Частотно-временной дискриминатор Советский патент 1988 года по МПК H03D13/00 

00 Од СП

со

4 О)

11

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в.сле дящих измерителях дальности и скоро-сти. входящих в радиолокационные

станции с частотно-модулированным

сигналом с нечетным законом частотной модуляций (линейным, кубическим и т.д.) для формирования сигналов рассогласования по частоте и задерж- ке при наличии помех, обусловленных собственными шумами приемника.

Цель изобретения - увеличение точности совместной оценки частоты и задержки частотно-модулированных сиг налов с нечетным законом частотной модуляции

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного частотно-временного дискриминатора; на фиг. 2-4 - эпюры, поясняющие его работу.

Частотно-временной дискриминатор содержит регулируемый усилитель 1 промежуточной частоты, блок 2 авто- матической регулировки усиления (АРУ первый 3 и второй 4 корреляторы, бло 5 опорных сигналов, амплитудньй детектор 6, первый узкополосньй фильтр 7, первый фазовый детектор 8, второй фазовый детектор 9, второй узкополос ньй фильтр 10, первый 11 и второй 12 усилители, первый 13 и второй 14 сумматоры.

Частотно-временной дискриминатор работает следующим образом.

Принятый радиосигнал с известной линейной частотной модуляцией S (t.

(, F) и неизвестной задержкой i и неизвестным доплеровским сдвигом F после предварительного усиления и преобразования по частоте во входных каскадах приемника поступает на сигнальный вход регулируемого усилителя 1 промежуточной частоты. Выходной сигнал регулируемого усилителя 1 од новременно поступает на первые входы первого 3 и второго 4 корреляторов, содержащие перемножители 15 и полосовые фильтры 16, на вторые входы кото рых с выхода блока 5 опорных сигналов поступают соответствующие сигналы оценки временного сдвига входного сигнала и его доплеровского смеще кия F.

Выходные сигналы обоих корреляторов 3 и 4 используются для формирования выходного сигнала оптимального для заданного входного воздействия

приемника и его частных производных по задержке и доплеровскому сдвигу, необходимые для формирования выходных характеристик частотного и временного рассогласования частотно-временного дискриминатора, алгоритм работы которого заключается в следующем.

Предложенньй частотно-временной дискримршатор реализует модифицированный алгоритм формирования парциальных сигналов рассогласований вида

.v.-K,ii

произвольный параметр сигнала;

выходной сигнал рассогласования;

коэффициент, учитывающий различия по абсолютной величине и по знаку между Z и Z g -,

корреляционный интеграл; первая производная корреляционного интеграла; вторая производная корреляционного интеграла по у параметру, и формирует реляционный интеграл Z и

две его первые производные по времени и частоте Zpj деление этих

производных на Z (нормировка) обеспечивается в регулируемом усилителе 1 с помощью блока 2 АРУ, а окончательное формирование выходньпс сигналов частотно-временного дискриминато- ра (суммирование выходных сигналов парциальных дискриминаторов о ветствующими весами) производится с помощью усилителей 11 и 12 (соответствующие коэффициенты усиления - K.r/i

и К/Up), сумматоров 13 и 14. Для формирования парциального сигнала первого канала частотно-временного дискриминатора с характеристикой

и

используется второй коррелятор 4, на второй вход которого поступает опорный линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал, дополнительно модулируемый по задержке (частоте) с помощью блока 5 опорных сигналов (фиг. 2а)

S/t

2С, и cos(ftt )

где

1 при X , о О при X 0.

,.-

В результате перемножения выходного сигнала регулируемого усилителя I и опорного сигнала блока 5 на вьйсо- де коррелятора 4 выделяется сигнал второй промежуточной частоты, амплитуда огибающей которого A3(t) опреде ляется величиной ошибки л оценки задержки входного сигнала, а фаза - знаком этой ошибки (фиг. 2б).. Этот сигнал (зависимость во временной области представлена на фиг. 2в) по ступает на вход амплитудного детектора 6, с выхода которого переменная с частотой SI составляющая его огибающей отфильтрованная узкополосным фильтром 7, поступает на первый вход фазового детектора 8, на второй вход которого с выхода блока 5 поступает опорный сигнал с той же частотой SI .

В результате на вькоде фазового детектора 9 формируется парциальный сигнал частотно-временного дискриминатора U (фиг. Зг), который затем используется для формирования выходного сигнала частотно-временного дискриминатора по задержке.

Коррелятор 3 используется для формирования корреляционного сигнала Z, поэтому на его второй вход поступает с выхода блока 5 опорный ЛЧМ сигнал с оценочными значениями временного и доплеровского сдвига вида

S (t, -S , F).

В результате перемножения выходного сигнала регулируемого усилителя 1 и второго опорного сигнала блока 5 на выходе коррелятора 3 вьщеляется сигнал второй промежуточной частоты, амплитуда огибающей которого при относительно малых расстройках по задержке - О и доплеровскому сдвигу 4F - О пропорциональна максимальному значению корреляционного интеграла Z. Этот сигнал используется как входной сигнал блока 2 АРУ для нормировки первых производных корреляционного интеграла и для формирования первой производной корреляционного интеграла по частоте, т.е. дЛя формирования парциального сигнала частотного дискриминатора с характеристикой

Up -K,z;7z.

10

15

С этой целью выходной- сигнал коррелятора 3, представляющий в общем случае серию импульсов длительностью Г,, с постоянной частотой близкой f

И О

спектральная плотность которых представлена ча фиг. За, поступает на первый вход фазового детектора 8 непосредственно, а на втЬрой вход этого детектора - через узкополосный фильтр .10, амплитудно-частотная

25

AJ (лГ) и фазочастотная

,(Af)

характеристики .которого представлены на фиг. 36. В результате на выходе фазового детектора 8 формируется пархщальный сигнал частотно-временного дискриминатора Up (фиг. Зв), который затем используется для формирования выходного сигнала частотно- временного дискриминатора по частоте dF.

Таким образом, предлагаемый частотно-временной дискриминатор реализует алгоритм одновременной оценки временного и частотного рассогласования вида

d

K.Up);

30

dF к,(Up- ).

5

5

0

5

формула изобретения

Частотно-временной дискриминатор, содержащий первый и второй каналы, причем первый канал содержит последовательно соединенные первый коррелятор, первьй вход которого является входом первого канала, первый фазовый детектор и первый сумматор, выход которого является выходом первого канала и первым выходом частотно- временного дискриминатора, второй канал содержит второй коррелятор, вход которого является входом второго канала, и последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй сумматор, выход которого является выходом частотно-временного дискриминатора, при этом выход первого фазового детектора первого канала подключен к второму входу второго сумматора второго канала через первый усилитель, а выход второго фазового детектора второго канала подключен к второму входу первого сумматора первого канала через второй i усилитель, блок опорных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам корреляторов

каждого канала, при этом входы каналов объединены, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения точности совместной оценки частоты и задержки частотногт одулированных сиг налов с нечетным законом частотной модуляции, введены во второй канал последовательно соединенные и включенные между выходом второго коррелятора и первым входом второго фазового детектора амплитудный детектор и первый узкополосный фильтр, при этом второй вход второго фазового детектора подключен к третьему выходу блока опорных сигналов, а также регулируемый усилитель промежуточной

-

5

10

15

частоты, второй узкополосный фильтр и блок автоматической регулировки усиления, выход которого подключен к входу регулирования регулируемого усилителя промежуточной частоты, при этом вход регулируемого усилителя промежуточной частоты является входом частотно-временного дискриминатора, а выход подключен к входам каналов, второй узкополосный фильтр включен между.выходом первого коррелятора и вторым входом первого фазового детектора первого канала, при этом выход первого коррелятора первого канала подключен к входу блока автоматической регулировки усиления.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в следящих измерителях дальности искорости. Цель изобретения - увеличение точности совместной оценки частоты и задержки частотно-модулированных сигналов с нечетным законом частотной модуляции. Частотно-временной дискриминатор (ЧВД) содержит регулируемый усилитель 1 промежуточной частоты, блок 2 автоматической регулировки усиления, корреляторы 3 и 4, блок 5 опорных сигналов, амплитудный детектор 6, узкополосные фильтры 7 и 10, фазовые детекторы (ФД) 8 и 9, усилители 11 и 12 и сумматоры 13 и 14. Принимается сигнал с известной линейной частотной модуляцией и неизвестными задержкой D и доплеровским сдвигом F. ЧВД реализует модифицированный алгоритм формирования парциальных сигналов рассогласования. Парциальный сигнал рассогласования по задержке формируется коррелятором 4 и ФД 9, а парциальный сигнал рассогласования по доплеровской частоте - коррелятором 3 и ФД 8. С помощью усилителей 11 и 12 и сумматоров 13 и 14 осуществляется суммирование парциальных сигналов с соотв. весами, в результате чего формируются выходные сигналы ЧВД по задержке и частоте. 4 ил. с S (Л

л л

а)

/Гя

1 ://Л/,« -Сп.

-//Гл

-Л/,п

-,

/I

/Д/m /t

I t

+

61

;& «

fck

S

Ьч

S

.4

fpuz.2

,fyb

Л,М

Jt/

гшшъ

fpue.3