Осциллографический фазометр Советский патент 1988 года по МПК G01R25/00 

оо

-sj

О5 4

14)

Фие.Т

Фазометр относится к радиоизмерительной технике и может быть ис пользован в радиолокации и связи, где широко применяются фазоманипули- рованные (ФМн) сигналы.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и точности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулирован- ного сигнала путем подавления ложных сигналов (помех),принимаемых пег зеркальному и комбинационным каналам.

На фиг, 1i приведена структурная схема фазометра; на фиг.2-4 - частотные и временные диaгpaм tt I, поясняющие принцип работы фазометра.

Устройство содержит генератор 1. развертки, электронньй коммутатор 2 гетеродин 3, смеситель А, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, ЭЛТ 9, генератор 10 опорного напряжения фазовращатель 11 на 90°, усилитель 12, ЭЛТ 13, усилитель 14, смеситель 15, усилитель I6 промежуточной частоты, амплитудный детектор 17, ключ 18,

В устройстве последовательно соединены генератор I развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 18 и накопитель 8, второй вход которого соединен с выходом линии 7 за- держки, а выход подключен к второму входу электронного комз 1утатора 2, ключа 6, линии 7 задержки и к вертикальному электроду ЭЛТ 9, горизон- .тальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. К выходу генератора 10 опорного напряжения последовательно подключены фазовращатель 11 на 90°, усилитель 12 и горизонтальный электрод . ЭЛТ 13, вертикальный электрод которой через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения, а модулирующий электрод через ключ 6 соединен с выходом клю- ча 1 8,

Принцип работы осциллографичес- кого фазометра основан на поиске в заданном диапазоне частот ФМн-сигна- ла и визуальной оценке основньпс его параметров (несущей частоты ш, величины скачков фазы и кратности фазовой манипуляции т) на экране дву ЭЛТ. При этом оценкиваются основташ

10

-

х

13777642

параметры ФМн-сигнала, принимаемого по основному каналу. Ложнь1е сигналы (помехи),принимаемые по зеркальному и комбинационным каналам, подавляются.

Устройство работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот DO) осуществляется с помощью генератора 1 развертки, который перио

дически с периодом Тр по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3, Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 9, которая используется как ось частот. Причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона. Ключи 6 и 18 в исходном состоянии всегда закрыты. Принимаемый ФМн-сигнал (фиг. 4а)

U(-t)U cos u;ct+g t) .t Т, где и., We,

5

0

5 0 5

Т,

с 4.(t) -

амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигнала; манипулируемая составляющая фазы,отображающая закон фазовой манипуляции, причем M K(t)const при k Оу : t (k+l ) J и может изменяться скачком на , т.е. на границах между элементарными посылками ( ,2,3,...,N) (Т N- JJ,

поступает на первые входы смесителей 4 и 15. На второй вход смесителя 4 подается напряжение гетеродина 3 линейно-изменяющейся частоты:

U|.(t)(u)r. Lcp,

где Up 5 Ыр, i/p - амплитуда, начальная частота и начальная фаза напряжения гетеродина 3; Dtx)/T р - скорость изменения частоты гетеродина 3 .

На. выходе смесителя 4 образуются напряжения следующих частот:

u),, u)-w,,t; w,, ш, j

где первый индекс обозначает номер гармоники частоты гетеродина, участвующей в преобразовании частоты принимаемого сигнала, второй индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал, а скорость изменения второй гармоники частоты гетеродина. Частота настройки oj, и полоса пропускания /3w, усилителя 5 промежуточной частоты выбираются равными

ы. 1/2Ыпр;ги ырр

Частота настройки и)цг и полоса пропускания л ujj усилителя 16 промежуточной частоты выбираются равными

U)p, Ur+l/2w pi du)U) .

Однако только преобразованный ФМн- сигнал на частоте u). попадает в полосу пропускания лш, усилителя 5. Усилителем 5 промежуточной частоты выделяется сигнал

Wnp(t)Unp- COs LJnpt+l/,{t)- F3,,t +Q- p

.T,,

где

К - коэффициент передачи смесителя 4; и))с- Lup - промежуточная частота;

пр Ч с-фг. .

которьш поступает на второй вход

смесителя 15, Этот сигнал представляет собой сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и фазовой манипуляцией (ФМН).

На выходе смесителя 15 образуется сигнал

U(t)Ur,-cos(Wrt+wy,),0 t. Т,

Пр г

где Jrfl/2 К-г-Uc-U

Kj - коэффициент передачи смесителя 15,

который выделяется усилителем 16 промежуточной частоты. Амплитудный . детектор 17 вьщеляет огибающую этого сигнала, которая поступает на управляющий вход ключа 18, открывая его4 При этом сигнал Upp(t) с выхода усилителя. 5 через открытый ключ 18 поступает на вход накопителя 8, После накопления и превьшения порогового уров ня и пор в накопителе 8 его вьпсодное напряжение воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, отключая гетеродин 3 от генератора I развертки, на управляющий вход ключа 6, открывая его, на вход линии 7 задержки и на вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод ко

5

0

5

0

торой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. С этого момента процесс поиска ФМн сигналов прекращается.

Время накопления и пороговый уровень Un в накопителе 8 выбирается таким, 1тобы этот уровень не; превышал случайные помехи. При этом на экране ЭЛТ 9 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту Wc принимаемого сигнала (фиг. За).

Для визуальной оценки величины скачков фазы if и кратности фазовой манипуляции m принимаемого ФМн-си - нала используется ЭЛТ 13 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью ге.нератора 10 опорного напряжения, частота Шд которого равна промежуточной частоте Шпд принимаемого ФМн-сигнала (шд ) . Напряжение генератора 10 поступает через усилитель 14 на вертикальный электрод, а через фазовращатель 11 и усилитель 12 - на горизонтальный электрод ЭЛТ 13, на управляющий электрод которой через открытый ключ 6 поступает ФМн-сигнал

cosKpt+L/(t). t i т,

с выхода усилителя 5.

Следовательно, напряжение генератора 10 используется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, а принимаемый ФМн-сигнал промежуточной частоты осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛ1 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг. 36, в, г). Количество точек определяет кратность га фазовой манипуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы л i; принимаемого ФМн-сигнала. При неравенстве частот LUg и w ярко- стные метки будут двигаться по окружности с разностной частотой.

Время 15J задержки линии 7 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМн-сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах ЭЛТ 9 и 13. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопителя 8 и сбрасывает его элементы в начальное состояние. При этом

электронный коммутатор 2 переводится в свое исходное состояние, при котором гетеродин 3 оказывается подключенным к выходу генератора 1 развертки, а ключ 6 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние, С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск ФМй-сигналов продолжается. В случае обнаружения следующего ФМн-сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом.

Указанная работа фазометра соот- ветствует -случаю приема ФМн-сигнала по основному каналу на частоте Wc

Если ложньй сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте Ыз(фиг. 4б), то в смесите- ле 4 он преобразуется в сигналы следующих частот:

n , Ь- - з пр+y,t; U)j,,2u)+,t-w.

Таким образом, предлагаемый фазометр по сравнению с прототипом обес печивает повышение помехоустойчивости и точности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазо- манипулированного сигнала. Это достигается подавлением ложных сигнало; (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

Однако ни один из указанных сигналов не попадает в полосу пропускания d W, усилителя 5, ключ 18 не открывается, и ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на ча-30 формула изобретения стоте u), подавляется.

Осцшшографический фазометр по авт. св. № 1247778, о т л и ч а- ю щ и й.с я тем, что, с целью повы 35 шения помехоустойчивости и точности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулирован- ного сигнала, в него введены последовательно соединенные второй сме- 40 ситель, второй усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор и второй ключ, включенный между выходом первого усилителя промежуточЕсли ложный сигнал принимается по первому комбинационному каналу на частоте Ыц,(фиг. 4в), то в смесителе 4 он преобразуется в сигналы следующих частот:

(А,, aj,,-a),-:j.,ti j,2Wr+).jt-a, и)„р+y,t,

Однако ни один из указанных сигналов не попадает в полосу пропускания u), усилителя 5, ключ 18 не открывается, и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте ю, подавляется. Если ложный сигнал принимается по второму комбинационному каналу на частоте (фиг. 4г), то в смесиной частоты входом накопителя и вхо- 45 дом первого ключа, при этом информационный вход второго смесителя подключен к входной шине устройства, а управляющий вход соединен с выходом усилителя промежуточной частоты.

теле 4 он преобразуется в сигналы следующих частот

f « 4-Wr-r t;

У 1 р Только преобразованный сигнал на частоте со попадает в полосу пропускания /5 01, усилителя 5, который вместе с сигналом Uc(t) поступает на смеситель 15. На выходе смесителя 15 в этом случае образуется сигнал

U,j(t)Ur, cos(24Jrt+ ff jt+gir),

который не попадает в полосу пропускания 4 COj усилителя 16. Ключ 18 не открывается, и ложньй сигнал (помеха) , принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте w,, подавляется.

Таким образом, предлагаемый фазометр по сравнению с прототипом обес печивает повышение помехоустойчивости и точности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазо- манипулированного сигнала. Это достигается подавлением ложных сигнало (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

формула изобретения

ной частоты входом накопителя и вхо- дом первого ключа, при этом информационный вход второго смесителя подключен к входной шине устройства, а управляющий вход соединен с выходом усилителя промежуточной частоты.

Ct)/7/7

0)3 Wr r K2

.

Изобретение может быть использовано в радиолокации и связи и служит для повышения помехоустойчивости ,и точности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала. Фазометр содержит генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты,ключ 6, линию 7 задержки, накопители 8, ЭЛТ 9 и 13, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатели 11 на 90 и усилители 12 и 14. Введение смесителя 15, усилителя 16 промежуточной частоты, амплитудного детектора 17, ключа 18 и образование новых функциональных связей позволяет подавлять ложные сигналы, при1«1маемые по зеркальному и комбинационным каналам. 4 ил.

Л

ff8

Фиг.З

Фие.2

УГ12 3M

2/3

7Г/2

.XIX

-l-f

t

Фиг. If