Устройство для обнаружения и измерения частоты случайного сигнала

О П-ИС"А" Н- И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 111 705361 Сфвз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный ком нтет СССР но дедам нзобретеннй н открытнй(088,8) Дата опубликования описанил 25.12.79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА Изобретение относится к областирадиоэлектроники, а именно к устройствам обнаружения и измерения частоты случайного сигнала и может бытьиспользовано в допплеровских радиолокационных измерителях вектора скорости движущихся объектов: летательных аппаратов, судов, автотранспорта.Известны устройства для обнаруже-ния иизмерения частоты случайного 10сигнала, содержащие кольцо автоподстройки частоты следящего гетеродинапод частоту входного сигнала, а такжеобнаружитель полезного сигнала, повыходному сигналу которого осуществля ется переключение устройства из режима поиска в режим сопровождения полезного сигнала. Обнаружители этихустройств работают на принципе сравнения мощности полезного сигнала, 20находящегося в полосе фильтров дискриминатора кольца частотной автопод-:стройки (ЧАП) и мощности шумов приемника РЛС, В их состав входят фильтрующие цепи, детекторы, усилители и 25пороговое устройство (1,Такие обнаружители, являющиесячастью устройства обнаружения и измерения частоты случайного сигнала,сложны, плохо поддаются микроминиатю 2ризации (поскольку состоят преимущественно иэ аналоговых каскадов) и характеризуются сравнительно низкой температурной стабильностью параметров. Разбаланс коэффициентов передачи по сигнальному и шумовому каналам обнаружителя приводит к соответствующему изменению вероятности обнаружения входного сигнала. Еще одним недостатком известных устройств обнару- кения и измерения частоты случайного игнала является их малая устойчивость к воздействию гармонических и квазигармонических помех, попадание которых в полосы фильтрующих цепей существенно меняет пороговую чувствительность обнаружителя. Иэ известных устройств наиболееблизким по технической сущности является устройство для обнаружения и из-мерения частоты случайного сигнала,содержащее соединенные в кольцо импульсный дискриминатор нулевых биений,интегратор и следящий гетеродин, атакже ключ и генератор (2,Иедостатком таких устройств является малая стабильность порога обнаружения входного сигнала,Цель изобретения - увеличение стабильности порога обнаружения входного сигнала.Для этого в устройство для обнаружения и измерения частоты случай"ного сигнала, содеркащее соединенныев кольцо импульсный- дискриминаторнулевых биений, интегратор и следящий гетеродин, а также ключ, генератор, введены сумматор, первый входкоторого является входом устройства,блок анализа импульсов расстройки, источник напряжения поиска, причемвторой вход сумматора соединен с выходом генератора, а выход сумматорасоединен с вторым входом импульсного дискриминатора нулевых биений, к выходу которого подключен блок. анализа импульсов расстройки, а первь)й вход ключа соединен с выходом блока анализа импульсов расстройки, второй вход - с источником напряжения поиска, а выход ключа подключенк второму входу интегратора.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства,Устройство для обнаружения и измерения частоты случайного сигнала содержит соединенные в кольцо импульс ный дискриминатор нулевых биений 1, интегратор 2 и следящий гетеродин 3, а также ключ 4, сумматор 5, первый вход б которого является входом устройства, а выход 7 соединен с входом импульсного дискриминатора 1, генератор 8 с частотой, близкой к частоте следящего гетеродина, соединенный с вторым входом 9 сумматора 5,блок 10 анализа импульсов расстройки, входкоторого соединен с выходом импульс=ного дискриминатора 1, а выход - с управляющим входом ключа 4, выход которого соединен с одним из входов интегратора 2 и источник 11 наприжения поиска.Устройство работает следуЮщимобразом. На вход б устройства посту-пает полезный входной сигнал, частотакоторого первоначально далеко отстроена от частоты следящего гетеродина.Так как расстройка частоты генератора 8 от, частоты следящего гетеро- дина 3 выбрана близкой к граничнойчастОте фильтров дискриминатора 1(но меньше ее), на выходе дискриминатора 1 будет существовать импульсная последовательность одной полярности, указывающей на отсутствиеэнергии полезного сигнала в полосе фильтров низкой частоты дискриминатора 1. Блок анализа 10 импульсов ., расстройки будет удерживать ключ 4 в таком ссстоянии, при котором на вход интегратора 2 будет поступать поисковое напряжение от источника.11 и устройство в целом будет находиться в режиме поиска сигнала (то есть перестройки частоты следящего гетеродина 3 по диапазону частотвходного сигнала) .Когда частота следящего гетеродина 3 окажется вблизи частоты полезного сигнала (уровень которого превышает уровень сигнала от генератора 8), 5 то на выходе дискриминатора 1 появится последовательность импульсов расстройки чередующейся полярности. Блок10 анализа импульсов расстройки зафиксирует (после нескольких подобныхсерий) прохождение биений полезногосигйала следящего гетеродина 3 через,фильтры низкой частоты дискриминатора1 и снимет поисковое напряжение черезключ 4 с входа интегратора 2, переключая, тем самым, устройство из режима поиска в режим сопровожденияполезного сигнала. поскольку возникающие в результате воздействия аддитивного сигнала генератора 8 импульсы расстройки на выходе импульсного дискриминатора 1 в этом случаеимеют чередующуюся, через один, полярность, то интегральный эфФект от ихвоздействия на интегратор 2 будет в 25 среднем равен нулю, Интегратор будетреагировать, таким образом толькона те импульсырасстройки, которыеформируются благодаря биениям междувходным полезным сигналом и сигна-.30 лом следящего гетеродина,обеспечивая, тем самым, режим слежения зачастотой полезного сигнала.Исходя из условия обязательногопоявления импульсов чередующегося 35 знака на выходе дискриминатора 1,уровень сигнала ц 8 от генератора 8с частотой, близкой к частоте следящего гетеродина 3, должен быть выбранменьше цБ - уровйя выходного сигна ла.Например, при выборе ц/цв = 0,2серии импульсов чередующейся йолярности будут обязательно иметь местопри выполнении условия ацЗ ) - дьв.Фгде А 8 и ЬИ)в- расстройка между 45частотой следящего гетеродина 3, генератора 8 и входного сигнала соответственно. На практике в большинствеслучаев ширина спектра входного сигнала значительно меньше полосы дискриминатора .1, причем максимум спектральной плотности биений будет расположен В области околонулевых частот и это вышеуказанное условие легко выполнить, выбрав 61 юз примерноравной граничной частоте фильтровнизкой частоты дискриминатора 1. С,другой стороны, чтобы в устройствене произошло ложного захвата поступающих на его вход вместе с полезным 0 сигналом шумов приемника, необходимо,чтобы уровень шума 0 щ в полосе фильт-.ров дискриминатора не превышал павуровня сигнала от генератора 8. Исходя из этого, при выбранных параметрах 65 пороговая чувствительность устройст70536 10 формула изобретения СОставитель О.Ханджяндактор Л,Гельфман Техред Э,Чужик Корректор Е.пап аз 8020/47 Тираж 1073 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о13035, Москва, Ж, Раушская Подписнотета СССРкрытийнаб., д. 4/5 ППП фПатент, г.ужГо л.Проектная,4 фил ва по соотношению сигнал/шум в полосе фильтров низкой частоты дискриминатора 1 должна составить (14-15)дБ. Следует отметить, что такая чувствительность практически является близкой к предельно допустимой для устройств обнаружения и измерения частоты случайных сигналой, работающих на .принципе измерения отношения сигнал/шум,Устройство для обнаружения и измерения частоты случайного сигнала, содержащее соединенные в кольцо им пульсный дискриминатор нулевых биений, интегратор и следящий гетеродин, а также ключ, генератор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличе ния стабильности порога обнаружения 20 1 6входного сигнала, в него введенысумматор, первый вход которого является входом устройства, блок анализаимпульсов расстрайки, источник напряжения поиска, причем второй вход сумматора соединен свыходом генератора,а выход сумматора соединен с вторымвходом импульсного дискриминаторанулевых биений, к выходу которогоподключен блок анализа импульсов расстройки, а первый вход ключа соединенс выходом блока анализа импульсоврасстройки, второй вход - с источником.напряжения поиска, а выход ключаподключен к второму входу интегратора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Колчинский В,Е. Допплеровскиеустройства и системы навигации . 1975,с.241-247.2,Авторское свидетельство СССР9 474756, кл. 6 01 й 23/00, 28.3.73,