Генератор линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов Советский патент 1980 года по МПК H03C3/08 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах связи, в которых требуется внутриимпульсное линейное изменение несущей частоты.

Известен генератор линейно-частотномодулированных радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные генератор несущей частоты, управляемый фазовращатель и блок стробирования, к управляющему входу которого подключен выход формирователя стробирующих сигналов, а также синхронизируемый генератор синусоидального модулирующего напряжения 1.

Однако известный генератор линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов не обеспечивает достаточно высокой линейности закона изменения частоты, вследствие того, что схема формирования напряжения, управляющего модулятором фазы, не обеспечивает точного квадратичного закона изменения, а также режим управления модулятором фазы прерывистый, в результате чего выходной сигнал модулятора фазы содержит в себе различного рода искажения.

Цель изобретения - повыщение линейности закона изменения частоты.

Для этого в генератор линейно-частотномодулированных радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные генератор несущей частоты, управляемый фазовращатель и блок стробирования, к управляющему входу которого подключен выход формирователя стробирующих сигналов, а также синхронизируемый генератор синусоидального модулирующего напряжения, введен источник опорного напряжения, выход которого подключен к другому входу управляемого фазовращателя, а между вы10ходом синхронизируемого генератора синусоидального модулирующего напряжения и входом формирователя стробирующих сигналов введен блок регулируемой задержки, при этом выход синхронизируемого генера15тора синусоидального модулирующего напряжения соединен также с управляющим входом управляемого фазовращателя.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - его амплитудно-частотно20фазовые характеристики.

Генератор линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов содержит генератор несущей частоты 1, управляемый фазовращатель 2, блок стробирования 3, син25хронизируемый генератор синусоидального модулирующего напряжения 4, блок регулируемой задержки 5, формирователь стробирующих сигналов 6 и источник опорного напряжения 7.

30

Устройство работает следующим образом.

Генератор несущей частоты 1 формирует синусоидальный сигнал -sincof с круговой частотой м. Синхронизируемый генератор синусоидального модулирующего напряжения 4 запускается внешним синхроимпульсом и формирует синусоидальный сигнал t/rcH mrcHSinQ с круговой частотой Q. Управляемый фазовращатель 2 под воздействием трех сигналов: несущего с частотой и, модулирующего с частотой Q и постоянного опорного напряжения Lori от источника 7 изменяет фазу по закону синуса.

Частоты сигналов генератора 4 и генератора 1 не синхронизированы и отличаются на два, три порядка в зависимости от заданной девиации частоты Асо за время длительности формируемого радиоимпульса. В момент запуска генератора 4 начальная фаза его сигнала всегда равна О, а начальная фаза сигнала генератора 1 может изменяться случайным образом от 0° до 360°. После запуска генератора 4 фаза на выходе управляемого фазовра.щателя 2 будет изменяться пропорционально синусу (фиг. 2а); т. е. фф -sinfi/, а частота будет изменяться по косинусу, т. е.

Юф dajdi Q cos Q.

Для участков вблизи переходов через нуль функции частоты мгновенное значение выходного сигнала фазовращателя 2 равно

Уф: „ф8шИ+р %).

где U-m - амплитуда сигнала фазовращателя 2, изменяющаяся по sinQf от минимального значения, равного t/on до максимального значения, равного

У

uln + f/L

P 2A(o/t - скорость изменения частоты внутри формируемого радиоимпульса т;

Дсо - девиация частоты.

Эпюра результирующего выходного сигнала управляемого фазовращателя 2 показана на фиг. 26.

Для получения заданного линейного изменения частоты в пределах радиоимпульса т необходимо строгое согласование частоты И модулирующего сигнала с длительностью радиоимпульса -г (см. фиг. 2а). Практически линейное изменение частоты имеет место в интервалах tl-tz и , каждый из которых составляет, примерно, щестую часть периода 2я/й модуляции, т. е. круговая частота модулирующего сигнала должна быть выбрана из условия

.

Блок регулируемой задержки 5 вырабатывает сигнал запуска формирователя стробирующих сигналов 6, сдвинутый относительно синхроимпульса в пределах одного периода сигнала генератора 4.

Формирователь стробирующих сигналов 6 вырабатывает импульс управления блоком стробирования 3, длительность которого - т --2-/Й -равна заданной длительности радиоимпульса, формируемого

устройством;

Блок стробирования 3 передает на выход устройства сигнал с управляемого фазовращателя 2 за время действия строба.

Устройство работает циклами, каждый из них начинается приходом синхроимпульса и заканчивается выдачей ЛЧМ сигнала.

Под действием синхроимпульса генератор 4 вырабатывает модулирующий сигнал, вызывающий движение фазы фазовращателя 2. Блок 5 формирует импульс, задний фронт которого запускает формирователь 6, выходной импульс которого, равный длительности радиоимпульса, открывает блок стробирования 3 с задержкой относительно начала перио/т,а модуляции на время, обесиечивающее совмещение строба с отрезком или tz-1 (фиг. 26). Эти отрезки отличаются только знаком девиации.

С приходом очередного синхроимпульса работа элементов устройства повторяется аналогично описанной.

Изменение амплитуды сигнала фазовращателя 2 (фиг. 26) зависит от соотношения величины опорного напряжения Ио-а и амплитуды сигнала генератора 4 и при f oni 6t/mj.cH за полпериода модуляции составляет (относительно максимального значения)

L + () - .фГ

:(.)/.ф 0,028.

А поскольку в формировании выходного радиоимпульса используется отрезок или Гз-t/t, т. е. только /з часть полупериода, то за это время изменение амплитуды

0,028nnn-70

радиоимпульса составит ,0073, т. е.

О

менее 1% от максимального сигнала фазовращателя, что приемлемо для большинства систем с ЛЧМ.

Формирование сигнала с внутриимпульсной ЛЧМ осуществляется стробированием по высокой (несущей) частоте с одновременной фазовой модуляцией несущей частоты непрерывным синусоидальным сигналом, чем достигается повышение точности воспроизведения закона внутриимпульсной ЛЧМ.

Кроме того, предложенное устройство позволяет устранить еще один источник дополнительных ошибок воспроизведения ЛЧМ сигналов, обусловленных нелинейностью модуляционнойхарактеристики фазовых модуляторов, путем соответствующего

смещения строба относительно отрезков tl-tz или /з-t, так, чтобы знак вводимой при этом нелинейности был противоположен знаку нелинейности модуляционной характеристики модулятора фазы.

Таким образом, предложенное устройство обеспечирает увеличение в пять раз точности воспроизведения закона внутриимпульсной ЛЧМ, а также простоту изменения знака девиации частоты, для чего достаточно сдвинуть во времени строб с отрезка tl-tz на отрезок (фиг. 2а), что достигается с помощью блока регулируемой задержки.

Формула изобретения

Генератор линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные генератор несущей частоты, управляемый фазовращатель и блок стробирования, к управляющему входу к которого подключен выход формирователя стробирующих сигналов, а также синхронизируемый генератор синусоидального модулирующего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности закона изменения частоты, в него введен источник опорного напряжения, выход которого подключен к другому входу управляемого фазовращателя, а между выходом синхронизируемого генератора синусоидального модулирующего напряжения и входом формирователя стробирующих сигналов введен блок регулируемой задержки, при этом выход синхронизируемого генератора синусоидального модулирующего напряжения соединен также с управляющим входом управляемого фазовращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы, М., «Сов. радио, 1971, с. 161 - 162, рис. 6.126, 6.13 (прототип).