Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией Советский патент 1990 года по МПК H04L27/156 

СП

СО 05

;

со 5 Изобретение относится радиотех нике и может использоваться в системах радиосвязи с широкополосными сигналами с линейной частотной модуляцией. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей путем определения фазового сдвига, определяющего направление на источники . На чертеже представлена структур ная электрическая схема предлагаемо го устройства для приема широкополосных сигналов с линейной частотно модуля1щей. Устройство для приема широкополо ных сигналов с линейной частотной модуляцией содержит линейный тракт приемника радиосигналов, первый и второй каналы 2 и 3 приема информационных сигналов, элемент И 4, ключ 5, коррелятор 6, пороговый блок 7, вьщелитель 8 информационных сигнало частотный детектор 9, формирователь Ю сигналов прямоугольной формы, дифф ренцируощий блок 11, первый и второй смесители 12 и 13, первый и второй узкополосные фильтры 14 и 15, дополнительный ключ 16, фазовый детектор 17, дополнительный линейный тракт 18 приемника радиосигналов, антенну 19 и; дополнительную-антенну 20. Первый и второй каналы 2 и 3 приема информационных сигналов содержат смеситель 21, гетеродин 22, ключ 23, ши-. рокополосный фильтр 24, согласованны линейный фильт-р (СЛФ) 25 и амплитудный детектор 26. Устройство для приема широкополос ных сигналов с линейной частотной мо дуляцией работает следующим образом На вторые входы смесителей 21 первого и второго каналов 2 и 3 с выходов антенны 19 и дополнительной антенны 20 через линейный тракт 1 и дополнительный линейный тракт 18 поступают широкополосные сигналы с линейной частотной модуляцией (сигналы ЛЧМ); Uc (t) Vccos( (4+4V) Ucj(t) ( + ), 0« t$ TC , где V (f амплитуда, длительность и начальная сигналов ; f(. - значение частоты в начале импульса; J У/ТС скорость изменения частоты внутри импульса;dfj - девиация частоты; Ч - разность фаз сигналов , определяющая направление на источник излучения. На первые входы смесителей 2.1 тветственно с выходов гетероди22 подаются напряжения: Ur,(t) V cos(2Hf t + if); U,(t) Vr cos(2/Tf t fr, Vr, f г, .Чг, амплитуда, .частота ,. и начальная фаза If -i сигнала соответственно гетеродинов 22 первого и второго каналов 2 и 3. ричем частоты f и f ,- выбраны м образом, что r, - fr. 2f, 2/3f, Ч -яр § смесителях 21 внутриимпульсная ота заполнения сдвигается по часой оси в .области промежуточной оты fc - fr. астота Настройки f и полоса проания 4fp широкополосных фильтров ыбираются следующим образом: сли полезные ЛЧМ-сигналы принимана основной частоте f, то в ителях 21 они образуются в сигналедукнцих частот: f пр +) rt fnp - rt; - f. 1-t;2fr,-f,- ем первый индекс обозначает час, на которой принимается сигнал; ой индекс обозначает первый щти ой канал (2, 3), гетеродин 22 515 которого участвует в преобразовании частоты прин1{маемого сигнала; показа тель степени обозначает вторую гармо нику частоты гетеродинов 22; 2fp 2fr - вторые гармоники частоты гете родйнов 22, Однако только сигналы на частотах f и fcj попадают в полосу пропускания 4f широкополосных фильтров 24 первого и второго каналов 2 и 3: UP,(, t + fyt , cos(2/ f pt--p t Unp,(t) V Рг О t Т . l tVcVr, ,. К, - коэффициент передачи смесителей 21; пр промежуточная часто f - f с -г. Амплитудные детекторы 26 вьщеляют соответственно огибающие сигналов элементов (t) и ), которые одновременно поступают на два входа элемента И 4, Последний срабатывает, его выходное напряжение поступает на первый вход ключа 5. Один и тот же полезный ЛЧМ-сигнал, преобразованный по частоте в первом и втором каналах 2 и 3, поступает на первый и второй входы коррелятора 6. В этом случае между канальными сигналами U ,(t) и UnpjCt) существует сильная корреляцИойная связь. Выходное напряжение коррелятора 6 превышает пороговый уровень , пороговый блок 7 срабатывает и своим выходным напряжением открывает ключ 5. Напряжение с выхода элемента И А через открытый ключ 5 поступает на управляющие входы ключей 23, открывая их (в исходном состоянии ключи 5 и 23 дополни;тельный ключ 16 закрыты). При этом преобразованные по частоте ЛЧМ-сигналы с выходов смесителей 21 через ); 9 6 открытые ключи 23 соответственно поступают на СЧФ 25. Одновременно ЛЧМ-;. сигналы с выходов ключей 23,поступают на частотный детектор 9 и преобразуются в напряжение соответствующей формь. Это напряжение подается на вход формирователя 10, на выходе которого образуются прямоугольные -гмпульсы. На выходе дифференцирующего блока 11 образуются импульсы в моменты времени, соответствукяцие моментам смены знака наклона функций частотной модуляции ЛЧМ сигналов. Эти импульсы, обеспечивая тактовую синхронизацию вместе с информационными импульсами, с выходов СЛФ 25 поступают соответственно на тактовый и первый и второй информационные входы выделителя 8 информационных сигналов. Пеленгация источников излучения ЛЧМ-сигналов осуществляется следующим образом. Напряжения U(t) и (t) с вьрсодов широкополосных фильтров 24 поступают на первый смеситель 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание и, (t) V,cos(4irfnpt + 4;p-«tf ), , V, 5К,У„, %р гг r, которое содержит фазовый сдвиг 4tf, определяющий направление на источник излучения ЛЧМ-сигнала. В гармоническом колебании U (t) линейная частотная модуляция уже отсутствует. Гармоническое колебание U,(t) выделяется первым узкополосным фильтром 14 и поступает на информационный вход дополнительного ключа 16. Одновременно напряжения U np/t) и ипр (t) с выходов широкополосных фильтров 24 поступают на коррелятор 6. Получаемая на выходе коррелятора 6 взаимно корреляционная функция R(t) напряжений Unp,(t) и U npj(t) имеет максимум при значении t -5Г, t 1- С где t и t J - время прохождения сигналом расстояний от источника излучения до антенны 19 и дополнительной антенны 20;. С - скорость распространения радиоволн. При этом пороговый уровень Vnof в пороговом блоке 7 превышается толь ко при максимальном значении корреляционной функции R(fo) и не превышается при значениях {, соответствующих боковым лепесткам корреляцион ной функции. Временной интервал соответствует зоне однозначной пелен гации источника излучения ЛЧМ-сигналов. При превьшеНИИ порогового уровн пор пороговом блоке 7 формируется напряжение, которое поступает на управляижцие входы ключа 5 и дополнительного ключа 16 и открывает их. При этом гармоническое колебание и (t) с выхода первого узкополосног фильтра 14 через открытый дополнител ный ключ 16 поступает на вход фазот вого детектора 17. Напряжения U р (t и ) с дополнительных выходов гетеродинов 22 одновременно поступают на второй смеситель 13, на вы:toдe которого образуется гармоническое колебание U,(t) V,cos(4frf t + tf ), Vj 2,V,,V, , Ч, Мг-, - г,Гармоническое колебание U.2.(t) вы деляется вторым узкополосным фильтром 15 и поступает на второй вход фазового детектора 17. На выходе фа зового детектора 17 образуется низкочастотное напряжение ) , где У„ ; К - коэффициент передачи фазов го детектора 17; Ч Гс5 где d - расстояние между антеннам - длина волны; у - угол, определяющий направ ление на источник излучен ЛЧМ-сигнала. Низкочастотное напряжение Uj,t) является выходным сигналом и используется для определения угловой координаты -п. Так как в первом смесителе 12 осуществляется свертка спектра.принимаемых ЛЧМ-сигналов промежуточной частоты Unp, (t) и U np/t), то зто дает возможность с помощью первого узкополосного фильтра 14 вьщелить гармоническое колебание U(t) на фиксированной частоте 2f „р , отфильтровав при этом значительную часть шума. При этом прием на дополнительных частотах путем корреляционной обработки канальных сигналов подавляется. Это достигается следующим о бразом. Если ложные ЛЧМ-сигналы (помехи) принимаются на первой зеркальной час-, тоте f j,To в смесителях 21 они пре- f образуются в сигналы следующих частот:3ti гГ Чг Т t f пр-f J,, г. -f - rt; Ги , -f,,- 2fr,- f, - yt,. Только преобразованньй ЛЧМ-сигнал (помеха) первого канала 2 на частоте f ,f попадает в полосу пропускания йff широкополосного фильтра 24 и на. первый вход -коррелятора 6. Амплитудный детектор 26 выделяет огибающзпо этого сигнала, которая поступает на первый вход элемента И 4. Элемент И А и коррелятор 6 не .срабатывают, так как на выходе широкополосного фильтр.а 24 напряжение отсутствует. Поэтому ключи 23 и 5 оказьюаются закрытыми и ложные сигналы (помехи), принимаемые на первой зеркальной частоте f, подавляются, Если ложные ЛЧМ-сигналы (помехи) принимаются на второй зеркальной частоте f .j , то в смесителях 21 они преобразуются в сигналы следующих частот: Ч. 1 fj, f.T - fr, fnp- ь, f(4) 2f, - t При этом только ЛЧМ-сигнал на час тоте f :s,, попадает Б полосу пропус/ / кания /Sfp широкополосного фильтра 2 второго канала 3. В этом случае элемент И 4 и коррелятор 6 также не сра батывают и ключи 23 и 5 остаются закрытыми. Прием ложных сигналов (помех на второй зеркальной частоте f, подавляется. Если ложные ЛЧМ-сигналы (помехи) одновременно принимаются на первой f 1 и второй fo зеркальных частотах то в пропускания 4f широкополосных фильтров 24 попадают преобразованные сигналы на частотах f и f J.21 этом случае элемент И 4 срабатывает, его выходное напряжение поступает на информационный вход клю ча 5, который не открывается, так ка ложные ЛЧМ-сигналы (помехи), принимаемые на разных зеркальных частотах Vi г имеют слабую корреляционную связь. Поэтому выходное напряжение коррелятора 6 не превьшает порогового уровня V Пор , пороговый блок 7 не срабатывает, и ключ 5 не открывается. Ложные ЛЧМ-сигналы (помехи), принимаемые одновременно на двух зеркальных частотах f f подавляются. По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые на других дополнительных (ком бинационных) частотах. Формула изобретения Устройство для приема широкополос ных сигналов с линейной частотной модуляцией, содержащее последователь но соединенные антенну, линейный тракт приемника радиосигналов, первы канал приема информационных сигналов и выделитель информационных сигналов, последовательно соединенные коррелятор, пороговый блок и ключ, последовательно соединенные частотный детектор, формирователь сигналов прямоугольной формы и дифференцирующий блок, выход которого подсоединен к тактовому входу выделителя информа ционных сигналов, а также второй канал приема информационных сигналоь и элемент И, первый вход и выход которого подключены соответственно к второму выходу первого канала приема информационных сигналов и информа- ционному входу ключа, выход которого 1 10 подсоединен к управляющим входам первого и второго каналов-приема инт формационных сигналов, первый и второй выходы второго канала приема информационных сигналов подсоединены . соответственно к второму информационному входу выделителя информационных сигналов и второ входу элемента И, треуьи выходы первого и второго каналов приема информационных сигналов подсоединены соответственно к первому и второму входам частотного детектора, а четвертые выходы первого и второго каналов приема информационных сигналов подсоединены соответственно к первому и второму входам коррелятора, причем выход вьщелителя информационных сигналов является выходом устройства, а первый и второй каналы приема информационных сигналов содержат последовательносоединенные смеситель, ключ и согласованный линейный фильтр, последовательно соединенные широкополосный фильтр и амплитудный детектор, а также гетеродин, вьгход которого подсоединен к первому входу смесителя, выход которого подсоединен к входу широкополосного фильтра, при этом второй вход смесителя, управляющий вход и выход ключа, выходы согласованного линейного фильтра, амплитудного детектора и широкополосного фильтра являются соответственно информационным входом, управляющим входом и первым , вторым и третьим выходами первого и второго каналов приема информационны:: сигналов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения фазового сдвига, определяющего направление на источник излучения при малом отношении сигнал/помеха, введены последовательно соединенные первый смеситель, первый узкополосный фильтр, дополнительный ключ и фазовый детектор, последовательно соединенные второй смеситель и второй узкополосный фильтр, выход которого подсоединен к второму входу фазового детектора, последовательно соединенные дополнительная антенна н дополнительный линейный тракт приемника радиосигналов, выход которого подсоединен к информационному входу второго канала приема информационных сигналов, при этом первый и второй входы первого смесителя подюпочены соответственно к

11159647912

первому и второму входам первого сме-дополнительного ключа, причем выход сителя, первый и второй входы второгофазового детектора является дополсмесителя подключены соответственнонительиым выходом устройства, а док дополнительным выходам первого иполнительный выход гетеродина являетвторого каналов приема информацион-ся дополнительным выходом первого и ных сигналов, а выход порогового бло второго каналов приема информационна подсоединен к управляющему входу сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи с широкополосными сигналами с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения фазового сдвига, определяющего направление на источники излучения. При пеленгации источников излучения сигналов с ЛЧМ принимаемые сигналы первого и второго каналов 2 и 3 приема с выходов широкополосных фильтров 24 поступают на смеситель 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание, содержащее фазовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения сигнала с ЛЧМ. Гармоническое колебание, пройдя узкополосный фильтр 14, поступает на вход фазового детектора 17, на второй вход которого также, пройдя узкополосный фильтр 15, следует сигнал с выхода смесителя 13. Низкочастотное напряжение на выходе фазового детектора 17 является выходным сигналом и используется для определения угловой координаты источника излучения. 1 ил.