УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФАЗОКОДИРОВАННОГО СИГНАЛА НА ВИДЕОЧАСТОТЕ Советский патент 2014 года по МПК G01S13/536 

Настоящее изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемниках сигнала, кодированного по фазе бинарный кодом.

Известно устройство для обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте (см. Кук Ч., Бернфельд М., Радиолокационные сигналы. М., "Советское радио", 1971, стр. 307). Это устройство содержит два квадратурных канала, каждый из которых имеет последовательно соединенные фазовый детектор, согласованный фильтр и трансверсальный фильтр. Согласованный фильтр состоит из включенной на входе линии задержки с отводами, включенного на выходе сумматора и фазовращателей, включенных между отводами линии задержки и соответствующими входами сумматора. Выходы трансверсальных фильтров каждого квадратурного канала через квадраторы соединены со входами выходного сумматора.

На фазовые детекторы подаются когерентные напряжения, сдвинутые по фазе одно относительно другого на 90°. Принятый фазокодированный сигнал поступает на фазовые детекторы, на выходе которых выделяется кодированный по фазе двухполярный видеосигнал. Этот видеосигнал поступает в согласованный фильтр соответствующего квадратурного канала, в котором осуществляется его сжатие путем задержки в линии задержки на интервалы времени, кратные длительности элемента фазокодированного сигнала, изменения фазы (полярности) задержанных сигналов в фазовращателях и последующего их суммирования (если необходимо, то с соответствующей весовой обработкой) в сумматоре. Сжатый сигнал, выделяющийся на выходе сумматора, содержит основной и боковые лепестки. Этот сигнал поступает в трансверсальный фильтр, в котором осуществляется трансверсальная фильтрация сжатого сигнала. Сигнал на выходе трансверсального фильтра содержит основной лепесток и подавленные боковые лепестки. Сигналы с выходов трансверсальных фильтров обоих квадратурных каналов поступают на соответствующие квадраторы, где возводятся в квадрат, а затем - на выходной сумматор, где эти сигналы суммируются. Результирующий сигнал формируется на выходе выходного сумматора.

Недостатком этого устройства является неполное подавление боковых лепестков сжатого сигнала. Например, при использовании 13-элементного кода Баркера при применении трансверсальной фильтрации уровень боковых лепестков уменьшается на 10,4 дБ.

Известна радиолокационная система со сжатием импульсов (см. патент Японии №43-19266 от 21 августа 1968 г. по кл. МКИ G01S 9/233), в которой излучается импульсная посылка, представляющая собой набор кодовых групп с кодированием по фазе. Используются когерентные высокочастотные импульсы, причем в кодовых группах несущие частоты отличаются друг от друга. Устройство обработки принятых фазокодированных сигналов содержит несколько параллельных каналов, в которых выделяются соответствующие кодовые группы, и включенную на выходе параллельных каналов схему объединения кодовых групп в определенном порядке. При этом на выходе этой схемы выделяются сжатый сигнал с полностью подавленными боковыми лепестками.

Недостатком радиолокационной системы по патенту Японии №43-19266 является ее сложность ввиду применения кодовых групп с различными несущими частотами и необходимости их выделения при приеме в соответствующих параллельных каналах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте (а.с. №1840886 по заявке №1598099 от 4 января 1976 г. по кл. МКИ H03M 1/00), состоящее из двух квадратурных каналов, каждый из которых имеет фазовый детектор и первую линию задержки с отводами, соединенные последовательно, двухтактный детектор и вторую линию задержки с отводами, также соединенные последовательно, сумматор, фазовращатели, включенные между отводами первой и второй линий задержки и соответствующими входами сумматора, причем вход двухтактного детектора подключен к выходу фазового детектора. Выходы сумматоров квадратурных каналов через квадраторы подключены к соответствующим входам выходного сумматора.

Принимаемый фазокодированный сигнал поступает на фазовые детекторы, на выходе которых выделяется кодированный по фазе двухполярный видеосигнал. В каждом квадратурном канале этот видеосигнал поступает в согласованный фильтр, образованный первой линией задержки и подключенными к ее отводам фазовращателями и соответствующими входами сумматора. В этой цепи осуществляется сжатие (согласованная фильтрация) фазокодированного видеосигнала. Одновременно этот видеосигнал поступает в двухтактный детектор, в котором формируется немодулированный видеосигнал, а затем - в цепь, образованную второй линией задержки, соответствующими фазовращателями и входами сумматора. В этой цепи формируется сигнал, содержащий боковые лепестки сжатого сигнала, основной лепесток либо отсутствует, либо сильно подавлен. В сумматоре при вычитании по модулю этого сигнала из сжатого сигнала происходит компенсация боковых лепестков. С выходов квадратурных каналов сжатые сигналы поступают через квадраторы, где они возводятся в квадрат, на соответствующие входы выходного сумматора, в котором они суммируются. Сигнал на выходе устройства не содержит боковых лепестков.

Недостатком этого устройства является неполное подавление боковых лепестков из-за применения в каждом квадратурном канале двух линий задержки. Неидентичность их параметров (в частности, времени задержки сигналов между отводами) приводит к несовпадению по амплитуде, форме и временному положению боковых лепестков видеосигналов, формируемых в цепях первой и второй линий задержки, вследствие чего при их вычитании по модулю боковые лепестки компенсируются не полностью.

Целью изобретения является улучшение подавления боковых лепестков сжатого сигнала путем устранения влияния неидентичности параметров линий задержки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте, содержащем два квадратора, выходной сумматор и два квадратурных канала, каждый из которых состоит из фазового детектора, линии задержки, вход которой подключен к выходу фазового детектора, сумматора, фазовращателей, включенных между отводами линии задержки и соответствующими входами сумматора, двухтактных детекторов и дополнительных фазовращателей, причем выходы сумматоров квадратурных каналов через соответствующие квадраторы подключены по входам выходного сумматора, а входы фазовых детекторов соединены вместе и являются входом устройства, в каждом квадратурном канале двухтактные детекторы и дополнительные фазовращатели соединены последовательно, вход каждого двухтактного детектора подключен к соответствующему отводу линии задержки, а выход каждого дополнительного фазовращателя - к соответствующему входу сумматора.

Благодаря подключению последовательно соединенных двухтактных детекторов и дополнительных фазовращателей к отводам той же линии задержки, с помощью которой осуществляется сжатие сигнала, формируемый при их помощи в сумматоре сигнал для компенсации боковых лепестков сжатого сигнала совпадает по форме, амплитуде и временному положению с этими боковыми лепестками, так как формирование этих сигналов осуществляется при помощи одной и той же линии задержки.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - формы сигналов в разных точках блок-схемы фиг. 1.

Устройство для обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте (фиг. 1) содержит два квадратурных канала 1, два квадратора 2 и выходной сумматор 3. Каждый квадратурный канал 1 состоит из фазового детектора 4, линии 5 задержки с отводами, фазовращателей 6, сумматора 7, двухтактных детекторов 8 и дополнительных фазовращателей 9. В каждом квадратурном канале 1 фазовый детектор 4 и линия 5 задержки соединены последовательно, фазовращатели 6 включены между отводами линии 5 задержки и соответствующими входами сумматора 7, двухтактные детекторы 8 и дополнительные фазовращатели 9 соединены последовательно, причем вход каждого двухтактного детектора 8 подключен к соответствующему отводу линии 5 задержки, а выход каждого дополнительного фазовращателя 9 - к соответствующему входу сумматора 7. У каждого квадратурного канала 1 выход сумматора 7 через соответствующий квадратор 2 подключен ко входу выходного сумматора 3. Соединенные вместе входы фазовых детекторов 4 являются входом устройства. На фазовые детекторы 4 подаются также когерентные напряжения, отличающиеся по фазе на 90° (например, от когерентного гетеродина, на фиг. 1 не показан).

Рассмотрим работу устройства при использовании сигнала, кодированного по фазе бинарным 7-элементным кодом Баркера. В этом случае фазовращатели 6, 9 в каждом квадратурном канале 1 представляют собой инвертирующие или неинвертирующие усилители.

Принимаемый фазокодированный сигнал (см. фиг 2,а) поступает на входы фазовых детекторов 4 квадратурных каналов 1. На выходе фазового детектора 4 выделяется двухполярный видеоимпульс (фиг. 2,б). Он поступает на вход линии 5 задержки, в которой задерживается на интервалы времени, кратные длительности элемента фазокодированного сигнала. С отводов линии 5 задержки задержанные видеосигналы поступают через фазовращатели 6, где фаза входного сигнала изменяется последовательно на π, 0, π, π, 0, 0, 0 радиан, на входы сумматора 7. На фиг. 2,в сигналы 10÷16 соответствуют входам 10÷16 сумматора.

Одновременно видеосигналы с отводов линии 5 задержки поступают в двухтактные детекторы 8, где из них формируются некодированные сигналы, поступающие в дальнейшем на дополнительные фазовращатели 9, которые изменяют их фазу последовательно на π, 0, π, 0, π, 0, π радиан. С выходов дополнительных фазовращателей 9 эти сигналы поступают на входы 17÷23 сумматора 7 (см. фиг. 2,в сигналы 17÷23). В сумматоре 7 суммируются сигналы, поступающие на входы 10÷16 (см. фиг. 2,г) и на входы 17÷23 (см. фиг. 2,д), и затем производится вычитание по модулю этих суммарных сигналов. На выходе сумматора 7 выделяется сжатый сигнал с полностью подавленными боковыми лепестками и неизменным или несколько подавленным основным лепестком (см. фиг 2,е). Сжатый сигнал с выхода сумматора 7 каждого квадратурного канала 1 поступает в квадратор 2, где он возводится в квадрат, и затем - в выходной сумматор 3, в котором производится суммирование квадратурных составляющих сигнала. На выходе сигнал не содержит боковых лепестков.

Включение последовательно соединенных двухтактных детекторов 8 и дополнительных фазовращателей 9 между отводами линии 5 задержки и входами сумматора 7 обеспечивает формирование сигнала, компенсирующего боковые лепестки, из тех же задержанных в линии 5 задержки сигналов, из которых формируется в сумматоре 7 сжатый сигнал. Это обеспечивает совпадение боковых лепестков этих двух сигналов по амплитуде, форме и временному положению, что улучшает компенсацию боковых лепестков сжатого сигнала.

Изобретение может быть использовано в приемниках сигнала, кодированного по фазе бинарным кодом. Достигаемый технический результат - улучшение подавления боковых лепестков сжатого сигнала путем устранения влияния неидентичности параметров линий задержки. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит два квадратора, выходной сумматор, подключенный к выходам квадратурных каналов, каждый из которых состоит из фазового детектора (ФД), сумматора, фазовращателей, линии задержки (ЛЗ), двухтактного детектора и дополнительных фазовращателей, причем вход двухтактного детектора и ЛЗ подключены к выходу ФД, фазовращатели включены между отводами линии задержки, включая ее вход и выход, и соответствующими входами сумматора. Выход двухтактного детектора через дополнительный фазовращатель подключен к сумматору, входы квадратурных каналов объединены и являются входом устройства, а выходы дополнительных фазовращателей подключены к соответствующим входам сумматора, при этом в каждый квадратурный канал включены двухтактные детекторы, включенные между отводами и выходом ЛЗ и входами дополнительных фазовращателей. 2 ил.

Устройство для обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте, содержащее два квадратора, выходной сумматор, подключенный к выходам квадраторов, входы которых соединены с выходами квадратурных каналов, каждый из которых состоит из фазового детектора, сумматора, фазовращателей, линии задержки, двухтактного детектора и дополнительных фазовращателей, причем вход двухтактного детектора и линии задержки подключены к выходу фазового детектора фазовращатели включены между отводами линии задержки, включая ее вход и выход, и соответствующими входами сумматора, выход двухтактного детектора через дополнительный фазовращатель подключен к сумматору, входы квадратурных каналов объединены и являются входом устройства, а выходы дополнительных фазовращателей подключены к соответствующим входам сумматора, отличающееся тем, что, с целью более полного подавления боковых лепестков сжатого сигнала, в каждый квадратурный канал введены двухтактные детекторы, включенные между отводами и выходом линии задержки и входами дополнительных фазовращателей.