Устройство обнаружения радиосигналов

(22) Заявлено 290430 (21) 2916495/18-09 с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпублиновано 2302 Р 2. Бюллетень йо 7 РЦМ.кп. Сог 87 Д 0 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 23082(54) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИССИт 1 АЛОВ На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства.Устройство обнаружения радиосигналов содержит приемник 1, электронное реле 2, накапливающий сумматор 3, решающий блок 4, генератор 5 гармонических колебаний, переключатель 6 блок 7 сравнения и два параллельных канала 8 и 9, каждый из которых содержит сумматор 10, амплитудный ограничитель 11, узкополосный фильтр Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться в гидролокации для обнаружения эхо-сигналов.5Известно устройство обнаружениярадиосигналов, содержащее приемники последовательно соединенные электронное реле, накапливающий сумматори решающий блок (1).ООднако известное устройство обнаружения радиосигналов обладает низкойпомехоустойчивостью при воздействиинестационарной помехи.Цель изобретения - повьааение помехоустойчивости при воздействии 15нестационарной помехи.Поставленная цель достигается тем,что в устройство обнаружения радиосигналов, содержащее приемник и последовательно соединенные электронное реле, накапливающий сумматор ирешающий блок, введены генераторгармонических колебаний, переключатель, блок сравнения и два параллельных канала, каждый из которых 25содержит последовательно соединенныесумматор, амплитудный ограничитель,узкополосный фильтр и фильтр нижнихчастот, а также полосовой фильтр,вход которого соединен с выходом ам плитудного ограничителя, при этом вЪходы фильтров нижних частот каждогоиз каналов подключены к соответствующим входам блока сравнения, первыйи второй выходы которого подключенык первому и второму входам переключателя, третий и четвертый входыкоторого соединены с выходами полосовых фильтров первого и второго каналов соответственно, а выход переключателя подключен к входу электронного реле, при этом выход приемникаподключен к первым входам сумматоров первого и второго каналов, вторыевходы которых соединены соответственно с косинусным и синусным выходамигенератора гармонических колебаний.12, фильтр 13 нижних частот, и полосовой фильтр 14,Устройство работает следующим образом.С выхода приемника 1 случайныйпроцесс, представляющий собой либоодну шумовую помеху, либо аддитивную смесь полезного радиосигнала ипомехи, поступает на первые входысумматора 10 первого канала 8 и сумматора 10 второго канала 9.6На вторые входы этих сумматоров10 подаются в квадратуре вырабатываемые генератором 5 гармонических колебаний синусоидальные напряженияЧ с постоянной частотой ю =сопят,лежащей в пределах полосы пропускания приемника 1. Для стабилизациинормированного уровня на заданномоптимальном значении после сумматоров 10 первого канала 8 и второгоканала 9 случайные процессы подаются на двухсторонние амплитудные ограничители 11 первого канала 8 ивторого канала 9. Ограничение по амплитуде случайного колебания приводит к изменению его энергетического Яспектра, появлению дополнительныхвысокочастотных и низкочастотныхсоставляющих.Нагрузками амплитудных ограничителей 11 служат полосовые фильтры 14 ,первого канала 8 и второго канала 9,полосы пропускания которых одинаковы с полосой пропускания приемника 1,вследствие чего первоначальная форма спектра помехи во .станавливается,а ее дисперсия сохраняется практически неизменной при увеличении мощности помехи на входе. Действительно,если уровень ограничения значительно (допустим в 2 раза) превышает 40среднеквадратическое значение помехи б, то ограничение практическиотсутстьует. Если же среднеквадратическое значение помехи возрастет .в2 раза и станет близко к уровню ог раничения, то мощность помехи на входе полосового фильтра 14 уменьшится приблизительно в 2 раза, вследствие чего на выходах полосовых фильтров 14 эффективное напряжение помехи останется практически неизменным.При появлении полезного радиосигнала напряжение на выходе сумматора 10 первого канала 8 запишется в видеЧ(Ф)фЧЬ)+Ь(ф)+Ч С 05 фф 1(4)где б(1) - полезный сигнал;п) - помеха, 66Напряжение на выходе сумматора 10 второго канала 9 аналогично выражению (1), исключая последний член, так как вместо него иа сумматор 10 подается напряжение М Ваап щ 1 И Поскольку полезный сигнали помеха п(1) узкополосные, то выражение (1) можно преобразоватьфОЬ) 9 СЭЗ(,ЮСЪфЧС)+Аф С 0 Ч) .ф(Цф ЧЬ)+ Ч С 0 ЮЧ(агде 8 - коэффициент, определяющийформу огибающей сигнала;цс - несущая частота сигнала;Чб - начальная фаза сигнала;щд - средняя частота полосыпропускания приемника 1;Я 1) - начальная фаза помехи.Выберем амплитуду гармонического колебания Ч больше 6 и предположим, что амплитуда сигнала с, больше Ь . Рассмотрим воздействие колебания, в котором в отличие от (2) отсутствует полезный сигнал, на амплитудные ограничители 11. Напряжение на выходе амплитудного ограничителя 11 при подаче на его вход суммы двух квази- гармонических колебаний примет видО Ю Ч (си итвойи-и 04(3) где Чс - амплитуда выходного напряжения гармоническогоколебания, определяемаяпараметрами нелинейногоэлемента и избирательнойнагрузки;щ - ( 1 - отношение эффективныхЧнапряжений помехи и гармонического колебания.Из выражения (3) следует, что энергетический спектр выходного напряжения состоит иэ трех компонент с частотами (2 ШЧ-Ф), МЧ и жо. При этом эффективное напряжение колебаний со средними частотами (ю -мс) иЧщ Ю - составляет всего - от амплиту 2ды колебаний с частотой шЧ. Таким образом, в амплитудном ограничителе 11 подавляется более слабое колебание, являющееся в данном .случае мешающим, причем это справедливо для обоих каналов. Однако не один эффект подавления не является определяющим в данном случае. Число выбросов флуктуаций иа выходе электроннрго реле 2 с порогом срабатывания Ь= - упорядочивается так, что их дисперсия бна интервале длительности полезного сигнала Т значительно уменьшается за счет присутствия в спектре помехи дискретной компоненты Ч 0 б(ц)о-ШЧ .Поскольку в сумматорах 10 гармонические колебания суммируются со случайныч сигналом, фаза которого распределена равномерно в интервале (0,2 Т ), сигналывыделяемые на выходах уахополоснйх фильтров 12 первого канала 6 и второго канала 9 на частотах (2 юч-й 1, дадут одинаковыйэффект после их низкочастотной фильтрации на выходах фильтров нижних частот 13 первого канала 8 и второго канала 9, Иначе говоря, усредненные за некоторый интервал времени 9 меньше Тс амплитуды огибающих будут одинаковыми при отсутствии полезного сигнала Пс(М в шуме. В этом случае блок 7 сравнения подключает с гомощью переключателя 6 к электронному реле 2 с порогом срабатывания либо паласовой фильтр 14 первого канала 8, либо паласовой Фильтр 14 второго канала 9.Предположим, что на выходе приемника 1 появился полезный сигнал с(1), и напряжение представляется в виде 15 выражения (2) . Пусть при этом фаза полезного сигналасовпадает с фазой напряжения Ч Орэ ц)ч 1, а значит, напряжение с(с) будет находиться в квадратуре с напряжением Ч ЗИшЧ 1. 2 О Тогда на выходе амплитудного ограничителя 11 первого канала 8 гармоническая составляющая Ч усиливаЬтся по амплитуде за счет сигнала Бс(1), а на выходе амплитудного ограничителя 11 второго канала 9 гармоническая составляющая Ч(1) ослабляется по амплитуде; В результате на выходе узкополосного фильтра 12 первого канала 8 и далее, фильтра нижних частот 13 первого канала получаем усредненное напряжение Кф - , меньшее усредненного на 6ф (Ч+Цс)пряжения на выходе фильтра нижних частот 13 второго канала 9, равного( ч - ,) 40 В этом случае блок сравнения 7вырабатывает сигнал на переключатель6 для подключения к электронному реле 2 полосового фильтра 14 первого 45канала 8 на время анализа Тс. В случае, когда фаза полезного сигналасовпадает с фазой напряжения Ч Ую ,к электронному реле 2 подключаетсяпереключателем 6 паласовой фильтр 14 рвторого канала 9.В случае промежуточных значенийфазы сигнала с относительно колебаний Ч с 05 н и Ч Э 1 юъ к электронному реле 2 будет подключен тот паласовой фильтр 14, на выходе которого происходит наименьшее взаимноеослабление гармонического колебанияи полезного радиосигнала,На выходе электронного реле 2 спорогом срабатывания появляется доследовательность стандартных по амплитуде, длительности и полярности импульсов, соответствующих выбросамфлуктуаций, превышающих заданный пороговыйуровень П. С выхода элект Формула изобретения Устройство обнаружения радиосигналов, содержащее приемник и последовательно соединенные электронное реле, накапливающий сумматор и решающий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при воздействии нестационарной помехи, в него введены генератор гармонических колебаний, переключатель, блок сравнения и два параллельных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные сумматор, амплитудный ограничитель, узкополосный фильтр и Фильтр нижних частот, а также паласовой фильтр, вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, при этом выходы фильтров нижних частот каждого из каналов подключены к соответствующим входам блока сравК СК(с) ф 2 Ч О,) ф 1(Ч-Цс) ронного реле 2 последовательность стандартных, но случайно расположенных во времени импульсов подается на накапливающий сумматор 3 числа выбросов, превышающих нормированный порог Ь =за время, равное длительности полезного радиосигнала Т, в течение всего заданного времени наблюдения Т, который можно выполнить по методу ффскользящей рамки, например, сложением импульсов потока и вычитанием задержанных на врем. ТС импульсов того же потока на реверсйвном счетчике или другими метода-. ми. Факт обнаружения полезного радиосигнала устанавливается решающим блоком 4 в том случае, когда в скользящем интервале (с - Тс, с) окажется число импульсов, большее или равное критическому порогу (Ч, т.е. Н( - Тс,)НО.МПри = 1 на малых нормированных6уровнях Ь : 0 и 1,0 среднеквадратичное отклонение числа выбросов я меньше, чем при= О. На уровне2,0 (н увеличивается, но отношение н /Я все равно остается меньшим того же отношения при действиич одной компоненты п(ОПри : 3 как ,абсолютные Ь н так и относительные значения бн/К ,) среднеквадратического отклонения на порядок и более меньше соответствующих величин приО. отсюда видно, что добавление гармонической составляющей Ч(С) уменьшает среднеквадратическоеотклонение числа выбросов флуктуаций бн и отношение бН /Й (с) .Таким образом, использование предлагаемого устройства дает воэможность повысить его помехоустойчивость, при воздействии нестацинарной помехи.907488 воровская ХорректорМ. Кост оставитель Е.ехред Л,Пекарь ка актор дписное аказ 584/55 тираж 719 ППИ Государственного комитета СССделам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НИ 5, М илиад ППП Патент"ф, г. Ужгород, ул, Проектная, 43 нения, первый и второй выходы которого подключены к первому и второмувходам переключателя, третий и четвертый входы которого соединены свыкодами полосовых фильтров первогои второго каналов соответственно, авыход переключателя подключен к входу электронного реле, при этом выход приемника подключен к первымвходам сумматоров первого и второгоканалов, вторые входы которых соериены соответственно с косинусным и сннусным выходами генератора гармонических колебаний.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Соколов О.Л., Шамшур В.Б. Обнаружение допплеровских радиосигналов приемником со счетчиком числа выбросов аддитивного шума.-Радиотехника, 1972,т. 27, 9 б, с. 1 прототип).