Устройство измерения временных интервалов в условиях помех

ОЮЗ СОВЕТСНИХсаюаамесиижРЕС УБЛИН А дива 01 Я 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ дены управляемый а лятор, элемент взв довательно соеднне блок и пороговый первый вход первог копителя соединен ника входного сиги ляемый аттенюатор, которого соединен тора, второй выход ного накопителя со входами модулятора ка, второй выход в ного накопителя че шнвания соединен с вычитающего блока, го блока соединен синхронизатора. ь тво СССР973 ЕНИЯ ВРЕМЕНПОМЕХ по чаюлью повыпри малых сигнал/шум раженного его ввеОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(54)(57) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРНЫХ ИНТЕРВАЛОВ В УСЛОВИЯХавт.св. В 467306, о т л ищ е е с я тем, что, с цещения точности измеренияотношениях поверхностныйв учловиях воздействия отот ионосферы сигнала, в н ттенюатор, модуешивания и после- нные вычитающий блок, при этом о синхронного.на-. с выходом источала через управ- управляющий вход с выходом модуля- первого синхронединен с первыми и вычитающего блоторого синхронрез элемент вэвевторым входом а выход пороговос вторым входом ЕзИзобретение относится к радиотехнике и может использоваться приопределении местоположения подвижных обаектов по сигналам импульсныхи импульсно-фазовых радионавигационных систем.5По основному авт,св. М 467306 известно устройство измерения временных интерналон в условиях помех, со"держащее синхронизатор, первый синхронный накопитель, коммутатор и 1электроннолученую трубку, причемвход синхронизатора и первый входпервого синхронного накопителя соединены с источником входного сигнала,выход синхронизатора соединен с 15вторым входом перного синхронногонакопителя и с электроннолучевойтрубкой, которая соединена также свыходом коммутатора, второй синхронный накопитель, иннертор, Фильтрпоиска, линию задержки, сумматор ифильтр низкой частоты, причем ис-точник входного сигнала через инвертор соединен с первым входом второго синхронного накопителя, а через фильтр поиска - с первым входомкоммутатора, второй вход второгосинхронного накопителя через линиюзадержки соединен с выходом синхронизатора, выходы перного и второгосинхронных накопителей соединены через сумматор и фильтр ниэксй частотыс вторым входом коммутатора 1 .Однако в известном устройстве воз.никают ошибки совмещения огибающихрадиосигналов, что приводит к ухудшению точности измерения временногоинтервала между радиосигналами.Кроме того, эти ошибки усугубляются также неточностью ручной балансировки оператором амплитуд участков 40сигналов, которые не поражены отраженным от ионосферы сигналом.Цель изобретения - повышение точ"ности измерения при малых отношенияхповерхностный сигнал/шум и в услови" 45ях воздействия отраженного от ионосферы сигнала,Для достижения поставленной цели в устройство измерения временных интервалов в условиях помех, содержа щее синхронизатор, первый синхронный накопитель, коммутатор и электроннолучевую трубку, причем вход синхронизатора и первый вход первого синхронного накопителя соедине ны с источником входного сигнала, выход синхронизатора соединен с вторым входом первого синхронного накопителя и с электроннолучевой трубкой, которая соединена также с 6 О выходом коммутатора, второй синхронный накопитель, инвертор, фильтр поиска, линию задержки, сумматор и фильтр низкой частоты, причем источник входного сигнала через инвертор соединен с первым входом второгосинхронного накопителя, а черезфильтр поиска - с первью входом коммутатора, нторой вход второго синхронного накопителя через линию задержки соединен с выходом синхрони"затора, выходы перного и второгосинхронных накопителей соединенычерез сумматор и Фильтр низкой час"тоты с вторым входом коммутатора,О введены управляемый аттенюатор, модулятор, элемент взвешивания и по"следовательно соединенные вычитаю-.щий блок и пороговый блок, при этомпервый вход первого синхронного накопителя соединен с выходом источника входного сигнала через управляемый аттенюатор, управляющий входкоторого соединен с выходом модулятора, второй выход первого син"хронного накопителя соединен с первыми входами модулятора и нычитающегоблока, второй выход второго синхронного накопителя через элемент взвешивания соединен с нторым входом вычитающего блока, а выход пороговогоблока соединен с вторым входом синхронизатора.На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства; на Фиг.2-4 - эпюры, поясняющие работу устройства,Устройство содержит источник 1входного сигнала, синхронные накопители 2, инвертор 3, фильтр 4 поиска, сумматор 5, фильтр 6 низкой частоты, коммутатор 7, синхронизатор 8,электроннолучевую трубку 9, линию 10задержки, управляемый аттенюатор 11,элемент 12 взнешинания, модулятор 13,нычитающий блок 14 и пороговый блок 15.Устройство работает следующим обраэом.На аттенюатор от источника 1 входного сигнала поступает смесь полезно-.го поверхностного сигнала и шумов,которая далее подается на синхронизатор 8 и через фильтр 4 поиска и коммутатор 7 на электроннолучевую трубку 9.Узкополосный фильтр 4 поиска обеспечивает наилучшее отношение сигнал/шум, Сбоем соответствующих делителейв синхрониэаторе 8 оператор с помощьюэлектроннолучевой трубки 9 осуществляет ввод н синхронизацию устройст"ва, временной поиск нужных сигналови грубое совмещение передних фронтов радиосигналов ведущей (Вщ) и ведомой (Вм) станций, предварительнос помощью ручной, общей и баланснойрегулировки усиления выравнивая ихпо амплитуде, Одновременно смесЬ сигнала и помех поступает на синхронныйнакопитель 2, образующий фазный канал накопления, и через инвертор 3 надругой синхронный накопитель 2, об0 При воздействии задержанного на 1 ор отраженного от ионосферы сигнала 23 (фиг.2) на поверхностный 24, например на один иэ сигналов цепочки станций, образуется суммарный сигнал 25 и возникают ошибки д 1 совме" щения огибающих из-за образующегося отличия от формы фронтов огибающих радиосигналов 24 и 25 этих станций (фиг,2), что приводит к ухудшению 60 точности измерения временного интервала между радиосигналами (радиона- вигационного параметра).Непораженныеотраженным сигналом выборки 26 и 27 (фиг,Зг и д), 65 разующий противофазный канал накопления. На синхронные накопители 2 ссинхронизатора 8 подаются серии коротких импульсов, высшие гармоникикоторых имеют точное соотношение спериодом повторения сигналов и частотой принимаемого сигнала, причемв противофаэном канале накопленияимпульсы сдвинуты на половину периода по отношению к импульсам фазного канала.На фиГ.За изображен поверхностный радиосигнал 16 на выходе источника 1 входного сигнала. Для нагляд,ности фазовых соотношений шумоваясоставляющая исключена. На фиг.Зб (5показана серия импульсов 17, поступающих из синхронизатора на синхронный накопитель 2 фаэного каналаКак видно, временное положение этихимпульсов соответствует максимумамположительных полупериодов радиосигнала 16, На фиг.Зв изображенасерия аналогичных импульсов 18,соответствующих отрицательным полупериодам радиосигнала 16, посту-,пающих на синхронный накопитель 2противофазного канала через линию 10задержки на половину периода Т высокочастотного заполнения импульса 16.Синхронные накопители 2 осуществляютвыборку сигнала в соответствиис приходом строб-импульсов 17 и 18с синхронизатора 8, их накопление ифильтрацию от шумов и обратное преобразование постоянного накопленногонапряжения в короткие импульсы 19 ии 20 (фиг.Зг и д), которые,по амплитуде соответствуют огибающей входного сигнала (радиосигнала).После суммирования в сумматоре 5получаем серию импульсов 21 (фиг.Зе),40следующих через полпериода несущейрадиосигнала, а после фильтрации высокочастотных составляющих в фильтре6 низкой частоты с малой постояннойвремени - огибающую 22 (Фиг.Зе). 45Отфильтрованные от шумов видеосигналы поступают через коммутатор 7на электроннолучевую трубку 9 дляточного совмещения их передних Фрон- .тов, 50 разнесенные во времени на То/2, с синхронных накопителей 2 поступают на вычитающий блок 14, в котором производится вычитание накопленных на-, пряжений в соответствии с алгоритмом0 югде К - весовой коэффициент в элементе 12 взвешивания;и- накопленные напряжения 26и 27 синхронными накопителями 2при неправильном совмещении непораженных участков сигналов на выходевычитающего блока 14 присутствует сигнал ошибки, который преобразуетсяв пороговом блоке 15 в команду, которая поступает на синхронизатор 8и обеспечивает сбой соответствующихделителей в синхрониэаторе 8 до техпор, пока сигнал ошибки на выходевычитающего блока 14 не станет равным нулю, что соответствует правильному совмещению огибающих радиосигналов без участия оператора,На входе устройства смесь шумовполезного поверхностного 16 и отраженного 23 от ионосферы сигналовмсжет меняться в широком динами"ческом диапазоне, что,в свою очередь,может привести к искажениям накопленных напряжений в синхронных накопителях 2 и появлению ошибки при измерении навигационного параметра.В. устройстве возможность появления подобного рода искажений исключается следующим образом.На фиг.4 а изображены пачки сигналов ведущей (Вщ) и ведомой (Вм).станций, имеющие некоторый разбаланс по амплитуде. Часть накопленныхв синхронном накопителе 2 выборок 28(фиг.4 б), которая соответствуетуровню входного радиосигнала доотр (фиг. Зж) поступает на входмодулятора 13, где преобразует в регулирующее напряжение 29 всю пачкусигналов (фиг.4 г) в соответствии с,поступающими с синхронизатора широкими модулирукщими импульсами 30,ние 29 поступает на управляющийвход регулируемого аттенюатора 11.,В результате с высокой точностьюподдерживается на входах синхронныхнакопителей 2 постоянный уровеньнепораженных участковрадиосигналовв широком диапазоне изменения их. навходе устройства. Известно, что вдальней зоне действия радионавигационной системы задержка отраженного сигнала по отношению к поверхностному становится ми(имальной(нотр = 30-35 мкс),. а амплитудаего значительно превосходит амплитуду поверхностного сигнала(в 10и более раз), Ручные операции ба-, 1008682лансировки и совмещения огибающих радиосигналов, непораженных сигналом, отраженные от ионосферы,приводят к ошибкам измерения радионавигационного параметра.Экспериментально установлено, что при измерении временного интервала между сигналами ведущей и ведомой станций при условии воздействия шумов, превышающих в 5 раэ сигнал, отраженном сигнале, превышающем поверхностный в 10 раэ, и задержке ВЭ 35 мкс ошибки измерения в предлагаемом устройсве 23 составляют О, 1-0, 2 мкс, а уст.ойстве-прототипе 0,6-0,7 мкс.Таким образом, введение автоматизации операций балансировки и совмещения огибающих радиосигналов с использованием информации от синхрон. ных накопителей позволяет улучшить точность измерения в 3"5 раз. Кроме этого, автоматизация этих 10 операций позволяет свести к минимуму субъективные ошибки оператора и сократить время получения навигационного параметра.1008682 Составитель Е.ПогиблоРедактор А.Лежннна. ТехредМ.Гергель Корректор М.Коста одписное Зак иал ППП фПатент Уагород,. ул. Проектиа 2332/57. Тиран 708 Государственного номи делам изобретений и о Москва, 3-35, РауысТ