Самофазирующаяся антенная решетка Советский патент 1986 года по МПК H01Q21/06 

Изобретение относится к антенным решеткам и может использоваться в системах связи.

Известна самофазйрующаясй йнтенная решетка, содержащая последоватепьно соединенные h приемных элементов, п смесителей, к другим входам которых через соответствукицие фазовращатели подключен управляемьй генератор, и блок формирования суммарного и разностного сигналов, между выходом канала разностного сигнала которого и управляющими входами фазовращателей включены последователь- . но соединенные усилитель промежуточ ной частоты разностного , пер- вый перемножитель, первый полосовой фильтр, первый фазовый детектор, первый фкльтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом канала суммарного сигнала и другим входо м первого перемножителя вк.лючены по следов соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала, второй перемножитель, второй долосовой фильтр, второй фазовьй детектор, второй фильтрэкстраполятор, генератор тактовой частоты и фу нкциональный генератор, другой выход которого подклйчен к ; другому входу второго перемножителя, между выходом усилителя промежуточ.ной частоты суммарного канала и другими входами первого и второго фазовых Детекторов включены последовательно соединенные третий перемножитель, второй вход которого соединен с первым выходом функционального гене ратора, и третий полосовой фильтр,.: вьпсоду которого подключены демодулятор и последовательно -соединенные синхронный детектор, согласованный фильтр и декодер, при этом к, управляющим входам согласованного фильтра и декодера подключен функциональный генератор, а к управляющему входу управляемого генератора подключен третий фильтр - экстраполАтор

Однако известная самофазиру(ощаяся антенная решетка имеет низкую помехоустойчивость, обусловленную, преж- . де всего, низкой помехоустойчивостью

кан&ла вьщеления информации по отношению к шумовым помёхам7вслёдствиё потерь в отношении сигнал/шум на выходе синхронного детектора за счет перемножения двух зайумлённых ;колебч НИИ. Поскольку опорное колебан;ие.

подаваемоена синхронный детектор, не являетсяидеальным, а имеет фазовые шумовые флюктуации, определяемые-, спектральной плотностью помех и шириной полосы второго полосового фильтра суммарного сигнала и потерями в отношении сигнал/шум за счет неидеальности демодулятора, то потери в отношении сигнал/шум на выходе синхронного детектора оцениваются как

(Pc/i. -

где V - среднеквадратичные фазовые

флюктуации (в радианах) опорного сигнала.

Призтом потери наиболее опасны в канале вьщеления информации, поскольку если в каналах автосопровождения по задержке и угловым координатам за счет непрерывности и относительной . плавности изменения дальности и углового направления технически относительно просто получить шумовые полосы каналов порядка единиц или даже долей Гц, то в канале вьщеления. информации в15емя интегрирования в синхронном детекторе не может превышать интервала передачи одного символа.

Этот недостаток ограничивает область применения известной самофазирующейся антенной решетки.

Цель изобретения - повьштение помехоустойчивости самофазирующейся антенной решетки.

Для этого в самофазирующейся антенной решетке, содержащей последовательно соединенные п приемных элемен,тов, п смесителей, к другим входам которых через соответствующие фазовращатели подключен управляемый генератор, и блр)к формирования суммарного и разностного сигналов, между выходом йанала разностного сигнала которого и управляющими входами фазовращателей включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты разностного канала, первый перемножитель, первый полосовой Лильтр, первый фазовый детектор, первьй фильтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом канала суммарного сигнала и дру5гим входом первого перемножителя включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала-, второй перемножитель. ,второй полосовой фильтр, второй фаз вьй детектор, второй фильтр-экстрап 1лятор генератор тактовой частоты и функциональный генератор,другой вы ход которого подключен к Другому входу второго, перемножитёля, между выходом .усилителя промежуточной час тоты суммарного канала и другими входами первого и второго фазовых д текторов включены последовательно соединенные третий перемножитель, второй вход которого соединен с пер вым выходом функционального генерат ра и третий полосовой фильтр, к вых ду которого подключены демодулятор последовательно соединённые синхрон ный детектор, согласованныйфильтр декодер, при этом к управляющим вхо дам согласованного фильтра и декоде ра подключен функциональньй генератор, а к управляющему входу управля емого генератора подключен третий фильтр-экстраполятор, между демодул тором и третьим фильтром-экстраполя тором включен третий фазовый детектор, к управляющему входу которого и управляющему входу синхронного де тектора подключен генератор квадр-атурных опорньпс колебаний. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенной антенной решетки. Самофазирующаяся антенная решет ка содержит п приемных элементов 1 (1-1, 1-2,..,,1-п), п смесителей 2 (2-1, 2-2,...,2-п), блок 3 формирова ния суммарного .и разностного сигналов, усилитель 4 промежуточной часто ты суммарного канала, усилитель 5 промежуточной частоты разностного канала, первый перемножитель 6, первый полосовой фильтр 7, первый фазовый детектор 8, второй перемножитель 9, второй полосовой фипьтр 10, второй фазовый детектор 11, третий перемножитель 12, третий полосовой фильтр 13, первый фильтр-экстраполятор 14, формирователь 15 управляющего кода, п управляемых фазовращателей 16 (16-1, 16-2,..,,1б-п), ВТО-. рой фильтр-экстраполятор 17, генератор 18 тактовой частоты, функциональ ный генератор 19, синхронный детектор 20, согласованный фильтр 21, декодер 22, демодулятор 23, третий фазовый детектор 24, третий фильтрэкстраполятор 25, управляемый генератор 26 и генератор 27 квадратурных опорных колебаний, Самофазирукщаяся антенная решетка работает следующим образом. Сигналы, принятые приемными элементами 1-1, 1-2,...,1-п, поступают на смесители 2-1,...,2-п, куда одновременно поступают колебания от управляемого генератора 26, замыкающего контур автоподстройки частоты . суммарного канала. Этот контур включает в себя также блок 3 формирования cjTflviapHoro и разностного сигнаг лов, усилитель 4 промежуточной частоты С5гммарного канала, второй перемножитель 9, второй полосовой . фильтр 10, демодулятор 23, цепь автоподстройки частоты, состоящую из третьего фазового детектора 24, второй вход которого соединен с выходом генератора 27 квадратурных опорных колебаний, и третий фильтр-экстра полятор 25, управлякяций управляемым генерйтором 26 таким образом, чтобы сигнал рассогласования на выхЬде третьего фазового детектора 24 стремился к нулю. При этом текущая фаза управляемого генератора 26 с точностью до начальной фазы генератора 27 квадратурньйс опорных колебаний соответствует фазе входного сигнала, принимаемого центральным приемным элементом. Особенность этого контура автоподстройки частоты состоит в том, что демодуляция суммарного сигнала производится дважды: в результате перемножения суммарного сигнала с синфазным опорным сигналом функционального генератора 19, в результате чего на выходе второго перемножителя 9 вторым полосовым фильтром 10 вьщеляется синусоидальное колебание промежуточной частоты, модулированное только информационными символами, из которого в демодуляторе 23 формируется гармоническое колебание, текущая фаза которого пропорциональна фазовому рассогласованию входного сигнала центрального приемного элемента относительно сигнала управляемого генератора 26. Далее это колебание поступает на вход третьего фазового детектора 24, на второй вход которого поступает колебание эталонHOJS промежуточной частоты с выхода генератора 27 квадратурных опорных одебаний, в результате перемножения/

на выходе третьего фазового детектора 24 третьим фил1зтрдм-экстраполятором 25 формируется сигнал, пропорциональный фазЬёому ра с6гпас;о ванЙ1о входнЬго сигнала относительно сигна- ла управляемого генератора 26. . . . Контур автоподстройки суммарного сигнала по задеряасе содержит пёрвьй 6 и второй .9 перёмножители с соответ- Ю ствующими полосовыми фильтрами 7 и 10, выходные сигналы которых при фазовом детектировании на вьтходе второго фазового детектора 11. формиру- i

ют сигнал, инвариантный относитель- 15 но фазовой модуляции суммарного сигнала информационттами символами. Этот сигнал, пропорциональный временному рассбгласованию огибающей входного сигнала относительно сиг.нала, гене- 20 рйруемого функй;йональным гейгётратором 19, через второй фильтр- экстраполятор 17 управляет частотой генератора 18 тактовой частоты таким образом, чтобы временное рассогласо- 25 вание огибающей входного сигнала и функционального генератора 19 по задержке стремилось к нулю. При этом на выходе второго полосового фильтра 10 формируется суммарный сигнал с зо максимальной амплитудой.

Контур углового автосопровождения формируется с помощью блока 3 форм1Урования суммарного и разностного (по угловому рассогласованию) сигна- . лов, усилителей 4 и 5 промежуточной часгбты суммарного и рйзностного каналов, соответствующих перемножителей 9 и 6 и. полосовых фильтров 10 и 7, на выходе которых вьщеляются Q соответственно суммарньтй и разностньй сигналы, промодулированйыё информационными символами. Эти сигналы постуйают на вход первого фазбВбгЬ детектора .8, на выходе которого с по- мощью первого фильт а-экстра11блято- .

ра 14 вьщеляется сигнал, инвариант-

ный относительно фазовой модуляции информационными символами и пропорциональный угловому рассогласованию направления прихода входной волны относительно положения антенной решетки. На выходе формирс вателя 15 управляющего кода формируются управляющие сигналь, доворачиваницие с помощью фазовращателей 16-1, 16-2,.. 16-п фазу выходного йгнала управляемого генератора 26 таким образом, чтобы все сигналы на выходах смесителей 2-1 ,...,2-п суммировались синфазно и на выходе усилителя 4 промежуточной частоты -суммарного канала вьщелялся сигнал с максимальной ам-. плитудой, а разностный сигнал на выходе усилителя 5 промежуточной частоты 5 разностного канала стремился ;:к нулю -г-;;;;-:;./;.. -.л. Суммарный сигнал синфазного канала поступает также на вход синхронного детектора 20, на второй вход которого с .выхода генератора 27 квадратурных опорных колебаний поступает опорное: напряжение, в результате чего на выходе синхронного детектора 20 вьщеляются сигналы, соответствующие закону модуляции информационны: символов. Эти сигналы поступают на вход согласованного фильтра 21, ра бота которого синхронизируется функ- циональным генератором 19. Выходные сигналы согласованного фильтра 21 поступают на вход декодера 22, также синхронизируемого функциональным генератором 19. .

Предложенная самофазирующаяся антенная решётка обладает более высокой помехоустойчивостью канала выделения информации, поскольку в предложенной антенной рещетке на выходе синхронного детектора бтсучрствуют потери в отношении сигнал/шум за счет шумовых флюктуации Опорного сигнала.vV; j-.. .: .

CM

ckj

САМОФАЗИРУЮЩАЯСЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащая последовательно со- единенные п.приемных элементов, п смесителей, к другим входам которых через соответствующие фазовращатели подключен управляемый генератор, и блок формирования суммарного и разностного сигналов, между выходом канала разностного сигнала которого и управляющими входами фазовращателей включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты разностного канала, первый перемножитель, первьй полосовой фипьтр, первый фазовый детектор, первый фильтр-экстраполятор и формирователь управляющего кода, а между выходом канала cjT wapHO- го сигнала и другим входом первого перемножителя включены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты суммарного канала, второй . перемножитель, второй полосовой. фильтр, второй фазовый детектор. втйрой фильтр-экстраполятор, генератор тактовой частоты и функциональный Генератор, другой выход которого подключец к другому входу второго пёремножителя, между выходом усилителя промежуточной частоты суммарного канала и другими входами первого и второго фазовых детекторов включены последовательно соединенные третий перемножитель, второй вход которого соединен с первым выходом функционального генератора, и третий полосовой фильтр, к выходу которого подключены демодулятор и .последовательно соедй.ненные синхронный детектор, согласованный фильтр и декодер, при зтом к управляющим входам согласованного (Л фильтра и декодера подключен функциональный генератор, а к управляющему входу управляемого гейератора подключен третий фильтр-экстраполятор, о тKi личающаяся тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости, 00 между демодулятором и третьим фильтром-экстраполятором включен третий vi фазовый детектор, к управляющему вхоОд ду которого и управляющему входу синСО хронного детектора подключен генератор квадратурных опорных колебаний.