RU2005994C1 - Indication device - Google Patents
Indication device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2005994C1 RU2005994C1 SU5005374A RU2005994C1 RU 2005994 C1 RU2005994 C1 RU 2005994C1 SU 5005374 A SU5005374 A SU 5005374A RU 2005994 C1 RU2005994 C1 RU 2005994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- detector
- amplifier
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 claims 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 claims 1
- 206010033101 Otorrhoea Diseases 0.000 claims 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 7
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к индикаторным и регистрирующим приборам и может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и регистрации параметров сложных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией (ЛЧМ-МФМн). The invention relates to indicator and recording devices and can be used to indicate rapidly changing processes, in particular for visual analysis and registration of parameters of complex signals with combined linear frequency modulation and multiple phase shift keying (LFM-MFMn).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому выбрано "индикаторное устройство", которое содержит генератор развертки, три электронно-лучевые трубки, антенну, широкополосный усилитель, два частотных детектора, две дифференцирующие цепи, смеситель, усилитель промежуточной частоты, два ключа, два умножителя частоты на восемь, два усилителя частоты на восемь, пять полосовых фильтров, элемент управляемой задержки, обнаружитель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, формирователь управляющего сигнала, элемент задержки, блок поиска, гетеродин, фазовращатель на 90о и генератор опорного напряжения.Of the known devices, the closest to the proposed one is an "indicator device" that contains a sweep generator, three cathode ray tubes, an antenna, a broadband amplifier, two frequency detectors, two differentiating circuits, a mixer, an intermediate frequency amplifier, two keys, two frequency multipliers by eight, two eight-frequency amplifiers, five band-pass filters, a controlled delay element, a detector, a phase detector, a low-pass filter, a control signal shaper, a delay element, a search unit ka, a local oscillator, phase shifter 90 and the reference voltage generator.
Это индикаторное устройство обеспечивает визуальный анализ и регистрацию параметров сложных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией (ЛЧМ-МФМн). This indicator device provides a visual analysis and registration of parameters of complex signals with combined linear frequency modulation (LFM-MFMn).
Однако указанное устройство не позволяет осуществлять пеленгацию источника излучения сложных ЛЧМ-МФМн сигналов. However, this device does not allow direction finding of a radiation source of complex LFM-MPSK signals.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет точной и однозначной пеленгации источника излучения сложных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией. The aim of the invention is to expand the functionality due to the accurate and unambiguous direction finding of the radiation source of complex signals with combined linear frequency modulation and multiple phase shift keying.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены вторая антенна, второй широкополосный усилитель, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй и третий фазовращатели на 90о, второй и третий перемножители, второй и третий фильтры нижних частот, первый и второй квадраторы, сумматор, блок извлечения квадратного корня, однополярный вентиль, измеритель временных интервалов и блок регистрации, причем к выходу второй антенны последовательно подключены второй широкополосный усилитель, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, второй фильтр нижних частот, первый квадратор, сумматор, блок извлечения квадратного корня, однополярный вентиль, измеритель временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом ключа, и блок регистрации, к выходу первого ключа последовательно подключены второй фазовращатель на 90о, третий перемножитель, второй вход которого через третий фазовращатель на 90осоединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, третий фильтр нижних частот и второй квадратор, выход которого соединен с вторым входом сумматора.This goal is achieved by the fact that a second antenna, a second broadband amplifier, a second mixer, a second intermediate frequency amplifier, a second and third phase shifters of 90 ° , a second and third multipliers, a second and third low-pass filters, a first and a second quadrator, an adder are introduced into the device , a square root extraction unit, a unipolar valve, a time interval meter, and a recording unit, and a second broadband amplifier, a second mixer, and a second input terminal are connected in series to the output of the second antenna One of which is connected to the local oscillator output, a second intermediate-frequency amplifier, a second multiplier, the second input of which is connected to the first key output, a second low-pass filter, a first quadrator, adder, square root extraction unit, a unipolar valve, a time interval meter, the second input of which is connected a yield of a key, and the recording unit, to the output of the first switch connected in series with a second phase shifter 90, a third multiplier, the second input of which is via the third phase shifter 90 is connected to Exit second intermediate frequency amplifier, a third low pass filter and a second squarer output of which is coupled to a second input of the adder.
Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1. Структурные схемы обнаружителя и измерителя временных интервалов изображены на фиг. 2 и 3. Вид возможных осциллограмм показан на фиг. 4. Принцип пеленгации источника излучения сложных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией фазовым методом в одной плоскости иллюстрируется на фиг. 5. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, представлены на фиг. 6 и 7. The block diagram of the proposed device is presented in FIG. 1. Structural diagrams of a detector and a time interval meter are shown in FIG. 2 and 3. A view of the possible waveforms is shown in FIG. 4. The principle of direction finding of a radiation source of complex signals with combined linear frequency modulation and multiple phase shift keying in one plane is illustrated in FIG. 5. Timing diagrams explaining the operation of the device are shown in FIG. 6 and 7.
Индикаторное устройство содержит генератор 1 развертки, первую электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 2, первую антенну 3, первый широкополосный усилитель 4, первый частотный детектор 5, первую и вторую дифференцирующие цепи 6 и 7, первый смеситель 8, первый усилитель 9 промежуточной частоты, первый ключ 10, первый умножитель 11 частоты на восемь, первый полосовой фильтр 12, первый делитель 13 частоты на восемь, второй полосовой фильтр 14, первый перемножитель 15, третий полосовой фильтр 16, второй умножитель 17 частоты на восемь, четвертый полосовой фильтр 18, выполненный узкополосным, второй делитель 19 частоты на восемь, пятый полосовой фильтр 20, выполненный узкополосным, фазовый детектор 21, первый фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25, элемент 26 задержки, второй ключ 27, блок 28 поиска, гетеродин 29, второй частотный детектор 30, первый фазовращатель 31 на 90о, генератор 32 опорного напряжения, вторую и третью ЭЛТ 33 и 34, информационный вход 35, вход сброса 36, первый измеритель 37 ширины спектра, третий умножитель 38 частоты на восемь, второй измеритель 39 ширины спектра, блок 40 сравнения, пороговый блок 41, вторую антенну 42, широкополосный усилитель 43, второй смеситель 44, второй усилитель 45 промежуточной частоты, второй и третий фазовращатели на 90о 46 и 47, второй и третий перемножители 48 и 49, второй и третий фильтры 50 и 51 нижних частот, первый и второй квадраторы 51 и 53, сумматор 54, блок 55 извлечения квадратного корня, первый однополярный вентиль 56, измеритель 57 временных интервалов и блок 58 регистрации.The indicator device comprises a
Причем к выходу антенны 3 последовательно подключены широкополосный усилитель 4, смеситель 8, второй вход которого через гетеродин 29 соединен с первым выходом блока 28 поиска, усилитель 9 промежуточной частоты, второй вход которого соединен с выходом элемента 26 задержки, обнаружитель 25 и вертикальный электрод ЭЛТ 33, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом блока 28 поиска. К выходу усилителя 9 промежуточной частоты последовательно подключены ключ 10, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 25, умножитель 11 частоты на восемь, полосовой фильтр 12, делитель 13 частоты на восемь, полосовой фильтр 14, частотный фильтр 14, частотный детектор 5, дифференцирующая цепь 7, генератор 1 развертки и горизонтальный электрод ЭЛТ 2, вертикальный электрод которой соединен с выходом дифференцирующей цепи 6. Moreover, the
К выходу усилителя 9 промежуточной частоты последовательно подключены перемножитель 15, второй вход которого соединен с выходом элемента 24 управляемой задержки, полосовой фильтр 16, умножитель 17 частоты на восемь, полосовой фильтр 18, делитель 19 частоты на восемь, полосовой фильтр 20, фазовый детектор 21, второй вход которого соединен с выходом генератора 32 опорного напряжения, фильтр 32 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала и элемент 24 управляемой задержки, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра 14. К выходу полосового фильтра 16 последовательно подключены ключ 27, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 25, частотный детектор 30 и модулирующий электрод ЭЛТ 34, вертикальный электрод которой непосредственно, а горизонтальный электрод через фазовращатель 31 на 90осоединены с выходом генератора 32 опорного напряжения. К выходу антенны 42 последовательно подключены широкополосный усилитель 43, смеситель 44, второй вход соединен с выходом гетеродина 29, усилитель 45 промежуточной частоты, перемножитель 48, второй вход которого соединен с выходом ключа 10, фильтр 50 нижних частот, квадратор 52, сумматор 54, блок 55 извлечения квадратного корня, однополярный вентиль 56, измеритель 57 временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом ключа 10, и блок 58 регистрации.A multiplier 15 is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 9, the second input of which is connected to the output of the controlled delay element 24, a bandpass filter 16, a frequency multiplier 17 by eight, a bandpass filter 18, a frequency divider 19 by eight, a bandpass filter 20, a phase detector 21, the second input of which is connected to the output of the generator 32 of the reference voltage, the low-pass filter 32, the driver 23 of the control signal and the element 24 controlled delay, the second input of which is connected to the output of the band-pass filter 14. To the output of VAVO filter 16 connected in series with switch 27, a second input coupled to an output of the
К выходу ключа 10 последовательно подключены фазовращатель 46 на 90о, перемножитель 49, второй вход которого через фазовращатель 47 на 90о соединен с выходом усилителя 45 промежуточной частоты, фильтр 51 нижних частот и квадратор 53, выход которого соединен с вторым входом сумматора 54.To the output switch 10 connected in series with the phase shifter 46 to about 90, a multiplier 49, whose second input 47 through a phase shifter 90 connected to the output of intermediate frequency amplifier 45, filter 51 and lowpass squarer 53, which output is coupled to a second input of the adder 54.
Измеритель 57 временных интервалов содержит последовательно включенные дифференцирующую цепь 61, однополярный вентиль 62, счетчик-делитель 67, второй вход которого через элемент 66 совпадения соединен с выходами однополярного вентиля 56 и генератора 65 счетных импульсов, а третий вход через дифференцирующую цепь 64 соединен с выходом амплитудного детектора 63. The
Индикаторное устройство работает следующим образом. The indicator device operates as follows.
Просмотр заданного диапазона Дf осуществляется с помощью блока 28 поиска, который периодически по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 29. Одновременно блок 28 поиска формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 33, которая используется как ось частот и соответствует полосе обзора заданного диапазона частот. Ключи 10 и 27 в исходном состоянии закрыты.The specified range D f is viewed using the search unit 28, which periodically, according to the sawtooth law, tunes the frequency of the local oscillator 29. At the same time, the search unit 28 forms a horizontal scan of the CRT 33, which is used as the frequency axis and corresponds to the field of view of the specified frequency range. Keys 10 and 27 in the initial state are closed.
Принимаемые сигналы с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией (ЛЧМ-МФМн)
U1 = Uc˙cos[ωct + πγt2 + φк(t) + φ1] =
= Uc˙M(t)˙cos(ωct + πγt2 + φ1).Received signals with combined linear frequency modulation and multiple phase shift keying (LFM-MPSK)
U 1 = U c ˙cos [ω c t + πγt 2 + φ к (t) + φ 1 ] =
= U c ˙ M (t) ˙cos (ω c t + πγt 2 + φ 1 ).
U2 = Uc˙cos[ωc(t + τ) + πγ(t + τ)2 +
+ φк(t + ρ) + φ2] = Uc˙M(t + τ) +
+ πγ(t + τ)2 + φк(t + τ) + φ2] ,
0 ≅ t ≅ τи где Uc, ωc, φ1, φ2, τи - амплитуда, начальная несущая частота, начальные фазы и длительность сигналов;
γ= - скорость изменения частоты внутри импульса;
Δfg - девиация частоты;
φи(t) - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φи(t) = const при Кτэ < < t < (К + 1) τэ и может изменяться скачком при t = К τэ т. е. на границах между элементарными посылками (К = 1,2, . . . , N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлены сигналы длительностью τи( τи = N. τэ);
M(t) - модулирующая функция, в соответствии с которой манипулируемая фаза сигналов;
τ= = - время запаздывания сигнала, приходящего на одну из антенн, по отношению к сигналу, приходящего на другую антенну (фиг. 5);
α - расстояние между антеннами (измерительная база);
β - угол прихода радиоволны;
с - скорость распространения света; с выходов антенн 3 и 42 через широкополосные усилители 4 и 43 соответственно поступают на первые входы смесителей 8 и 44, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 29 линейноизменяющейся частоты
U1 - (t) = Uг˙cos(ωгt + πγгt + φг), o≅t≅Tг где Uг, ωг, φг - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина;
γr= - скорость изменения частоты гетеродина. На выходах смесителей 8 и 44 образуются напряжения комбинационных частот.U 2 = U c ˙cos [ω c (t + τ) + πγ (t + τ) 2 +
+ φ to (t + ρ) + φ 2 ] = U c ˙M (t + τ) +
+ πγ (t + τ) 2 + φ к (t + τ) + φ 2 ],
0 ≅ t ≅ τ and where U c , ω c , φ 1 , φ 2, τ and are the amplitude, initial carrier frequency, initial phases and signal duration;
γ = - rate of change of frequency inside the pulse;
Δf g - frequency deviation;
φ and (t) is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t), and φ and (t) = const for Kτ e <<t <(K + 1) τ e and can change stepwise .. at t = K e τ ie at the boundaries between the elementary parcels (K = 1,2,, N-1,...);
τ e , N - the duration and number of chips that make up the signals of duration τ and (τ and = N. τ e );
M (t) is the modulating function, in accordance with which the manipulated phase of the signals;
τ = = - the delay time of the signal arriving at one of the antennas with respect to the signal arriving at the other antenna (Fig. 5);
α is the distance between the antennas (measuring base);
β is the angle of arrival of the radio wave;
c is the speed of light propagation; from the outputs of the
U 1 - (t) = U g ˙cos (ω g t + πγ g t + φ g ), o≅t≅T g where U g , ω g, φ g - amplitude, initial frequency, initial phase and repetition period local oscillator voltage;
γ r = - rate of change of the local oscillator frequency. At the outputs of the mixers 8 and 44, voltages of combination frequencies are generated.
Усилителями 9 и 45 выделяются напряжения промежуточной частоты:
Uпр1(t) = Uпр˙cos[ωпр˙t + πγt2 + φк(t) -
- πγгf2+ φпр1] = Uпр˙M(t)˙cos(ωпрt +
+ πγt2 - πγгf2+ φпр1] .Amplifiers 9 and 45 are allocated voltage intermediate frequency:
U pr1 (t) = U pr ˙cos [ω pr ˙t + πγt 2 + φ к (t) -
- πγ g f 2 + φ pr1 ] = U pr ˙ M (t) ˙cos (ω pr t +
+ πγt 2 - πγ g f 2 + φ pr1 ].
Uпр2(t) = Uпр˙cos[ωпр(t + τ) + πγ(t +
+τ)2 + φк(t + τ) - πγг(t + τ + φпр2] ,
0 ≅ t ≅ τи где Uпр= K1·Uс·Uг;
К1 - коэффициент передачи смесителей;
ωпр = ωc - ωг - промежуточная частота:
φпр1 = φ1 - φг, φпр2 = φ2 - φг. Np2 U (t) = U pr ˙cos [ω ave (t + τ) + πγ ( t +
+ τ) 2 + φ k (t + τ) - πγ g (t + τ + φ pr2 ],
0 ≅ t ≅ τ and where U pr = K 1 · U s · U g ;
To 1 - gear ratio of the mixers;
ω CR = ω c - ω g - intermediate frequency:
φ CR1 = φ 1 - φ g , φ CR2 = φ 2 - φ g .
Напряжение Uпр1(t) с выхода усилителя 9 промежуточной частоты поступает на вход обнаружителя 25. На выходе умножителя 38 частоты на восемь образуется напряжение
U3(t) = Uпр˙cos(8ωпр˙t + 8πγt2 - 8πγгt2 +
+ 8φпр1), 0 ≅ t ≅ τи , в котором фазовая манипуляция уже отсутствует.The voltage U pr1 (t) from the output of the intermediate frequency amplifier 9 is fed to the input of the
U 3 (t) = U pr ˙cos (8ω pr ˙t + 8πγt 2 - 8πγ g t 2 +
+ 8φ pr1 ), 0 ≅ t ≅ τ and , in which phase manipulation is already absent.
Ширина спектра Δ f8 восьмой гармоники сигнала определяется длительностью τи сигнала (f8= ), тогда как ширина спектра Δ fc принимаемого сигнала определяется длительностью τэ его элементарных посылок (fс= ), т. е. ширина спектра восьмой гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра входного сигнала = N.The width of the spectrum Δ f 8 of the eighth harmonic of the signal is determined by the duration τ and the signal ( f 8 = ), while the width of the spectrum Δ f c of the received signal is determined by the duration τ e of its elementary premises ( f c = ), i.e., the spectrum width of the eighth harmonic of the signal is N times smaller than the spectrum width of the input signal = N.
Следовательно, при умножении частоты ЛЧМ-МФМн сигнала на восемь его спектр "сворачивается" в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ЛЧМ-МФМн сигнал даже тогда, когда его мощность на входе устройства меньше мощности шумов и помех. Consequently, when the frequency of the LFM-MPSM signal is multiplied by eight, its spectrum “folds” N times. This circumstance makes it possible to detect the LFM-MFMn signal even when its power at the input of the device is less than the power of noise and interference.
Ширина спектра Δ fc входного сигнала измеряется с помощью измерителя 37, ширина спектра Δ f8 восьмой гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 39. Напряжения U и U8, пропорциональные Δ fc и Δ f8 соответственно, с выходов измерителей 37 и 39 ширины спектра поступают на два входа блока 40 сравнения. Так как U >> U8, то на выходе блока 40 сравнения образуется положительный импульс, который поступает на вход порогового блока 41, где сравнивается с пороговым напряжением Uпор. Пороговое напряжение Uпор выбирается таким, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. Пороговое напряжение Uпор превышается только при обнаружении ЛЧМ-МФМн сигнала. При превышении порогового напряжения Uпорв пороговом блоке 41 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход блока 28 поиска, переводя его в режим остановки, на вход линии задержки 25, на управляющие входы ключей 10 и 27, открывая их, и на вертикальный электрод ЭЛТ 33 с линейной разверткой. С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона Дf и поиск ЛЧМ-МФМн сигналов прекращается на время визуального анализа основных параметров обнаруженного ЛЧМ-МФМн сигнала, которое определяется временем задержки линии задержки 26. При этом на экране ЭЛТ 33 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет начальную несущую частоту ωc обнаруженного ЛЧМ-МФМн сигнала (фиг. 4а).The spectral width Δ f c of the input signal is measured using a
При прекращении просмотра заданного частотного диапазона Дf(при остановке блока 28 поиска) усилителями 9 и 45 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:
Uпр3(t) = Uпр˙cos[ωпр˙t + πγt2 + φк(t) +
+ φпр1] = Uпр˙M(t)˙cos(ωпрt +
+ πγt2 + φпр1] .When you stop viewing a given frequency range D f (when the search unit 28 stops), the following voltages are allocated by the amplifiers 9 and 45 of the intermediate frequency:
U pr3 (t) = U pr ˙cos [ω pr ˙t + πγt 2 + φ к (t) +
+ φ pr1 ] = U pr ˙ M (t) ˙cos (ω pr t +
+ πγt 2 + φ pr1 ].
Uпр4(t) = Uпр˙cos[ωпр(t + τ) + πγ t2 + φк(t + τ) + φпр1] =
= Uпр˙M(t + τ) cos[ωпр(t + τ) + πγ(t + τ) + φпр2] ,
0 ≅ t ≅ τи Напряжение Uпр3 (фиг. 6б) через открытый ключ 10 поступает с выхода усилителя 9 промежуточной частоты на вход умножителя 11 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение
U4(t) = Uпр˙cos(8ωпр˙t + 8πγt2 + 8φпр1),
0 ≅ t ≅ τи , Это напряжение выделяется полосовым фильтром 12 и поступает на вход делителя 13 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение (фиг. 6в).U pr4 (t) = U pr ˙cos [ω pr (t + τ) + πγ t 2 + φ к (t + τ) + φ pr1 ] =
Ave = U ˙M (t + τ) cos [ ω ave (t + τ) + πγ ( t + τ) + φ np2]
0 ≅ t ≅ τ and Voltage U CR3 (Fig. 6b) through the public key 10 is supplied from the output of the intermediate frequency amplifier 9 to the input of the frequency multiplier 11 by eight, at the output of which a voltage is generated
U 4 (t) = U pr ˙cos (8ω pr ˙t + 8πγt 2 + 8φ pr1 ),
0 ≅ t ≅ τ and , This voltage is allocated by the band-pass filter 12 and supplied to the input of the frequency divider 13 by eight, the output of which is generated by voltage (Fig. 6c).
U5 (t) = Uпр˙cos(ωпрt + πγ t2 + φпр1), o≅t≅τи которое представляет собой ЛЧМ сигнал на промежуточной частоте, выделяется полосовым фильтром 14 и поступает на вход частотного детектора 5. На выходе последнего образуется видеоимпульс (фиг. 6г), форма которого соответствует закону линейной частотной модуляции. Указанный видеоимпульс с выхода частотного детектора 5 поступает на вход дифференцирующей цепи, выходной импульс (фиг. 6д) которой подается на вертикальный электрод ЭЛТ 2 и на вход дифференцирующей цепи 7. На выходе последней образуются короткие разнополярные импульсы (фиг. 6е). Причем положительным коротким импульсом запускается, а отрицательным коротким импульсом закрывается генератор 1 развертки. Сформированное пилообразное напряжение (фиг. 6ж) используется в качестве напряжения развертки и поступает на горизонтальный электрод ЭЛТ 2. На экране ЭЛТ 2 образуется импульс (фиг. 4б), длительность которого пропорциональна длительности τипринимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала, амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты γ внутри импульса, а площадь осциллограммы - пропорциональна девиации частоты Δfg(Δfg = γ˙τи) принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала.U 5 (t) = U pr ˙cos (ω pr t + πγ t 2 + φ pr1 ), o≅t≅τ and which is an LFM signal at an intermediate frequency, is allocated by a band-pass filter 14 and fed to the input of the frequency detector 5. A video pulse is formed at the output of the latter (Fig. 6d), the shape of which corresponds to the law of linear frequency modulation. The specified video pulse from the output of the frequency detector 5 is fed to the input of the differentiating circuit, the output pulse (Fig. 6e) of which is supplied to the vertical electrode of the
Для визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала на экран ЭЛТ 2 наносится координатная частотно-временная сетка. For a visual assessment of the main parameters of the received signal, a coordinate frequency-time grid is applied to the
Напряжение U5(t) (фиг. 6в), выделяемое полосовым фильтром 14, подается также на информационный вход элемента 24 управляемой задержки, на выходе которого образуется напряжение
U6(t) = U5(t - τ) = Uпр˙cos[ωпр(t - τ) +
+ πγ(t - τ)2 + φпр1] , 0 ≅ t ≅ τи Это напряжение подается на второй вход перемножителя 15, на первый вход которого поступает напряжение Uпр3(t) (фиг. 6б) с выхода усилителя 9 промежуточной частоты. На выходе перемножителя 15 образуется напряжение биений (фиг. 6з)
Uδ1(t) = U cos[ωδ˙t + φк(t) + φδ] ,
0 ≅ t ≅ τи где Uδ= ·K2·U
К2 - коэффициент передачи перемножителя;
ωδ = 2πγτ - частота биений;
φδ = ωпр˙τ - πγτ2 - начальная фаза биений, которое представляет собой сигнал с многократной фазовой манипуляцией на частоте биений. Причем частота биений определяется скоростью изменения частоты γ сигнала и величиной задержки. Напряжение биений U δ1(t) выделяется полосовым фильтром 16 и поступает на вход умножителя 17 частоты на восемь, на выходе которого образуется гармоническое колебание
U δ2(t) = Uδ ˙ cos(8ωδt + 8φδ), 0 ≅ t ≅ τи . Напряжение U δ2(t) выделяется узкополосным фильтром 18 и поступает на вход делителя 19 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение (фиг. 6и)
Uδ3(t) = Uδ ˙ cos(ωδt + φδ), 0 ≅ t ≅ τи, которое представляет собой гармоническое колебание на частоте биений.The voltage U 5 (t) (Fig. 6c) emitted by the band-pass filter 14 is also supplied to the information input of the controlled delay element 24, the output of which is voltage
6 U (t) = U 5 (t - τ) = U pr ˙cos [ω ave (t - τ) +
+ πγ (t - τ) 2 + φ CR1 ], 0 ≅ t ≅ τ and This voltage is supplied to the second input of the multiplier 15, the first input of which receives voltage U CR3 (t) (Fig. 6b) from the output of the intermediate frequency amplifier 9 . At the output of the multiplier 15, a beat voltage is generated (Fig. 6h)
Uδ 1 (t) = U cos [ωδ˙t + φ к (t) + φδ],
0 ≅ t ≅ τ and where U δ = K 2 U
K 2 is the transmission coefficient of the multiplier;
ωδ = 2πγτ is the beat frequency;
φδ = ω pr ˙τ - πγτ 2 is the initial phase of the beats, which is a signal with multiple phase shift keying at the beat frequency. Moreover, the beat frequency is determined by the rate of change of the γ signal frequency and the delay value. The beat voltage U δ 1 (t) is allocated by a band-pass filter 16 and is fed to the input of a frequency multiplier 17 by eight, at the output of which a harmonic oscillation is generated
U δ 2 (t) = Uδ ˙ cos (8ωδt + 8φδ), 0 ≅ t ≅ τ and . The voltage U δ 2 (t) is allocated by a narrow-band filter 18 and is fed to the input of a frequency divider 19 by eight, at the output of which a voltage is generated (Fig. 6i)
Uδ 3 (t) = Uδ ˙ cos (ωδt + φδ), 0 ≅ t ≅ τ and , which is a harmonic oscillation at the beat frequency.
Напряжение Uδ3(t) выделяется узкополосным фильтром 20 и поступает на первый вход фазового детектора 21, на второй вход которого подается напряжение с выхода генератора 32 опорного напряжения
Uo(t) = Uocos( ωot + φo), где Uo, ωo , φo - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.The voltage Uδ 3 (t) is allocated by a narrow-band filter 20 and is supplied to the first input of the phase detector 21, the second input of which is supplied with voltage from the output of the reference voltage generator 32
U o (t) = U o cos (ω o t + φ o ), where U o , ω o , φ o are the amplitude, frequency, and initial phase of the local oscillator voltage.
Если указанные напряжения отличаются друг от друга по частоте или фазе, то на выходе фазового детектора 21 образуется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависит от степени и направления отклонения частоты биений ωδ от частоты ωoгенератора 32 опорного напряжения. Управляющее напряжение выделяется фильтром 22 нижних частот и с помощью формирователя 23 управляющего сигнала воздействует на элемент 24 управляемой задержки, изменяя величину задержки τ так, чтобы выполнялось равенство
ωδ= 2 π γ τ = ωo.If these voltages differ from each other in frequency or phase, then a control voltage is generated at the output of the phase detector 21. Moreover, the amplitude and polarity of this voltage depends on the degree and direction of deviation of the beat frequency ωδ from the frequency ω o of the reference voltage generator 32. The control voltage is allocated by the low-pass filter 22 and, using the control signal generator 23, acts on the controlled delay element 24, changing the delay value τ so that the equality
ωδ = 2 π γ τ = ω o .
Для визуальной оценки величины скачков фазы Δφ и кратности m фазовой манипуляции принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала используется ЭЛТ 34 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора 32 опорного напряжения, частота ωo которого поддерживается равной частоте биений ωδ(ωo= ωδ) с помощью системы фазовой автоподстройки частоты.To visually assess the magnitude of the phase jumps Δφ and the multiplicity m of phase manipulation of the received LFM-MPSK signal, a circular CRT 34 is used. Moreover, the circular scan is formed using the generator 32 of the reference voltage, the frequency ω o which is maintained equal to the beat frequency ωδ (ω o = ωδ) using a phase-locked loop.
Напряжение Uδ1 (t) (фиг. 6з) с выхода полосового фильтра 16 через открытый ключ 27 поступает на вход частотного детектора 30, на выходе которого формируется последовательность коротких разнополярных импульсов (фиг. 6к), временное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы сигнала (фиг. 6з).The voltage Uδ 1 (t) (Fig. 6h) from the output of the bandpass filter 16 through the open key 27 is fed to the input of the frequency detector 30, the output of which is formed by a sequence of short bipolar pulses (Fig. 6k), the temporary position of which corresponds to the moments of the abrupt change in the signal phase (Fig. 6h).
Напряжение Uo(t) с выхода генератора 32 опорного напряжения поступает непосредственно на вертикальный электрод, а через фазовращатель 31 на 90о - на горизонтальный электрод ЭЛТ 34, образуя на ее экране круговую развертку. Сформированная последовательность кротких разнополярных импульсов (фиг. 6к) с выхода частотного детектора 30 поступает на модулирующий электрод ЭЛТ 34 и осуществляет модуляцию ее электронного луча по яркости. На экране ЭЛТ 34 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг. 4в, г, д). Количество точек определяет кратность m фазовой манипуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы Δφ принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала. При неравенстве частот (ωδ ≠ ωo) яркостные метки будут двигаться по окружности с разностной частотой и достоверность визуальной оценки кратности m фазовой манипуляции и величины скачков фазы Δφ принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала резко снижается. Для устранения этого недостатка используется система фазовой автоподстройки частоты.Voltage U o (t) output from the reference voltage generator 32 is supplied directly to the vertical electrode, and through a phase shifter 31 for 90 - on the horizontal electrode 34 of the CRT to form at its circumferential screen scan. The formed sequence of short-lived bipolar pulses (Fig. 6k) from the output of the frequency detector 30 enters the modulating electrode of the CRT 34 and modulates its electron beam in brightness. On the screen of the CRT 34, an image is formed in the form of several bright points located on a circle (Fig. 4c, d, e). The number of points determines the multiplicity m of phase manipulation, and the angular distance between them is equal to the phase jump Δφ of the received LFM-MPSM signal. With a frequency inequality (ωδ ≠ ω o ), the luminance marks will move around the circle with a difference frequency, and the reliability of the visual estimation of the multiplicity m of phase manipulation and the magnitude of the phase jumps Δφ of the received LFM-MPSM signal decreases sharply. To eliminate this drawback, a phase-locked loop is used.
Напряжения Uпр3(t) и Uпр4(t) с выходов делителей 9 и 45 промежуточной частоты через открытый ключ 10 поступают на два входа перемножителя 48, на выходе которого образуется результирующее колебание
U (t) = Up˙M(t)˙M(t + τ)cos(ω t +
+ φ + UpM(t)˙M(t + τ)˙cos(2ωпрt +
+ 2πγt2 + 2φпр1 + ωδt + πγτ2),
0 ≅ t ≅ τи где Uр= K2U
Uр1(t) = Uδ˙M(t)˙M(t + τ)cos(ωδt + φδ + Δφ),
0 ≅ t ≅ τи, где Δφ = φ2 - φ1; пропорциональное корреляционной функции.Voltages U CR3 (t) and U CR4 (t) from the outputs of the dividers 9 and 45 of the intermediate frequency through the public key 10 are fed to two inputs of the multiplier 48, the output of which is the resulting oscillation
U (t) = U p ˙ M (t) ˙ M (t + τ) cos (ω t +
+ φ + U p M (t) ˙ M (t + τ) ˙cos (2ω pr t +
+ 2πγt 2 + 2φ pr1 + ωδt + πγτ 2 ),
0 ≅ t ≅ τ and where U р = K 2 U
U p1 (t) = Uδ˙M (t) ˙M (t + τ) cos (ωδt + φδ + Δφ),
0 ≅ t ≅ τ and , where Δφ = φ 2 - φ 1 ; proportional to the correlation function.
Максимальное значение корреляционной функции обеспечивается при выполнении следующего условия
/cos( ωδt + φδ)/ = 1. Для выполнения этого условия напряжения Uпр3(t) и Uпр4(t) с выходов усилителей 9 и 45 промежуточной частоты одновременно поступают на входы фазовращателей 46 и 47 на 90о, на выходах которых образуются напряжения:
Uпр5(t) = Uпр˙M(t)˙sin(ωпрt + πγt2 + φпр1),
Uпр6(t) = Uпр˙M(t + τ)sin[ωпр(t + τ) +
+ πγ(t + τ)2 + φпр2] , которые поступают на два входа перемножителя 49. На выходе перемножителя 49 образуется результирующее колебание, из которого фильтром 51 нижних частот выделяется напряжение разностной частоты
Uр2(t) = Uδ˙M(t)˙M(t + τ)sin(ωδt + φδ + Δφ) . Напряжения Uр1(t) и Uр2(t) с выходов фильтров 50 и 51 нижних частот поступают через квадраторы 52 и 53 на два входа сумматора 54
U (t) = U p1 2(t) + U p2 2(t) = [Uδ˙M(t) x
M(t + τ)] 2 x [cos2(ωδt + φδ + Δφ) + + sin2(ωδt + φδ + Δφ)] = [Uδ˙M(t) x x M(t + τ)] 2 . Суммарное напряжение U (t) поступает на вход блока 55 извлечения квадратного корня, на выходе которого образуется низкочастотное напряжение
Uн(t) = U δ˙ M(t). M(t + τ), представляющее собой произведение двух модулирующих функций M(t) (фиг. 7а) и M(t + +τ) (фиг. 7в), сдвинутых друг относительно друга на величину задержки τ.The maximum value of the correlation function is provided when the following condition is met
/ cos (ωδt + φδ) / = 1. To fulfill this condition, the voltages U CR3 (t) and U CR4 (t) from the outputs of the amplifiers 9 and 45 of the intermediate frequency simultaneously arrive at the inputs of the phase shifters 46 and 47 by 90 ° , at the outputs of which stresses are formed:
U pr5 (t) = U pr ˙ M (t) ˙sin (ω pr t + πγt 2 + φ pr1 ),
Pr6 U (t) = U pr ˙M (t + τ) sin [ ω ave (t + τ) +
+ πγ (t + τ) 2 + φ pr2 ], which are supplied to the two inputs of the multiplier 49. The output oscillator 49 generates the resulting oscillation, from which the difference frequency voltage is extracted from the low-pass filter 51
U p2 (t) = Uδ˙M (t) ˙M (t + τ) sin (ωδt + φδ + Δφ). Voltages U p1 (t) and U p2 (t) from the outputs of the low-pass filters 50 and 51 are supplied through the squares 52 and 53 to the two inputs of the adder 54
U (t) = U p1 2 (t) + U p2 2 (t) = [Uδ˙M (t) x
M (t + τ)] 2 x [cos 2 (ωδt + φδ + Δφ) + sin 2 (ωδt + φδ + Δφ)] = [Uδ˙M (t) xx M (t + τ)] 2 . Total voltage U (t) enters the input of the square root extraction unit 55, at the output of which a low-frequency voltage is generated
U n (t) = U δ˙ M (t). M (t + τ), which is the product of two modulating functions M (t) (Fig. 7a) and M (t + + τ) (Fig. 7c), shifted relative to each other by the delay value τ.
Напряжение Uн(t) (фиг. 7е) поступает на вход однополярного вентиля 56, на выходе которого образуются отрицательные импульсы длительностью τ (фиг. 7ж). Эти импульсы поступают на вход измерителя 57 временных интервалов (на вход 59). На выходе дифференцирующей цепи 61 образуется последовательность коротких разнополярных импульсов (фиг. 7з), которые через однополярный вентиль 62 (фиг. 7и) поступают на первый вход счетчика - делителя 67. Однополярные вентили 56 и 62 пропускают только отрицательные импульсы. Отрицательные импульсы (фиг. 7) с выхода однополярного вентиля 56 одновременно поступают на первый вход элемента 66 совпадения, на второй вход которого подаются счетные импульсы с выхода генератора 65 (фиг. 7к). На выходе элемента 66 совпадения образуются счетные импульсы, пропорциональные τ, которые поступают на второй вход счетчика-делителя 67. В счетчике-делителе 67 происходит последовательное сложение импульсов, пропорциональных τ, и деление получившейся суммы на количество n измерений
τср= /n, где τi - длительность i-го временного интервала (i = 1,2, . . . n);
n - объем выборки (количество измерений). Напряжение Uпр3(t) с выхода усилителя 9 промежуточной частоты через открытый ключ 10 одновременно поступает на второй вход (вход 60) измерителя 57 временных интервалов (на вход амплитудного детектора 63). Амплитудный детектор 63 выделяет огибающую напряжения Uпр3(t) (фиг. 7д), которая поступает на вход дифференцирующей цепи 64. На выходе последней образуются два коротких разнополярных импульсов, поступающих на третий вход счетчика-делителя 67. Причем положительным коротким импульсом счетчик-делитель 67 приводится в исходное (нулевое) состояние, т. е. подготавливается к работе. А отрицательным коротким импульсом измеренное среднее значение τсp в цифровом коде переписывается в блок 58 регистрации. По измеренному среднему значению времени задержки τсрможно однозначно определить угол прихода β радиоволны.The voltage U n (t) (Fig. 7f) is supplied to the input of a unipolar valve 56, at the output of which negative pulses of duration τ are formed (Fig. 7g). These pulses are fed to the input of the
τ avg = / n, where τ i is the duration of the ith time interval (i = 1,2,... n);
n is the sample size (number of measurements). The voltage U pr3 (t) from the output of the intermediate frequency amplifier 9 through the public key 10 is simultaneously supplied to the second input (input 60) of the
Время задержки τз линии задержки 26 выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах ЭЛТ 2,33 и 34.The delay time τ s of the delay line 26 is selected so that it is possible to visually evaluate the main parameters of the received LFM-MPSK signal by observing oscillograms on CRT screens 2.33 and 34.
По истечении этого времени напряжение с выхода линии 26 задержки поступает на вход сброса обнаружителя 25 (порогового блока 41) и сбрасывает его содержимое на нулевые значения. При этом блок 28 поиска переводится в режим перестройки, а ключи 10 и 27 закрываются, т. е. переводятся в свои исходные состояния. С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона и поиск ЛЧМ-МФМн сигналов продолжается. After this time, the voltage from the output of the delay line 26 is supplied to the reset input of the detector 25 (threshold block 41) and resets its contents to zero values. In this case, the search unit 28 is transferred to the tuning mode, and the keys 10 and 27 are closed, i.e., are transferred to their initial states. From this moment in time, viewing a given frequency range and searching for LFM-MPSK signals continues.
В случае обнаружения следующего ЛЧМ-МФМн сигнала работа устройства происходит аналогичным образом. In case of detection of the next LFM-MPSK signal, the device operates in a similar way.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает точную и однозначную пеленгацию источника излучения сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией. При чем точная пеленгация достигается увеличением измерительной базы α. А возникающая при этом неоднозначность отсчета угловой координаты устраняется корреляционной квадратурной обработкой принимаемых ЛЧМ-МФМн сигналов, при которой измеряется среднее значение времени задержки τср. Следовательно, функциональные возможности устройства расширены.Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides accurate and unambiguous direction finding of the radiation source of signals with combined linear frequency modulation and multiple phase shift keying. Moreover, accurate direction finding is achieved by increasing the measuring base α. And the resulting ambiguity in reading the angular coordinate is eliminated by correlation quadrature processing of the received LFM-MPSK signals, at which the average value of the delay time τ cf is measured. Therefore, the functionality of the device is expanded.
Кроме того, представление результатов пеленгации в цифровом коде обеспечивает их длительное хранение, передачу на большие расстояния по каналам связи и сопряжение с вычислительной техникой. (56) Авторское свидетельство СССР N 1606859, кл. G 01 D 7/10, 1989. In addition, the presentation of direction finding results in digital code ensures their long-term storage, long-distance transmission via communication channels and interfacing with computer technology. (56) Copyright certificate of the USSR N 1606859, cl. G 01
Авторское свидетельство СССР N 1682788, кл. G 01 D 7/10, 1991. USSR copyright certificate N 1682788, cl. G 01
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5005374 RU2005994C1 (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Indication device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5005374 RU2005994C1 (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Indication device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005994C1 true RU2005994C1 (en) | 1994-01-15 |
Family
ID=21586860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5005374 RU2005994C1 (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Indication device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2005994C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465733C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-10-27 | Виктор Иванович Дикарев | Radio monitoring station |
| CN113794483A (en) * | 2021-08-19 | 2021-12-14 | 南京理工大学 | Radio frequency front end of pulse compression missile-borne detector |
-
1991
- 1991-10-02 RU SU5005374 patent/RU2005994C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465733C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-10-27 | Виктор Иванович Дикарев | Radio monitoring station |
| CN113794483A (en) * | 2021-08-19 | 2021-12-14 | 南京理工大学 | Radio frequency front end of pulse compression missile-borne detector |
| CN113794483B (en) * | 2021-08-19 | 2022-06-28 | 南京理工大学 | A Pulse Compression Missile-borne Detector RF Front-End |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2518428C2 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
| RU2005994C1 (en) | Indication device | |
| RU2009512C1 (en) | Oscillographic spectrum analyzer | |
| RU2005992C1 (en) | Indication device | |
| US3071726A (en) | Frequency modulation measurment method and apparatus | |
| SU1747904A1 (en) | Indication unit | |
| RU1796906C (en) | Radar scope | |
| RU2010244C1 (en) | Panoramic receiver | |
| RU2005993C1 (en) | Indication device | |
| RU1818536C (en) | Indication device | |
| RU1809307C (en) | Indication device | |
| RU2006044C1 (en) | Receiver | |
| RU2044327C1 (en) | Device for measuring linear frequency modulated signal | |
| US3074014A (en) | Phase indicating spectrum analyzer | |
| RU2553065C1 (en) | Panoramic receiver | |
| SU1744469A2 (en) | Indicating device | |
| SU1744473A1 (en) | Indicator | |
| RU2013002C1 (en) | Device for identification of pulse signals with in-pulse modulation | |
| SU1744471A1 (en) | Indication device | |
| RU2003989C1 (en) | Oscillographic phase meter | |
| SU1370594A2 (en) | Oscillographic phase meter | |
| RU1809308C (en) | Indication device | |
| SU1744472A2 (en) | Indicator unit | |
| SU1760471A1 (en) | Panoramic receiver | |
| RU2514160C2 (en) | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals |