовательно соединенные полосовой фильтр 12, амплитудный детектор 2 и пороговый элемент 17 подключен к второму входу элемента ИЛИ 19, выход которого через триггер 16 соединен с первым входом вентиля 3, второй вход которого подключен к выходу генератора 4 образцовой частоты, а выходк входу счетчика 5, выход которого является выходной шиной устройства.

В устройстве использованы известные узлы, которые реализуются по общепризнанным схемам.

93631J

Устройство для измерения длительности радиоимпульса с линейной частотной модуляцией (JI4M) работает следующим образом.

5 В исходном состоянии гетеродин В вырабатывает гармоническое колебание, умножитель 9 частоты увеличивает значение частоты гетеродина В до величины несущей частоты измеряемого ЛЧМ-радиоимпульса. Генератор 4 образцовой частоты формирует непрерывную последовательность счетных импульсов. Вентиль 3 пп второму входу закрыт, т.е. счетные имйульсы

J5 с вькода генератора 4 образцовой частоты не поступают на вход счетчика 5. Генератор 20 пилообразного напряжения находится в ждущем режиме. При поступлении на вход устройст2Q ва радиоимпульса с ЛЧМ (фиг.

3q), а именно на второй вход смесителя 6, последний образует колебание сложного вида с нулевым биением в средине радиоимпульса (фиг. 2В),

25 т,к, частота на первом входе смесителя 6 соответствует несущей частоте ЛЧМ-радиоимпульса. Фильтр 10 частот выделяет колебание разностной

частоты (i(i5M-i Р его выходе формируется сигнал с V образным законом изменения частоты на нулевой несущей частоте (фиг. 2). С выхода фильтра 10 нижних частот сигнал с V -образным законом изменения частоты поступает на вход смесителя 7, на другой вход которого подается гармоническое колебание с выхода гетеродина В (фиг, 2В). Йог лосовой фильтр 11, подключенньш к выходу смесителя 7, вьщеляет результат суммирования частот i.Qp -ь ij. (фиг. 2г), т.е. увеличивает значение несущей частоты импульса с V -образным законом. С выхода полосового фильтра 1 1 ращиоимпульс поступает на дисперсионную линию 13 задержки, дисперсионная характеристика которой имеет противоположный наклон по отношению к левой ветви Y -образного закона изменения частоты или соответствует наклону правой ветви Y-образного закона, (фиг. 2a) , причем значение нижней частоты полосы пропускания дисперсионной линии 13 задержки равно величине частоты гетеродина 8. Дисперсионная линия 13 задержки осуществляет сжатие во времени левой половины V -образного радиоимпульса, Амплитудкьй детектор 1 вы3

деляет огибающую сжатого сигнала (фиг. 2е).

При этом длительность сжатого импульса на нулевом уровне в пределах главного лепестка

i, 2-2/д (1) или в относительных величинах по отношению к длительности измеряемого сигнала

, (o,5-ij 2.2.2/(U-tn), (2) где. -tq - длительность измеряемого

радиоимпульса J

&f - девиация частоты измеряемого радиоимпульса; uiti, - база ЛЧМ-сигнала, коэффициент2 в (1) и (2) появляется в связи с формированием из ЛЧМ-радиоимпульса, сигнала с V-образным законом изменения частоты.

Амплитуда сжатого по времени импульса увеличивается по сравнению, с измеряемым сигналом в - ui Чч / /2 раз. Коэффихщент 2 появляется в связи с использованием ii /2 и tq /2 основного измеряемого радиоимпульса при сжатии по времени. Так как нижняя частота полосы пропуска ния дисперсионной линии 13 задержКи равна значению частоты гетеродина, то все гармонические, компоненты левой ветви V -образного сигнала . .синфазно складьшаются в момент времени, соответствующий iu /2, т.е. средине ЛЧМ-радиоимпульса Таким образом, сжатый сигнал (фиг.2е) появляется в момент времени iy/2, а амплитудой в Ч Д i t ц /2 раз выше амплитуды измеряемого радиоимпульса и с длительностью в . 8/() раз меньше длительности ЛЧМ радиосигнала.

Пороговый элемент 18, включенный последовательно с ам1гпитудным детектором 1.ограничивает сжатый сигнал снизу на уровень боковых лепестков.

С выхода порогового элемента 18 сжатый сигнал по первому входу элемента ИЛИ 19 поступает на счетный вход .триггера 16, который опрокидывается и открьшает вентиль 3 по первому входу (фиг. 2и).При этом счётные импульсы с выхода генератора 4 образцовой частоты по второму входу вентиля 3 поступают на вход счетчика 5, который их подсчитьюает (фиг. 2k).

93631

Кроме этого, сжатый сигнал (фиг. 2е) с выхода порогового элемента 18 запускает генератор 20 пилообразного напряжения, который упс равляет работой генератора 21. Последний вырабатывает радиоимпульс с ЛЧМ (фиг. 2), причем наклон закона изменения частоты противополо-жен наклону правой ветви V -образно-.

Q ГО закона (фиг. 2г). Начальная частота генератора 21, управляемого напряжением, равна сумме частоты гетеродина 8 и половине девиации частоты ЛЧМ-радиоимпульса максимальJ5 но ожидаемой длительности.

Формируемый генератором 21 сиг. нал поступает на вход конвольвера 15, на другой вход которого с выхода линии 14 задержки подается

20 правая половина V - образного сигнала (фиг. 2г). Линия 14 задержки имеет время задержки, равной фиксированному времени задержки дисперсионной линии 13 задержки. Так как

25 законы изменения частоты сигналов на первом и втором входах конвольвера 15 противоположны, то на егр выходе формируется сигнал вида

t(3)

8b.x(t) 10,(t)u,(

который аналогичен отклику на выходе согласованного фильтра или корреляционного приемника. Так как сигнал на выходе конвольвера 15 имеет суммарную относительно входных сигналов несущую частоту, то на его выходе помещен второй полосовой фильтр 12. Таким образом, на выходе второго полосового фильтра 12 формируется в момент окончания ЛЧМ-радиоимпульса сжатый во времени сигнал.

Второй амплитудный детектор 2 вьщёляет огибающую сжатого сигнала

(фиг. 2р. Аналогично первому сжатому импульсу (фиг. 2.)второй сжатый сигнал (фиг. 2р имеет амплитуду в . t It /2 раз выше амплитуды измеряемого радиоимпульса и длительность в 8/(ui-tn) раз мельшедлительности анализируемого сигнала. Пороговьй элемент 17 выделяет основной пик сжатого сигнала (обрезает боковые лепестки). Второй сжатый

по времени сигнал (фиг. 2я) по втоому входу элемента ИЛИ 19 поступает на счетный вход триггера 16, который опрокидывается и закрывает вентиль 3

5 11936316

(фиг. 2(i). Прн этом с выхода венти-за вьпие с тем, чтобы на выходе г,чет-;

ля 3 прекращается подача счетных 5 Формировалось истинное значеимпульсов на вход счетчика 5 (фиг.2к) измеряемой длительности ЛЧМ-раТак как сжатые импульсы соответст- -диоимпульса.

вуют средине измеряемого радиоимпуль-5 Р измерении длительности ЛЧМса и его окончанию, то частота гене-радиоимпульса работа устройства

ратора 4 образцовой частоты в 2 ра-осуществляется аналогично (фиг. Зек-к).

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСА С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее первьй амплитудньш детектор. Счетчик, выходы разрядов которого являются вькодами устройства, а вход счетчика соединен с выходом вентиля, первьй и второй входы которого соединены с выходами соответственно триггера и генератора образцовой частоты, отличающееся тем, что, с делью повьш1ения точности измерения, в него введены второй амплитудный детектор, элемент ИЛИ, первый и второй пороговые элементы, первый и второй полосовые фильтры, генератор пилообразного напряжения, управляемый генератор, конвольвер, элемент задержкиj дисперсионная линия задержки, фильтр нижних частот, первый и второй смесители, умножитель частоты и гетеродин, выход которого соединен с первым входом первого смесителя .и через умножитель частоты - с первым входом, второго смесителя, второй вход которого является входом устройства, а выход через фильтр нижних частот подключен к второму входу первого смесителя, выход которого через первьй полосовой фильтр соединен с входами элемента задержки и дисперсионной линии задержки, выход последней через последовательно соединенсл ные первые амплитудньй детектор и пороговьй элемент подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу запуска генератора пилообразного напряжения , выход которого через управляемый генератор соединен-с первым входом конвольвера, второй вход которого подключен к выходу элемента со задержки, а выход через последоваOD САР тельно соединенные вторые полосовой фильтр, амплитудньй детектор и пороговьй элемент соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера.

ff р

ГГ

. iX

I I ;

JL I iJL

. I П

I i

III

A.J