Устройство задержки импульсных радиосигналов Советский патент 1988 года по МПК G01S7/28 

Вход вLT

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повьше- ние помехозащищенности путем устранения мешающих эхосигналов и потерь в отношении полезный эхосигнал/шум. Устр-во содержит синхронизатор 1, г-р 2 возбуждающих радиоимпульсов,, фазовращатели (ФВ) 3 и 4, резонансСинхрони- зация оные системы (PC) 6 и 7 с рабочим веществом (РВ) и блок 8 сложения. Введен ФВ 5. М.б. использовано явление как электронного, так и ядерного спинового эха. В последнем случае РВ М.б. ферриты, в к-рых существуют внутренние локальные магн. поля. При этом фазовые сдвиги подаваемых на PC 7 и снимаемых с ее выхода сигналов осуществляются поворотом на 90° катушек, входящих в эту систему, по к-рым подаются соответствующие сигналы. При электронном спиновом эхе в качестве РВ м.б. образцы У-облученного кварца, помещаемые в отражательный резонатор, находящийся в постоянном неоднородном магн. поле. Резонатор имеет только один вход, который является и выходом. Фазовые сдвиги входных и выходных сигналов, а также сложение выходных сигналов PC 6 и 7 можно осуществить с помощью квадратурного моста, два развязанных плеча к-рого подключают к i-му и 2-му отражательным резонаторам, в 3-е плечо подают возбуждающие радиоимпульсы, а в 4-е поступает информац. сигнал. 2 ил. - Выход а $ (Л с 4 к оо

фиг.1

Изобретение относится к радиотенике и может использоваться в радилокационных станциях для управляем (Задержки принятых радиоимпульсов в условиях действия шумов приемника.

Цель изобретения - повьшение помехозащищенности путем устранения мешающих эхосигналов и потерь в отношении полезный эхосигнал/шум.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство задержки импульсных радиосигналов содержит синхронизатор 1, генератор 2 возбуждающих радиоимпульсов, первый 3, второй 4 и третий 5 фазовращатели, первую 6 и вторую 7 резонансные системы с рабочим веществом и блок 8 сложения.

Устройство задержки импульсных радиосигн алов работает следующим образом.

На вход синхронизатора 1 поступает короткий синхроимпульс (фиг.2 под действием которого синхронизатор 1 вырабатывает последовательность из двух или нескольких (при нобходимости сформировать несколько сигналов эха) коротких видеоимпульсов. На.фиг. 2 показана последовательность из трех видеоимпульсов н выходе синхронизатора 1, которая необходима для двух сигналов эха, задержанных соответственно на времна t-, и taj относительно информационного сигнала (фиг. 2в), поступающего на вход первого фазовращателя 3 и первой резонансной систем 6 с рабочим веществом спустя время t/ после прихода синхроимпульса (фиг. 2а). Время t, вместе с дли- .тельностью информационного сигнала fc (фиг. 2в) ле должно превышать 1времени спин-спиновой релаксации Т

рабочего вещества (t,

+ Т- Т ,) ...

Возникающая на выходе синхронизатора 1 последовательность видеоимпульсов (фиг. 26). подается на вход генератора 2 возбуждающих радиоимпульсов, на выходе которого формируется соответствующая последовательность радиоимпульсов, воздействующая на первую резонансную систему; 6 с рабочим веществом и через третий фазовращатель 5, который осуществляет поворот фазы на 90°, поступающая

на вход второй резонансной системы 7 с рабочим веществом.

Информационный сигнал (фиг. 2в) через первый фазовращатель 3, обеспечивающий сдвиг фазы на - 90 , воздействует на вторую резонансную систему 7 с рабочим веществом.

Под действием последовательности радиоимпульсов возбуждения и информационного сигнала на выходах обеих идентичных резонансных систем 6 и 7 с рабочим веществом возникают как полезные эхосигналы, представляющие из себя задержанный информационный сигнал и возникающие в моменты вре

мени t, + с, и t «2 + с,,так и мешающие эхоотклики (фиг. 2г). На фиг. 2г показаны наиболее интенсивные мешающие эхосигНалы: двухимпульс- ное эхо от взаимодействия первого возбуждающего радиоимпульса и информационного сигнала, возникающее сразу после информационного сигнала, и двухимпульсные эхо от попарного взаимодействия возбуждающих радиоимпульсов, возникающие в моменты времени 2tл , и 2t 5 - (

Выходной сигнал первой резонансной системы 6 с рабочим веществом подается на вход блока 8 сложения, на второй вход которого через второй фазовращатель 4, осуществляющий сдвиг фазы на 90°, поступает выходной сигнал второй резонансной системы 7 с рабочим веществом.

Не нарушая общности, полагаем начальные фазы возбуждающих радиоимпульсов и информационного сигнала на входе первой резонансной системы 6 с рабочим веществом нулевыми. При этом нулевыми будут и начальные фазы всех сигналов (фиг. 2г) на выходе первой резонансной системы 6 с рабочим веществом. Начальные фазы выходных сигналов второй резонансной системы 7 с рабочим веществом могут быть определены через фазовые спектры двухимпульсчрго эха

Я эхч) -Ч,() + 2qij(w) (1) и трехимпульсного эха

to) -с, (со) +q),,(co) +

+ ),(2)

1 А

г де (f (со) . if 2.

и ср (w) - фазовые спектры первого, второго и третьего сигналов под действием которых образовалось данное эхо. Из (1) и (2), учитывая фазовый сдвиг, вносимый вторым фазовраща- телем 4, можно найти начальные фазы сигналов, поступающих на второй вход блока 8 сложения (фиг. 2г)

Начальные фазы полезных сигналов трехимпульсного эха равны

Ч

ПОА

-Vj + V, + V +Ф,,

.V, + (р, 0%

(3)

.где V, -90%

( - фазовые сдвиг, осуществляемые -первым 3, вторым 4 и треть- им 5.фазовращателя-ми.

Начальная фаза мещаюшего двухим- пульсного эха от взаимодействия первого возбуждающего радиоимпульса и информационного сигнала равна

M-Meuj,, -О,- 2ф, -К, -180

(А)

Начальные фазы мещающих двухим- пульсных эхо от попарного взаимодействия возбуждающих радиоимпульсов равны

-V, + 2,4- г if + (г 180°.

(5)

(

Равенства (3) - (5) показывают, что мешающие эхосигналы от обеих ре- зонансных систем 6 и 7 с рабочим веществом поступают на входы блока 8 сложения противофазно и, скомпенси- ровавшись, не проходят на выход в то время как полезные эхосигналы по с- тупают на соответствующие входы блока 8 сложения синфазно и их мощность на его выходе возрастает (фиг. 2д).

Мощные радоимпульсы возбуждения, просачивающиеся на соответствующие входы блока 8 сложения, складываются противофазно и не попадают на его выход (фиг. 2д).

ю

15

20

- 25 30

35

40

- 0 а

gg

3

Установлено, что уровень мешающих эхосигналов на выходе блока 8 сложения на 20 децибел меньще, чем уровень тех же сигналов на выходе каждой из резонансной систе 6 и 7 с рабочим веществом в то время как уровень полезного сигнала возрастает на 3 децибела.

В предлагаемом устройстве могут быть использованы явления как электронного, так и ядерного спинового эха. В последнем случае рабочим веществом могут служить ферриты, в которых существуют внутренние локальные магнитные поля, что позволяет не использовать громоздкой магнитной системы. При этом необходимые фазовые сдвиги подаваемых на вторую резонансную систему 7 с рабочим веществом и снимаемых с ее выхода сигналов осуществляются поворотом на 90 в ту или другую сторону катушек, входящих в эту систему (не показано), по которым подаются соответствующие сигналы.

При использовании явления электронного спинового эха в качестве рабочего вещества могут использоваться образцы J -облученного кварца, помещаемые в отражательный ре- зонаторе (не показано) находящийсяв постоянном неоднородном магнитном поле. Отражательный резонатор имеет только один вход, который одновременно является и выходом. В этом случае все необходимые фазовые сдвиги входных и выходных сигналов, а также сложение выходных сигналов двух резонансных систем 6 и 7 с рабочим веществом можно осуществить с помощью квадратурного моста (например, волноводного щелевого мос- та), два развязанных плеча которого подключают соответственно к первому и второму отражательным резонаторам, в третье плечо подают возбуждающие радиоимпульсы, а в четвертое плечо поступает информационный сигнал (не показано). При этом поступающие из обоих резонаторов 6 и 7 с рабочим веществом в первые два плеча моста полезные эхосигналы складываются в третьем плече, а имеюо1иеся эхосигналы складываются в четвертом плече и в третье плечо моста не проходят.

Формула изобретения

Устройство задержки импульсных радиосигналов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор возбуждающих радиоимпуль-. сов, первую резонансную систему с рабочим веществом и блок сложения, и последовательно соединенные первый фазовращатель, вторую резонансную систему с рабочим веществом и второй фазовращатель, выход которого соединен с вторым входом блока сложения, при этом вход первого фазовра

щателя соединен с вторым входом первой резонансной системы с рабочим веществом и является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности путем устранения мешающих эхосигналов и потерь в отношении полезный эхосигнал/шум, введен третий фазовращатель, включенньш Между выходом генератора возбуждающих радиоимпульсов И вторым входом второй резонансной системы с рабочим веществом.