Формирователь линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов Советский патент 1982 года по МПК H03C3/06 

(Ц) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования когерентных последовательностей линейно-частотно-модулированных сигналов с большим значением произведения ширины спектра сигнала на его длительность (базой) в радиотехнических системах, использующих технику сжатия, в частности в радиолокации, радионавигации и радкотеле- ,д метрии.

Известен формирователь линейночастотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов, содержа1щ;|й последовательно соединенные генератор опорных колебаний, ,5 первый фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала .ошибки, управляющий элемент, ЛЧМ генератор, первый фазовый модулятор, второй вход которого соединен. 20 с выходом генератора опорных колебаний, и первый полосовый фильтр, последовательно соединенные умножитель частоты, вход которого соединен с

выходом генератора опорных колебаний, и смеситель,- выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, последовательно соединенные первый дисперсионный фильтр и коммутатор, второй и третий входы которо. го соединены соответственно с выходами второго дисперсионного фильтра и триггера, а также усилитель промежу. точной частоты, синхронизатор, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, первый выход через генератор модулирующих сигналов соединен с вторым входом управляюще го элемента, а второй и третий выходы которого соединены Соответственно с первым и вторым входами триггера:, к третьему входу которого подключен второй выход второго дисперсионного фильтра Г1 3

Однако, известный формирователь ЛЧМ-сигналов .позволяет формировать сигналы только с ограниченной девиацией частоты, определяющей разрешающую способность системы, и определен ной длительностью, что ограничивает базу сигнала. Цель изобретения - увеличение девиации частоты. Для достижения этой цели в формировател.е линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащем последовательно соединенные генератор опорных колебаний, первый фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибкиj управляю.щий элемент, ЛЧМ генератор, первый фазовый модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных-колебаний, и 1-й полосовой фильтр, последовател но соединенные умножитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, и смеситель, выхрд которого подключен ко второму, входу фазового детектора, последовательно соединенные первый дисперсионный фильтр и коммутатор, второй и третий входы которого соеди нены соответстве1-но с выходами второ го дисперсионного фильтра и триггера а также усилитель промежуточной частоты, синхронизатор, вход которого соединен с выходом генератора, опорны колебаний, первый выход - через гене ратор модулирующих сигналов соединен с вторым входом управляющего элемента, а второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами .триггера, между выходом первого полосового фильтра и вторым входом смесителя введены последовательно соединенные второй фазовый модулятор, к другому входу кот рого подключен выход усилителя проме жуточной частоты и второй полосовой фильтр, между вторым выходом генератора опорных колебаний и входами rfep вого и второго дисперсионных фильтров введены соответственно первый стробирующий каскад и последовательно соединенные второй фазовращатель и второй стробируемый каскад, при этом вторые входы первого и второго стробирующих каскадов соединены соот ветственно с вторым и третьим выходами синхронизатора, а выход коммута тора подключен ко входу усилителя промежуточной частоты, при этом второй выход второго дисперсионного фильтра соединен с третьим входом триггера. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Формирователь ЛЧМ сигналов содержит управляющий элемент 1, усилитель сигнала ошибки 2, фильтр нижних частот 3,фазовый детектор , первый фазовращатель 5, смеситель 6, ЛЧМ генератор 7, первый фазовый модулятор 8, первый полосовый фильтр 9, второй фазовый модулятор 10, второй полосовой фильтр 11, умножитель частоты 12, генератор опорных колебаний 13, синхронизатор 1, усилитель промежуточной частоты- 5, коммутатор 1б, первый дисперсионный фильтр 17, первый стробируемый каскад 18, генератор модулирующих сигналов 19, триг гер 20, второй дисперсионный фильтр 21, второй стробируемый каскад 22, второй фазовращатель 23. Формирователь ЛЧМ сигналов работает следующим образом. Генератор опорных колебаний 13 вырабатывает синусоидальное напряжение с частотой Q , которое поступает на входы синхронизатора 14, умнО-,, жителя частоты 12, первого фазовращателя 5 и второй вход первого фазового модулятора 8. Синхронизатор k формирует импульсы запуска с требуемой временной расстановкой, которые поступают на входы генератора модулирующих сигналов 19, триггера 20, стробируемых каскадов 18 и 22. Генератор модулирующих сигналов 20 под воздействием импульсов запуска формирует видеонапряжение специальной формы, поступающее на управляющий элемент 1, которым осуществляется перестройка частоты генератора 7 по линейному закону. Форма модулирующего напряжения выбирается с учетом нелинейности модуляционных характеристик управляющего элемента 1 и генератора 7. На выходе генератора 7 формируется линейно-частотно-модулированный сигнал вида H(t),(l) U(t) и +Po,t где - начальная частота колебаний; скорость изменения частоты, 4(i:) отклонение частоты от линейного закона изменения, С выхода генератора 7 напряжение (1) поступает на вход первого фазового модулятора 8, на второй вход которого подается гармоническое напряжение U(t) Ucos . Выходной сигнал первого фазового модулятора 8 описывается выражением UC-t)uS Ои1лл)со5Х Их-оо i u -fc-f-|bo -t -4 Vt)i-HAoit| (2) при j - функции Бесселя первого рода п-го порядка; М - 1индекс фазовой модуляции; л 1, 2. 3... Из напряжения вида (2) первым полосовым фильтром 9 с полосой ЛРОПУСкания, равной Лщ , и средней частотой Шог %-) + (2П4-1 )51о /йвыделяется последозательность, состоящая из k линейно-частотно-модулированных импульсов с длительностью радиоимпульса -Со- 1/ 1-Число элементарных импульсов в последовательности определяется индексом фазовой модуляции М. С выхода первого полосового фильт ра Э сигнал вида ) ,y,«;oi-t PoA-b-KCo))4-vigto -tl (3 подается ка вход второго фазового модулятора ГО, на второй вход которого подается эталоннаяпоследовател ность линейно-частотно-модулированны радиоимпульсов вида U(t) (t-kr с выхода коммутатора 16 и усиленная в усилителе промежуточной частоты 15 Эталонная последовательность линейно-частотно-модулированных радиоимпульсов формируется следующим образом.. Импульсы с выхода синхронизатора 1 подаются на входы триггера 20 и стробируемых каскадов 18 и 22. Строб руемыё каскады 18 и 22 формируют Короткие радиоимпульсы из гармоническо - гч ж Д И-О ГО напряжения с частотой iiof Z- поступающего со второго выхода генератора опорных колебаний 13. Коротки ми радиоимпульсами возбуждаются днеперсионные фильтры 1 и 21. Длительность возбуждающих радиоимпульсов выбирается из условия Ж Я-оа где ДС1о1. девиация частоты дисперсионных фильтров 17 и 21. Для компенсации разброса величин конструктивных начальных задержек дисперсионных фильтров 17 и 21 введен второй фазовращатель 23, которым осуществляется установка начальной фазы линейно-частотно-модулированного напряжения формируемого дисперсионным фильтром 23, равным начальной фазе линейно-частотно-модулированного напряжения, формируемого дисперсионным фильтром 17. С выходов дисперсионных фильтров 17 и 21 линейно-частотно-модулированного напряжения промежуточной частотыU(t) +Poa( подаются на входы коммутатора 16, на третий вход которого подается управляющее Напряжение с выхода триггера 20, чем достигается поочередное подключение выходов дисперсионных фильтров 17 и 21 ко входу усилителя промежуточной частоты 15. В модуляторе 10 осуществляется фазовая модуляция напряжения (З) сигналом промежуточной частоты (k). Выходной сигнал фазового модулятора 10 в этом случае описывается выражением v)Kt Ibo.Ct-Kc ). (t)+ViSloi-«- - oa t-KT)l При этом в р-ой боковой полосе, для которой выполняется условие Р Ро осуществляется демодуляция линейночастотно-модулируемого сигнала (3). Демодулированный сигнал-р-ой боковой составляющей ua)--i;cos «bt+vieio t-vpGio4t+vf(t)J выделяется полосовым фильтром 11 и поступает на вход смесителя 6, на второй вход которого подается непрерывное гармоническое напряжение U(t) Ucostfo t с выхода умножителя частоты 12.Коэффициент кратности преобразования частоты умножителя 12 . ч (jfO « выбирается из условия N Выделенный в смесителе 6 сигнал разностной частоты вида: U(f) UcosCCloit + p(t), (7) 7 95 где Л 07, %-j п о + Р Лоа «Ьг -f подается на вход фазового детектора , на второй вход которого подается монохроматическое опорное напряжение fiioi поступающее с выхода генератора опорных колебаний 13 через первый фазовращатель 5. Из выходного напряжения фазового детектора k фильтром нижних частот 3 выделяется сигнал ошибки, который че.рез усилитель сигнала ошибки 2 воздей ствует на управляющий элемент 1, посредством которого осуществляется компенсация отклонений в законе изменения частоты (фазы) сигнала (1) формируемого частотно-модулированным генератором 7, т. е, замыкается цепь обратной связи-системы фазовой автоподстройки частоты. При этом устройст во обеспечивает формир ование линейночастотно-модулированного сигнала с девиацией дШд pKAfilfj/jH базой f)k t lQ/pQ-T. е. в р раз большими, чем в известном устройстве. Значение р определяется номером боковой полосы, выделяемой из выходного сигнала второго фазового модулятора 10. При использовании в качестве фазового модулятора 10, например, лампы бегущей волны возможно выделение боковой полосы с номером Р 16Таким образом, в предлагаемом устройстве значительно увеличивается девиация частоты, при этом база формируемых сигналов за счет увеличения девиации частоты увеличивается в сред нем в 10 раз. Формула изобретения Формирователь линейно-частотномодудированных (ЛЧМ) сигналов, содержащий последовательно соединенные геНератор опорных колебаний, первый фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент, ЛЧМ гене ратор, первый фазовый модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, и первый полосовой фильтр, последовательно соединенные умножитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, и смеситель, выход кГоторого подключен к второму входу фазового детектора, последовательно соединенные первый дисперсионный фильтр и коммутатор, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго дисперсионного фильтра и триггера, а также .усилитель промежуточной частоты, синхронизатор, вход которого соединен с вь1ходом генератора опорных колебаний, первый выход через генератор модулирующих сигналов соединен с вторым входом управляющего элемента, а второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, отличающийся тем, что, с целью увеличения девиации частоты, между выходом первого полосового фильтра и вторым входом смесителя введены последовательно соединенные второй фазовый модулятор, к другому входу которого . подключен выход усилителя промежуточной частоты, и второй полосовой фильтру между вторым выходом генератора опорных колебаний и входами первого и второго дисперсионных фильтров введены соответственно первый стробируемый каскад и последовательно соединенные второй фазовращатель и второй стробируемый каскад, при этом вторые входы первого и второго стробируемых каскадов соединены соответственно с вторым и третьим выходами синхронизато- . ра, а выход коммутатора подключен к входу усилителя промежуточной частоты, при этом второй выход второго дисперсионного фильтра соединен с третьим входом триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W Qk7520, кл. Н 03 В З/О, от 21.07.78 (прототип).