Устройство измерения временного положения угломерного сигнала

1. Устройство измерения временного положения угломерного сигнала, содержащее последовательно соединенные фильтр и пиковый детектор, М цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных усилителя, фиксатора временного интервала и вычислителя центра симметрии временного интервала, а также вычислитель угловой координаты, причем выход фильтра соединен с вторыми входами всех фиксаторов временного интервала, а выход пикового детектора соединен с входами всех усилителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения временного положения угломерных сигналов при действии мультипликативной помехи, в каждую из М цепочек введены последовательно соединенные вычислитель длительности временного интервала, умножитель, первый и второй накапливающие сумматоры, причем в каждой цепочке выход фиксатора временного интервала соединен с вторыми входами первых накапливающих сумматоров и первыми входами вторых накапливающих сумматоров, выход вычислителя центра симметрии временного интервала соединен с вторым входом умножителя, выход вычислителя длительности временного интервала соединен с вторым входом второго накапливающего сумматора, первый вход вычислителя длительности временного интервала соединен с первым входом вычислителя центра симметрии временного интервала, вторые входы вычислителей центра симметрии временного интервала и вычислителей длительности временного интервала всех цепочек объединены и являются входом тактовых импульсов, третьи входы вычислителей центра симметрии временного интервала всех цепочек объединены и являются входом опорного сигнала, выходы первых накапливающих сумматоров соединены соответственно с М первыми входами вычислителя угловой координаты, выходы вторых накапливающих сумматоров соединены соответственно с М вторыми входами вычислителя угловой координаты, а выход вычислителя угловой координаты является выходом устройства измерения временного положения угломерного сигнала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вычислитель угловой координаты состоит из М цепочек, каждая из которых содержит последовательно соединенные блок деления и умножитель, причем входы делителя всех блоков деления являются первыми М-входами вычислителя угловой координаты, входы делимого всех блоков деления являются вторыми М-входами вычислителя угловой координаты, вторые входы всех умножителей являются входами весовых коэффициентов, а выходы всех умножителей соединены с входами сумматора, выход которого является выходом вычислителя угловой координаты.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных измерителях временного положения сигнала.
Цель изобретения повышение точности измерения временного положения угломерных сигналов при действии мультипликативной помехи.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства измерения временного положения угломерного сигнала; на фиг.2 пример выполнения вычислителя угловой координаты; на фиг.3 пример выполнения вычислителя центра симметрии временного интервала; на фиг.4 пример выполнения вычислителя длительности временного интервала; на фиг.5 эпюры сигналов в характерных точках.
Устройство измерения временного положения угломерного сигнала (фиг.1) содержит фильтр 1, пиковый детектор 2, М идентичных цепочек, каждая из которых состоит из усилителя 3, фиксатора 4 временного интервала, вычислителя 5 центра симметрии временного интервала, вычислителя 6 длительности временного интервала, умножителя 7, первого и второго накапливающих сумматоров 8 и 9 и вычислителя 10 угловой координаты, который в свою очередь содержит (фиг.2) М идентичных цепочек, состоящих из блока 11 деления, умножителя 12 и сумматора 13, а вычислитель 5 центра симметрии временного интервала (фиг.3) содержит первый счетчик 14, регистр 15, схему переписи 16, второй счетчик 17, IК-триггер 18, D-триггер 19, элемент НЕ 20, блок элементов И 21, элемент ИЛИ-НЕ 22, элемент ИЛИ 23 и элемент задержки 24, а вычислитель 6 длительности временного интервала (фиг.4) содержит счетчик 25, регистр 26, элемент задержки 27, элемент И 28, D-триггер 29 и элемент И-НЕ 30.
Устройство измерения временного положения угломерного сигнала (фиг.1) работает следующим образом.
На вход фильтра 1 поступает с периодом Т угломерный сигнал, за временное положение которого принято положение заранее выбранной характерной точки. В большинстве радиолокационных и радионавигационных систем принято один из двух видов характерных точек максимум сигнала или минимум сигнала. В качестве примера (фиг.5, эпюра а) изображен симметричный двухлепестковый азимутальный сигнал радиосистемы ближней навигации (РСБН), за временное положение которого принято положение минимума сигнала, расположенного между двумя его лепестками.
Мультипликативные помехи, действующие в процессе распространения угломерного сигнала от точки передачи к точке приема, приводят к его искажению, в результате чего на сигнале помимо основного (истинного) минимума или максимума образуется ряд локальных минимумов и максимумов (фиг.5, эпюра б).
Интервалы между этими максимумами или минимумами могут быть соизмеримы с длительностью сигнала, поэтому для такой помехи предварительная фильтрация сигнала малоэффективна.
Через фильтр 1 угломерный сигнал поступает на пиковый детектор 2, где в каждом периоде Т запоминается напряжение , соответствующее максимуму сигнала. Усилители 3 с коэффициентами усиления <1( = 1,2,...M) устанавливают на входах фиксаторов 4 временного интервала уровни фиксации При пересечении уровня сигналом на выходе фиксаторов 4 временного интервала возникают прямоугольные импульсы (фиг.5, в), фронты которых соответствуют точкам пересечения фронтам сигнала уровня . Если характерной точкой является максимум сигнала, то происходит пересечение сигналом уровней запомненных в предыдущем периоде повторения Т, при этом фиксаторы 4 временного интервала формируют прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности интервалов, в которых значения сигнала больше уровня. Если характерной точкой является минимум двухлепесткового сигнала, то происходит пересечение сигналом уровней, установленных в текущем периоде поз первому максимуму сигнала, при этом на выходе фиксатора временного интервала формируются прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности интервалов, в которых значения сигнала меньше уровня.
Выходы фиксаторов 4 временного интервала подключены к входам вычислителей 5 центра симметрии временного интервала и вычислителя 6 длительности временного интервала. Вычислители 5 центра симметрии временного интервала определяют интервалы между опорным сигналом (фиг.5, эпюра г), поступающим на их другие входы, и серединами интервалов (X _,i, X _,i+1), в которых значения угломерного сигнала P _,j больше (или меньше) уровня в зависимости от вида угломерного сигнала, т.е. вычисляются величины
, (1)
где X _,j- интервалы между опорными сигналами и точками пересечения угломерным сигналом уровня

N
число интервалов на уровне (X _,i, X _,i+1).
Вычислители 6 длительности временного интервала определяют длительности интервалов r _,j= X _,i+1- X _,i.,
P _,j. (2)
Коды величин r _,j и поступают на входы соответствующих цифровых умножителей 7, с выходов которых коды произведений P _,j, r _,j; j = 1,2,...,N поступают на первые входы первых накапливающих сумматоров 8, осуществляющих сложение кодов величин r _,j Одновременно коды величин r _,j. с выходов вычислителей 6 длительности временного интервала поступают на вторые входы вторых накапливающих сумматоров 9, осуществляющих сложение кодов величин .
С выходов вторых накапливающих сумматоров 9 коды величин

поступают на первые М входов вычислителя 10 угловой координаты. С выходов первых накапливающих сумматоров 8 коды величин

поступают на вторые М входов вычислителя 10 угловой координаты.
Вычислитель 10 угловой координаты (фиг.2) работает следующим образом.
Коды величин j_n поступают на входы делимого блоков 11 деления, коды величин на входы делителя блоков 11 деления. Коды результатов деления , являющихся частными оценками временного положения глобального экстремума сигнала на уровнях C _/ , поступают на соответствующие первые входы умножителей 12, где умножаются на коды весовых коэффициентов . Полученные произведения складываются в сумматоре 13, на выходе которого образуется оценка временного положения угломерного сигнала
C
Весовые коэффициенты l₁, ₂,..., _м зависят от числа М уровней фиксации и их оптимальных величин . Они задаются заранее и могут выбираться, например, из условия наилучшей (по методу наименьших квадратов) аппроксимации зависимости l_n от l₁=0,3; полиномом заданной степени K. Например, при К=1, М=3, ₂=0,5; ₃=0,7 коэффициенты равны: С₁=1,584; C₂=0,333; C₃=-0,917.
Вычислитель 5 центра симметрии временного интервала (фиг.3) работает следующим образом.
Пачка тактовых импульсов частоты F, длительность которой равна интервалу наблюдения, а начало временному положению опорного сигнала, поступают на счетные входы IK-триггера 18, D-триггера 19 и первого счетчика 14. IK-триггер 18 управляется импульсами с выхода фиксатора 4 временного интервала. При отсутствии этого импульса второй счетчик 17 считает импульсы частоты F. При наличии управляющего импульса второй счетчик 17 считает импульсы частоты F/2. В результате в момент окончания управляющего импульса во втором счетчике 17 фиксируется число, пропорциональное интервалу между опорным сигналом и серединой управляющего импульса. В тот же момент времени в первом счетчике 14 фиксируется число, пропорциональное интервалу между опорным сигналом и задним фронтом управляющего импульса. С помощью D-триггера 19 и элемента ИЛИ-НЕ 22 вырабатывается импульс, соответствующий заданному фронту управляющего импульса. Он поступает на вход регистра 15 и осуществляет запись в него числа из второго счетчика 17.
Пройдя через элемент задержки 24 тот же импульс осуществляет перезапись числа из первого счетчика 14 во второй счетчик 17. Вычислитель 5 готов к следующему измерению. Установка в "0" первого и второго счетчиков 14 и 17 производится опорным сигналом.
Вычислитель 6 длительности временного интервала (фиг.4) работает следующим образом.
При наличии управляющего импульса с выхода фиксатора 4 временного интервала тактовые импульсы поступают на счетный вход счетчика 25. В момент окончания управляющего импульса в счетчике 25 фиксируется число, пропорциональное длительности управляющего импульса. Импульсом, соответствующим заднему фронту последнего, содержимое счетчика 25 переписывается в регистр 26, а затем после задержки счетчик 25 устанавливается в "0". Вычислитель 6 готов к следующему измерению.
1. Устройство измерения временного положения угломерного сигнала, содержащее последовательно соединенные фильтр и пиковый детектор, М цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных усилителя, фиксатора временного интервала и вычислителя центра симметрии временного интервала, а также вычислитель угловой координаты, причем выход фильтра соединен с вторыми входами всех фиксаторов временного интервала, а выход пикового детектора соединен с входами всех усилителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения временного положения угломерных сигналов при действии мультипликативной помехи, в каждую из М цепочек введены последовательно соединенные вычислитель длительности временного интервала, умножитель, первый и второй накапливающие сумматоры, причем в каждой цепочке выход фиксатора временного интервала соединен с вторыми входами первых накапливающих сумматоров и первыми входами вторых накапливающих сумматоров, выход вычислителя центра симметрии временного интервала соединен с вторым входом умножителя, выход вычислителя длительности временного интервала соединен с вторым входом второго накапливающего сумматора, первый вход вычислителя длительности временного интервала соединен с первым входом вычислителя центра симметрии временного интервала, вторые входы вычислителей центра симметрии временного интервала и вычислителей длительности временного интервала всех цепочек объединены и являются входом тактовых импульсов, третьи входы вычислителей центра симметрии временного интервала всех цепочек объединены и являются входом опорного сигнала, выходы первых накапливающих сумматоров соединены соответственно с М первыми входами вычислителя угловой координаты, выходы вторых накапливающих сумматоров соединены соответственно с М вторыми входами вычислителя угловой координаты, а выход вычислителя угловой координаты является выходом устройства измерения временного положения угломерного сигнала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вычислитель угловой координаты состоит из М цепочек, каждая из которых содержит последовательно соединенные блок деления и умножитель, причем входы делителя всех блоков деления являются первыми М-входами вычислителя угловой координаты, входы делимого всех блоков деления являются вторыми М-входами вычислителя угловой координаты, вторые входы всех умножителей являются входами весовых коэффициентов, а выходы всех умножителей соединены с входами сумматора, выход которого является выходом вычислителя угловой координаты.