RU2652529C1 - Method and device for phasing and equal-signal differential automatic tracking of non-uniform digital antenna array for reception of wide-band signals - Google Patents
Method and device for phasing and equal-signal differential automatic tracking of non-uniform digital antenna array for reception of wide-band signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652529C1 RU2652529C1 RU2017109871A RU2017109871A RU2652529C1 RU 2652529 C1 RU2652529 C1 RU 2652529C1 RU 2017109871 A RU2017109871 A RU 2017109871A RU 2017109871 A RU2017109871 A RU 2017109871A RU 2652529 C1 RU2652529 C1 RU 2652529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- signal
- output
- antenna
- delay
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 203
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 67
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims description 58
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 23
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для приёма широкополосных сигналов в системе сбора телеметрической информации от бортовой аппаратуры космических аппаратов.The invention relates to radio engineering and can be used to receive broadband signals in a system for collecting telemetric information from onboard equipment of spacecraft.
Известен способ формирования диаграммы направленности антенной решётки введением фазового сдвига в числовые последовательности отсчётов сигналов с антенн решётки [см. Проблемы антенной техники/Под ред. Л.Д. Бахраха, Д.И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1989. – 368 с.: ил. – ISBN5-256-00335-6]. Для сравнительно небольшого количества антенн этот способ реализуется последовательной схемой, представленной на фиг. 1, где: 1 – приёмная антенна; 2 – входной малошумящий усилитель (МШУ) и фидер до смесителя; 3 – смеситель; 4 – первый гетеродин; 5 – усилитель промежуточной частоты с полосовым фильтром (УПЧ-ПФ); 6 – делитель; 7 – синхронные фазовые детекторы (СФД); 8 – второй гетеродин; 9 – постоянный фазовращатель на 90°; 10 – аналого-цифровые преобразователи (АЦП); 11 – генератор тактовых импульсов (ГТИ); 12 – дешифратор адресного сигнала; 13 – шина данных; 14 – процессор формирования диаграммы направленности (ПФДН); 15 – запоминающее устройство (ЗУ); 16 – устройство управления (УУ); 17 – приёмник; 18 – управляющая ЭВМ, 21 – ключ.There is a method of forming the antenna array radiation pattern by introducing a phase shift in the numerical sequence of samples of signals from the array antennas [see Problems of antenna technology / Ed. L.D. Bahraha D.I. Voskresensky. - M .: Radio and communications, 1989 .-- 368 p.: Ill. - ISBN5-256-00335-6]. For a relatively small number of antennas, this method is implemented by the serial circuit shown in FIG. 1, where: 1 - receiving antenna; 2 - input low-noise amplifier (LNA) and feeder to the mixer; 3 - mixer; 4 - the first local oscillator; 5 - intermediate frequency amplifier with a bandpass filter (UPCH-PF); 6 - divider; 7 - synchronous phase detectors (SFD); 8 - second local oscillator; 9 - constant phase shifter 90 °; 10 - analog-to-digital converters (ADC); 11 - clock generator (GTI); 12 - decoder address signal; 13 - data bus; 14 - processor beamforming (PFDN); 15 - storage device (memory); 16 - control device (UE); 17 - receiver; 18 - control computer, 21 - key.
Выход каждой приёмной антенны 1 соединён с входом соответствующего МШУ 2, выход каждого МШУ 2 соединён с сигнальным входом соответствующего смесителя 3, гетеродинный вход которого соединён с выходом первого гетеродина 4, выход каждого смесителя 3 соединён с входом соответствующего УПЧ-ПФ 5, выход которого соединён с входом соответствующего делителя 6, первый выход каждого делителя 6 соединён с сигнальным входом первого, а второй выход делителя соединён с сигнальным входом второго из соответствующей пары синхронных фазовых детекторов 7, причём гетеродинный вход каждого первого в соответствующей паре СФД 7 соединён с выходом второго гетеродина 8, а гетеродинный вход каждого второго в соответствующей паре СФД 7 соединён с выходом постоянного фазовращателя на 90° 9, вход которого соединён с выходом второго гетеродина 8, выход каждого СФД 7 соединён с сигнальным входом соответствующего АЦП 10, вход импульсов запуска которого соединён с выходом ГТИ 11, выход данных каждого АЦП 10 соединён с входом соответствующего ключа 21, управляющий вход которого соединён с соответствующим выходом дешифратора адресного сигнала 12, вход которого соединён с первой адресной шиной УУ 16, вход синхронизации УУ 16 соединён с выходом ГТИ 11, выход ключа 21 соединён с соответствующим входом шины данных 13, выход которой соединён с первым входом данных ПФДН 14, причём второй вход данных ПФДН 14 соединён с выходом данных ЗУ 15, а вход управления ПФДН 14 соединён с выходом управления УУ 16, адресная шина ЗУ 15 соединена со второй адресной шиной УУ 16, выход данных ПФДН 14 соединён с входом данных приёмника 17, шина данных и адреса ЗУ 15 соединена с шиной данных и адреса управляющей ЭВМ 18.The output of each
На антенны 1 решётки падает фронт волны радиосигнала со сдвигом для антенны №i на время разности хода лучей Дtio относительно опорной антенны №0. Принятый антенной сигнал усиливают в соответствующем малошумящем усилителе 2, понижают по частоте с использованием первого гетеродина 4 и смесителя 3, усиливают и ограничивают по полосе частот с использованием усилителя промежуточной частоты и полосового фильтра 5, разветвляют на два сигнала делителем 6, формируют квадратурные сигналы с помощью соответствующего синхронного фазового детектора 7, второго гетеродина 8 и постоянного фазовращателя на 90° 9, после чего на аналого-цифровом преобразователе 10 под воздействием импульсов с частотой дискретизации fд от генератора тактовых импульсов 11 формируют цифровые отсчёты значений квадратурных сигналов Siс=Ai·cos(2рfst) и Sis = Ai·sin(2рfst) со средней частотой спектра fs, причём под воздействием адресных сигналов с дешифратора 12, поступающих от устройства управления 16 по приходу импульса синхронизации с ГТИ, отсчёты сигналов разных антенн решётки через соответствующие ключи 21 последовательно вводят в шину данных 13 и далее вводят в процессор формирования диаграммы направленности 14, на котором формируют индивидуальные фазовые сдвиги сигнала каждой антенны на основе данных об относительных задержках сигнала одного фазового фронта на разных антеннах Дtio, которые хранят в запоминающем устройстве 15 и рассчитывают заранее по целеуказаниям в управляющей ЭВМ 18. Процессор формирования диаграммы направленности 14 на основе относительных задержек Дtio фронта волны вычисляет разности фаз сигналов на средней частоте fs спектра сигнала после АЦП по формуле Дцio = 2рfsДtio, определяет результирующие сфазированные сигналы по формуле SiД = Ai·cos(2рfst + Дцio) = Ai·[cos(2рfst)·cos(Дцio) – sin(2рfst)·sin(Дцio)] = Siс·cos(Дцio) – Sis·sin(Дцio) и вычисляет суммарный сигнал со всех антенн решётки, после чего выдаёт его в приёмник 17.The wavefront of the radio signal with a shift for antenna No. i falls on the
Основные недостатки известного решения для формирования диаграммы направленности антенной решётки введением фазового сдвига в числовые последовательности отсчётов сигналов с антенн решётки состоят в его относительной трудоёмкости и непригодности для передачи широкополосных сигналов. Действительно, при фазировании сигналов от N антенн требуется 2N сравнительно трудоёмких операций умножения и N-1 операция сложения. Кроме того, при достаточно широком спектре набеги фаз в достаточно далеко отстоящих по частоте симметричных гармониках разных антенн приводят к недопустимому искажению передаваемого сигнала. Например, гармоники по краям спектра при передаче телеметрической информации (ТМИ) со скоростью 3 Мбит/с, отстоящие примерно на Дf = 6 МГц, при разности хода лучей между антеннами в ДL = 30 м дадут набег фаз Дц =2р·Дf·Дt = 2р·Дf·(ДL/c) = 2р·6·106·30/(3·108)= 1,2р. Гармоники из средней части спектра сигнала ТМИ, отстоящие примерно на Дf = 3 МГц, дадут набег фаз 0,6р. Поскольку при детектировании симметричные частоты спектра радиосигнала складываются, то указанные набеги фаз приведут к сильным искажениям передаваемых широкополосных сигналов. Помимо этого, в известном техническом решении относительные задержки сигнала одного фазового фронта на разных антеннах Дtio на протяжении всей зоны радиовидимости необходимо рассчитывать по целеуказаниям заранее, что требовало хранения значительных объёмов информации в запоминающем устройстве 15.The main disadvantages of the known solution for forming the antenna array radiation pattern by introducing a phase shift in the numerical sequence of samples of signals from the array antennas are its relative complexity and unsuitability for transmitting broadband signals. Indeed, when phasing signals from N antennas, 2N relatively labor-intensive multiplication operations and an N-1 addition operation are required. In addition, with a fairly wide spectrum of phase incursions in symmetrical harmonics of different antennas that are far enough far in frequency, they lead to unacceptable distortion of the transmitted signal. For example, harmonics at the edges of the spectrum when transmitting telemetric information (TMI) at a speed of 3 Mbit / s, spaced by about Df = 6 MHz, with a difference in the path of the rays between the antennas at DL = 30 m, will give an incursion of phases Dts = 2p · Df 2р · Дf · (ДL / c) = 2р · 6 · 10 6 · 30 / (3 · 10 8 ) = 1,2р. Harmonics from the middle part of the spectrum of the TMI signal, spaced about Df = 3 MHz, will give a phase advance of 0.6 p. Since, during detection, the symmetric frequencies of the spectrum of the radio signal are added up, the indicated phase incursions will lead to strong distortions of the transmitted broadband signals. In addition, in the known technical solution, the relative delays of the signal of one phase front on different antennas Дt io throughout the entire radio visibility zone must be calculated based on target designations in advance, which required the storage of significant amounts of information in the
В свою очередь, перечисленные выше недостатки устранены в предлагаемом способе и устройстве фазирования и автосопровождения неэквидистантной цифровой антенной решётки приёма широкополосных сигналов. Использование предложенных способа и устройства обеспечит приём и обработку широкополосных сигналов без искажений при одновременном обеспечении автосопровождения космического аппарата (КА) и обеспечении быстродействия устройства фазирования антенн антенного поля при приёме от антенного поля широкополосных сигналов, несущих, например, телеметрическую информацию о состоянии бортовых систем космических аппаратов, например низкоорбитальных.In turn, the above disadvantages are eliminated in the proposed method and device for phasing and auto tracking non-equidistant digital antenna array for receiving broadband signals. Using the proposed method and device will ensure the reception and processing of broadband signals without distortion while providing auto tracking of the spacecraft (SC) and ensuring the speed of the phasing device of the antenna of the antenna field when receiving broadband signals from the antenna field that carry, for example, telemetry information about the state of onboard systems of spacecraft for example low orbit.
Предложен способ обработки широкополосных сигналов и автосопровождения космического аппарата, предусматривающий приём сигнала антеннами, являющимися частью антенной решётки, и формирование цифровых (дискретных) отсчётов принятого сигнала каждой антенны в соответствующих двух квадратурных информационных каналах с последующим суммированием цифровых (дискретных) отсчётов каждого квадратурного канала от нескольких антенн при контроле времени хода сигнала от опорной и ведомых антенн антенной решётки до своего устройства аналого-цифрового преобразования, а также предусматривающий формирование цифровых (дискретных) отсчётов принятого сигнала каждой антенны в четырёх каналах автосопровождения с некоторым опережением и таким же отставанием от отсчётов соответствующего квадратурного информационного канала с последующим формированием на их основе сигналов автосопровождения антенн по азимуту и углу места, а также расчётом по их значениям новых величин относительных задержек сигнала одного фазового фронта на разных антеннах с последующим вводом соответствующих сигналов задержки в соответствующие регистры предложенного устройства для формирования последующих отсчётов принимаемых сигналов одного фронта. В отличие от аналога широкополосные сигналы, принятые указанными антеннами и пришедшие в предлагаемое устройство фазирования и автосопровождения (УФА), не смещают по фазе, а дискретизируют с периодом дискретизации Дtд с задержками относительно времени прихода по соответствующим фидерам на соответствующие УФА на время подставки Дtп, как показано на диаграмме фиг. 2 для информационных каналов. То есть задерживают не принятые сигналы, а соответствующие последовательности импульсов дискретизации так, чтобы момент времени дискретизации сигнала каждой антенны соответствовал одному и тому же фронту приходящего сигнала. Для этого очередной k-й импульс дискретизации генератора для информационного сигнала антенны №i, сформированный в момент времени tГk, задерживают на времяA method is proposed for processing broadband signals and auto-tracking of a spacecraft, which provides for signal reception by antennas that are part of the antenna array, and the formation of digital (discrete) samples of the received signal of each antenna in the corresponding two quadrature information channels, followed by the summation of digital (discrete) samples of each quadrature channel from several antennas when monitoring the signal travel time from the reference and slave antennas of the antenna array to its analog-to-digital device transformation, as well as providing for the formation of digital (discrete) samples of the received signal of each antenna in four auto-tracking channels with a certain lead and the same lag from the samples of the corresponding quadrature information channel, followed by the formation on their basis of auto-tracking signals of the antennas in azimuth and elevation, as well the calculation of their values of the new values of the relative delays of the signal of one phase front on different antennas with the subsequent input of the corresponding signals There are delays in the corresponding registers of the proposed device for the formation of subsequent samples of the received signals of one edge. In contrast to the analog, the broadband signals received by the indicated antennas and arriving at the proposed phasing and auto tracking (UVA) device are not phase shifted, but are sampled with a sampling period Dt d with delays relative to the time of arrival at the corresponding feeders at the corresponding UVA for the duration of the stand Dt p as shown in the diagram of FIG. 2 for information channels. That is, it is not the received signals that are delayed, but the corresponding sequence of sampling pulses so that the sampling time of the signal of each antenna corresponds to the same edge of the incoming signal. For this, the next k-th sampling pulse of the generator for the information signal of antenna No. i, formed at time t Гk , is delayed for a while
Дtzik = Дtсi0k+ Дtфi – Дtф0 + Дtп . (1) Zik = dt dt dt + si0k .phi.i - dt dt + p ^ 0. (one)
Здесь Дtсi0k – время сдвига момента прихода фронта волны принимаемого сигнала на антенне №i относительно опорной антенны №0, может быть отрицательным, если сигнал приходит на антенну №i раньше, чем на антенну №0, и положительным, если сигнал приходит на антенну №i позже, чем на антенну №0 и изменяется в течение времени зоны радиовидимости КА. Остальные слагаемые времени задержки являются константами. Так, Дtфi – время распространения фронта волны сигнала в фидере от фазового центра антенны №i до устройства фазирования и автосопровождения УФА. Далее, Дtп – время подставки, которое выбирается так, чтобы момент времени k-го импульса дискретизации на всех антеннах наступил позже k-го импульса дискретизации генератора, то есть из условия Дtzik>0. Это условие выполняется всегда, если время подставки Дtп выбирается из условияHere Дt сi0k is the shift time of the arrival time of the wavefront of the received signal at antenna No. i relative to the reference antenna No. 0, can be negative if the signal arrives at antenna No. i earlier than antenna No. 0, and positive if the signal arrives at antenna No. i later than to antenna No. 0 and changes during the spacecraft radio-visibility zone. The remaining terms of the delay time are constants. So, Dt fi is the propagation time of the signal wave front in the feeder from the phase center of antenna No. i to the phasing and auto-tracking device for UVA. Further, Dt p is the stand time, which is chosen so that the time instant of the k-th sampling pulse on all antennas comes later than the k-th sampling pulse of the generator, that is, from the condition Дt zik > 0. This condition is always satisfied if the stand time Дt п is chosen from the condition
Дtп>Дtфmax – Дtфmin + Дtрmax+ Дtоткл + ДtАЦП, (2) N dt> dt fmax - fmin + dt dt dt Pmax + none + dt ADC (2)
где Дtфmax и Дtфmin – максимальное и минимальное время распространения фронта волны сигнала в фидерах антенной решётки, соответственно, Дtрmax – максимально возможное время распространения фронта волны сигнала в свободном пространстве по поперечнику антенной решётки, Дtоткл – время отклонения момента времени взятия отсчёта в отрицательную и в положительную сторону для формирования сигналов автосопровождения относительно времени взятия отсчёта в информационном канале, ДtАЦП – время формирования отсчёта на АЦП. where dt fmax and dt fmin - the minimum and maximum signal wavefront propagation in the feeder of the antenna array, respectively, dt Pmax - maximum possible propagation time of the signal wave front into free space on diameters of antenna array dt none - the deviating points in time taking reference to negative and in the positive direction for the formation of auto-tracking signals relative to the time of taking a sample in the information channel, Дt ADC - the time of formation of a reference for the ADC.
В одном канале автосопровождения каждой квадратуры i-й антенны последовательности импульсов дискретизации задерживают на время Дtоткл меньшее, чем задержка импульсов дискретизации в соответствующем информационном канале Дtzik, то есть задерживают на времяIn one automatic tracking each channel quadrature antenna i-th sampling pulse sequence is delayed by a time dt none less than the delay of the sampling pulses corresponding to an information channel dt zik, that is delayed by the time
ДtzikАС1 =Дtzik – Дtоткл = Дtсi0k+ Дtфi – Дtф0 + Дtп – Дtоткл , (3)Dt = dt zikAS1 zik - none dt = dt + dt si0k .phi.i - ^ 0 dt dt + n - none dt, (3)
а во втором канале автосопровождения этой же квадратуры этой же i-й антенны последовательности импульсов дискретизации задерживают на время Дtоткл большее, чем задержка импульсов дискретизации в соответствующем информационном канале Дtzi, то есть задерживают на время and the second channel of the same quadrature autotracking the same i-th antenna sampling pulse sequence is delayed by a time dt none greater than the sampling pulses delayed in a corresponding data channel dt zi, that is delayed by the time
ДtzikАС2 =Дtzik + Дtоткл = Дtсi0k+ Дtфi – Дtф0 + Дtп + Дtоткл . (4)Dt = dt zikAS2 zik + none dt = dt + dt si0k .phi.i - ^ 0 + dt dt dt n + none. (four)
Поскольку в соответствии с фиг. 2 отсчёт в информационном канале каждой антенны берут спустя одно и то же для всех антенн время подставки Дtп после прихода на устройство фазирования и автосопровождения (УФА) одного и того же фронта волны принимаемого сигнала в разные моменты времени для разных антенн tУФАi, то отсчёты, взятые для разных антенн в моменты времени tk + Дtzi, также относятся к одному и тому же фронту волны принимаемого сигнала, приходящему на фазовые центры антенн и на УФА позже на время Дtп . То есть, если значение сигнала, приходящего в моменты времени tвik на фазовые центры антенн, равно S(t), тогда значение этого сигнала (назовём его синусным квадратурным сигналом), приходящего в моменты времени tУФАik на УФА, равно Since in accordance with FIG. 2 readout in the information channel of each antenna take after one the same for all antennas stand time DtP after the phasing and auto tracking (UVA) device arrives at the same wavefront of the received signal at different times for different antennas tUVAi, then the samples taken for different antennas at time tk + Dtzi, also refer to the same wavefront of the received signal arriving at the phase centers of the antennas and at the UVA later on for the time ДtP . That is, if the value of the signal arriving at time twik on the phase centers of the antennas is equal to S (t), then the value of this signal (let's call it the sine quadrature signal) arriving at time tUFAik on UVA, equal
Si(t) = Ki·S(t), (5)S i (t) = K i · S (t), (5)
где Ki – коэффициент передачи тракта i-й антенны от фазового центра до УФА.where K i is the transmission coefficient of the path of the i-th antenna from the phase center to UVA.
Если значение сигнала S(t), пропущенного через фазовращатель на 90° в моменты времени tвik, равно S90(t), то значение этого косинусного квадратурного сигнала, приходящего в моменты времени tУФАik на УФА, будет равноIf the value of the signal S (t) passed through the phase shifter by 90 ° at time t tik is equal to S 90 (t), then the value of this cosine quadrature signal arriving at time t t UFAik at UFA will be equal to
S90i(t) = Ki· S90(t). (6)S 90i (t) = K i · S 90 (t). (6)
Таким образом, из сигнала i-й антенны Si(t), i = 0, … , N, в дискретные моменты времени tik = tГk + Дtzik= tУФАik+ Дtп формируют отсчёты двух квадратур информационного канала:Thus, from the signal of the ith antenna S i (t), i = 0, ..., N, at discrete time instants t ik = t Гk + Дt zik = t UVAik + Dt p , the samples of two quadrature information channels are formed:
Sik = Si(t + Дtп) = Ki·S(t + Дtп) (7)S ik = S i (t + Dt p ) = K i · S (t + Dt p ) (7)
S90ik = S90i(t + Дtп) = Ki· S90(t + Дtп) (8)S 90ik = S 90i (t + Dt p ) = K i S 90 (t + Dt p ) (8)
Из (7) и (8) видим, что в идеале при одинаковых коэффициентах передачи Ki в приёмных трактах разных антенн и при отсутствии шумов соответствующие квадратурные отсчёты сигналов в информационных каналах разных антенн для одного фронта волны будут одинаковыми.From (7) and (8) we see that, ideally, for the same transmission coefficients K i in the receiving paths of different antennas and in the absence of noise, the corresponding quadrature readings of signals in the information channels of different antennas for the same wave front will be the same.
В дискретные моменты времени tikАС1 = tГk + ДtzikАС1 = tГk + Дtzik – Дtоткл= tУФАik + Дtп – Дtоткл для каждой квадратуры формируют отсчёты канала автосопровождения с опережением соответствующего информационного канала:The discrete times t = t ikAS1 gk + dt zikAS1 gk = t + dt zik - none dt = t + dt UFAik n - none dt for each quadrature channel are formed readings autotracking ahead of the corresponding information channel:
Sik– = Si(t + Дtп – Дtоткл) = Ki·S(t + Дtп – Дtоткл) (9)S ik- = S i (t + dt n - none dt) = K i · S (t + dt n - dt none) (9)
S90ik– = S90i(t + Дtп – Дtоткл) = Ki·S90(t + Дtп – Дtоткл) (10)S 90ik- = S 90i (t + dt n - none dt) = K i · S 90 (t + dt n - dt none) (10)
Наконец, в дискретные моменты времени tikАС2 = tГk + ДtzikАС2 = tГk + Дtzik + Дtоткл= tУФАik + Дtп + Дtоткл для каждой квадратуры формируют отсчёты канала автосопровождения с отставанием от соответствующего информационного канала:Finally, at discrete times t = t ikAS2 gk + zikAS2 dt = t gk + zik + dt dt none UFAik = t + dt n + dt none for each quadrature channel are formed autotracking readings with a time lag from the respective information channel:
Sik+ = Si(t + Дtп + Дtоткл) = Ki·S(t + Дtп + Дtоткл) (11) S ik + = S i (t + dt n + none dt) = K i · S (t + dt n + dt none) (11)
S90ik+ = S90i(t + Дtп + Дtоткл) = Ki·S90(t + Дtп + Дtоткл) (12) S 90ik + = S 90i (t + dt n + none dt) = K i · S 90 (t + dt n + dt none) (12)
Из (9) ÷ (12) видим, что в идеале при одинаковых коэффициентах передачи Ki в приёмных трактах разных антенн и при отсутствии шумов отсчёты сигналов в соответствующих каналах автосопровождения (с отставанием или с опережением) разных антенн для одного фронта волны также будут одинаковыми.From (9) ÷ (12) we see that, ideally, for the same transmission coefficients K i in the receiving paths of different antennas and in the absence of noise, the signal counts in the corresponding auto tracking channels (with lagging or ahead) of different antennas for one wave front will also be the same .
Сформированные цифровые (дискретные) отсчёты принятых сигналов от каждой антенны по каждому из шести каналов (двум информационным (синусному и косинусному) и четырём каналам автосопровождения (двум синусным с опережением и отставанием и двум косинусным с опережением и отставанием) записывают каждый в свой соответствующий индексированный массив памяти в ячейку с соответствующим текущим индексом k, относящимся к текущему фронту волны сигнала.The generated digital (discrete) samples of the received signals from each antenna for each of the six channels (two information (sine and cosine) and four auto-tracking channels (two sine ahead and backward and two cosine ahead and backward) write each in its corresponding indexed array memory in the cell with the corresponding current index k related to the current wave front of the signal.
С задержкой от k-го импульса дискретизации на задающем генераторе, достаточной для прихода сигнала от антенны с наибольшим запаздыванием, в синусном и косинусном информационном канале выбирают из соответствующих массивов и суммируют цифровые (дискретные), соответственно, синусные и косинусные отсчёты по одному от каждой антенны с одним и тем же индексом k, относящимся к одному фронту волны сигнала. Затем определяют амплитуду и фазу отсчёта принятого информационного сигнала. Для синусного и косинусного информационного канала процесс суммирования информационных отсчётов антенн осуществляется в каждом интервале дискретизации Дtд.With a delay from the kth sampling pulse at the master oscillator, sufficient for the signal from the antenna with the greatest delay to arrive, in the sine and cosine information channels, they are selected from the corresponding arrays and digital (discrete), respectively, sine and cosine samples, one from each antenna, are summed with the same index k related to the same wavefront of the signal. Then, the amplitude and reference phase of the received information signal are determined. For the sine and cosine information channels, the process of summing the antenna information samples is carried out in each sampling interval Дt д .
В соответствии с (1) время задержки, гарантирующее момент начала времени суммирования отсчётов антенн одного фронта после прихода этого фронта от антенны с наибольшим запаздыванием, выбирается из условия:In accordance with (1), the delay time guaranteeing the start time of the summation of the samples from the antennas of one edge after this edge arrives from the antenna with the greatest delay is selected from the condition:
Дtz∑ > Дtрmax+ Дtфmax – Дtфmin + Дtп (13)Дt z∑ > Дt рmax + Дt фmax - Дt фmin + Дt п (13)
В соответствии с (2) это условие эквивалентно следующему условию:In accordance with (2), this condition is equivalent to the following condition:
Дtz∑> 2·Дtп – Дtоткл – ДtАЦП (14)
По аналогии с условием (13) для начала обработки отсчётов в четырёх каналах автосопровождения в соответствии с (4) должна быть обеспечена задержка формирования отсчёта относительно k-го импульса дискретизации на задающем генераторе исходя из условия:By analogy with condition (13), to start processing samples in four auto tracking channels in accordance with (4), a delay in the formation of a sample relative to the k-th sampling pulse on the master oscillator must be provided based on the condition:
ДtzАС> Дtрmax+ Дtфmax – Дtфmin + Дtп + Дtоткл, (15) ZAS dt> dt dt Pmax + fmax - fmin + dt dt dt n + none, (15)
что с учётом (2) эквивалентно условию:which, taking into account (2), is equivalent to the condition:
ДtzАС> 2·Дtп – ДtАЦП . (16)Dt zAC > 2 · Dt p - Dt ADC . (16)
Поскольку время отклонения Дtоткл и время ДtАЦП формирования сигнала в АЦП малы по сравнению с максимально возможным временем распространения фронта волны сигнала в свободном пространстве по поперечнику антенной решётки Дtрmax, то в соответствии с (13) и (15) значение задержки времени начала обработки отсчётов одного фронта волны в информационных каналах ДtzобрИ и в каналах автосопровождения ДtzобрАС может быть установлено исходя из одного и того же условия:As the time deviation dt none and dt ADC of the signal time ADC small compared with the maximum possible time signal wavefront propagation in free space on diameters of antenna array dt Pmax, then in accordance with (13) and (15) the value of the delay time starts processing counts of one wave front in the information channels Dt zobrI and in the channels of auto tracking Dt zobrAS can be established on the basis of the same condition:
ДtzобрИ> 2·Дtп (17)Dt zobr >2; Dt p (17)
ДtzобрАС> 2·Дtп Dt zobrAS > 2 · Dt p
Вместе с тем, следует отметить, что обработка в информационном контуре сводится к простому сложению дискретных отсчётов, относящихся к одному фронту волны принимаемого сигнала, что требует времени ДtобрИ существенно меньше периода дискретизации сигнала Дtд, тогда как на каждом шаге автосопровождения необходимо выполнить достаточно сложные вычисления, которые могут потребовать времени обработки ДtобрАС существенно большего, чем период дискретизации Дtд, однако и динамика углового перемещения КА на несколько порядков медленнее динамики изменения передаваемых информационных сигналов. At the same time, it should be noted that processing in the information circuit is reduced to a simple addition of discrete samples related to one wavefront of the received signal, which requires a time Dt arrI significantly less than the sampling period of the signal Dt d , while at each step of auto tracking it is necessary to perform rather complex calculations that may require processing time Дt obrAC significantly longer than the sampling period Дt д , however, the dynamics of the angular displacement of the spacecraft is several orders of magnitude slower than the dynamo Changes in transmitted information signals.
Обработку значений отсчётов в каналах автосопровождения осуществляют с периодом времени TАС, который выбирают из условия:The processing of the values of the samples in the channels of auto tracking is carried out with a period of time T AC , which is selected from the conditions:
TАС > ДtобрАС (18)T AC > Dt obrAS (18)
и составляетand makes up
MдАС = (TАС/Дtд) (19)M dAS = (T AC / Dt d ) (19)
периодов дискретизации. Поскольку процесс углового движения КА намного медленнее процесса изменения радиосигнала, то всегда выполняются условия TАС>>Дtд и MдАС>>1, чтобы успеть рассчитать скорректированные цифровые сигналы автосопровождения антенн.sampling periods. Since the process of angular motion of the spacecraft is much slower than the process of changing the radio signal, the conditions T AC >> Dt d and M dAC >> 1 are always satisfied in order to manage to calculate the corrected digital signals of antenna auto-tracking.
На j-м шаге автосопровождения обрабатывают отсчёты каналов автосопровождения с номером k = (ДtzобрИ /Дtд) + j·(TАС/Дtд).At the jth step of auto tracking, samples of auto tracking channels with the number k = (Dt zobrI / Dt d ) + j · (T AC / Dt d ) are processed.
Обработка состоит в следующем:The processing is as follows:
1) Определяют сумму значений информационных сигналов, соответственно, синусной и косинусной квадратур всех антенн решётки:1) Determine the sum of the values of the information signals, respectively, the sine and cosine quadratures of all the antennas of the array:
(20) (twenty)
(21) (21)
2) Определяют фазу информационного сигнала решётки:2) Determine the phase of the lattice information signal:
(22) (22)
3) Для каждой i-й антенны находят разность значений отсчётов для синусной и косинусной квадратур в каналах автосопровождения, взятых с отклонением в отрицательную и в положительную сторону относительно k-го отсчёта информационного канала, и получают значения разностного сигнала для синусной и косинусной квадратуры i-й антенны:3) For each i-th antenna, the difference in the values of the samples for the sine and cosine quadratures in the auto tracking channels taken with a deviation in the negative and in the positive direction relative to the k-th sample of the information channel is found, and the values of the difference signal for the sine and cosine quadratures i- th antenna:
ДuАСik = Sik– – Sik+ (23)Du ACik = S ik– - S ik + (23)
ДuАС90ik = S90ik– – S90ik+ (24)Du AC90ik = S 90ik– - S 90ik + (24)
4) Определяют сумму значений разностных сигналов синусной и косинусной квадратур антенн ближней к КА части антенного поля относительно фазового центра решётки:4) Determine the sum of the values of the difference signals of the sine and cosine quadratures of the antennas near the spacecraft part of the antenna field relative to the phase center of the array:
(25) (25)
(26) (26)
5) Определяют сумму значений разностных сигналов синусной и косинусной квадратур антенн дальней к КА части антенного поля относительно фазового центра решётки:5) The sum of the values of the difference signals of the sine and cosine quadratures of the antennas distant to the spacecraft part of the antenna field relative to the phase center of the array is determined:
(27) (27)
(28) (28)
6) Определяют значение разности суммарных значений разностных сигналов синусной и косинусной квадратур антенн ближней и дальней к КА частей антенного поля относительно фазового центра решётки:6) Determine the value of the difference of the total values of the difference signals of the sine and cosine quadratures of the antennas near and far to the spacecraft parts of the antenna field relative to the phase center of the array:
(29) (29)
(30) (thirty)
5) Определяют модуль управляющего сигнала наведения антенн решётки по углу места Φ:5) Determine the module of the control signal for guiding the array antennas by elevation angle Φ:
(31) (31)
6) Определяют фазу управляющего сигнала наведения антенн решётки по углу места Φ:6) Determine the phase of the control signal for pointing the array antennas in elevation Φ:
(32) (32)
7) Определяют знак управляющего сигнала наведения антенн решётки по углу места Φ:7) Determine the sign of the control signal of pointing the antennas of the array in elevation Φ:
(33) (33)
8) Управляющий сигнал наведения антенн решётки по углу места Φ со значением8) The control signal for pointing the array antennas in elevation angle Φ with the value
(34) (34)
преобразуют в аналоговую форму, фильтруют на фильтре нижних частот, усиливают на электромашинных усилителях и подают на приводы наведения антенн решётки по углу места. they are converted into analog form, filtered on a low-pass filter, amplified on electric machine amplifiers and fed to the antenna pointing drives of the array in elevation.
9) Определяют значение угла места диаграммы направленности антенн решётки на j-м шаге автосопровождения:9) Determine the elevation angle of the antenna array pattern at the j-th step of auto tracking:
(35) (35)
Здесь KΦ – коэффициент передачи цифрового контура управления по углу места. Here K Φ is the transmission coefficient of the digital control loop in elevation.
Значение угла места в начале зоны радиовидимости определяют по принятой технологии проведения сеансов связи с КА. Как правило, по КА работают с горизонта по нулевой зоне радиовидимости, когда ΦДН0 = 0, однако за исходное может быть принято любое направление на КА в пределах зоны радиовидимости и, следовательно, любое значение исходного угла места от нулевого до наибольшего значения угла места на параметре по целеуказаниям на КА.The elevation angle at the beginning of the radio visibility zone is determined by the adopted technology for conducting communication sessions with the spacecraft. As a rule, the spacecraft work from the horizon in the zero radio visibility zone when Φ ДН0 = 0, however, the initial direction can be any direction on the spacecraft within the radio visibility zone and, therefore, any value of the initial elevation angle from zero to the highest elevation angle target designation on the spacecraft.
10) Определяют сумму значений разностных сигналов синусной и косинусной квадратур антенн левой части антенного поля относительно направления на КА от фазового центра решётки:10) Determine the sum of the values of the difference signals of the sine and cosine quadrature antennas of the left part of the antenna field relative to the direction of the spacecraft from the phase center of the array:
(36) (36)
(37) (37)
11) Определяют сумму значений разностных сигналов синусной и косинусной квадратур антенн правой части антенного поля относительно направления КА от фазового центра решётки:11) Determine the sum of the values of the difference signals of the sine and cosine quadrature antennas of the right side of the antenna field relative to the direction of the spacecraft from the phase center of the array:
(38) (38)
(39) (39)
12) Определяют значение разности суммарных значений разностных сигналов синусной и косинусной квадратур антенн левой и правой относительно КА и фазового цента решётки частей антенного поля:12) Determine the difference value of the total values of the difference signals of the sine and cosine quadratures of the antennas left and right relative to the spacecraft and the phase center of the array of parts of the antenna field:
(40) (40)
(41) (41)
13) Определяют модуль управляющего сигнала наведения антенн решётки по азимуту Ш:13) Determine the control signal module of the antenna guidance of the array in azimuth W:
(42) (42)
14) Определяют фазу управляющего сигнала наведения антенн решётки по азимуту Ш:14) Determine the phase of the control signal of the guidance of the antennas of the array in azimuth W:
(43) (43)
15) Определяют знак управляющего сигнала наведения антенн решётки по азимуту Ш:15) Determine the sign of the control signal of the guidance of the antennas of the array in azimuth W:
(44) (44)
16) Управляющий сигнал наведения антенн решётки по азимуту Ш со значением16) The control signal for guiding the array antennas in azimuth Ш with the value
(45) (45)
преобразуют в аналоговую форму, фильтруют на фильтре нижних частот, усиливают на электромашинных усилителях и подают на приводы наведения антенн решётки по азимуту. they are converted into analog form, filtered on a low-pass filter, amplified on electric machine amplifiers and fed to the antenna pointing drives of the array in azimuth.
17) Определяют значение азимута диаграммы направленности антенн решётки на j-м шаге автосопровождения:17) Determine the azimuth of the antenna array pattern at the j-th step of auto tracking:
(46) (46)
Здесь KΨ – коэффициент передачи цифрового контура управления по азимуту. Исходное значение азимута определяют по целеуказаниям на КА.Here K Ψ is the transmission coefficient of the digital control loop in azimuth. The initial azimuth value is determined by the target designation on the spacecraft.
18) Определяют направляющие косинусы диаграмм направленности антенн антенной решётки на j-м шаге автосопровождения в местной системе координат, представленной на фиг. 3, по формулам18) The direction cosines of the antenna array antenna radiation patterns are determined at the jth step of auto tracking in the local coordinate system shown in FIG. 3, by the formulas
cos(αДНj) = cos(ЦДНj)·sin(ШДНj); (47)cos (α ДНj ) = cos (Ц ДНj ) · sin (Ш ДНj ); (47)
cos(βДНj) = cos(ЦДНj)·cos(ШДНj); (48)cos (β ДНj ) = cos (Ц ДНj ) · cos (Ш ДНj ); (48)
cos(γДНj) = sin(ЦДНj) (49)cos (γ ДНj ) = sin (Ц ДНj ) (49)
19) Определяют разность хода лучей с направления диаграммы направленности антенн на j-м шаге автосопровождения между антеннами №i (Аi) и опорной антенной № 0 (А0) по формуле:19) Determine the difference in the path of the rays from the direction of the antenna pattern at the j-th step of auto tracking between antennas No. i (A i ) and the reference antenna No. 0 (A 0 ) according to the formula:
ΔRi0j = Li0·cos(∠Аi-0-ДНj)=ΔR i0j = L i0 · cos (∠А i -0-ДНj) =
= Li0·[cos(αi0)·cos(αДНj) + cos(βi0)·cos(βДНj) + cos(γi0)·cos(γДНj)] (50)= L i0 · [cos (α i0 ) · cos (α ДНj ) + cos (β i0 ) · cos (β ДНj ) + cos (γ i0 ) · cos (γ ДНj )] (50)
Здесь Li0 – расстояние между фазовыми центрами антенн Аi и А0, cos(αi0), cos(βi0), cos(γДНj) – направляющие косинусы векторов от опорной антенны А0 к антенне Аi, рассчитываются по формулам:Here L i0 is the distance between the phase centers of the antennas A i and A 0 , cos (α i0 ), cos (β i0 ), cos (γ ДНj ) are the direction cosines of the vectors from the reference antenna A 0 to the antenna A i , are calculated by the formulas:
(51) (51)
cos(αi0) = (xi – x0)/Li0; (52)cos (α i0 ) = (x i - x 0 ) / L i0 ; (52)
cos(βi0) = (yi – y0)/Li0; (53)cos (β i0 ) = (y i - y 0 ) / L i0 ; (53)
cos(γi0) = (zi – z0)/Li0; (54)cos (γ i0 ) = (z i - z 0 ) / L i0 ; (54)
где (xi, yi, zi) и (x0, y0, z0) – координаты фазовых центров антенн Аi и А0 в местной системе координат (см. фиг.3).where (x i, y i, z i ) and (x 0, y 0, z 0 ) are the coordinates of the phase centers of the antennas A i and A 0 in the local coordinate system (see figure 3).
20) Определяют Дtсi0j – оценку сдвига по времени прихода радиосигнала между антеннами Аi и А0 по формуле:20) Determine Дt сi0j - estimate of the shift in time of arrival of the radio signal between antennas A i and A 0 according to the formula:
Дtсi0j = ΔRi0j/c, (55)Дt сi0j = ΔR i0j / c, (55)
где c – скорость света в свободном пространстве.where c is the speed of light in free space.
21) Заменяют на регистрах предложенного устройства фазирования и автосопровождения ЦАР цифровые сигналы сдвига по времени прихода радиосигнала между антеннами Аi и А0 со значениями Дtсi0j-1 на сформированные на j-м шаге автосопровождения цифровые сигналы со значениями Дtсi0j для работы УФА на (j+1)-м шаге автосопровождения.21) Replace on the registers of the proposed CAR phasing and auto tracking device digital signals of the time shift of the arrival of the radio signal between antennas A i and A 0 with values Dt ci0j-1 to digital signals formed at the jth step of auto tracking with Dt ci0j values for UVA operation at ( j + 1) -th step of auto tracking.
Поскольку значения сигналов рассогласования из-за неточного, но синфазного наведения на антеннах, находящихся по разные стороны относительно фазового центра решётки, будут иметь противоположный знак, то при вычитании абсолютные значения этих сигналов будут складываться, увеличивая значение результирующего сигнала рассогласования.Since the values of the mismatch signals due to inaccurate but in-phase guidance on the antennas located on opposite sides relative to the phase center of the array will have the opposite sign, when subtracting the absolute values of these signals will add up, increasing the value of the resulting mismatch signal.
Сущность предлагаемого равносигнально-разностного метода автосопровождения в цифровой антенной решётке поясняется векторными диаграммами на фиг. 4-14 для гармоник принимаемых сигналов. The essence of the proposed equal-difference difference method of auto tracking in a digital antenna array is illustrated by vector diagrams in FIG. 4-14 for harmonics of received signals.
Допустим, осуществляется приём гармонического сигнала S решёткой из двух антенн А1 и А2. В информационном тракте антенна А1 принимает сигнал S1, а антенна А2 – сигнал S2. В тракте автосопровождения сигнал от источника принимают с упреждением и с запаздыванием относительно информационного тракта на некоторый интервал времени отклонения Дtоткл.Suppose that a harmonic signal S is received by an array of two antennas A1 and A2. In the information path, antenna A1 receives signal S 1 , and antenna A2 receives signal S 2 . The automatic tracking signal path from the power take proactively and with a delay relative path information for an interval of time dt deviation none.
При точном наведении обеих антенн на источник сигнала сдвиг по фазе относительно фазового центра решётки принимаемых антеннами А1 и А2 сигналов S1 и S2 будет равен нулю и при времени отклонения Дtоткл взятия отсчётов в каналах автосопровождения относительно информационного канала таком, что сдвиг по фазе сигналов в каналах автосопровождения |ц1|< 90°, векторная диаграмма сигналов на антеннах А1 и А2 будет иметь вид, представленный на фиг. 4. Здесь d1 – вектор разности сигнала S1-, принятого антенной А1 по каналу автосопровождения с упреждением на время Дtоткл относительно сигнала S1, принятого антенной А1 в информационном тракте, и сигнала S1+, принятого антенной А1 по каналу автосопровождения с отставанием на время Дtоткл относительно сигнала S1, принятого антенной А1 в информационном тракте. Аналогичное значение имеет вектор d2 разности соответствующих сигналов S2- и S2+, принятых в канале с опережением и с отставанием в тракте автосопровождения антенны А2. Очевидно, что нулевое отклонение диаграмм направленности антенн от направления на источник сигнала для разностных сигналов отклонения по времени взятия отсчётов является равносигнальным, разностные сигналы d1 и d2 равны между собой, а их разность d12 = d1 – d2, являющаяся сигналом наведения антенн, равна нулю. At exact hover both antennas to the source signal phase shift relative to the phase center of the lattice received by antennas A1 and A2, the signals S 1 and S 2 is zero and the time deviation dt none taking readout in automatic tracking channels regarding traffic channel such that the shift signal phase in the auto-tracking channels | c 1 | <90 °, the vector diagram of the signals on antennas A1 and A2 will have the form shown in FIG. 4. Here, d1 - difference signal vector S 1- received by the antenna A1 on channel autotracking proactively in time dt none S 1 relative to the signal received by the antenna A1 in the data path, and S 1+ signal received by the antenna A1 on channel autotracking lagging none dt at time relative to the signal S 1 received by the antenna A1 in the data path. The vector d2 of the difference of the corresponding signals S 2- and S 2+ received in the channel ahead of and with a lag in the auto-tracking path of antenna A2 has a similar value. Obviously, the zero deviation of the antenna patterns from the direction to the signal source for difference signals of deviation in the time of sampling is equal to the signal, the difference signals d1 and d2 are equal to each other, and their difference d12 = d1 - d2, which is the antenna pointing signal, is zero.
При том же времени отклонения взятия отсчётов сигналов Дtоткл в трактах автосопровождения антенн А1 и А2 и при некотором отклонении диаграммы направленности решётки от направления на источник сигнала в сторону антенны А2, приводящем к сдвигу фазы принимаемого сигнала в информационном канале антенны А1 на угол + ξ2 , а в антенне А2 на угол – ξ2 относительно фазового центра решётки, где ξ2< 90°, имеем векторную диаграмму сигналов на фиг. 5, а при таком же отклонении диаграммы направленности решётки в сторону антенны А1 имеем векторную диаграмму сигналов на фиг. 6. В этих случаях вычитание разностных сигналов d1 и d2 формирует уже ненулевой сигнал наведения антенн d12, знак которого зависит от направления отклонения диаграммы направленности решётки. At the same time deviations taking readout signal dt none in tracts autotracking A1 antennas and A2 at a certain deviation of the lattice of the radiation pattern of the direction of the source signal towards the antenna A2, resulting in a received signal phase shift in the information channel of the antennas A1 through an angle of + ξ 2 , and in antenna A2, at an angle of ξ 2 relative to the phase center of the grating, where ξ 2 <90 °, we have a vector diagram of the signals in FIG. 5, and with the same deviation of the array pattern towards the antenna A1, we have a vector signal diagram in FIG. 6. In these cases, the subtraction of the difference signals d1 and d2 forms an already non-zero antenna pointing signal d12, the sign of which depends on the direction of the deviation of the array pattern.
Величина сигнала наведения антенн d12 при одном и том же отклонении диаграммы направленности решётки ξ2 от источника сигнала определяется временем отклонения взятия отсчётов сигналов Дtоткл в трактах автосопровождения антенн А1 и А2 и достигает максимума при таком значении времени отклонения Дtоткл , когда сдвиг по фазе сигналов в каналах автосопровождения |ц2| = 90°, как показано на фиг. 7, 8 и 9.Size antenna pointing signal d12 with the same deviation pattern lattice ξ 2 from the signal source chart is determined by the taking of readout signals deflection dt none in tracts autotracking A1 antennas A2 and reaches a maximum at a value of time deviations dt off when the shift signal phase in the channels of auto tracking | q 2 | = 90 °, as shown in FIG. 7, 8 and 9.
Максимум максиморум сигнала наведения антенн d12 достигает учетверённого значения принимаемого сигнала одной антенной S (без учёта ослабления диаграммой направленности парциальной антенны), когда это отклонение диаграммы направленности решётки приведёт к сдвигу фазы принимаемого сигнала в информационном канале антенн А1 и А2 относительно фазового центра решётки на угол ξ3 = 90°, как это показано на фиг. 10 и 11. Этот гипотетический случай, представляющий чисто теоретический интерес, определяет динамический диапазон сигнала наведения антенн в предлагаемом равносигнально-разностном методе, а именно |d12|maxmax=4|S|.The maximum maximum of the antenna pointing signal d12 reaches the quadruple of the received signal value by one antenna S (without taking into account the attenuation of the partial antenna pattern), when this deviation of the array pattern leads to a phase shift of the received signal in the information channel of antennas A1 and A2 relative to the phase center of the array by an angle ξ 3 = 90 °, as shown in FIG. 10 and 11. This hypothetical case, which is of purely theoretical interest, determines the dynamic range of the antenna pointing signal in the proposed equal-difference method, namely | d12 | maxmax = 4 | S |.
На фиг. 12, 13 и 14 представлены векторные диаграммы сигналов антенн в случае, когда время отклонения взятия отсчётов сигналов Дtоткл в трактах автосопровождения имеет такое значение, что сдвиг по фазе сигналов в каналах автосопровождения относительно информационного канала 90°<|ц3|<180°. Видим, что при превышении сдвигом фазы относительно фазового центра решётки в каналах автосопровождения значения 90° величина сигнала наведения антенн d12 начинает уменьшаться, обращаясь в ноль при сдвиге в 180°. Это позволяет дать следующую рекомендацию по выбору величины времени отклонения взятия отсчётов сигналов Дtоткл в трактах автосопровождения.In FIG. 12, 13 and 14 are vector signals of antenna patterns in a case where time deviations taking readout dt none signals in paths autotracking has a value such that the shift of the signal phase automatic tracking channels regarding traffic channel 90 ° <| n 3 | <180 °. We see that when the phase shift relative to the phase center of the grating in the auto tracking channels exceeds 90 °, the value of the antenna pointing signal d12 begins to decrease, turning to zero at a shift of 180 °. This allows us to give the following recommendation on the choice of the value of time changes taking counts dt signals off the path automatic tracking.
Время отклонения взятия отсчётов сигналов Дtоткл в трактах автосопровождения следует выбирать таким образом, чтобы гармоники сигнала в средней части спектра fс для каналов автосопровождения имели сдвиг по фазе относительно соответствующих гармоник в средней части спектра информационного канала примерно на ± 90°, то есть исходя из условия 2·р·fс·Дtоткл = р/2. Тогда векторные диаграммы для гармоник в средней части спектра принимаемого широкополосного сигнала будут иметь вид, представленный на фиг. 7-9, векторные диаграммы для гармоник в нижней части спектра принимаемого широкополосного сигнала будут иметь вид, представленный на фиг. 4-6, наконец, векторные диаграммы для гармоник в верхней части спектра принимаемого широкополосного сигнала будут иметь вид, представленный на фиг. 12-14.The capture sampling signal deviation dt none in tracts autotracking should be selected so that the harmonic of the signal in the middle of the spectrum f s for automatic tracking channels have a phase shift relative to corresponding harmonics in the middle part of the information channel of the spectrum by about ± 90 °, i.e. starting from
Важно, что при таком выборе времени отклонения Дtоткл результирующие разностные сигналы от всех гармоник спектра принимаемого радиосигнала имеют одинаковую полярность и суммируются по абсолютной величине при формировании результирующего сигнала наведения антенн по предлагаемому равносигнально-разностному методу.It is important that such a timing deviation dt none resulting difference signals from all the spectrum of the received RF signal harmonics have the same polarity and are summed absolute values resulting in the formation of the antennas on the proposed guidance signal equisignal-difference method.
Принадлежность антенны к ближней или дальней, левой или правой части антенного поля относительно фазового центра решётки, используемую в вычислениях по формулам (25)÷(32), (36)÷(43), определяют следующим образом.The affiliation of the antenna to the near or far, left or right side of the antenna field relative to the phase center of the array, used in the calculations according to formulas (25) ÷ (32), (36) ÷ (43), is determined as follows.
1) Определяют координаты фазового центра цифровой антенной решётки по формулам1) The coordinates of the phase center of the digital antenna array are determined by the formulas
(56) (56)
Здесь N – количество антенн в решётке антенного поля; (xi, yi, zi) – координаты фазового центра антенны Аi в местной системе координат (см. фиг.3).Here N is the number of antennas in the antenna field array; (x i, y i, z i ) - the coordinates of the phase center of the antenna A i in the local coordinate system (see figure 3).
2) Определяют расстояние от фазового цента (ФЦ) ЦАР до каждойантенны Аi:2) Determine the distance from the phase center (FC) of the CAR to each antenna A i :
(57) (57)
3) Определяют направляющие косинусы векторов из фазового центра ЦАР на каждую антенну Аi в местной системе координат (фиг. 15):3) Determine the directional cosines of the vectors from the CAR phase center to each antenna A i in the local coordinate system (Fig. 15):
cos(αiц) = (xi – xфц)/Liц; (58)cos (α iс ) = (x i - x фц ) / L iц ; (58)
cos(βiц) = (yi – yфц)/Liц; (59)cos (β iс ) = (y i - y фц ) / L iц ; (59)
cos(γiц) = (zi – zфц)/Liц; (60)cos (γ iс ) = (z i - z фц ) / L iц ; (60)
4) Определяют направляющие косинусы проекций на горизонтальную плоскость векторов из фазового центра ЦАР на каждую антенну Аi :4) Determine the directional cosines of the projections onto the horizontal plane of the vectors from the phase center of the CAR on each antenna A i :
cos(αiцГ) = (xi – xфц)/LiцГ = (xi – xфц)/(Liц · sin(γiц)) = cos(αiц)/sin(γiц); (61)cos (α iCG ) = (x i - x FC ) / L iCG = (x i - x FC ) / (L iC sin (γ iC )) = cos (α iC ) / sin (γ iC ); (61)
cos(βiцГ) = (yi – yфц)/ LiцГ = (yi – yфц)/ (Liц · cos(γiц)) = cos(βiц)/sin(γiц); (62)cos (β yc ) = (y i - y fc ) / L iCG = (y i - y fc ) / (L iC cos (γ iC )) = cos (β iC ) / sin (γ iC ); (62)
5) Определяют направляющие косинусы проекции на горизонтальную плоскость вектора диаграммы направленности отдельной антенны в текущий момент времени:5) Determine the directional cosines of the projection onto the horizontal plane of the vector of the radiation pattern of an individual antenna at the current time:
cos(αДНГj) = sin(ШДНj); (63)cos (α DNGj ) = sin (W DNJj ); (63)
cos(βДНГj) = cos(ШДНj); (64)cos (β DNGj ) = cos (W DNJj ); (64)
6) В горизонтальной плоскости для каждой антенны определяют косинус разности азимутов направления на антенну и текущего направления диаграммы направленности антенны:6) In the horizontal plane for each antenna, determine the cosine of the difference in azimuths of the direction to the antenna and the current direction of the antenna pattern:
cos[∠(азимут ДНj – азимутАi )] = cos(αiцГ)·cos(αДНГj) + cos(βiцГ)·cos(βДНГj)= cos [∠ (azimuth DNj - azimuthA i )] = cos (α iGG ) cos (α DNGj ) + cos (β iGG ) · cos (β DNG j ) =
= cos(αiц)/sin(γiц)·sin(ШДНj)+ cos(βiц)/sin(γiц)·cos(ШДНj); (65)= cos (α ijc ) / sin (γ ijc ) · sin (W DNj ) + cos (β ijc ) / sin (γ ijc ) · cos (W DNj ); (65)
7) Определяют условие «ближе» – «дальше» для каждой антенны в текущий момент времени:7) Determine the condition "closer" - "further" for each antenna at the current time:
если cos(∠(азимут ДНj – азимут Аi)) > 0, то Аi ближе к КА, чем ФЦ; (66)if cos (∠ (azimuth ДНj - azimuth А i ))> 0, then А i is closer to the spacecraft than the FC; (66)
если cos(∠(азимут ДНj – азимут Аi)) < 0, то Аi дальше от КА, чем ФЦ. (67)if cos (∠ (azimuth ДНj - azimuth А i )) <0, then А i is further from the spacecraft than the FC. (67)
8) В горизонтальной плоскости для каждой антенны определяют синус разности азимутов направления на антенну и текущего направления диаграммы направленности антенны:8) In the horizontal plane for each antenna, determine the sine of the difference in azimuths of the direction to the antenna and the current direction of the antenna pattern:
sin[∠(азимут ДНj – азимут Аi)] = – cos{∠[(азимут ДН j+р/2) – азимут Аi]} = sin [∠ (azimuth ДНj - azimuth А i )] = - cos {∠ [(azimuth ДН j + р / 2) - azimuth А i ]} =
= – { cos(αiц)/sin(γiц)·sin(ШДНj+р/2)+ cos(βiц)/sin(γiц)· cos(ШДНj+р/2)} = = - {cos (α iq ) / sin (γ iq ) · sin (W DNj + p / 2) + cos (β ij ) / sin (γ ij ) · cos (W DNj + p / 2)} =
= –cos(αiц)/sin(γiц)·cos(ШДНj) + cos(βiц)/sin(γiц)· sin(ШДНj) (68)= –Cos (α iц ) / sin (γ i ·) · cos (W DN ) + cos (β i )) / sin (γ i )) · sin (W DN ) (68)
9) Определяют условие «справа» – «слева» для каждой антенны в текущий момент времени:9) Determine the condition "right" - "left" for each antenna at the current time:
Если sin(∠(азимут ДНj– азимут Аi)) > 0, то Аi левее, чем ФЦ; (69)If sin (∠ (azimuth ДНj – azimuth А i ))> 0, then А i is to the left of the FC; (69)
Если sin(∠(азимут ДНj – азимут Аi)) < 0, то Аi правее, чем ФЦ. (70)If sin (∠ (azimuth ДНj - azimuth А i )) <0, then А i is more to the right than the FC. (70)
Предложено устройство фазирования и автосопровождения неэквидистантной цифровой антенной решётки приёма широкополосных сигналов, содержащее совокупность трактов приёма сигналов от антенн и автосопровождения антенн, являющихся частью антенной решётки.A phasing and auto-tracking device for a nonequidistant digital antenna array for receiving broadband signals is proposed, which contains a set of signal reception paths from antennas and auto-tracking antennas that are part of the antenna array.
Схема предложенного устройства фазирования и равносигнально-разностного автосопровождения неэквидистантной цифровой антенной решётки приёма широкополосных сигналов приведена на фиг. 16, где: 1 – приёмная антенна; 2 – входной малошумящий усилитель (МШУ) и фидер до смесителя; 3-1 – смеситель первой промежуточной частоты (ПЧ-1); 3-2 – смеситель второй промежуточной частоты (ПЧ-2); 4 – первый гетеродин; 5-1 – усилитель ПЧ-1с полосовым фильтром (УПЧ-ПФ-1); 5-2 – усилитель ПЧ-2 с полосовым фильтром (УПЧ-ПФ-2); 6 – делитель; 8 – второй гетеродин; 9 – постоянный фазовращатель на 90°; 11 – генератор тактовых импульсов (ГТИ); 12 – дешифратор адресного сигнала; 13 – шина данных; 14 – процессор формирования диаграммы направленности (ПФДН); 15 – запоминающее устройство (ЗУ); 16 – управляющая ЭВМ (УЭВМ); 17 – приёмник. В этом предложенном устройстве фазирования и автосопровождения устранены (см. фиг. 1) синхронные фазовые детекторы – 7, функции устройства управления возложены на управляющую ЭВМ (УЭВМ) – 16 и введены: смесители ПЧ-2 – 3-2, усилители с фильтрами УПЧ-ПФ-2 – 5-2, счётчик-делитель – 19; блок задержки последовательности импульсов (БЗПИ) – 20; ключ сигнала индекса – 21; блоки дискретизации сигнала антенны (БДСА) – 23; регистр сигнала наведения антенны по азимуту – 24; регистр сигнала наведения антенны по углу места - 25; цифро-аналоговый преобразователь сигнала наведения по азимуту – 26; цифро-аналоговый преобразователь сигнала наведения по углу места – 27; фильтр нижних частот сигнала наведения по азимуту – 28; фильтр нижних частот сигнала наведения по углу места – 29; электромашинные усилители наведения по азимуту – 30; электромашинные усилители наведения по углу места – 31; приводы наведения по азимуту – 32; приводы наведения по углу места – 33; счётчик периода автосопровождения – 34; схема сравнения периода автосопровождения – 35; регистр сигнала периода автосопровождения 36, схема ИЛИ 37.A diagram of the proposed phasing device and equal-difference differential auto tracking of a non-equidistant digital antenna array for receiving broadband signals is shown in FIG. 16, where: 1 - receiving antenna; 2 - input low-noise amplifier (LNA) and feeder to the mixer; 3-1 - mixer of the first intermediate frequency (ПЧ-1); 3-2 - mixer of the second intermediate frequency (FC-2); 4 - the first local oscillator; 5-1 - amplifier ПЧ-1 with a bandpass filter (UPCH-PF-1); 5-2 - amplifier ПЧ-2 with a band-pass filter (UPCH-PF-2); 6 - divider; 8 - second local oscillator; 9 - constant phase shifter 90 °; 11 - clock generator (GTI); 12 - decoder address signal; 13 - data bus; 14 - processor beamforming (PFDN); 15 - storage device (memory); 16 - control computer (UEM); 17 - the receiver. In this proposed phasing and auto tracking device, synchronous phase detectors - 7 are eliminated (see Fig. 1), the functions of the control device are assigned to the control computer (UEVM) - 16 and the following are introduced: mixers ПЧ-2 - 3-2, amplifiers with filters UPCh- PF-2 - 5-2, counter-divider - 19; block delay pulse sequence (BZPI) - 20; index signal key - 21; antenna signal sampling units (BDSA) - 23; azimuth antenna pointing signal register - 24; the antenna pointing signal register in elevation - 25; digital-to-analog transducer of the guidance signal in azimuth - 26; digital-to-analog converter of a signal of guidance by elevation - 27; low-pass filter of the azimuth guidance signal - 28; low-pass filter of the guidance signal by elevation - 29; azimuth electric guidance amplifiers - 30; electric machine amplifiers for elevation guidance - 31; azimuth guidance drives - 32; elevation guidance drives - 33; auto tracking period counter - 34; scheme for comparing the auto tracking period - 35; auto tracking
Выход каждой антенны 1 соединён с входом соответствующего МШУ 2, выход каждого МШУ 2 соединён через фидер с сигнальным входом соответствующего смесителя 3-1, гетеродинный вход которого соединён с выходом первого гетеродина 4, выход каждого смесителя 3-1 соединён с входом соответствующего УПЧ-ПФ-1 5-1, выход которого соединён с входом соответствующего делителя 6, первый выход каждого делителя 6 соединён с сигнальным входом первого, а второй выход делителя соединён с сигнальным входом второго из соответствующей пары смесителей 3-2, причём гетеродинный вход каждого первого в соответствующей паре смесителя 3-2 соединён с выходом второго гетеродина 8, а гетеродинный вход каждого второго в соответствующей паре смесителя 3-2 соединён с выходом постоянного фазовращателя на 90° 9, вход которого соединён с выходом второго гетеродина 8, выход каждого смесителя 3-2 с сигнальным входом 1 соответствующего блока дискретизации сигнала антенны (БДСА) 23.The output of each
Выход ГТИ 11 соединён со счётным входом счётчика-делителя 19, с входом импульсов фазирования 10 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 и с входом импульсов фазирования 2 каждого блока дискретизации сигнала антенны (БДСА) 23; выход счётчика-делителя 19 соединён с входом синхронизации управляющей ЭВМ 16, с входом 11 импульсов дискретизации блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 и с входом импульсов дискретизации 3 каждого блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23. Выход ключа 21 и выход 4 каждого БДСА соединён с входом ввода данных шины данных 13.The output of the
Первая адресная шина УЭВМ 16 соединена с входом дешифратора 12. Шина адреса, данных и управления УЭВМ 16 соединена с шиной адреса, данных и управления запоминающего устройства ЗУ 15. Выход управления УЭВМ 16 соединён с входом управления процессора формирования диаграммы направленности ПФДН 14. Вход данных ПФДН 14 соединён с первым выходом данных ЗУ 15, выход данных ПФДН 14 соединён с входом данных приёмника 17. Второй выход данных ЗУ 15 соединён с входом вывода данных шины 13, выход ввода данных которой соединён с входом данных ЗУ 15. Выход вывода данных шины данных 13 соединён с входом 8 шины ввода данных БЗПИ 20, с входом данных 5 каждого БДСА 23, с входом данных регистра сигнала периода автосопровождения 36, с входом данных регистра сигнала наведения антенн по азимуту 24 и с входом данных регистра сигнала наведения антенн по углу места 25.The first address bus of the
Первый выход дешифратора адреса (ДША) 12 соединён с управляющим входом регистра сигнала периода автосопровождения 36; второй выход ДША 12 соединён с управляющим входом ключа 21; третий выход ДША 12 соединён с входом 12 сигнала начала сеанса БЗПИ 20, со вторым входом схемы ИЛИ 37 и с входом 6 сигнала начала сеанса каждого БДСА 23; 4-й выход ДША 12 соединён с входом 9 сигнала конца сеанса БЗПИ 20 и с входом 7 сигнала конца сеанса каждого БДСА 23; 5-й выход ДША 12 соединён с входом 7 сигнала ввода кода периода дискретизации БЗПИ 20 и с входом 8 сигнала ввода кода периода дискретизации каждого БДСА 23; 6-й выход ДША 12 соединён с входом 6 сигнала ввода кода задержки АЦП БЗПИ 20 и с входом 9 сигнала ввода кода задержки АЦП каждого БДСА 23; 7-й выход ДША 12 соединён с входом 2 сигнала ввода кода времени запрета импульса БЗПИ 20 и с входом 10 сигнала ввода кода времени запрета импульса каждого БДСА 23; 8-й выход ДША 12 соединён с входом 1 сигнала ввода кода задержки БЗПИ 20; 9-й выход ДША 12 соединён с управляющим входом регистра сигнала наведения антенн по азимуту 24; 10-й выход ДША 12 соединён с управляющим входом регистра сигнала наведения антенн по углу места 25; выход [10+18·i+9·(j–1)+1] ДША 12 соединён с входом 11 сигнала вывода цифрового сигнала номера отсчёта информационного канала j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+2] ДША 12 соединён с входом 12 сигнала вывода цифрового сигнала отсчёта информационного канала j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+3] ДША 12 соединён с входом 13 сигнала ввода кода задержки информационного канала j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+4] ДША 12 соединён с входом 14 сигнала вывода цифрового сигнала номера отсчёта канала автосопровождения с опережением j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+5] ДША 12 соединён с входом 15 сигнала вывода цифрового сигнала отсчёта канала автосопровождения с опережением j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+6] ДША 12 соединён с входом 16 сигнала ввода кода задержки канала автосопровождения с опережением j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+7] ДША 12 соединён с входом 17 сигнала вывода цифрового сигнала номера отсчёта канала автосопровождения с отставанием j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+8] ДША 12 соединён с входом 18 сигнала вывода цифрового сигнала отсчёта канала автосопровождения с отставанием j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1; выход [10+18·i+9·(j–1)+9] ДША 12 соединён с входом 19 сигнала ввода кода задержки канала автосопровождения с отставанием j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1.The first output of the address decoder (DSA) 12 is connected to the control input of the signal register of the auto tracking period 36; the second output of the DCA 12 is connected to the control input of the key 21; the third output of the DCA 12 is connected to the input 12 of the start signal of the session BZPI 20, with the second input of the OR circuit 37 and with the input 6 of the start signal of the session of each BDSA 23; The 4th output of the DCA 12 is connected to the input 9 of the signal of the end of the session BZPI 20 and to the input 7 of the signal of the end of the session of each BDSA 23; The 5th output of the DCA 12 is connected to the input 7 of the signal for entering the code of the sampling period of the BZPI 20 and to the input 8 of the signal for entering the code of the code of the sampling period of each BDSA 23; The 6th output of the DCA 12 is connected to the input 6 of the input signal for the delay code of the ADC BZPI 20 and to the input 9 of the input signal for the input of the delay code for the ADC of each BDSA 23; The 7th output of the DCA 12 is connected to the input 2 of the signal input of the time code for the prohibition of the pulse BZPI 20 and to the input 10 of the signal input of the code for the time of the pulse inhibit each BDSA 23; The 8th output of the DCA 12 is connected to the input 1 of the input signal delay code BZPI 20; The 9th output of the DCA 12 is connected to the control input of the antenna guidance signal register in azimuth 24; The 10th output of the DCA 12 is connected to the control input of the antenna guidance signal register at elevation 25; output [10 + 18 · i + 9 · (j – 1) +1]
Выход 3 задержанных импульсов дискретизации в БЗПИ 20 соединён со счётным входом счётчика периода автосопровождения 34, выход 4 сигнала номера отсчёта БЗПИ 20 соединён с входом данных ключа 21, выход 5 сигнала прерывания отсчёта БЗПИ 20 соединён со 2-м входом прерывания УЭВМ 16. The output of 3 delayed sampling pulses in the
Выход счётчика периода автосопровождения 34 соединён с первым входом схемы сравнения периода автосопровождения 35, второй вход которой соединён с выходом регистра сигнала периода автосопровождения 36, а выход соединён с первым входом схемы ИЛИ 37 и с первым входом прерывания УЭВМ 16. Выход схемы ИЛИ 37 соединён с входом обнуления счётчика периода автосопровождения 34.The output of the auto-
Выход 20 сигнала прерывания отсчёта информационного канала j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, соединён с входом[2+6·i+3·(j–1)+1] прерывания УЭВМ 16; выход 21 сигнала прерывания отсчёта канала автосопровождения с опережением j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, соединён с входом [2+6·i+3·(j–1)+2] прерывания УЭВМ 16; выход 22 сигнала прерывания отсчёта канала автосопровождения с отставанием j-го БДСА i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, соединён с входом [2+6·i+3·(j–1)+3] прерывания УЭВМ 16.The
Выход регистра сигнала наведения антенн по азимуту 24 соединён с входом цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 26, выход которого соединён с входом фильтра низких частот ФНЧ 28. Выход регистра сигнала наведения антенн по углу места 25 соединён с входом ЦАП 27, выход которого соединён со ФНЧ 29. Выход ФНЧ 28 соединён с входом каждого электромашинного усилителя канала азимута ЭМУ 30. Выход ФНЧ 29 соединён с входом каждого электромашинного усилителя канала угла места ЭМУ 31. Выход каждого электромашинного усилителя канала азимута ЭМУ 30 соединён с входом привода по азимуту 32 соответствующей антенны 1. Выход каждого электромашинного усилителя канала угла места ЭМУ 31 соединён с входом привода по углу места 33 соответствующей антенны 1.The output of the antenna guidance signal register in azimuth 24 is connected to the input of the digital-to-analog converter (DAC) 26, the output of which is connected to the low-pass filter of the low-
Схема блока дискретизации сигнала антенны 23 представлена на фиг. 17, где три канала дискретизации (информационный канал и два канала автосопровождения с дискретизацией с опережением и с отставанием) содержат три аналого-цифровых преобразователя 10-1, 10-2 и 10-3 по одному на каждый канал дискретизации, три блока задержки последовательности импульсов (БЗПИ) – 20-1, 20-2, 20-3 по одному на каждый канал дискретизации, три ключа сигнала индекса 21-1, 21-2, 21-3 по одному в каждом канале дискретизации и три ключа сигнала отсчёта 22-1, 22-2, 22-3 по одному в каждом канале дискретизации, причём сигнальный вход 1 БДСА 23 соединён с сигнальным входом каждого АЦП 10-1, 10-2, 10-3. Вход импульсов фазирования 2 в БДСА 23 соединён с входом импульсов фазирования 10 каждого БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3. Вход импульсов дискретизации 3 в БДСА 23 соединён с входом 11 импульсов дискретизации каждого БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3.The circuit of the signal sampling unit of the
Выход 3 задержанных импульсов дискретизации каждого БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 соединён с входом импульсов дискретизации АЦП 10-1, 10-2, 10-3 соответствующего канала дискретизации БДСА. В каждом канале дискретизации выход соответствующего АЦП 10-1, 10-2 , 10-3 соединён с входом данных соответствующего ключа сигнала отсчёта 22-1, 22-2, 22-3, причём выход каждого из этих ключей соединён с выходом данных 4 БДСА.The output of 3 delayed sampling pulses of each BZPI 20-1, 20-2, 20-3 is connected to the input of the sampling pulses of the ADC 10-1, 10-2, 10-3 of the corresponding BDSA sampling channel. In each sampling channel, the output of the corresponding ADC 10-1, 10-2, 10-3 is connected to the data input of the corresponding key of the reference signal 22-1, 22-2, 22-3, and the output of each of these keys is connected to the
В каждом БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 выход 4 сигнала номера отсчёта соединён с входом данных соответствующего ключа сигнала индекса 21-1, 21-2, 21-3, причём выход каждого из этих ключей соединён с выходом данных 4 БДСА.In each BZPI 20-1, 20-2, 20-3, the
Выход 5 сигнала прерывания отсчёта информационного канала БЗПИ 20-1 соединён с выходом 20 сигнала прерывания отсчёта информационного канала БДСА 23.The
Выход 5 сигнала прерывания отсчёта канала автосопровождения с опережением БЗПИ 20-2 соединён с выходом 21 сигнала прерывания отсчёта канала автосопровождения с опережением БДСА 23.The
Выход 5 сигнала прерывания отсчёта канала автосопровождения с отставанием БЗПИ 20-3 соединён с выходом 22 сигнала прерывания отсчёта канала автосопровождения с отставанием БДСА 23.The
Вход данных 5 БДСА 23 соединён с входом 8 шины ввода данных каждого БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3. Вход 6 сигнала начала сеанса БДСА 23 соединён с входом 12 сигнала начала сеанса БЗПИ 20-1, 20-2 и 20-3. Вход 7 сигнала конца сеанса БДСА 23 соединён с входом 9 сигнала конца сеанса БЗПИ 20-1, 20-2 и 20-3. Вход 8 сигнала ввода кода периода дискретизации БДСА 23 соединён с входом 7 сигнала ввода кода периода дискретизации БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3. Вход 9 сигнала ввода кода задержки АЦП в БДСА 23 соединён с входом 6 сигнала ввода кода задержки АЦП в БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3. Вход 10 сигнала ввода кода времени запрета импульса БДСА 23 соединён с входом 2 сигнала ввода кода времени запрета импульса БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3.
Вход 11 сигнала вывода цифрового сигнала номера отсчёта информационного канала БДСА 23 соединён с управляющим входом ключа 21-1. Вход 12 сигнала вывода цифрового сигнала отсчёта информационного канала БДСА 23 соединён с управляющим входом ключа 22-1. Вход 13 сигнала ввода кода задержки информационного канала БДСА 23 соединён с входом 1 сигнала ввода кода задержки БЗПИ 20-1.The
Вход 14 сигнала вывода цифрового сигнала номера отсчёта канала автосопровождения с опережением БДСА 23 соединён с управляющим входом ключа 21-2. Вход 15 сигнала вывода цифрового сигнала отсчёта канала автосопровождения с опережением БДСА 23 соединён с управляющим входом ключа 22-2. Вход 16 сигнала ввода кода задержки канала автосопровождения с опережением БДСА 23 соединён с входом 1 сигнала ввода кода задержки БЗПИ 20-2.The
Вход 17 сигнала вывода цифрового сигнала номера отсчёта канала автосопровождения с отставанием БДСА 23 соединён с управляющим входом ключа 21-3. Вход 18 сигнала вывода цифрового сигнала отсчёта канала автосопровождения с отставанием БДСА 23 соединён с управляющим входом ключа 22-3. Вход 19 сигнала ввода кода задержки канала автосопровождения с отставанием БДСА 23 соединён с входом 1 сигнала ввода кода задержки БЗПИ 20-3.The
Схема блока задержки последовательности импульсов (БЗПИ) представлена на фиг. 18, где 38-1, 38-2, 38-3, 38-4, 38-5 – схемы ИЛИ, 39– триггер, 41-1, 41-2 – схемы И, 40-1, 40-2, 40-3, 40-4 – блоки задержки импульса, 42 – счётчик. Вход 1 сигнала ввода кода задержки БЗПИ соединён с входом 5 сигнала ввода новой задержки блока задержки импульсов (БЗИ) 40-1. Вход 2 сигнала ввода кода времени запрета импульса БЗПИ соединён с входом 5 сигнала ввода новой задержки БЗИ 40-2. Вход 6 сигнала ввода кода задержки АЦП в БЗПИ соединён с входом 5 сигнала ввода новой задержки БЗИ 40-4. Вход 7 сигнала ввода кода периода дискретизации БЗПИ соединён с входом 5 сигнала ввода новой задержки БЗИ 40-3. Вход 8 шины ввода данных БЗПИ соединён с входом 6 сигнала кода новой задержки блоков БЗИ 40-1, 40-2, 40-3, 40-4. Вход 9 сигнала конца сеанса БЗПИ соединён с входом 8 запрета подсчёта блока БЗИ 40-3, используемого для задержки импульсов дискретизации, и с первым входом схемы ИЛИ 38-2. Вход 10 импульсов фазирования БЗПИ соединён с входом 1 импульсов фазирования блоков БЗИ 40-1, 40-2, 40-3, 40-4. Вход 11 импульсов дискретизации БЗПИ соединён с первым входом схемы И 41-1. Вход 12 сигнала начала сеанса БЗПИ соединён с входом обнуления счётчика 42, с первыми входами схем ИЛИ 38-4, 38-5 и с первым входом схемы ИЛИ 38-1, выход которой соединён с входом импульса обнуления 2 БЗИ 40-1, с входом 4 сигнала ввода кода текущей задержки БЗИ 40-1, БЗИ 40-2, БЗИ 40-3, БЗИ 40-4 и с единичным входом триггера 39, единичный выход которого соединён со вторым входом схемы И 41-1, выход которой, в свою очередь, соединён с входом 9 входного импульса БЗИ 40-1. Выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-1 соединён со вторым входом схемы ИЛИ 38-1, со вторым входом схемы ИЛИ 38-2, с первым входом схемы ИЛИ 38-3 и с входом 9 входного импульса БЗИ 40-3.The circuit of the pulse sequence delay unit (BZPI) is shown in FIG. 18, where 38-1, 38-2, 38-3, 38-4, 38-5 are the OR circuits, 39 are the trigger, 41-1, 41-2 are the I circuits, 40-1, 40-2, 40 -3, 40-4 - pulse delay blocks, 42 - counter.
Выход 10 состояния разрешения подсчёта БЗИ 40-1 соединён с нулевым входом триггера 39. Выход схемы ИЛИ 38-2 соединён с входом 8 запрета подсчёта БЗИ 40-1. Выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-3 соединён со вторым входом схемы ИЛИ 38-3, выход которой соединён с входом 2 импульса обнуления БЗИ 40-3 и с первым входом схемы И 41-2. Выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-2 соединён со вторым входом схемы ИЛИ 38-4. Выход схемы ИЛИ 38-4 соединён с входом 2 импульса обнуления БЗИ 40-2 и с входом 8 запрета подсчёта БЗИ 40-2. Выход 7 состояния запрета подсчёта БЗИ 40-2 соединён со вторым входом схемы И 41-2, выход которой соединён со счётным входом счётчика 42, с входом 9 входного импульса БЗИ 40-2, с входом 9 входного импульса БЗИ 40-4 и с выходом 3 задержанных импульсов дискретизации блока БЗПИ. Выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-4 соединён со вторым входом схемы ИЛИ 38-5, с входом 8 запрета подсчёта БЗИ 40-4 и с выходом 5 сигнала прерывания индекса БЗПИ. Выход схемы ИЛИ 38-5 соединён с входом 2 импульса обнуления БЗИ 40-4. Выход счётчика 42 соединён с выходом 4 сигнала индекса БЗПИ.The
Схема блока задержки импульса (БЗИ) представлена на фиг. 19, где 43 – схема И, 44 – счётчик, 45 – схема сравнения, 46 – регистр периода задержки, 47 – буферный регистр периода задержки, 48 – триггер, причём вход 1 импульсов фазирования БЗИ соединён с первым входом схемы И 43, вход 2 импульса обнуления БЗИ соединён с входом обнуления счётчика 44, вход 4 сигнала ввода кода текущей задержки БЗИ соединён с управляющим входом регистра периода задержки 46, вход 5 сигнала ввода кода новой задержки БЗИ соединён с управляющим входом буферного регистра периода задержки 47, вход 6 сигнала кода новой задержки БЗИ соединён с входом данных буферного регистра периода задержки 47, вход 8 запрета подсчёта соединён с нулевым входом триггера 48, вход 9 входного импульса БЗИ соединён с единичным входом триггера 48, единичный выход триггера 48 соединён со вторым входом схемы И 43 и с выходом 10 состояния разрешения подсчёта БЗИ, нулевой выход триггера 48 соединён с выходом 7 состояния запрета подсчёта БЗИ, выход схемы И 43 соединён со счётным входом счётчика 44, выход которого соединён с первым входом схемы сравнения 45, выход регистра периода задержки 46 соединён со вторым входом схемы сравнения 45, выход которой соединён с выходом 3 задержанного импульса БЗИ.The circuit of the pulse delay block (BZI) is shown in FIG. 19, where 43 is the I circuit, 44 is the counter, 45 is the comparison circuit, 46 is the register of the delay period, 47 is the buffer register of the delay period, 48 is the trigger, and the input 1 of the phasing pulse of the BZI is connected to the first input of the circuit And 43, input 2 the zero reset pulse of the BZI is connected to the input of the zeroing of the counter 44, the input 4 of the signal input of the current delay code code The BZI is connected to the control input of the delay period register 46, the input 5 of the new delay code input signal is connected to the control input of the buffer register of the delay period 47, input 6 of the new code signal delayed BZI connected to the input of the buffer register data of the delay period 47, the input 8 of the prohibition of counting is connected to the zero input of the trigger 48, the input 9 of the input pulse of the BZI is connected to the single input of the trigger 48, the single output of the trigger 48 is connected to the second input of the circuit And 43 and with the output 10 of the state of the resolution of counting the BZI , the zero output of flip-flop 48 is connected to the output 7 of the state for inhibiting the counting of BZI, the output of circuit I 43 is connected to the counting input of the counter 44, the output of which is connected to the first input of the comparison circuit 45, the output of the delay period register 46 is connected to the second input a comparison circuit 45, the output of which is connected to the output 3 of the delayed pulse BZI.
При осуществлении предложенного способа и работе предложенного устройства перед началом сеанса связи с КА антенны 1 решётки (см. фиг. 16) наводят по целеуказаниям на точку небесной сферы с заданным углом места и азимутом, соответствующим началу зоны радиовидимости КА.When implementing the proposed method and the operation of the proposed device, before the start of the communication session with the spacecraft, the
Далее, УЭВМ 16 вводит в блоки предложенного устройства цифровые сигналы, соответствующие значениям исходных данных для проведения сеанса связи с КА в следующем, например, порядке: формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением периода дискретизации Дtд. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением периода дискретизации Дtд, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением периода дискретизации Дtд поступает на вход 8 шины ввода данных блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20, на вход данных 5 j-го блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 i-й антенны, j=1, 2; i=0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 8 БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-3 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Further,
Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 5, который поступает на вход дешифратора 12, с 5-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 7 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 (см. фиг. 16), на вход 8 j-го блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 7 БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг 17) и далее на вход 5 сигнала ввода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-3 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал со значением периода дискретизации Дtд.Next, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением задержки АЦП ДtАЦП. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением задержки АЦП ДtАЦП, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением задержки АЦП ДtАЦП поступает на вход 8 шины ввода данных блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20, на вход данных 5 j-го блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-4 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Next, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 6, который поступает на вход дешифратора 12, с 6-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 6 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 (см. фиг. 16), на вход 9 j-го БДСА 23 i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 6 БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-4 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал со значением задержки АЦП ДtАЦП.Next,
Далее УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени запрета импульса Дtзапрета. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением времени запрета импульса Дtзапрета, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени запрета импульса Дtзапрета поступает на вход 8 шины ввода данных блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20, на вход данных 5 j-го БДСА 23 i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 8 БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 блока задержки импульса БЗИ 40-2 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Next, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 7, который поступает на вход дешифратора 12, с 7-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 2 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 (см. фиг. 16), на вход 10 j-го БДСА 23 i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 2 БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-2 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал со значением времени запрета импульса Дtзапрета.Next, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением задержки времени начала обработки отсчётов одного фронта волны в информационных каналах ДtzобрИ. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением задержки времени начала обработки отсчётов одного фронта волны в информационных каналах ДtzобрИ, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением ДtzобрИ поступает на вход 8 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 и далее на вход 6 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Further, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 8, который поступает на вход дешифратора 12, с 8-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 1 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 (см. фиг. 16) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал со значением задержки времени начала обработки отсчётов одного фронта волны в информационных каналах ДtzобрИ.Next, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением MдАС количества периодов дискретизации Дtд в периоде времени обработки отсчётов каналах автосопровождения TАС. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением MдАС, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением MдАС поступает на вход данных регистра сигнала периода автосопровождения 36 (см. фиг. 16).Further, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 1, который поступает на вход дешифратора 12, с 1-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на управляющий вход регистра сигнала периода автосопровождения 36 (см. фиг. 16). Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистра сигнала периода автосопровождения 36 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал со значением периода времени обработки отсчётов каналах автосопровождения в периодах дискретизации MдАС.Next, the
Кроме перечисленных сигналов перед началом сеанса связи с КА в УФА вводят цифровые сигналы времени задержки импульса дискретизации в цифровом информационном канале и обоих каналах автосопровождения каждого БДСА, значения которых рассчитывают в управляющей ЭВМ 16 по формулам (1), (3), (4), (45) ÷ (53) на момент начала зоны радиовидимости КА для соответствующих углов места и азимута. Цифровые сигналы со значениями рассчитанных начальных задержек Дtzi0, Дtzi0АС1 и Дtzi0АС2 помещают в соответствующие ячейки ЗУ 15.In addition to the above signals, before the start of the communication session with the spacecraft, the UFA also introduces digital signals of the sampling pulse delay time in the digital information channel and both auto-tracking channels of each BDSA, the values of which are calculated in the
После этого для каждого j-го БДСА 23 каждой i-й антенны, j=1, 2; i=0, 1, … , N – 1, последовательно выполняют серию следующих шагов.After that, for each j-
Шаг 1: УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0 в информационном канале i-й антенны. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал с исходным значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0 в цифровом информационном канале i-й антенны, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации в информационном канале i-й антенны, поступает на вход данных 5 j-го БДСА 23 i-й антенны, в блоке БДСА на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Step 1: WUEM 16 generates a digital signal with a cell address value on its bus of the address, data and control, where the digital signal with the value of the sampling pulse delay time Дt zi0 is stored in the information channel of the ith antenna. Under the influence of this address signal, the
Шаг 2: УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+3], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+3]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 13 j-го БДСА 23 i-й антенны, в блоке БДСА на вход 1 БЗПИ 20-1, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с исходным значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0 в информационном канале i-й антенны.Step 2: WUEM 16 generates a digital signal on its first address bus with the value [10 + 18 · i + 9 · (j – 1) +3], which is input to the
Шаг 3: УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0АС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал с исходным значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0АС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации в канала автосопровождения с опережением i-й антенны, поступает на вход данных 5 j-го блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 i-й антенны, в блоке БДСА на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Step 3: WUEM 16 generates a digital signal with a cell address value on its bus address, data and control, where a digital signal with a sampling delay time value Dt zi0AC1 is stored in the auto tracking channel ahead of the ith antenna. Under the influence of this address signal, the
Шаг 4: УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+6], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+6]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 16 j-го БДСА 23 i-й антенны, в блоке БДСА на вход 1 БЗПИ 20-2, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с исходным значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0АС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны.Step 4: WUEM 16 generates a digital signal on its first address bus with the value [10 + 18 · i + 9 · (j – 1) +6], which is input to the
Шаг 5: УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0АС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал с исходным значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0АС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации в канала автосопровождения с отставанием i-й антенны поступает на вход данных 5 j-го БДСА 23 i-й антенны, в блоке БДСА поступает на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Step 5: WUEM 16 generates a digital signal with a cell address value on its address, data and control bus, where a digital signal with a sampling delay time value Dt zi0AC2 is stored in the auto tracking channel with the ith antenna lagging. Under the influence of this address signal, the
Шаг 6: УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+9], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+9]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 19 j-го БДСА 23 i-й антенны, в блоке БДСА на вход 1 БЗПИ 20-3, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с исходным значением времени задержки импульса дискретизации Дtzi0АС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны.Step 6:
По завершении ввода цифровых сигналов со значениями исходных данных непосредственно перед началом сеанса связи в начале зоны радиовидимости КА во все блоки БЗПИ выдают сигнал начала сеанса. Для этого УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 3, который поступает на вход дешифратора 12, с 3-го выхода которого единичный управляющий сигнал начала сеанса поступает на второй вход схемы ИЛИ 37, через неё на вход обнуления счётчика 34 и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением, кроме того данный единичный управляющий сигнал начала сеанса поступает на вход 12 блока задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 (см. фиг. 16), на вход 6 каждого j-го БДСА 23 в тракте каждой i-й антенны, j = 1, 2; i = 0, 1, … , N – 1, в каждом блоке БДСА на вход 12 БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и в каждом БЗПИ на первый вход схем ИЛИ 38-1, 38-4, 38-5 и на вход обнуления счётчика 42, устанавливая в нём нулевое значение сигнала индекса k (см. фиг. 18). Единичный управляющий сигнал с выхода схемы ИЛИ 38-1 поступает на единичный вход триггера 39 и переводит его в единичное состояние. С выходов схем ИЛИ 38-1, 38-4, 38-5 единичный управляющий сигнал поступает на вход обнуления 2 БЗИ 40-1, 40-3, 40-2, 40-4 и в каждом БЗИ поступает на вход обнуления счётчика 44 (см. фиг. 19) и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением. Кроме этого, с выхода схемы ИЛИ 38-1 единичный управляющий сигнал поступает на вход 4 сигнала ввода кода текущей задержки БЗИ 40-1, 40-2, 40-3, 40-4 (см. фиг. 18) и в каждом БЗИ поступает на управляющий вход регистра периода задержки 46 (см. фиг. 19) и вводит в него цифровой сигнал с текущим значением периода задержки с выхода буферного регистра периода задержки 47, в который этот сигнал был введён ранее из УЭВМ 16. Помимо этого, с выхода схемы ИЛИ 38-4 единичный управляющий сигнал поступает на вход 8 запрета подсчёта БЗИ 40-2 (см. фиг. 18) и далее на нулевой вход триггера 48 (см. фиг. 19), устанавливая его в нулевое состояние, после чего единичный сигнал с нулевого выхода триггера 48 поступает на выход 7 состояния запрета подсчёта БЗИ 40-2 и далее на второй вход схемы И 41-2.Upon completion of the input of digital signals with the values of the source data, immediately before the start of the communication session at the beginning of the radio visibility zone of the spacecraft, a signal for the beginning of the session is issued to all BZPI blocks. To this end, the
Таким образом, под воздействием сигнала начала сеанса в УФА заканчивают подготовительные операции и начинают операции по фазированию сигналов от разных антенн и по автосопровождению КА.Thus, under the influence of the signal of the beginning of the session in the UVA, the preparatory operations are completed and the operations of phasing signals from different antennas and auto-tracking of the spacecraft begin.
Также как и в прототипе, на антенны 1 решётки падает фронт волны радиосигнала со сдвигом для антенны №i, i=0, 1, … , N–1, на время разности хода лучей Дtio относительно опорной антенны № 0. Принятый антенной сигнал усиливают в соответствующем МШУ 2, понижают по частоте до первой промежуточной частоты с использованием первого гетеродина 4 и смесителя 3-1, усиливают и ограничивают по полосе частот с использованием УПЧ-ПФ 5-1, разветвляют на два сигнала делителем 6 и далее, в отличие от прототипа, формируют квадратурные сигналы на второй промежуточной полосе с помощью смесителей 3-2, второго гетеродина 8 и постоянного фазовращателя на 90° 9.As in the prototype, the wavefront of the radio signal with a shift for antenna No. i, i = 0, 1, ..., N – 1, falls on the
На 1-м блоке дискретизации сигнала антенны БДСА 23 i-й антенны, i = 0, 1, … , N–1, под воздействием импульсов фазирования с частотой следования fф от ГТИ 11, поступающих на 2-й вход БДСА, и импульсов дискретизации с выхода счётчика-делителя 19 с частотой следования fд, поступающих на 3-й вход БДСА, в соответствии с выражением (7) формируют цифровые отсчёты синусной квадратуры, принятого сигнала в информационном канале Sik в моменты времени tik = tГk + Дtzik= tУФАik+ Дtп; в соответствии с выражением (9) формируют отсчёты Sik– синусной квадратуры принятого сигнала в канале автосопровождения с опережением в моменты времени tikАС1 = tГk + ДtzikАС1 = tГk + Дtzik – Дtоткл= tУФАik + Дtп – Дtоткл; в соответствии с выражением (11) формируют отсчёты Sik+ синусной квадратуры принятого сигнала в канале автосопровождения с отставанием в моменты времени tikАС2 = tГk + ДtzikАС2 = tГk + Дtzik + Дtоткл= tУФАik + Дtп + Дtоткл.At the 1st block of signal sampling, the
На 2-ом блоке дискретизации сигнала антенны БДСА 23 i-й антенны, i = 0, 1, … , N–1, под воздействием импульсов фазирования с частотой следования fф от ГТИ 11, поступающих на 2-й вход БДСА, и импульсов дискретизации с выхода счётчика-делителя 19 с частотой следования fд, поступающих на 3-й вход БДСА, в соответствии с выражением (8) формируют цифровые отсчёты косинусной квадратуры, принятого сигнала в информационном канале S90ik в моменты времени tik = tГk + Дtzik= tУФАik+ Дtп; в соответствии с выражением (10) формируют отсчёты S90ik– косинусной квадратуры принятого сигнала в канале автосопровождения с опережением в моменты времени tikАС1 = tГk + ДtzikАС1 = tГk + Дtzik – Дtоткл= tУФАik + Дtп – Дtоткл; в соответствии с выражением (12) формируют отсчёты S90ik+ косинусной квадратуры принятого сигнала в канале автосопровождения с отставанием в моменты времени tikАС2 = tГk + ДtzikАС2 = tГk + Дtzik + Дtоткл= tУФАik + Дtп + Дtоткл.On the 2nd block of sampling the signal of the
Для этого в одном из трёх блоков задержки последовательности импульсов БЗПИ, входящих в состав БДСА, например 20-1 (см. фиг. 17), под воздействием импульсов фазирования, поступающих на вход 10 блока 20-1 с входа 2 БДСА и импульсов дискретизации, поступающих на вход 11 блока 20-1 с входа 3 БДСА, формируют последовательность импульсов дискретизации, задержанную на интервал времени Дtzik, и подают импульсы дискретизации этой задержанной последовательности на вход импульсов дискретизации АЦП 10-1, на сигнальный вход которого подают принимаемый i-й антенной сигнал синусной квадратуры для 1-го БДСА и сигнал косинусной квадратуры для 2-го БДСА с сигнального входа 1 БДСА. Дискретный сигнал отсчёта с выхода АЦП 10-1 подают на вход данных ключа сигнала отсчёта 22-1.To do this, in one of the three delay units of the pulse sequence of the BZPI pulses that are part of the BDSA, for example 20-1 (see Fig. 17), under the influence of phasing pulses arriving at
Параллельно с выхода 4 БЗПИ 20-1 на вход данных ключа 21-1 подают сигнал индекса отсчёта со значением k, а с выхода 5 БЗПИ 20-1 на выход 20 БДСА подают сигнал прерывания, который далее подают на [2+6·i+3·(j–1)+1]-й вход сигнала прерывания о готовности отсчёта информационного канала УЭВМ 16 для j-го БДСА, j=1, 2; i = 0, 1, … , N–1.In parallel with the
Под воздействием сигнала прерывания о готовности отсчёта на своём [2+6·i+3·(j–1)+1]-м входе сигнала прерывания о готовности отсчёта УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+1], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+1]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на 11-й вход j-го БДСА23 i-й антенны (см. фиг. 16) и далее на управляющий вход ключа 21-1 (см. фиг. 17). Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 21-1 пропускает сигнал индекса отсчёта со значением k на выход данных 4 j-го БДСА i-й антенны и далее на вход ввода данных шины данных 13 (см. фиг. 16), с выхода ввода данных которой сигнал индекса отсчёта со значением k от j-го БДСА i-й антенны поступает на вход данных ЗУ 15, где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, этот дискретный сигнал записывают в ячейке текущего индекса отсчёта информационного канала i-й антенны.Under the influence of the interrupt signal about readiness of counting at its [2 + 6 · i + 3 · (j – 1) +1] -m input of the interrupt signal about readiness of counting, the
Далее, УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+2], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+2]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на 12-й вход j-го БДСА 23 i-й антенны (см. фиг. 16) и далее на управляющий вход ключа 22-1 (см. фиг. 17). Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 22-1 пропускает дискретный сигнал отсчёта информационного канала на выход данных 4 j-го БДСА i-й антенны и далее на вход ввода данных шины данных 13, с выхода ввода данных которой дискретный сигнал отсчёта информационного канала j-го БДСА i-й антенны поступает на вход данных ЗУ 15 (см. фиг. 16), где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, этот дискретный сигнал записывают в ячейке индексированного массива i-й антенны с текущим индексом k отсчёта информационного канала.Further, the
Аналогично формируют и записывают в ЗУ 15 отсчёты Sik– синусной квадратуры принятого сигнала, отсчёты S90ik– косинусной квадратуры сигнала и их индексы в канале автосопровождения с опережением.Similarly, S ik– samples of the sine quadrature of the received signal, S 90ik– cosine samples of the signal and their indices in the auto-tracking channel are formed and recorded in the
Для этого в одном из оставшихся двух блоков задержки последовательности импульсов БЗПИ, входящих в состав j-го БДСА i-й антенны, j=1, 2; i = 0, 1, … , N–1, например 20-2 (см. фиг. 17), под воздействием импульсов фазирования, поступающих на вход 10 блока 20-2 с входа 2 j-го БДСА i-й антенны и импульсов дискретизации, поступающих на вход 11 блока 20-2 с входа 3 j-го БДСА i-й антенны, формируют последовательность импульсов дискретизации, задержанную на интервал времени (Дtzik – Дtоткл), и подают импульсы дискретизации этой задержанной последовательности на вход импульсов дискретизации АЦП 10-2, на сигнальный вход которого подаётся принимаемый i-й антенной сигнал с сигнального входа 1 j-го БДСА i-й антенны. Дискретный сигнал отсчёта с выхода АЦП 10-2 подаётся на вход данных ключа сигнала отсчёта канала автосопровождения с опережением 22-2.For this, in one of the remaining two delay units of the pulse sequence of the BZPI, which are part of the j-th BDSA of the i-th antenna, j = 1, 2; i = 0, 1, ..., N – 1, for example, 20-2 (see Fig. 17), under the influence of phasing pulses arriving at
Параллельно с выхода 4 БЗПИ 20-2 на вход данных ключа 21-2 подаётся сигнал индекса отсчёта канала автосопровождения с опережением со значением k, а с выхода 5 БЗПИ 20-2 на выход 21 j-го БДСА i-й антенны подаётся сигнал прерывания, который далее подаётся на [2+6·i+3·(j–1)+2]-й вход сигнала прерывания о готовности отсчёта канала автосопровождения с опережением УЭВМ 16 (см. фиг. 16).In parallel with the
Под воздействием сигнала прерывания о готовности отсчёта канала автосопровождения с опережением на своём [2+6·i+3·(j–1)+2]-м входе сигнала прерывания о готовности отсчёта канала автосопровождения с опережением УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+4], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+4]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на 14-й вход j-го БДСА 23 i-й антенны и далее на управляющий вход ключа 21-2 (см. фиг. 17). Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 21-2 пропускает сигнал индекса отсчёта канала автосопровождения с опережением со значением k на выход данных 4 j-го БДСА i-й антенны и далее на вход ввода данных шины данных 13, с выхода ввода данных которой сигнал индекса отсчёта со значением k от j-го БДСА i-й антенны поступает на вход данных ЗУ 15, где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, тот дискретный сигнал записывают в ячейке текущего индекса отсчёта канала автосопровождения с опережением i-й антенны.Under the influence of the interrupt signal about the readiness of the auto-tracking channel counting ahead of time on its [2 + 6 · i + 3 · (j – 1) +2] -m input of the interruption signal about the readiness of the auto-tracking channel counting ahead of the
Далее, УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+5], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+5]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на 15-й вход j-го БДСА 23 i-й антенны (см. фиг. 16) и далее на управляющий вход ключа 22-2 (см. фиг. 17) . Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 22-2 пропускает дискретный сигнал отсчёта канала автосопровождения с опережением на выход данных 4 j-го БДСА i-й антенны и далее на вход ввода данных шины данных 13, с выхода ввода данных которой дискретный сигнал отсчёта канала автосопровождения с опережением j-го БДСА i-й антенны поступает на вход данных ЗУ 15, где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, этот дискретный сигнал записывают в ячейке индексированного массива i-й антенны с текущим индексом k отсчёта канала автосопровождения с опережением.Further,
Аналогично формируют и записывают в ЗУ 15 отсчёты Sik+ синусной квадратуры принятого сигнала, отсчёты S90ik+ косинусной квадратуры принятого сигнала и их индексы в канале автосопровождения с отставанием.Similarly, samples S ik + of the sine square of the received signal, samples S 90ik + of the cosine square of the received signal and their indices in the auto-tracking channel with a lag are formed and recorded in the
Для этого в оставшемся блоке задержки последовательности импульсов БЗПИ, входящем в состав j-го БДСА i-й антенны, например 20-3 (см. фиг. 17), под воздействием импульсов фазирования, поступающих на вход 10 блока 20-3 с входа 2 j-го БДСА i-й антенны и импульсов дискретизации, поступающих на вход 11 блока 20-3 с входа 3 j-го БДСА i-й антенны, формируют последовательность импульсов дискретизации, задержанную на интервал времени (Дtzik + Дtоткл), и подают импульсы дискретизации этой задержанной последовательности на вход импульсов дискретизации АЦП 10-3, на сигнальный вход которого подаётся принимаемый i-й антенной сигнал с сигнального входа 1 j-го БДСА i-й антенны. Дискретный сигнал отсчёта с выхода АЦП 10-3 подаётся на вход данных ключа сигнала отсчёта канала автосопровождения с отставанием 22-3.To do this, in the remaining delay block of the pulse sequence of the BZPI, which is part of the j-th BDSA of the i-th antenna, for example 20-3 (see Fig. 17), under the influence of phasing pulses arriving at
Параллельно с выхода 4 БЗПИ 20-3 на вход данных ключа 21-3 подаётся сигнал индекса отсчёта канала автосопровождения с отставанием со значением k, а с выхода 5 БЗПИ 20-3 на выход 22 j-го БДСА i-й антенны подаётся сигнал прерывания, который далее подаётся на [2+6·i+3·(j–1)+3]-й вход сигнала прерывания о готовности отсчёта канала автосопровождения с отставанием УЭВМ 16 (см. фиг. 16).In parallel with the
Под воздействием сигнала прерывания о готовности отсчёта канала автосопровождения с отставанием на своём [2+6·i+3·(j–1)+3]-м входе сигнала прерывания о готовности отсчёта канала автосопровождения с отставанием УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+7], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+7]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на 17-й вход j-го БДСА 23 i-й антенны и далее на управляющий вход ключа 21-3 (см. фиг. 17). Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 21-3 пропускает сигнал индекса отсчёта канала автосопровождения с отставанием со значением k на выход данных 4 от j-го БДСА i-й антенны и далее на вход ввода данных шины данных 13, с выхода ввода данных которой сигнал индекса отсчёта со значением k j-го БДСА i-й антенны поступает на вход данных ЗУ 15, где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, этот дискретный сигнал записывают в ячейке текущего индекса отсчёта канала автосопровождения с отставанием i-й антенны (см. фиг. 16).Under the influence of the interrupt signal about the readiness of the countdown of the auto-tracking channel with a lag at its [2 + 6 · i + 3 · (j – 1) +3] -th input of the interrupt signal about the readiness of the countdown of the auto-tracking channel, the
Далее, УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением [10+18·i+9·(j–1)+8], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9·(j–1)+8]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на 18-й вход j-го БДСА 23 i-й антенны и далее на управляющий вход ключа 22-3 (см. фиг.17). Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 22-3 пропускает дискретный сигнал отсчёта канала автосопровождения с отставанием на выход данных 4 j-го БДСА i-й антенны и далее на вход ввода данных шины данных 13, с выхода ввода данных которой дискретный сигнал отсчёта канала автосопровождения с отставанием j-го БДСА i-й антенны поступает на вход данных ЗУ 15, где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, этот дискретный сигнал записывают в ячейке индексированного массива i-й антенны с текущим индексом k отсчёта канала автосопровождения с отставанием (см. фиг. 16).Further, the
Параллельно на выходе 3 задержанных импульсов в блоке задержки последовательности импульсов БЗПИ 20 под воздействием импульсов фазирования с частотой следования fф от ГТИ 11, поступающих на 10-й вход БЗПИ 20, и импульсов дискретизации с выхода счётчика-делителя 19 с частотой следования fд , поступающих на 11-й вход БЗПИ 20, формируют последовательность импульсов, задержанную относительно импульсов дискретизации с выхода счётчика-делителя 19 на время задержки начала обработки отсчётов одного фронта волны в информационных каналах ДtzобрИ , выбранное в соответствии с выражением (17), и подают импульсы этой задержанной последовательности на счётный вход счётчика 34.In parallel, at the output of 3 delayed pulses in the delay block of the sequence of pulses BZPI 20 under the influence of phasing pulses with a repetition rate f f from the
Параллельно с выхода 4 БЗПИ 20 на вход данных ключа 21 подают сигнал индекса импульса с очередным значением k, а с выхода 5 сигнала прерывания БЗПИ 20 подают сигнал прерывания на 2-й вход сигнала прерывания УЭВМ 16.In parallel with the
Под воздействием сигнала прерывания на своём 2-м входе сигнала прерывания о готовности отсчёта УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине сигнал со значением 2, который поступает на вход дешифратора 12, со 2-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на управляющий вход ключа 21. Под воздействием единичного управляющего сигнала ключ 21 пропускает сигнал индекса отсчёта со значением k на вход ввода данных шины данных 13, с выхода ввода данных которой сигнал индекса отсчёта со значением k поступает на вход данных ЗУ 15, где под воздействием адресного сигнала, подаваемого с шины адреса, данных и управления УЭВМ 16 на адресную шину ЗУ 15, этот дискретный сигнал записывают в ячейке текущего индекса суммарного информационного отсчёта антенной решётки.Under the influence of the interrupt signal at its 2nd input of the interrupt signal about readiness of counting, the
Далее, УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления последовательность адресных сигналов и сигналов команд, под воздействием которых ЗУ 15 последовательно выдаёт на свой первый выход данных цифровые сигналы синусных квадратур из ячеек с индексом k индексных массивов антенн №i , i = 0, 1, … , N – 1. Параллельно УЭВМ 16 выдаёт через свой выход управления на вход управления процессора формирования диаграммы направленности ПФДН 14 последовательность сигналов команд сложения, под воздействием которых ПФДН 14 последовательно вводит цифровые сигналы синусных квадратур с индексом k информационных каналов антенн №i , i = 0, 1, … ,N – 1, и формирует цифровой сигнал синусной квадратуры индекса k с суммарным значениемFurther,
(71) (71)
По окончании цикла суммирования ПФДН 14 выдаёт суммарный цифровой сигнал синусной квадратуры Sk на свой выход данных, откуда он поступает на вход данных приёмника 17.At the end of the summing cycle,
Далее, УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления последовательность адресных сигналов и сигналов команд, под воздействием которых ЗУ 15 последовательно выдаёт на свой первый выход данных цифровые сигналы косинусных квадратур из ячеек с индексом k индексных массивов антенн №i , i=0, 1, … , N – 1. Параллельно УЭВМ 16 выдаёт через свой выход управления на вход управления процессора формирования диаграммы направленности ПФДН 14 последовательность сигналов команд сложения, под воздействием которых ПФДН 14 последовательно вводит цифровые сигналы косинусных квадратур с индексом k информационных каналов антенн №i , i = 0, 1, … ,N – 1, и формирует цифровой сигнал косинусной квадратуры индекса k с суммарным значениемFurther, the
(72) (72)
По окончании цикла суммирования ПФДН 14 выдаёт суммарный цифровой сигнал косинусной квадратуры S90k на свой выход данных, откуда он поступает на вход данных приёмника 17.At the end of the summation cycle,
Счётчик 34 ведёт подсчёт задержанных на время ДtzобрИ импульсов с выхода 3 БЗПИ 20, поступающих на его счётный вход до тех пор, пока значение цифрового сигнала на его выходе не совпадёт со значением цифрового сигнала на выходе регистра сигнала периода автосопровождения 36. При совпадении значений цифровых сигналов от счётчика 34 и регистра сигнала периода автосопровождения 36 на своих входах схема сравнения 35 формирует на своём выходе единичный импульс, который поступает на первый вход схемы ИЛИ 37 и на первый вход прерывания УЭВМ 16. С выхода схемы ИЛИ 37 единичный сигнал поступает на вход обнуления счётчика периода автосопровождения 34 и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением, подготавливая тем самым к следующему периоду автосопровождения.The counter 34 counts the pulses delayed at the time Дt zОБИ from the
Под воздействием единичного сигнала на своём первом входе прерывания УЭВМ 16 извлекает из соответствующей ячейки ЗУ 15 текущий индекс суммарного информационного отсчёта антенной решётки k и передаёт управление программе автосопровождения (АС) обработки отсчётов каналов автосопровождения всех антенн решётки. Программа АС последовательно вводит из ЗУ 15 цифровые сигналы синусных (Sik– и Sik+) и косинусных (S90ik– и S90ik+) квадратур с индексом k каналов автосопровождения с опережением и с отставанием антенн №i, i = 0, 1, … ,N – 1, и в соответствии с выражениями (20) ÷ (70) формирует цифровые управляющие сигналы ΔuАСΦk наведения антенн по углу места Ц и ΔuАСΨk наведения антенн по азимуту Ш, а также цифровые сигналы Дtсi0k сдвига по времени прихода радиосигнала между антеннами Аi и А0 и в соответствии с формулами (1), (3), (4) формирует цифровые сигналы с текущими значениями задержек импульсов дискретизации в информационных каналах Дtzik, в каналах автосопровождения с опережением ДtzikАС1 =Дtzik – Дtоткл и в каналах автосопровождения с отставанием ДtzikАС2 =Дtzik + Дtоткл для всех антенн №i, i = 0, 1, … ,N – 1.Under the influence of a single signal at its first interrupt input, the
Затем УЭВМ 16 инициирует выдачу сигналов наведения антенн решётки по углу места и по азимуту, для чего формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой управляющий сигнал ΔuАСΨk наведения антенн по азимуту Ш. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением ΔuАСΨk, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой управляющий сигнал ΔuАСΨk наведения антенн по азимуту Ш поступает в том числе на вход данных регистра сигнала наведения антенн по азимуту 24 (см. фиг. 16). Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 9, который поступает на вход дешифратора 12, с 9-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на управляющий вход регистра сигнала наведения антенн по азимуту 24. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе регистр сигнала наведения антенн по азимуту 24 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой управляющий сигнал ΔuАСΨk наведения антенн по азимуту Ш, который поступает с выхода регистра 24 на вход цифроаналогового преобразователя 26, который преобразует сигнал наведения антенн по углу места в аналоговую форму. Через фильтр нижних частот 28 аналоговый сигнал наведения антенн по азимуту поступает на входы электромашинных усилителей 30 и после усиления поступает на приводы по азимуту 32 антенн 1.Then, the
Далее УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой управляющий сигнал ΔuАСΦk наведения антенн по углу места Ц. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал со значением ΔuАСΦk, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой управляющий сигнал ΔuАСΦk наведения антенн по углу места Ц поступает в том числе на вход данных регистра сигнала наведения антенн по углу места 25 (см. фиг. 16). Далее УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением 10, который поступает на вход дешифратора 12, со 10-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на управляющий вход регистра сигнала наведения антенн по углу места 25. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе регистр сигнала наведения антенн по углу места 25 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой управляющий сигнал ΔuАСΦk наведения антенн по углу места Ц, который поступает с выхода регистра 25 на вход цифроаналогового преобразователя 27, который преобразует сигнал наведения антенн по углу места в аналоговую форму. Через фильтр нижних частот 29 аналоговый сигнал наведения антенн по углу места поступает на входы электромашинных усилителей 31 и после усиления поступает на приводы по углу места 33 антенн 1.Next, the
После этого УЭВМ 16 инициирует процедуру замены цифровых сигналов времени задержки импульса дискретизации в цифровом информационном канале и обоих каналах автосопровождения каждого БДСА на сигналы с рассчитанными ранее значениями Дtzik, ДtzikАС1 и ДtzikАС2, для чего последовательно выполняют для каждой i-й антенны, i = 0, 1, … , N – 1, серию следующих шагов:After that, the
Шаг 1: УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации Дtzik в информационном канале i-й антенны. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации Дtzik в цифровом информационном канале i-й антенны, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации в информационном канале i-й антенны поступает на вход данных 5 первого и второго блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 в тракте каждой i-й антенны, i = 0, 1, … , N–1 (см.фиг. 16), в каждом блоке БДСА на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Step 1: WUEM 16 generates on its bus address, data and control a digital signal with a cell address value, where a digital signal with a sampling delay time value Dt zik in the information channel of the ith antenna is stored. Under the influence of this address signal, the
Шаг 2: УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+3], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+3]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 13 первого БДСА 23 в тракте i-й антенны (см. фиг.16), в блоке БДСА поступает на вход 1 БЗПИ 20-1, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации Дtzik в информационном канале i-й антенны.Step 2: WUEM 16 generates on its first address bus a digital signal with the value [10 + 18 · i + 3], which is input to the
После этого УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9+3], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9+3]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 13 второго БДСА 23 в тракте i-й антенны (см. фиг.16), в блоке БДСА поступает на вход 1 БЗПИ 20-1, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации Дtzik в информационном канале i-й антенны.After that, the
Шаг 3: УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации в канале автосопровождения с опережением i-й антенны поступает на вход данных 5 первого и второго блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 в тракте каждой i-й антенны, i = 0, 1, … , N–1 (см. фиг. 16), в каждом блоке БДСА поступает на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Step 3: WUEM 16 generates a digital signal with a cell address value on its bus address, data and control, where a digital signal with a sampling delay time value Dt zikAC1 is stored in the auto tracking channel ahead of the ith antenna. Under the influence of this address signal, the
Шаг 4: УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+6], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+6]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 16 первого БДСА 23 в тракте i-й антенны, в блоке БДСА поступает на вход 1 БЗПИ 20-2, (см. фиг. 17) далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны.Step 4:
После этого УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9+6], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9+6]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 16 второго БДСА 23 в тракте i-й антенны, в блоке БДСА поступает на вход 1 БЗПИ 20-2, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС1 в канале автосопровождения с опережением i-й антенны.After that, the
Шаг 5: УЭВМ 16 формирует на своей шине адреса, данных и управления цифровой сигнал со значением адреса ячейки, где хранят цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны. Под воздействием этого адресного сигнала запоминающее устройство ЗУ 15 формирует на своём втором выходе данных цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны, который поступает на вход вывода данных шины 13, с выхода вывода данных которой цифровой сигнал со значением времени задержки импульса дискретизации в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны, поступает на вход данных 5 первого и второго блока дискретизации сигнала антенны БДСА 23 в тракте каждой i-й антенны, i=0, 1, … , N–1, в каждом блоке БДСА на вход 8 шины ввода данных БЗПИ 20-1, 20-2, 20-3 (см. фиг. 17) и далее на вход 6 сигнала кода новой задержки блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает на вход данных буферного регистра периода задержки 47 (см. фиг. 19).Step 5: WUEM 16 generates a digital signal with a cell address value on its bus address, data and control, where a digital signal with a sampling delay time value Dt zikAC2 is stored in the auto tracking channel with the ith antenna lagging. Under the influence of this address signal, the
Шаг 6: УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 19 первого БДСА 23 в тракте i-й антенны, в блоке БДСА поступает на вход 1 БЗПИ 20-3, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны.Step 6:
После этого УЭВМ 16 формирует на своей первой адресной шине цифровой сигнал со значением [10+18·i+9+9], который поступает на вход дешифратора 12, с [10+18·i+9+9]-го выхода которого единичный управляющий сигнал поступает на вход 19 второго БДСА 23 в тракте i-й антенны, в блоке БДСА поступает на вход 1 БЗПИ 20-3, (см. фиг. 17) и далее на вход 5 блока задержки импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого поступает (см. фиг. 19) на управляющий вход буферного регистра периода задержки 47. Под воздействием единичного управляющего сигнала на своём управляющем входе буферный регистр периода задержки 47 вводит со своего входа данных и запоминает цифровой сигнал с текущим значением времени задержки импульса дискретизации ДtzikАС2 в канале автосопровождения с отставанием i-й антенны.After that, the
После выполнения указанных шагов для каждой i-й антенны, i=0, 1, … , N – 1, УФА повторяет цикл автосопровождения КА.After performing the above steps for each i-th antenna, i = 0, 1, ..., N - 1, the UVA repeats the spacecraft auto-tracking cycle.
В процессе работы УФА каждый входящий в него блок задержки последовательности импульсов БЗПИ формирует на своём выходе 3 последовательность импульсов, задержанную относительно последовательности импульсов на выходе счётчика-делителя 19 на заданный интервал времени, измеряемый в микротактах ГТИ 11. Происходит это следующим образом.In the process of UVA operation, each block of delay in the pulse sequence delay BZPI generates at its output 3 a pulse sequence delayed relative to the pulse sequence at the output of the counter-divider 19 for a given time interval, measured in microtacts of the
В каждом БЗПИ (см. фиг. 18) блок задержки импульса БЗИ 40-1 задерживает импульс с выхода счётчика-делителя 19 на заданный интервал времени. Начиная с этого задержанного импульса, БЗИ 40-3 формирует последовательность импульсов с периодом дискретизации Дtд, которая задержана относительно последовательности импульсов на выходе счётчика-делителя 19 на тот же заданный интервал времени.In each BZPI (see Fig. 18), the pulse delay block BZI 40-1 delays the pulse from the output of the counter-divider 19 for a given time interval. Starting from this delayed pulse, the BZI 40-3 generates a sequence of pulses with a sampling period of Dt d , which is delayed relative to the sequence of pulses at the output of the counter-divider 19 for the same specified time interval.
Импульсы задержанной последовательности поступают на выход 3 БЗПИ.The pulses of the delayed sequence are
Параллельно счётчик 42 подсчитывает количество сформированных импульсов дискретизации и выдаёт цифровой сигнал со значением индекса отсчёта на выход 4 БЗПИ.In parallel, the
В процессе автосопровождения УЭВМ 16 изменяет значение цифрового сигнала времени задержки, поэтому очередной задержанный блоком БЗИ 40-1 импульс с выхода счётчика-делителя 19 может не совпадать по времени поступления с очередным импульсом, который формирует БЗИ 40-3 на основе ранее принятого импульса от БЗИ 40-1. Начиная с этого смещённого по времени импульса БЗИ 40-3 начинает формировать новую последовательность импульсов дискретизации, задержанную относительно последовательности импульсов на выходе счётчика-делителя 19 на новый, заданный значением цифрового обновлённого сигнала в буферном регистре периода задержки 47 БЗИ 40-1 интервал времени.In the process of auto tracking, the
БЗИ 40-2 служит для предотвращения дубля импульса дискретизации при смене задержанных последовательностей импульсов, когда очередной задержанный в БЗИ 40-1 импульс приходит в БЗИ 40-3 с некоторым опозданием относительно очередного импульса дискретизации, сформированного в БЗИ 40-3. При этом БЗИ 40-2 в течение некоторого защитного промежутка времени формирует на своём выходе 7 нулевой сигнал, запрещающий схеме И 41-2 пропускать поступающий через схему ИЛИ 38-3 новый задержанный импульс с выхода БЗИ 40-1. Таким образом, если очередной задержанный импульс с выхода 3 БЗИ 40-1 приходит на первый вход схемы И 41-2 несколько раньше очередного импульса на 3-м выходе БЗИ 40-3, то новая последовательность импульсов дискретизации начинается с этого вновь пришедшего задержанного импульса с выхода 3 БЗИ 40-1, а если очередной задержанный импульс с выхода 3 БЗИ 40-1 приходит на первый вход схемы И 41-2 несколько позже очередного импульса на 3-м выходе БЗИ 40-3, то новая последовательность импульсов дискретизации начинается через интервал времени дискретизации Дtд позже этого очередного задержанного импульса с выхода 3 БЗИ 40-1.BZI 40-2 serves to prevent the double of the sampling pulse when changing delayed pulse sequences when the next pulse delayed in the BZI 40-1 arrives at the BZI 40-3 with some delay relative to the next sampling pulse generated in the BZI 40-3. In this case, the BZI 40-2 during a certain protective period of time generates a zero signal at its
Такая организация работы БЗИ 40-1, 40-2 и 40-3 предотвращает нарушение синхронизации импульсов дискретизации в трактах различных антенн.Such an organization of the work of the BZI 40-1, 40-2 and 40-3 prevents the violation of the synchronization of sampling pulses in the paths of various antennas.
Наконец, БЗИ 40-4 выполняет выдачу на выход 5 БЗПИ прерывания о формировании очередного отсчёта принимаемого антенной сигнала с запаздыванием на время срабатывания АЦП относительно момента времени выдачи на выход 3 БЗПИ задержанного импульса дискретизации.Finally, the BZI 40-4 performs the output of the 5 BZPI interrupt on the formation of the next count of the received antenna signal with a delay for the time of the ADC operation relative to the time of the output of the
Блок задержки последовательности импульсов БЗПИ работает следующим образом. После поступление на вход 12 БЗПИ единичного сигнала начала сеанса, переводящего триггер 39 в единичное состояние, под воздействием единичного сигнала с единичного выхода триггера 39 на своём втором входе схема И 41-1 пропускает на вход 9 входного импульса БЗИ 40-1 ближайший по времени импульс, поступивший на вход 11 импульсов дискретизации блока БЗПИ от счётчика-делителя 19. Под воздействием входного импульса с входа 9 БЗИ 40-1 (см. фиг. 19) на своём единичном входе триггер 44 переходит в единичное состояние и выдаёт единичный сигнал со своего единичного выхода на первый вход схемы И 43 и на выход 10 состояния разрешения подсчёта БЗИ 40-1. Единичный сигнал с выхода 10 состояния разрешения подсчёта поступает на нулевой вход триггера 39 (см. фиг. 18) и переводит его в нулевое состояние. При этом нулевой сигнал с единичного выхода триггера 39 поступает на второй вход схемы И 41-1 и запрещает прохождение последующих импульсов с входа 11 импульсов дискретизации через схему И 41-1 на вход 9 входного импульса БЗИ 40-1. Единичный сигнал с единичного выхода триггера 48 на втором входе схемы И 43 разрешает прохождение через нее импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-1 на счётный вход счётчика 44 (см. фиг. 19). Счётчик 44 ведёт подсчёт импульсов фазирования, поступающих на его счётный вход, до тех пор, пока значение цифрового сигнала на его выходе не совпадёт со значением цифрового сигнала на выходе регистра периода задержки 46. При совпадении значений цифровых сигналов от счётчика 44 и регистра периода задержки 46 на своих входах схема сравнения 45 формирует на своём выходе единичный импульс, который поступает на выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-1 (см. фиг. 18), с которого он поступает на второй вход схемы ИЛИ 38-2, на второй вход схемы ИЛИ 38-1, на первый вход схемы ИЛИ 38-3 и на вход 9 входного импульса БЗИ 40-3. С выхода схемы ИЛИ 38-1 единичный сигнал поступает на вход импульса обнуления 2 БЗИ 40-1, с которого поступает на вход обнуления счётчика 44 (см. фиг. 19) и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением. Кроме этого, с выхода схемы ИЛИ 38-1 единичный управляющий сигнал поступает на вход 4 сигнала ввода кода текущей задержки БЗИ 40-1, 40-2, 40-3, 40-4 (см. фиг. 18) и в каждом из этих БЗИ поступает на управляющий вход регистра периода задержки 46 (см. фиг. 19) и вводит в него цифровой сигнал с текущим значением периода задержки с выхода буферного регистра периода задержки 47, в который этот сигнал был введён ранее из УЭВМ 16. Кроме этого, единичный управляющий сигнал с выхода схемы ИЛИ 38-1 поступает на единичный вход триггера 39 и переводит его в единичное состояние. С выхода схемы ИЛИ 38-2 единичный сигнал поступает на вход 8 запрета подсчёта БЗИ 40-1 (см. фиг. 18) и устанавливает триггер 48 в нулевое состояние (см. фиг. 19). Нулевой сигнал с единичного выхода триггера 48 подаётся на второй вход схемы И 43 и запрещает прохождение импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-1 на счётный вход его счётчика 44 до прихода очередного импульса дискретизации с выхода счётчика-делителя на вход 11 рассматриваемого БЗПИ и далее на первый вход схемы И 41-1 и на вход 9 входного импульса БЗИ 40-1 и далее на единичный вход триггера 48, который переходит в единичное состояние и единичный сигнал с его единичного выхода поступает на второй вход схемы И 43 и разрешает прохождение импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-1 на счётный вход счётчика 44. С этого момента начинается очередной цикл задержки импульса дискретизации на количество микротактов ГТИ 11, заданное цифровым сигналом от УЭВМ 16 в буферном регистре периода задержки 47 и переписанном в регистр периода задержки 46 по единичному управляющему сигналу с входа 4 БЗИ 40-1.Block delay sequence of pulses BZPI works as follows. After entering to the
Импульс с выхода 3 задержанного импульса БЗИ 40-1 является первым импульсом в задержанной последовательности импульсов дискретизации. Он поступает на первый вход схемы ИЛИ 38-3, пройдя её, поступает на первый вход схемы И 41-2 и с её выхода на выход 3 задержанных импульсов дискретизации БЗПИ, а также на счётный вход счётчика 42 и на вход 9 входного импульса БЗИ 40-4 и далее на единичный вход триггера 48 (см. фиг. 19), который переходит в единичное состояние и единичный сигнал с его единичного выхода поступает на второй вход схемы И 43 и разрешает прохождение импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-4 на счётный вход счётчика 44, начиная процесс формирования импульса прерывания с задержкой на время срабатывания АЦП, значение которого имеет цифровой сигнал, запомненный в регистре периода задержки 46 в БЗИ 40-4. Одновременно первый импульс задержанной последовательности импульсов дискретизации поступает на вход 2 обнуления БЗИ 40-3 и с него на вход обнуления счётчика 44 (см. фиг. 19) и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением, подготавливая тем самым БЗИ 40-3 к задержке поступившего первого импульса задержанной последовательности к задержке на период дискретизации, значение которого имеет цифровой сигнал, запомненный в регистре периода задержки 46 в БЗИ 40-3. Одновременно первый импульс задержанной последовательности импульсов дискретизации поступает на вход 9 входного импульса БЗИ 40-3 (см. фиг. 18) и с него на единичный вход триггера 48 (см. фиг. 19), переводя его в единичное состояние. Единичный сигнал с единичного выхода триггера 48 поступает на второй вход схемы И 43 и разрешает прохождение импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-1 на счётный вход счётчика 44. Счётчик 44 ведёт подсчёт импульсов фазирования, поступающих на его счётный вход, до тех пор, пока значение цифрового сигнала на его выходе не совпадёт со значением цифрового сигнала на выходе регистра периода задержки 46. При совпадении значений цифровых сигналов от счётчика 44 и регистра периода задержки 46 на своих входах схема сравнения 45 формирует на своём выходе единичный импульс, который поступает на выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-3, с которого поступает на второй вход схемы ИЛИ 38-3 (см. фиг. 18), пройдя её, поступает на первый вход схемы И 41-2 и с её выхода на выход 3 задержанных импульсов дискретизации БЗПИ. Так выдаётся второй импульс в последовательности задержанных импульсов дискретизации. Процесс повторяется циклически с периодом дискретизации до тех пор, пока с выхода 3 задержанного импульса БЗИ 40-1 не придёт новый импульс, который даст начало формированию очередной задержанной последовательности импульсов.The pulse from
Каждый импульс в задержанной последовательности импульсов с выхода схемы И 41-2 поступает на вход 9 входного импульса БЗИ 40-2 и запускает процесс формирования на выходе 7 состояния запрета БЗИ 40-2 нулевого сигнала, который поступает на второй вход схемы И 41-2 и запрещает схеме И 41-2 пропускать поступающий через схему ИЛИ 38-3 новый задержанный импульс с выхода БЗИ 40-1 в течение некоторого защитного промежутка времени, значение которого имеет цифровой сигнал в регистре периода задержки 46 в БЗИ 40-2.Each pulse in a delayed sequence of pulses from the output of the And 41-2 circuit goes to the
При поступлении единичного импульса задержанной последовательности на вход 9 входного импульса БЗИ 40-2 его триггер 48 переходит в единичное состояние (см. фиг. 19) и нулевой сигнал с его нулевого выхода через выход 7 состояния запрета подсчёта поступает на второй выход схемы И 41-2 (см. фиг. 18), запрещая прохождение импульсов на её выход с её первого входа на время поддержания нулевого значения сигнала на нулевом выходе триггера 48 (см. фиг. 19). Единичный сигнал с единичного выхода триггера 48 на втором входе схемы И 43 разрешает прохождение через нее импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-2 на счётный вход счётчика 44. Счётчик 44 ведёт подсчёт импульсов фазирования, поступающих на его счётный вход, до тех пор, пока значение цифрового сигнала на его выходе не совпадёт со значением цифрового сигнала времени запрета на выходе регистра периода задержки 46. При совпадении значений цифровых сигналов от счётчика 44 и регистра периода задержки 46 на своих входах схема сравнения 45 формирует на своём выходе единичный импульс, который поступает на выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-2, с которого поступает на второй вход схемы ИЛИ 38-4 и через неё на вход 2 импульса обнуления и на вход 8 запрета подсчёта БЗИ 40-2 (см. фиг. 18). Под воздействием единичного сигнала на входе 8 запрета подсчёта БЗИ 40-2 триггер 48 переходит в нулевое состояние (см. фиг. 19) и единичный сигнал с его нулевого выхода поступает на выход 7 БЗИ 40-2, откуда поступает на второй вход схемы И 41-2, разрешая прохождение через неё единичных импульсов с её первого входа (см. фиг. 18). Одновременно нулевой сигнал с единичного выхода триггера 48 поступает на первый вход схемы И 43 (см. фиг. 19) и запрещает прохождение через неё с входа 1 импульсов фазирования БЗИ 40-2 на счётный вход счётчика 44. Одновременно единичный сигнал с входа 2 импульса обнуления БЗИ 40-2 поступает на вход обнуления счётчика 44 (см. фиг. 19) и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением, подготавливая к очередному циклу работы БЗИ 40-2.When a single pulse of the delayed sequence arrives at
При поступлении единичного импульса задержанной последовательности на вход 9 входного импульса БЗИ 40-4 его триггер 48 переходит в единичное состояние (см. фиг. 19) и единичный сигнал с его единичного выхода на втором входе схемы И 43 разрешает прохождение через нее импульсов фазирования с 1-го входа БЗИ 40-4 на счётный вход счётчика 44. Счётчик 44 ведёт подсчёт импульсов фазирования, поступающих на его счётный вход, до тех пор, пока значение цифрового сигнала на его выходе не совпадёт со значением цифрового сигнала времени задержки на срабатывание АЦП на выходе регистра периода задержки 46. При совпадении значений цифровых сигналов от счётчика 44 и регистра периода задержки 46 на своих входах схема сравнения 45 формирует на своём выходе единичный импульс, который поступает на выход 3 задержанного импульса БЗИ 40-4, с которого поступает на выход 5 прерывания БЗПИ (см. фиг. 18), на вход 8 запрета подсчёта БЗИ 40-4 и на второй вход схемы ИЛИ 38-5 и через неё на вход 2 импульса обнуления БЗИ 40-4. Под воздействием единичного сигнала на входе 8 запрета подсчёта БЗИ 40-4 триггер 48 переходит в нулевое состояние (см. фиг. 19) и нулевой сигнал с единичного выхода триггера 48 поступает на первый вход схемы И 43 и запрещает прохождение через неё с входа 1 импульсов фазирования БЗИ 40-4 на счётный вход счётчика 44. Одновременно единичный сигнал с входа 2 импульса обнуления БЗИ 40-4 поступает на вход обнуления счётчика 44 (см. фиг. 19) и устанавливает в нём цифровой сигнал с нулевым значением, подготавливая к очередному циклу работы БЗИ 40-4.When a single pulse of the delayed sequence arrives at
В результате фазирование и автосопровождение сигнала осуществляется схемно, за счёт использования счётчика-делителя 19, блоков дискретизации сигнала антенны 23, блока задержки последовательности импульсов 20, ключа 21, счётчика периода автосопровождения 34, схемы сравнения 35, регистра периода автосопровождения 36, схемы ИЛИ 37, регистра сигнала наведения антенн по азимуту 24, регистра сигнала наведения антенн по углу места 25, цифро-аналогового преобразователя сигнала наведения по азимуту 26, цифро-аналоговый преобразователя сигнала наведения по углу места 27, фильтра нижних частот сигнала наведения по азимуту 28, фильтра нижних частот сигнала наведения по углу места 29, электро-машинных усилителей наведения по азимуту 30, электро-машинных усилителей наведения по углу места 31, приводов наведения по азимуту 32; приводов наведения по углу места 33 и индексированных массивов памяти. Быстродействие устройства фазирования обеспечивается за счёт снижения нагрузки на процессор формирования диаграммы направленности 14, который только выбирает из массива и складывает отсчёты сигналов, предварительно записанные в ЗУ 15, и не должен перемножать комплексные числа, как в аналоге. За счёт надлежащей задержки импульсов дискретизации индивидуально для каждой антенны обеспечивается возможность приёма и фазирования широкополосных сигналов.As a result, the phasing and auto-tracking of the signal is carried out schematically, through the use of a counter-divider 19, sampling units of the
Таким образом, предложены способ и устройства, которые обеспечат приём, обработку и автосопровождение широкополосных сигналов без искажений при сохранении быстродействия устройства фазирования антенн антенного поля при приёме от антенного поля широкополосных сигналов, несущих, например, телеметрическую информацию о состоянии бортовых систем космических аппаратов.Thus, a method and devices have been proposed that will provide reception, processing and auto-tracking of broadband signals without distortion while maintaining the speed of the phasing device for antenna field antennas when receiving broadband signals from the antenna field that carry, for example, telemetric information about the state of onboard systems of spacecraft.
Claims (153)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109871A RU2652529C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Method and device for phasing and equal-signal differential automatic tracking of non-uniform digital antenna array for reception of wide-band signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109871A RU2652529C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Method and device for phasing and equal-signal differential automatic tracking of non-uniform digital antenna array for reception of wide-band signals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652529C1 true RU2652529C1 (en) | 2018-04-26 |
Family
ID=62045403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109871A RU2652529C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Method and device for phasing and equal-signal differential automatic tracking of non-uniform digital antenna array for reception of wide-band signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652529C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113747488A (en) * | 2021-07-29 | 2021-12-03 | 电信科学技术第五研究所有限公司 | Method and system for detecting and counting broadband spectrum signals in real time based on environmental noise |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1532988A1 (en) * | 1987-04-13 | 1989-12-30 | Предприятие П/Я А-7866 | System of synchronization and phasing of modules of transmitting active phased array |
| RU2046474C1 (en) * | 1992-12-03 | 1995-10-20 | Воронежское конструкторское бюро антенно-фидерных устройств | Device for phasing in elements of receiving array |
| RU8838U1 (en) * | 1998-02-09 | 1998-12-16 | Научно-производственная фирма "Аэрофар" | DEVICE OF DISTRIBUTION AND PHASING OF THE HIGH-FREQUENCY SIGNAL |
| RU2594385C1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-08-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of processing broadband signals and device of phasing antennae receiving broadband signals, mainly for no-equidistant antenna array |
-
2017
- 2017-03-24 RU RU2017109871A patent/RU2652529C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1532988A1 (en) * | 1987-04-13 | 1989-12-30 | Предприятие П/Я А-7866 | System of synchronization and phasing of modules of transmitting active phased array |
| RU2046474C1 (en) * | 1992-12-03 | 1995-10-20 | Воронежское конструкторское бюро антенно-фидерных устройств | Device for phasing in elements of receiving array |
| RU8838U1 (en) * | 1998-02-09 | 1998-12-16 | Научно-производственная фирма "Аэрофар" | DEVICE OF DISTRIBUTION AND PHASING OF THE HIGH-FREQUENCY SIGNAL |
| RU2594385C1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-08-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of processing broadband signals and device of phasing antennae receiving broadband signals, mainly for no-equidistant antenna array |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113747488A (en) * | 2021-07-29 | 2021-12-03 | 电信科学技术第五研究所有限公司 | Method and system for detecting and counting broadband spectrum signals in real time based on environmental noise |
| CN113747488B (en) * | 2021-07-29 | 2024-01-30 | 电信科学技术第五研究所有限公司 | Method and system for detecting and counting broadband spectrum signals in real time based on environmental noise |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11277200B2 (en) | System and method for estimating a pointing error of a satellite antenna | |
| RU2283505C1 (en) | Method and device for determining coordinates of a radio radiation source | |
| JP4091276B2 (en) | Positioning device | |
| US6272441B1 (en) | Method for determining the pulse response of a broad band linear system and a measuring circuit for carrying out the method | |
| US11968011B2 (en) | Multi-channel multi-phase digital beamforming method and apparatus | |
| RU2652529C1 (en) | Method and device for phasing and equal-signal differential automatic tracking of non-uniform digital antenna array for reception of wide-band signals | |
| RU2201599C1 (en) | Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization | |
| RU2072525C1 (en) | Directivity pattern shaping method | |
| JP2005003579A (en) | Angle measuring device and positioning device | |
| RU2158008C1 (en) | Space radar with synthetic aperture forming the image in real time | |
| JP2004198189A (en) | Orientation detection device | |
| CN110927751A (en) | Array antenna self-adaptive correction implementation method based on carrier phase measurement | |
| US11539375B2 (en) | System and method for direct signal down-conversion and decimation | |
| JPWO2017022390A1 (en) | POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD, AND POSITIONING PROGRAM | |
| RU2594385C1 (en) | Method of processing broadband signals and device of phasing antennae receiving broadband signals, mainly for no-equidistant antenna array | |
| US6768971B1 (en) | Instantaneous measurement of signal polarization | |
| RU2553270C1 (en) | Method and apparatus for determining angular orientation of aircraft | |
| RU2514197C1 (en) | Method and device for determination of airborne vehicle angular attitude | |
| RU2618520C1 (en) | Method for object angular orientation on radio navigation signals of spacecrafts | |
| JPS6244620B2 (en) | ||
| Anton et al. | Analysis of a distributed array system for satellite acquisition | |
| RU2740606C1 (en) | Method and device for determining angular orientation of aircrafts | |
| Valery et al. | Space-time processing of signals in angle measurement navigation receivers | |
| RU2072527C1 (en) | Bearing finder of active noise source | |
| CN115361741A (en) | High-precision channel signal delay automatic calibration device and method |