ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 2014 года по МПК H04B1/10 

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации. Оно может быть использовано в импульсных РЛС обнаружения для выделения эхо-сигналов цепей в условиях воздействия импульсных и шумовых помех.

Известно устройство для амплитудно-частотной селекции эхо-сигналов [1], состоящее из последовательно соединенных широкополосного усилителя, амплитудного ограничителя и согласованного с полосой эхо-сигналов усилителя (схема ШОУ).

Такое устройство осуществляет защиту только от импульсных помех, длительность которых значительно меньше, чем длительность эхо-сигналов.

Известно также устройство временной селекции импульсов [1], которое содержит последовательно соединенные линию задержки, дифференцирующий каскад и ограничитель. Сигнал на выходе устройства появляется только в случае, если длительность принимаемых импульсов равна времени задержки в линии.

Однако такое устройство временной селекции эффективно только для импульсов прямоугольной формы с короткими фронтами и амплитудой, большей, чем средний уровень шума в приемнике. Следовательно, полосы пропускания приемного устройства, предшествующего устройству временной селекции, и линии задержки должна быть в несколько раз шире оптимальной. Это приводит к снижению чувствительности приемного устройства, а также повышает сложность изготовления линии задержки, особенно при длительностях импульсных сигналов, составляющих десятки микросекунд и более.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является приемное устройство [2], содержащее последовательно соединенные широкополосный усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, компаратор, широкополосную линию задержки на длительность импульсного сигнала и схему совпадения, а также схему оценки центра тяжести импульсных сигналов, вход которой соединен с выходом амплитудного детектора, а выходы схемы оценки центра тяжести и компаратора соединены с соответствующими входами схемы совпадения.

Такое устройство, осуществляя защиту от импульсных помех, имеет следующие недостатки:

1. Несогласованность полосы пропускания широкополосного усилителя промежуточной частоты со спектром частот импульсного сигнала приводит к понижению чувствительности приемного устройства.

2. Отсутствие защиты от протяженных (т.е. длительностью, большей, чем импульсный сигнал) помех.

3. Использование широкополосной линии задержки на время длительности сигнала.

Цель изобретения заключается в повышении чувствительности и помехозащищенности приемного устройства импульсных сигналов на фоне импульсных и шумовых помех, отличающихся от сигналов по длительности.

Поставленная цель достигается тем, что в приемное устройство, содержащее последовательно соединенные первый амплитудный детектор, компаратор, схему совпадения, а также схему фиксации центра тяжести импульсных сигналов, вход которой соединен с выходом первого амплитудного детектора, а выход соединен с соответствующим входом схемы совпадения, введены усилитель промежуточной частоты с ограничителем, полоса пропускания которого согласована с полосой частот импульсного сигнала, вход усилителя промежуточной частоты соединен со входом приемного устройства, а выход соединен со входом первого амплитудного детектора, а также последовательно соединенные второй амплитудный детектор, амплитудно-временной квантователь, обнаружитель начала и конца импульсов, счетчик и цифровой компаратор, вход второго амплитудного детектора соединен со входом усилителя промежуточной частоты с ограничителем, а выход цифрового компаратора соединен с соответствующим входом схемы совпадения.

Включение в приемное устройство усилителя промежуточной частоты с ограничителем, выполненного по схеме ШОУ, позволяет, во-первых, осуществить согласованную фильтрацию импульсных сигналов и обеспечить максимально возможную чувствительность, во-вторых, подавить импульсные помехи, если длительность их значительно короче длительности сигнала, за счет амплитудного ограничения в широкой (по сравнению с полосой сигнала) полосе частот и последующего ограничения по частоте в узкополосном фильтре, согласованном с сигналом.

Подключение последовательно соединенных второго амплитудного детектора, амплитудно-временного квантователя, обнаружителя начала и конца импульсов, счетчика и цифрового компаратора, в совокупности представляющих собой цифровой селектор импульсов, параллельно основному приемному каналу, дает возможность осуществить защиту от импульсных помех без ухудшения чувствительности приемного устройства и использования широкополосной линии задержки на длительность сигнала.

Схема электрическая функциональная заявляемого приемного устройства приведена на чертеже.

Параллельно основному приемному каналу, содержащему усилитель 1 промежуточной частоты с ограничителем, первый амплитудный детектор 2, компаратор 3, схему 4 оценки центра тяжести и схему 5 совпадения, включен цифровой селектор по длительности, состоящий из последовательно соединенных второго амплитудного детектора 6, амплитудно-временного преобразователя 7, обнаружителя 8 начала и конца импульсов, счетчика 9 и цифрового компаратора 10.

Цифровой селектор работает следующим образом.

Радиочастотное напряжение, поступающее на вход устройства, детектируется вторым амплитудным детектором 6, и огибающая этого напряжения в амплитудно-временном квантователе 7 преобразуется в последовательность стандартных видеоимпульсов (т.е. видеоимпульсов с амплитудой, равной уровню логической "1"). Указанная последовательность поступает на вход обнаружителя 8 начала и конца импульсов, работающего по статическому критерию К/М-N "0" подряд [3]. При выполнении критерия обнаружения начала обнаружитель 8 вырабатывает последовательность стандартных импульсов и подает их на счетчик 9 для подсчета их количества L. В момент выполнения критерия обнаружения конца двоичный код числа L считывается из счетчика 9 в компаратор 10, а счетчик 9 переводится в нулевое состояние. В компараторе 10 происходит сравнение по неравенству кода числа L с постоянными величинами (A+1) и (A-1), где число A равно целой части отношения Tс/Tд, а Tc и Tд - длительность импульсного сигнала и период следования стандартных импульсов соответственно.

В случае, если выполняется условие

$$0<L<A-1\text{ v L}>\text{A}+\text{1}\text{, (1)}$$

на инвертированный вход схемы 5 совпадения, к которому подключен выход компаратора 10, подается стандартный импульс. Этот импульс запрещает возникновение на выходе схемы 5 совпадения, являющемся выходом приемного устройства, логической "1" даже при наличии на остальных двух ее входах логических "1" с выходов схемы 4 и компаратора 3.

Условие (1) не выполняется в двух случаях: если длительность радиоимпульса на входе приемного устройства близка к величине Tс (т.е. справедливо условие A-1≤L≤A+1), либо если импульс цифровым селектором не обнаружен (L=0).

Первый из указанных случаев соответствует обнаружению импульсного сигнала, как в канале приема сигналов, так и в цифровом селекторе.

Второй случай характерен при приеме слабых сигналов длительностью, близкой к Tс. Поскольку чувствительность цифрового селектора из-за отсутствия согласования по полосе принимаемых частот ниже, чем в канале приема, обнаружение сигнала в этом случае может в селекторе и не произойти, что, однако не сказывается при приеме импульсных помех, поскольку они, как правило, имеют большую амплитуду.

Таким образом, невыполнение условия (1) свидетельствует об отсутствии на входе приемного устройства мощных импульсных помех, отличающихся от импульсного сигнала длительностью.

Подавление импульсных помех длительностью МТд и короче осуществляется усилителем 1 промежуточной частоты с ограничителем, выполненным по схеме ШОУ. Согласование полосы пропускания усилителя 1 со спектром сигнала позволяет повысить чувствительность предлагаемого приемного устройства по сравнению с прототипом.

Использование в обнаружителе 8 начала и конца импульсов статических критериев позволяет осуществить защиту от прерывистых импульсных помех, образующихся при совместном воздействии на приемное устройство импульсных и шумовых помех.

Повышение чувствительности и помехозащищенности приемного устройства, при использовании его, например, в импульсной РЛС, позволяет значительно увеличить ее пропускную способность или получить экономический эффект за счет снижения объема и сложности аппаратуры.

Предлагаемое приемное устройство может быть также использовано в импульсно-кодовых линиях связи для повышения помехозащищенности и дальности их действия.

Источники информации

1. Бобнев М.П. и др. Защита от помех. М., «Советское радио», 1976.

2. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. М., «Советское радио»,1973.

3. Клюев Н.Ф. Обнаружение дискретного действия. М., «Советское радио», 1963.

Изобретение относится к области радиолокационной техники. Достигаемый технический результат - повышение чувствительности и помехозащищенности. Указанный результат достигается за счет того, что приемное устройство содержит последовательно включенные усилитель промежуточной частоты с ограничителем, первый амплитудный детектор, компаратор и блок совпадений, а также блок оценки центра тяжести сигналов, включенный между выходом первого амплитудного детектора и вторым входом блока совпадения, содержит также последовательно включенные между входом устройства и инверсным входом блока совпадений второй амплитудный детектор, амплитудно-временной квантователь, обнаружитель начала и конца импульсов, счетчик и цифровой компаратор. 1 ил.

Приемное устройство, содержащее последовательно включенные усилитель промежуточной частоты с ограничителем, первый амплитудный детектор, компаратор и блок совпадений, а также блок оценки центра тяжести сигналов, включенный между выходом первого амплитудного детектора и другим входом блока совпадений, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехозащищенности, введены последовательно включенные между входом устройства и инверсным входом блока совпадений второй амплитудный детектор, амплитудно-временной квантователь, обнаружитель начала и конца импульсов, счетчик и цифровой компаратор.