Устройство формирования линейно-частотномодулированного сигнала Советский патент 1991 года по МПК H03C3/08 

( VI

СО 4 СЛ

Изобретение отнрсится к измерительной технике и может быть использовано в системах радиолокации, гидролокации, радионавигации и радиосвязи.

Цель изобретения - повышение стабильности скорости изменения частоты на временном интервале в диапазоне частот.

На фиг. 1 дана структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство формирования ЛЧМ-сигна- ла содержит синхронизатор 1, гетеродин, выполненный на дисперсионной линии 2 задержки, детектор 3, формирователь 4 импульсов, генератор 5 пилообразного напряжения, ключ 6, сумматор 7, блок 8 ЛЧМ, содержащий преобразователь 9 частоты, полосовой фильтр 10, частотно-модулированный генератор 11, формирователь 12 опорных частот, фазовый детектор 13, фильтр 14 нижних частот и усилитель 15.

Устройство работает следующим образом.

Прямоугольный импульс с выхода синхронизатора 1 длительностью ти и подается на вход дисперсионной линии 2. Длительность импульса TU и и полоса Bi пропускания линии 2 должны быть связаны соотношением

J 1 В1 ЯЈ

Импульсное возбуждение дисперсионной линии 2 задержки приводит к формированию на ее выходе ЛЧМ-сигнала с законом модуляции, определяемым характеристикой зависимости время-частота применяемой задержки, т. е. крутизной ее дисперсной характеристики УЛЗ- Радиоимпульсы, сформированные на выходе дисперсионной линии 2 задержки, в системе координат время-частота показаны на фиг. 2. Ширина спектра радиоимпульсов по-прежнему равна Bi, но длительность увеличивается до Т Вт/Улз. Полученные ЛЧМ-радиоимпульсы 1РИ, 2РИ,... являются эталонными для системы автоподстройки крутизны изменения частоты генератора 11. Напряжение с выхода линии 2 подается на вход преобразователя 9. на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора 11. Изменение частоты во времени генератора 11 может быть одного знака с законом изменения частоты линии 2 или противоположного,

На выходе преобразователя 9 можно использовать сигналы разностных или суммарных частот, которые имеют разные законы изменения частоты. Для мгновенной частоты генератора 11 можно записать

TU -FT-

UrMr г+ У2мгт ; О, t t-t0.

Закон изменения частоты генератора 11 показан на фиг. 2,в сплошной линией, Сигнал линии 2 длительностью Т в виде радиоимпульсоЕэ (фиг, 2,6), имеющих скорость изменения частоты и поступающих с задержкой после запуска генератора 11, может быть записан как

11ЯЗ cost лэ + УЛЗ (-Д т.);

Дх t Т + Дт,

Перемноженный сигнал представляет собой импульсы постоянных частотных длительностей (фиг. 2,г), частота каждого из которых определяется временной задержкой сигнала, поступающего с линии 2, относительно момента т.2 запуска генератора 11.

Таким образом, частота каждого импульса определяется номером радиоимпульса и постоянна на интервале Т, если скорости изменения частоты на выходе линии 2 и renepaiopa 11 одного знака и равны между собой, т. °. когда второй член в формуле равен 0, На фиг. 2 показан закон изменения частоты генератора 11 (сплошная линия) и закон изменения частоты сигнала оазностной частоты (фиг. 2,г) на выходе полосового фильтра 10. Если скорости изменения частоты двух сигналов одинаковы, то

разностная частота в пределах длительности Т постоянна.

Величина сдвига частоты заполнения (скачок частоты) для каждого импульса зависит от временной задержки Дц, Д t2, Ata,...,

Atrr Д ti и равна шагу Дг улз ATI.

Если скорость изменения частоты гене- рргсра 11 не равна скорости изменения частоты опорного сигнала с дисперсионной линии задержки, то разностная частота для

соответствующего сегмента не остается постоянной, а имеет отклонение, растущее пропорционально времени действия отклонения, что соответствует второму члену уравнения. Это отклонение от постоянного

знамения частоты для данного радиоимпульса по знаку противоположно знаку отклонения в скорости изменения частоты генератора 11 на участке его характеристики, соответствующем этому радиоимпульсу

на выходе линии 2.

На участке, соответствующем действию второго радиоимпульса, разностная частота не

равна постоянному значению 0) рлстетсо временем, а уГМГ2 Угмг т- е Раз ностная частота постоянна, а . На участке, соответствующем действию третьего радиоимпульса, показано Угмгз Уп« з« А разностная частота не равна постоянному

значению: сооз оз а Уоз 0 Равенство разностной частоты на соответствующем радиоимпульсе его определенному постоянному значению указывает на постоянство скорости изменения частоты генератора 11, а отклонение в скорости приводит к отклонению разностной частоты от постоянного значения, причем величина отклонения частоты соответствует величине отклонения скорости.

Таким образом, закон отклонения разностной частоты от постоянного значения на каждом частотном интервале отражает закон отклонения скорости изменения частоты генератора 11 во времени от нужного закона, определяемого линией 2. Это дает возможность, получив меру отклонения скорости в виде напряжения ошибки, управлять скоростью изменения частоты генератора 11, используя автоподстройку. Напряжения управления можно получить на выходе частотного или фазового детектора 3. Использование (фазового) детектора 3 позволяет осуществить управление частотой генератора 11 с точностью до фазы. Для формирования дискретных опорных частот используют формирователь 12, выполненный в виде набора переключаемых контуров, имеющих разнос частот настроек, равный шагу дискретизации, и возбуждаемых продетектиро- ванными радиоимпульсами - сигналами с выходов линии 2, для того, чтобы действия импульсов суммарных или разностных и опорных частот перекрывались во времени, Напряжение ошибки равно нулю, когда скорости изменения частоты на выходе линии 2 и генератора 11 одинаковы. При наличии расхождения напряжение ошибки увеличивает или уменьшает уровень результирующего напряжения управления и оно отличается по закону изменения от пилообразного. Формула изобретения

Устройство формирования линейно-частотно-модулированного сигнала, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, гетеродин, преобразователь частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель, сумматор и частотно-модулированный генератор, выход которого подключен к второму зходу преоб- пазователя частоты, формирователь опорной

часто-ы, выход которого соединен с опорным входом фазового детектора, второй выход синхронизатора соединен с входом ггнерато- ра пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторым входом сумматора,

отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности скорости изменения частоты на временном интервале в диапазоне частот, введен ключ, гетеродин выполнен в виде соединенных в кольцо дисперсионной линии задержки, детектора и формирователя импульсов, выход которого соединен с входом синхронизатора, синх- ровход дисперсионной линии задержки является входом гетеродина, выход детектора

i етеродина соединен с входом перестройки формирователя опорной частоты, выход частотно-модулированного генератора соединен с входом ключа, управляющий вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора и синхровходом генератора пилообразного напряжения, выход ключа является выходом устройства, при этом формирователь опорной частоты выполнен дискретно перестраиваемым.

«( f 2

.

J 4 5

JLJLJLJL

Д

JL

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в технике формирования ЛЧМ-сигналов. Цель изобретения - повышение стабильности скорости изменения частоты на временном интервале в диапазоне частот. Устройство формирования ЛЧМ-сигналов содержит синхронизатор 1, гетеродин, выполненный на дисперсионной линии 2 задержки, детектор 3, формирователь 4 импульсов, генератор 5 пилообразного напряжения, ключ 6, сумматор 7, блок 8 ЛЧМ, содержащий преобразователь 9 частоты, полосовой фильтр 10, частотно-модулированный генератор 11, формирователь 12 опорных частот, фазовый детектор 13, фильтр 14 нижних частот и усилитель 15. Закон отклонения разностной частоты от постоянного значения на каждом частотном интервале отражает закон отклонения скорости изменения частоты генератора 11 во времени от нужного закона, определяемого линией 2. Это дает возможность, получив меру отклонения скорости в виде напряжения ошибки, управлять скоростью изменения частоты генератора 11, используя автоподстройку. Для формирования дискретных опорных частот используют формирователь 12. 2 ил.

GJ//

. TttЈjЈ

Ув

7

---i /к

i-

ff

i -s yvHrJ vnr futvZ /wrr

faO

i «-fl-p -.

Ґ № OJn 0

yef

Jos

i

/// Лй-Гя e -/ /т -ft

o)w canst ff

UK ы ,з

CJn a f 7/7J/ /V W JЈJ/J-fr7 r

VW

W

-X on fa-ftftr °0

b)oi const 01 CJ M n tjgi Ооз b)

CJ ot CJo iyo4 0

Oos const Off cj on const on cJ«s

yuiyaffo 0

1 Msg (Jon