Изобретение относится к радиолокационному измерению дальности при помощи непрерывных радиосигналов с широкополосной частотой модуляцией (ЧМ).
Известны устройства измерения временной задержки ЧМ сигнала, использующие разностный сигнал, полученный путем смещения запросного сигнала с ответным, задержанным на время распространения. К ним относятся устройства с непосредственным подсчетом разностной частоты, устройства «комбинированного измерения (с двои-ной частотной модуляцией, с выделением гармоник разностного сигнала и т. п.), устройства с непосредственным выделением закона частотной модуляции разностного сигнала при помощи частотного детектора (при синусоидальной ЧМ) и сравнением его задержки С законом модуляции запросного сигнала, устройства использующие слежение за средней частотой разностного сигнала.
Устройства измерения задержки, основанные на непосредственном подсчете разностной частоты, - просты, однако для них характерна низкая помехоустойчивость вследствие широкополосности приемного канала, так как требуемая полоса пропускания определяется девиацией частоты разностного сигнала и допплеровским смещением, наличие «постоянных «дискретных ощибок, связанных с
тем, что разностный сигнал содержит только гармоники модуляции (Q) и, следовательно, результат измерения может изменяться только дискретно. Применение «комбинированных измерений, наприЛШр € двойной частотной модуляцией, позволяет -исключить постоянные ошибки, что достигается ценой дополнительного энергетического проигрыща, так как в измерениях используется не вся энергия принятого сигнала. Устройства с.непосредствеиным выделением закона ЧМ разностного сигнала также позволяют избавиться от постоянных ошибок, однако помехоустойчивость их остается низкой вследствие широкополосности частотного дискриминатора. Устройства, использующие слежение за средней частотой разностного сигнала, позволяют осуществить фильтрацию, однако помехоустойчивость их остается певысокой, так как полоса
пропускания частотного дискриминатора не может быть меньше частоты модуляции Q.
Цель изобретения - создание такой структуры устройства обработки разностного сигнала, которая позволила бы реализовать помехоустой,чивость измерения задерлски ответного сигнала, близкую к потенциально достижимой для ЧМ сигналов, при .одновременном отсутствии постоянных ощибок. Для этого используется фазовое слежение за разносттоподстройки частоты (ФАП) местного (управляемого) генератора, содержащей в цени обратной СВЯЗИ узконолосный фильтр, настроенный на частоту модуляции Q. Такое построение схемы ФАП позволяет осуществить фазовое слежение за сигналом с глубокой синусоидальной ЧМ, причем минимальная эффективность полосы пропускания не зависит ни от величины девиации частоты разностного сигнала, ни от допплеровского смещения, ни от значения частоты модуляции, что обеспечивает высокую помехоустойчивость измерительного устройства.
На чертеже показана блок-схема предлагаемого изобретения.
Чтобы исключить постоянные ошибки, измерение задержки ответного сигнала производится непосредственно по величине индекса модуляции разностного сигнала. Связь между индексом модуляции -разностного сигнала и значением задержки определяется следующим соотношением:
Р
где ро-индекс модуляции запросного сигнала; Q- частота модуляции; Тз-задержка ретранслированного сигнала.
Как показано на чертеже, передатчик 1 через передающую антенну 2 излучает сигнал. Часть мощности от передатчика через аттенюатор 3 подается на смеситель 4. С другой стороны на этот же смеситель через приемную антенну 5 поступает ретранслированный сигнал. Напряжение промежуточной («разностной) частоты с выхода усилителя 6 подается на фазовый детектор 7, где перемножается с напряжением генератора 8, управляемого по частоте напряжением с выхода фильтра нижних частот 9.
В режиме фазового снижения напряжение бф.д (t) фазового детектора 7 (сигнал ошибки) содержит постоянную -и переменную составляющие:
Ф.д(0 Ф.д( - py.r)cos () +А,
где /Сф.д-коэффициент передачи линейной модели ФД; -Ру.г- индекс частотной модуляции напряжения управляемого генератора; Аф - средняя разность фаз сигнала управляемого генератора и выходного сигнала приемника.
В результате вычитания мгновенных фаз двух сигналов на фазовом детекторе 7 происходит сжатие спектора частотной модуляции, вследствие чего схема фазовой автоподстройки частоты сохраняет свою работоспособность при весьма больших значениях индекса модуляции на ее входе и узкой полосе пропускания, обеспечивающей высокую помехоустойчивость. Для повышения надежности захвата первоначально производится поиск и захват по фазе сигнала без частотной модуляции, а затем плавно вводится частотная модуляция с номинальным индексом. Это позволяет исключить необходимость поиска по дальности. Напряжение на выходе управляемого генератора в режиме слежения имеет вид, при котором индекс РУ.Г с высокой точностью совпадает с индексом модуляции выходного сигнала усилителя 6 промежуточной частоты:
ру.г Р,
где р - остаточный индекс модуляции разностного сигнала.
и связан .с амплитудой управляющего синусоидального напряжения на выходе узкополосного фильтра 10 соотношением:
.r-,
У.Г
где Sy.r-крутизна характеристики управления частотой генератора 8. Таким образом:
Ру.г
Q тз
Sin
Sy,r2
V.r
т. е. напряжение на выходе фильтра определяет значение задержки Тз ретранслированного сигнала.
Предмет изобретения
Устройство для автоматического измерения
задержки непрерывного радиосигнала с широкополосной синусоидальной частотной модуляцией, содержащее смеситель, усилитель и схему фазовой автоподстройки, состоящую из фазового детектора, фильтра нижних частот,
управляемого генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения задержки ответного сигнала и устранения дискретных ошибок измерения в цепи обратной связи упомянутой схемы фазовой
автоподстройки, дополнительно между выходом фазового детектора и входом управляемого генератора включен узкополосный резонансный фильтр, причем значение задержки ответного сигнала измеряется по амплитуде
синусоидального напряжения на выходе узкополосного резонансного фильтра.
