Устройство для измерения пространственно-поляризационных параметров радиосигналов

10О Изобретение относится к радиотехнике, в частности к области адаптивных антенных систем (ААС), и можетиспользоваться для измерения пространственно-поляризационных (ПП) параметров (ППП) радиосигналов.Цель изобретения - повышение точности измерения путем увеличения отношения сигнал/шум,На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг.2 в . структурная электрическаясхема блока свертки; на фиг.3 - возможность сжатия спектра сигнала приего свертке; на фиг.4 - зависимостьэффективной ширины диаграммы направленности для 4-элементной ААС с полуволновым разносом антенных элементовот отношения сигнал/шум для волныприходящей по нормали к линии расположения антенных элементов.Устройство содержит антенный блок1 из и пространственно-поляризационных разнесенных антенных элементов,и-канальный приемник 2, блок 3 свертки, блок 4 взвешенного сложения, усилитель 5, детектор 6 огибающей, блок7 индикации и регистрации диаграммынаправленности, блок 8 задания ПППи генератор 8 сканирования,Блок 3 свертки содержит и идентичных фильтров 10 (по количеству элементов антенной системы), каждый изкоторых состоит из первого смесителя 11, регулируемого усилителя 12,узкополосного фильтра 13, второгосмесителя 11и амплитудного детектора 14, а также гетеродин 15,Устройство работает следующимобразом.Аддитивная смесь сигналов и шумов, принятая антенным блоком 1,через и-канальный приемник 2,настроенный на требуемую частоту Ипоступает на блок 3 свертки. Сигналы на входе блока 3 представляютсобой излучения от ПП сосредоточенных источников, попадающие в поло"су пропускания и-канального приемника 2, в котором они преобразуются кпромежуточной частоте (ПЧ) ОвЧисло каналов определяется количеством элементов антенного блока 1.В блоке 3 осуществляется устранениеамплитудной и фазовой модуляции принимаемых сигналов. Свернутые сигналы с ППП 9 поступают на блок 4Евзвешенного сложения, где складываются их компоненты от различных антенных элементов, перемноженные с компонентами вектора весовых коэффициентов,поступающего с блока 8 и соответст -вующего в каждый момент времени сканирующему вектору ППП. Сканированиепоследнего в заданных пределах обеспечивается генератором 9 сканирования. Результирующий сигнал с блока 4 поступает на усилитель 5 и детек", тор 6 огибающей. Сигнал с выхода детектора 6 поступает на первый вход блока 7 индикации и регистрации диаграммы направленности, Совпадение в некоторый момент времени сканирующего вектора ППП с вектором ППП одного из источников сигналов Вс(С) = 6- 1,И обеспечивает согласованный прием данного сигнала, Остапьные источники при этом воспринимаются какпомехи и подавляются. Факт согласо-.ванного приема регистрируется вблоке 7, на второй вход которогопоступают текущие значения сканирующих ППП О (С). Уровень выходногосигнала у(С) при этом определяется,главным образом, уровнем "го источника сигнала, По мере изменения ска"нируощего вектора ППП условие 0 (С)== 6 перестает выполняться, данныйисточник также воспринимается какпомеха ц подавляется. В результатеуровень выходного сигнала резко па"дает. Процедура последовательно пов-,торяется по каждому из радиосигналовс ППП в диапазоне сканирования, Сжатие спектра сигнала приводит к увеличению отношения сигнал/шум на входе блока 4 взвешенного сложения.40В результате этого повышается точность измерения ППП радиосигнала засчет увеличения высоты (уменьшенияширины отклика на данный сигнал в 45П 1 спектре.Блок 3 работает следующим образом.Напряжение сигнала, промодулированное по амплитуде и фазе, поступающее с -го выхода и-канального приемника 2, в общем случае можно пред"ставить в виде 1 Ц 1 П(С) сов(ЯдС ++Ч(С)+Д,), =1,т, где р 4; и С; учитывают различия амплитуд и разности фаздля сигнала в различных антенных элементах; П(С) и ( (С) описывают амплитудную и фазовую модуляции сигнала, В каждом фильтре 10 производитсяфазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ)и регулировка амплитуды сигнала,1520 б 70 25 35 ФАЛЧ осуществляется первым 11, ивторым 11 смесителями, так что изпромежуточной частоты дважды вычитаются сначала частота гетеродина 15 Я,в первом смесителе 11 а затем разностная частота Я- Яво второмсмесителе 11, В результате на вьжоде второго смесителя 11 появляетсясигнал е чатотой я который не несет информации о модулирующем исходный сигнал по частоте колебаний. Регулировка амплитуды осуществляетсяв регулируемом усилителе 12, коэффициент усиления которого изменяетсяв зависимости от уровня модулирующего исходный сигнал по амплитудеколебания, которое выделяется амплитудным детектором 14. Реально идеальное сжатие сигнала получить непредставляется возможным, Степеньего реализации зависит, в частности,от точности отслеживания амплитудыи фазы сигнала, Таким образом, свыхода регулируемого усилителя 12через узкополосный фипьтр 13 на входблока 4 поступает напряжение в виде О;П сов(Ю 1 +(.;),с которого в идеале сняты фазоваяф 1) и амплитудная 11(С) модуляции,Комплексная весовая функция, обеспечивающая свертку принимаемого сигнала, определяется выражением)(с) = (1 й( дахр, д(с) На фиг.З показана возможность сжатия спектра сигнала при его свертке. Видно, что в относительно узкой полосе частот имеется возможность существенного повышения уровня сигнала. Снятие амплитудной модуляции может осуществляться с помощью амплитудного ограничителя, однако в этом случает возникают трудности с выбором порога ограничения. Для сигналов с угловой модуляцией необходимость в регулировке амплитуды отсутствует.Эффективность работы устройства может быть оценена с использованием графика на фиг.4, где представлена зависимость эффективнои ширины пространственного спектра Ь 6 для 4- элементной ААС с полуволновым разно)сом антенных элементов от отношения сигнал/шум для волны, приходящей по нормали к линии расположения антенных элементов. Видно, что для полученияоЬ 6 р1 необходимо иметь отношениесигнал/шум порядка 10 дБ и вышеЕсли, допустим, для анализируемогоисточника сигнала отношение сигнал/шум перед взвешиванием составляет3 Дб, тогда эффективная ширина отклика в пространственном спектре окажетося равной 2 , что определяет угловуюточность измерения местоположения источника сигнала. При условии, чтонад данным сигналом произведена процедура сжатия ( фиг,З), занимаемая имполоса сокращается, скажем, в 4 раза,что эквивалентно увеличению отношения сигнал/шум на 6 дБ,В этом случае отношение сигнал/шумперед взвешиванием составляет 9 дБ,соответственно ЬО - - 1 . Таким образом процедура сжатия в данном примере обеспечивает повышение точностиизмерения пространственных параметров радиосигнала в 2 раза,Формула изобретения Устройство для измерения пространственно-поляризационных параметров радиосигналов, содержащее последовательно соединенные антенный блок из и пространственно-поляризационно разнесенных антенных элемен" тов и и-канальный приемник, последовательно соединенные блок взвешенного сложения, усилитель, детектор огибающей и блок индикации и регистрации диаграммы направленности, последовательно соединенные генератор сканирования и блок задания пространственно-поляризационных параметров, выходы которого подключены к управляющим входам блока взвешенного сложения и к параметри" ческим входам блока индикации и регистрации диаграммы направленностио т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем увеличения отношения сигнал/ шум, введен блок свертки, включенный между выходами и-канального приемника и сигнальными входами блока взвешенного сложения, при этом блок свертки выполнен в виде гетеродина и параллельных Фильтров, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый смеситель, второй смеситель, амплитудный детектор, регулируемый усилитель и уэко1520670 полосный фильтр, причем пг;рвый входпервого смесителя соединен с выходом гетеродина, вторые входы первого и второго смесителей объединеныи являются одним из входов блока в о зоуеФиа. У Составитель едактор И, Шмакова Техред Л,СерСеселкиндюкова Коррек Л. Обруч Тираж б 26 1, Подписное ого комитета по изобретениям и открытиям пр 35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Г роизводственно в издательск комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина,Заказ б 770/57 ВНИИПИ Государстве 11свертки, выход второго смесителя подключен к второму входу регулируемого усилителя, а выход узкополосного фильтра является одним из выходов блока свертки.