Фазовый пеленгатор

Фазовый пеленгатор, включающий две антенны, фазовые центры которых разнесены на расстояние d, последовательно соединенные коммутатор и супергетеродинный приемник, последовательно соединенные линия задержки, перемножитель и первый узкополосный фильтр, последовательно соединенные генератор и блок сдвига частоты, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, последовательно соединенные первый фазовращатель и первый фазовый детектор, опорный генератор, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, вычислитель пеленга, причем выходы двух антенн соединены с соответствующими входами коммутатора, выход генератора соединен с входом первого фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности пеленгации источников сложных составных фазоманипулированных сигналов, в него введены между выходом супергетеродинного приемника и объединенными входами линии задержки и блока сдвига частоты последовательно соединенные квадратор и полосовой фильтр, между выходом первого узкополосного фильтра и вторым входом первого фазового детектора усилитель-ограничитель, последовательно соединенные ключ, второй узкополосный фильтр, второй фазовый детектор и интегратор со сбросом, выход которого соединен с первым входом вычислителя пеленга, второй фазовращатель, включенный между выходом опорного генератора и вторым входом второго фазового детектора, последовательно соединенные амплитудный детектор, пороговый блок и блок выделения переднего фронта импульса, соединенный с входом сброса интегратора со сбросом, последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и управляемый генератор, последовательно соединенные компаратор и элемент И, выход которого соединен с управляющим входом ключа, при этом выход управляемого генератора соединен с вторым входом супергетеродинного приемника, выход полосового фильтра с входом амплитудного детектора, выход порогового блока с вторым входом элемента И, выход усилителя постоянного тока с входом компаратора, выход первого фазового детектора с входом ключа и входом фильтра нижних частот, выход элемента И с входом запуска опорного генератора.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радионавигационных, радиолокационных системах.
Целью изобретения является повышение точности пеленгации источников сложных составных фазоманипулированных сигналов с неизвестной несущей частотой.
На чертеже приведена схема предлагаемого пеленгатора, где показаны первая 1 и вторая 2 антенны, коммутатор 3, супергетеродинный приемник 4, квадратор 5, полосовой фильтр 6, линия 7 задержки, блок 8 сдвига частоты, перемножитель 9, первый узкополосный фильтр 10, усилитель-ограничитель 11, первый фазовый детектор 12, ключ 13, второй узкополосный фильтр 14, второй фазовый детектор 15, интегратор 16 со сбросом, генератор 17, первый фазовращатель 18, второй фазовращатель 19, амплитудный детектор 20, пороговый блок 21, блок 22 выделения переднего фронта импульса, фильтр 23 нижних частот, усилитель 24 постоянного тока, управляемый генератор 25, опорный генератор 26, компаратор 27, элемент И 28, вычислитель 29 пеленга.
Пеленгатор работает следующим образом.
На вход пеленгатора поступает сложный составной фазоманипулированный сигнал

где А_o амплитуда сигнала;
_o несущая частота;
_o начальная фаза;
_м(t) периодическая функция фазовой манипуляции (меандр);
_м(t) {0, };
псевдослучайная функция фазовой манипуляции,
_псп(t) {0, };
T интервал существования сигнала.
Несущая частота сигнала априорно неизвестна и может изменяться в пределах от _o- до _o+ , а максимальная ширина спектра равна _макс.
В пеленгаторе над сигналом осуществляются следующие преобразования.
На первом этапе сигнал от одной из антенн после преобразования частоты и усиления (ширина полосы пропускания УПЧ равна _УПЧ=2 + _макс) поступает на вход квадратора 5, в котором осуществляется демодуляция сигнала. После выделения составляющей удвоенной частоты на выходе полосового фильтра 6 имеют сигнал
S_пф(t) = KA₁cos(2 _пч t+2 ₁+ ),
где А₁ амплитуда сигнала на выходе коммутатора при подключении первой антенны;
₁ начальная фаза сигнала на выходе коммутатора при подключении первой антенны;
= 2 _п+ _пф, _п и _пф фазовые сдвиги, вносимые соответственно супергетеродинным приемником 4 и полосовым фильтром 6;
K коэффициент пропорциональности.
Этот сигнал поступает на входы линии 7 задержки и блока 8 сдвига частоты, на выходах которых имеют соответственно

где К₁, K₂ коэффициенты пропорциональности;
_лз время задержки линии задержки;
_г начальная фаза сигнала генератора 17.
После выделения составляющей разностной частоты в первом узкополосном фильтре 10 и ограничения в усилителе-ограничителе 11 имеют на первом входе первого фазового детектора 12
S_уо(t) = A_ocos( _гt- 2 _{пч лз}+ _г+ _уф+ _уо),
где А_o- нормированная амплитуда,
_уф и _уо фазовые сдвиги, вносимые узкополосным фильтром и усилителем-ограничителем соответственно.
На второй вход этого фазового детектора поступает сигнал с выхода генератора 17, прошедший первый юстировочный фазовращатель 18, вносящий фазовый сдвиг

S_фв1(t) = A_гcos( _гt+ _уф+ _уо+ /2).
При этом на выходе фазового детектора 12 имеют постоянное напряжение, пропорциональное частоте сигнала
S_фв1(t) = A¹_o sin 2 _{пч лз} (3)
Это напряжение через цепь управления (фильтр 23 и усилитель 24) поступает на вход управляемого генератора 25 и супергетеродинный приемник 4 и изменяет его частоту до момента выполнения равенства
S_фд1(t) = 0, или 2 _{пчо лз}= 2 K (4)
где _пчо установившееся значение промежуточной частоты;
K целое число, зависящее от выбора _пчо и _лз.
Таким образом, к концу первого этапа работы пеленгатора постоянная составляющая на выходе первого фазового детектора оказывается скомпенсированной. При выполнении условия 2 _лз< /2 возможно однозначное определение необходимого при вычислении пеленга значения частоты сигнала путем измерения частоты управляемого генератора:
,
где _уг частота управляемого генератора.
В момент выполнения равенства S_фд1=0 срабатывает компаратор 27, сигнал с выхода которого при наличии полезного сигнала на входе пеленгатора (что обеспечивается блоками 20, 21 и 23) запускает опорный генератор 26 и замыкает ключ 13, после чего пеленгатор переходит в режим измерения пеленга.
В режиме измерения пеленга к входу супергетеродинного приемника 4 при помощи коммутатора 3 поочередно подключаются первая 1 и вторая 2 антенны. Частота коммутации, равная частоте колебаний опорного генератора 26, выбирается из условия
,
где _{лз u} время задержки линии 7 задержки,

При этом на выходе полосового фильтра 6 имеют сигнал

где А₁, A₂ амплитуды сигналов на входе приемника 4 при подключении первой и второй антенн соответственно;
₁, ₂ начальные фазы сигналов на входе приемника 4 при подключении первой и второй антенн соответственно,
период коммутации, T = 2 _лз.
На выходе линии 7 задержки и блока 8 имеют соответственно сигналы

После перемножения сигналов S_бсч(t) и S_Лз(t) в перемножителе 9, выделения составляющей разностной частоты в узкополосном фильтре 10 и ее ограничения в усилителе-ограничителе 11 (что необходимо для устранения паразитной амплитудной манипуляции и обеспечения независимости измерения пеленга от амплитуды входного сигнала) имеют на первом входе фазового детектора 12
S_уо(t) = A_ocos _гt+ 2 (t)+ _г+ _уф+ _уо),
где = ₁- ₂ несет информацию о пеленге,

Поскольку на второй вход фазового детектора 12 подается сигнал
S_фв1(t) = A_гcos( _гt+ _г+ _уф+ _уо+ /2),
то на входе фазового детектора имеют
S_фд1(t) = A¹_osin(2 (t)).
Так как синус нечетная функция, а (t)- знаковая функция, то можно записать
S_фд1(t) = A¹_o (t)sin ,)
где A¹_o- нормированная амплитуда.
Второй узкополосный фильтр 14 настроен на первую гармонику коммутирующего сигнала (t), так что на его выходе имеют сигнал

где _уф2- набег фазы во втором узкополосном фильтре 14.
Этот сигнал поступает на первый вход второго фазового детектора 15, на второй вход которого подается сигнал
S_Фв2(t) = A_гcos( _кt+ _фв2),
где _фв2 = _уф2 фазовый сдвиг, вносимый вторым юстировочным фазовращателем 19.
Таким образом, на выходе второго фазового детектора 15 имеют
U₁= S_фд2(t) = A_osin 2 ((1)1)
Это напряжение поступает на первый вход интегратора 16 со сбросом. Интегратор 16 очищается в момент прихода сигнала после срабатывания порогового блока 21. При этом блок выделения переднего фронта формирует импульс стирания, подающийся на второй вход интегратора 16.
В вычислителе 29 пеленга вычисляется пеленг из соотношения (1).
Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности пеленгации источников сложных составных фазоманипулированных сигналов. Фазовый пеленгатор содержит две антенны 1 и 2, фазовые центры которых разнесены на расстояние d, последовательно соединенные коммутатор 3, супергетеродинный приемник 4, квадратор 5, полосовой фильтр 6, линию 7 задержки, перемножитель 9, первый узкополосный фильтр 10, усилитель-ограничитель 11 и первый фазовый детектор 12. Между выходом полосового фильтра 6 и вторым входом перемножителя 9 включен блок 8 сдвига частоты. Кроме того, пеленгатор содержит последовательно соединенные генератор 17 и первый фазовращатель 18, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора 12, выход генератора 17 соединен с вторым входом блока 8 сдвига частоты. Первоначально коммутатор 3 подключает одну из антенн ко входу супергетеродинного приемника 4. Сигнал с выхода первого фазового детектора 12 с целью компенсации систематической ошибки подается на последовательно соединенный фильтр 23 нижних частот, усилитель 24 постоянного тока и управляемый генератор 25, выход которого соединен с вторым входом супергетеродинного приемника 4. При равенстве нулю систематической ошибки последовательно соединенными компаратором 27, элементом И 28 и опорным генератором 26 переключается коммутатор 3. Вход компаратора 27 подключен к выходу усилителя 24 постоянного тока. Сигналом с выхода элемента И 28 через ключ 13, сигнальный вход которого соединен с выходом первого фазового детектора 12, подключаются последовательно соединенные второй узкополосный фильтр 14, второй фазовый детектор 15, интегратор 16 со сбросом и вычислитель 29 пеленга. Между выходом опорного генератора 26 и вторым входом второго фазового детектора 15 включен второй фазовращатель 19. Между выходом полосового фильтра 6 и входом сброса интегратора 16 со сбросом включены последовательно соединенные амплитудный детектор 20, пороговый блок 21 и блок 22 выделения переднего фронта импульса. Выход порогового блока 21 соединен с вторым входом элемента И 28. 1 ил.