Аналоговый накопитель

(71) Заявите л ОГОВЫЙ НАКОПИТЕЛ ЗУ и ения может ание выполиэации или жняющеи льимИзобретение относится к аналоговымаднолокации и предназначено для накоплмпульсов сигнала на фоне шума, оноыть использовано для зашиты радиолоквциых станций (РЛС) от несинхронных импных помех.Известны различные аналоговые устроикогерентного и некогерентного накоплена ульсов. Из когерентных накопителей одним и наиболее перспективных представляется рециркулятор на линии задержки с частотным сдвигом в цепи обратной связи. В таком коте- рентном накопителе суммируются по амплитуде импульсы сигнала с различными доалеровскими сдвигами частоты 1,Однако устройства когерентного накопления предъявляют жесткие требования к стабильности приемо-передаюшей аппаратуры. Для нормальной работы накопителя на рециркулято 20 ре со сдвигом частоты необходимо, чтобы набег фазы колебаний сдвигающего гетеродина за период повторения накапливаемых импульсов (время задержки в линии) был кра. 360 . Практически это требо ся применением цепи синхро автоподстроикн, существенно услонакопитель,Среди некогерентных аналоговых накопи. телей наибольшее распространение нашли накопители с динамической памятью на ультразвуковых линиях задержки (УЛЗ). Для переноса спектра сигнала в полосу пропускания УЛЗ применяется модуляция сигнала с по. мощью гетеродина. После задержки сигнал детектируется 2.Сравнительный анализ известных устройств некогерентного накопителя с амплитудной частотой и фазовой модуляцией позволяет еде. пать следуюшие выводы: требования к поло. се процускания цепи обратной связи являются наиболее жесткими при частотной модуляции и наименее жесткими при амплитудной модуляции несущей; с точки зрения отабильности коэффициента усиления элементов, кольца ре. циркулятора худшим является накопитель с мплитудной модуляцией; наиболее сложнойляется схема накопителя с частотной моду3 907585ляцией; наибольшая эффективность всех перечисленных выше некогерентцых накопителей,оцениваемая отношением сигнал/шум на выходе, достигается при определенном козффи.циенте передачи петли обратной связи.5Наиболее близким по технической сущнос.ти к предлагаемому является аналоговый накопитель, содержащий два детектора, сумма.тор, умножитель (модулятор), гетеродин и ли.нию задержки, Наличие умножителя в цепи 16обратной связи обусловлено использованиемв качестве элемента памяти ультразвуковойлинии задержки, Видеоимпульсы сигнала дли.тельностью тс выхода первого детекторапоступают через сумматор на модулятор, В мо 1дуляторе сигнал переносится с помощью гетеродина на рабочую частоту УЛЗ. После задерж.ки в ней на период повторения Т сигналпереносится детектором снова на видеочастоту,В результате многократной задержки и сложения с последующими импульсами пачки сигнала осуществляется накопление видеоимпуль.сов сигнала в сумматоре 31,Основными недостатками известного пако.пителя являются жесткие требования к стабильцости элементов схемы, а также наличиепотерь в отношении сигнал/шум, вызванноеотличием формы огибающей импульсной ха.рактеристики и огибающей пачки сигнала.Первый недостаток обусловлен необходимостью постоянства коэффициента усиления вцепи обратной связи. Как показано в источ.нике 11, лаже небольцгое увеличение коэффициента усиления одного из усилителей, комиенсируюаих ослабление сигнала в УЛЗ, мо.35жст нарушить условия устойчивости и вызвать самовозбужденне. Уменьшение же коэффициента передачи одного нз элементов на.копителя может привести к резкому падениювыигрыша, т.е. к снижению его эффективнос 40тн. Так, например, если это уменьшение вызовет изменение коэффициента передачи цепиобратной связи с 0,95 до 0,9, т.е. всего на5,8%, то максимальный выигрыш упадет с3) до 19, те, более, чем вдвое. Если первый недостаток известного пако. пителя может быть еще ослаблен за счет автоматической регулировки усиления в пепи обратной связи, что существенно усложняет схему, то второй его недостаток в данной схеме практически неустраним. Огибаюшая импульсной характеристики накопителя имеет эксионенциальную форму, а огибающая пачки полезного сигнала совпадает ас формой диаг.раммы направленности РЛС, Как известно, зз это несовпадение приводит к несогласованной фильтрации сигнала, т,е. к потерям в отиоше. иии сигнал,пум на выходе накопителя. 4Цель изобретенияповышение помехоустойчивости накопителя.Поставленная цель достигается тем, чтов аналоговый накопитель, содержащий сумматор, накопительный элемент, например элементзадержки, генератор высокой частоты, выходкоторого соединен с первым входом умножителя частоты, детектор, введены высокочастот.ный фильтр, фазосдвигатель и низкочастотныйфильтр, выход которого является выходомнакопителя, выход детектора соединен с входом низкочастотного фильтра, вход фазосдвигателя и первый вход сумматора являютсявходом накопителя, второй вход сумматорасоединен с выходом фазосдвигателя, выходсумматора соединен с входом высокочастотно.го фильтра, выход которого соединен с входом детектора и с входом элемента задержки, выход которого подключен к второмувходу умножителя частоты, выход которогосоединен с третьим входом сумматора.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого накопителя,Накопитель содержит детектор 1, сумматор 2, умиожитель 3 частоты, генератор 4 высокой частоты, элемент 5 задержки, высоко.частотный фильтр 6, низкочастотный фильтр 7и фазосдвигатель 8. Гумматор 2, высокочас.тотный фильтр 6, генератор высокой частоты 4умиожитель частоты 3 и элемент задержки 5образуют рециркулятор.Предлагаемый накопитель функционируетследующим образом,Гигиад с выхода усилителя промежуточнойчастоты УПЧ) подастся на сумматорнепо.средственио на радиочастоте (а ие через детек.тор, как в известном). При этом отпадаетнеобходимость двойного переноса спектра сигнала с видеочастоты из радио, а затем вновьна вндеочастоту, как это делается в известном.Кроме того, в предлагаемом накопителе появляется возможность испольэовать умножнтельи гетеродин для сдвига сигнала ио частоте примерно на ширину сЪектра одиночного импуль. са Ь 1 . Такой сдвиг производится в цепи об. ратной связи рециркуинтора за сче выбора частоты й. гетеродииа, равной , = 2 я Ь 1Разнос пь частоте импульсов пачки сигнала и совмещение их во времени позволяют осу. шествить согласованную фильтрацию импульсов пачки, Действительно, благодаря включению в цепь рециркулятора высокочастотного фильтра, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) которого может быть легко согласована с формой огибающей пачки сигнала, на выходе рециркулятора (на выходе Фильтра 6) получается взвешенная сумма палиоимпульсовиО (т) =). ,.т) (Ь, + ж,)т +907585 где 1,55 5- весовые коэффициенты, определяемые формой АЧХ высокочастотного фильтра 6;О (т) - амплитуда -го импульса на вхо 1де сумматора 2; 5- начальная фаза 1-го импульса навыходе УПЧ.Суммирование производится в течение длительности импульса т = 1/М, Разнос каж. дого из импульсов суммы по спектру на ве личину йг = 2 я М приводит к тому, что в сумматоре 2 радионмпульсы оказываются ортогональнымн, т.е. не взаимодействуют точно так же, как не взаимодействуют два импульса длительностью т, рассбвмещенные по времени не менее, чем наТаким образом, роль рециркулятора со сдвигом частоты состоит в том, чтобы совместить во времени ортогоиаяьиые импульсы пачки и придать им вес, соответствующий весу импульсов в пачке.С выхода фильтра 6 напряжение О(т) подается на вход детектора 1. При кмщатмчном детектировании каждое из слагаемых суммы возводится в квадрат. Фильтр детектора 1 5 не пропускает составляющие низкой частоты 1 йг/2. При этом, благодаря фазосдвигателю 8, огибающая каждого импульса на выходе фильтра 6 не зависит от его начальной фазыО, (т): д Ч (т) (сов ы, + Ю)т+Сф . 2 1 1 - 2 1 30 + р.) + а 1 о ио + 1 й)т + р;= д Ч (т, Поэтому на выходе низкочастотного фильтра 7 выделяется напряжениеО (т) = Е Х д.ч. (т)ф г;:о " Это напряжение отличается от напряжения на выходе известного накопителя только значениями весовых коэффициентов д;, котог рые в известном уменьшаются по экспоненциаО альному закону, а в предлагаемом накопителе соответствуют форме пачки радноимпульсов.Таким образом, в предлагаемом накопителе обеспечивается большое отношение сигнал/ /шум, чем в известных, в которых весовыеа 5 коэффициенты не согласованы с формои пачки.Одновременно, благодаря частотному сдвигу сигнала, в предлагаемом накопителе су. щественно снижаются требования к стабильности коэффициента усиления элементов цепи об ратной связи. Действительно, полоса пропуска. 6ния П рециркулятора ограничена, Частотный сдвиг импульсов генератора 4 приводит к тому, что количество М импульсов суммыограничено величиной 1 ч = П/Ь Остальные имнульсы не попадают в полосу пропускания рециркулятора. В результате этого значитель. ные изменения коэффициента усиления его элементов (при наличии частотного сдвига) не нарушают устойчивой работы рециркулятора.В предложенном накопителе нет необходимости в использовании цепей синхронизации нли автоподстройки генератора 4, характерных для когерентного накопителя, так как интегрирование совмещенных во времени импульсов происходит в фильтре нижних частот пос. ле детектора, т.е. беэ учета начальных фаэ. Формула изобретения Аналоговый накопитель, содержащий сумматор, накопительный элемент, например элемент задержки, генератор высокой частоты, выход которого соединен с первым входом умножителя частоты, детектор, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости накопителя, в него введены высокочастотный фильтр, фаэоснвигатель и низкочастотный фильтр, выход которого яв. ляется выходом накопителя, выход детектора соединен с входом низкочастотного фильтра, вход фазосдвигателя и первый вход суммато. ра являются входом накопителя, второй вход сумматора соединен с выходом фазосдвнгателя, выход сумматора соединен с входом высокочастотного фильтра, выход которого соединен с входом детектора и с входом элемента задержки, выход которого подключен к второму входу умножителя частоты, выход которого соединен с третьим входом сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Лезин Ю. С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. "Накопитель с экспоненциально весовой функцией". М., "Советское радио", 1969,1. Патент США Яе 3201705, кл. 6 11 С 27/00, опублик. 1965.3. Труды РКИИГА им. Ленинского комсомола. Вып. 186, Рига, 1971, с. 61 (прототип).907585 Типаж 624 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 601/60 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель А. Воронин Редактор В. Лазаренко Техред Е. Харитончик Корректор М. Коста