Способ измерения фазы последовательности радиоимпульсов на несущей частоте

(51) 5 ПИСАН ИЗОБР РСНСМУ С К ЕЛЬСТ А.Гри.Н.ГинВА- УЩЕй отехертеж Изо тавлена с укт ема устройств никедиоприв приРадио тностифазовых антенну2, смесителчи 7 и 8 тель 91, фо.рми Целости ейств. опорн пульсо асненты ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ УНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 387616, 1965.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ ПОСЛЕДО ТЕЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСОВ НА НЕС ЧАСТОТЕ.(57) Изобретение относится к радиотехнике и мб, использовано,в частности,в приемоиндикаторах импульсно-фазовых радионавигационных систем. Цельизобретения - повышение точности измерения фазы в условиях воздвйствиясинхронной помехи на компоненты спектра сигнала. Способ заключается втом, что принимают две смещенные на ретение относится к радможет быть использованмных устройствах, в чаоиндикаторах импульсновигационных систем. изобретения - повьппение точзмерения фазы в условиях возя синхронной помехи на компопектра сигнала. 801539699 А 1 2известный интервал времени последовательности радиоимпульсов соответственно на 1-й и 2-й несущих частотах с известными равными периодами следования Т, вьшеляют и запоминают по времени огибающую радиоимпульсов на 1-й несущей частоте, измеряют синусную и косинусную составляющую сигнала на 2-1 несущей частоте АА с, в известный момент , максимума радио- импульса 2-й несущей частоты. Догголнительно измеряют синусные и косинусные составляющие сигнала на 2-й несущей частоте А 5, А с в момент 1, + + Т/2, АзА з в момент , + Аз, А. в момент Т+ Тт + Т/2. где/2 ( СТ/2 - С/2)- длительность радиоимпульса 2-й несущей частоты), и определяют фазу у по соотношениям, Устр-во, реализующее способ, содержит антенну 1, широкополосный усилитель 2, смесители 3, 4, фильтры 5, 6, ключи 7, д, АЦП 9, вычислитель 10, индикатор 11, формирователь .12 гетеродинных и опорных частот, фор- . мирователь 13 импульсов. 1 ил. ная электрическая схРеализующая способ.Устройство содержитРокополосный усилительи 4, фильтры 5 и 6, клюлого-цифровой преобразовчислитель 10, индикаторватель 12 гетеродинных итот, формирователь 13 нм1539699 зПредлагаемый способ осуществляется следующим образом,Принимаются две последовательности радиоимпульсов, По первой последовательности радиоимпульсов с первой несущей частотой определяется момент времени, соответствующий макси,мальному значению огибающей радиоимпульса .Вторая последовательность радиоим 10пульсов со второй несущей частотойимеет тот же период следования, что ипервая последовательность радиоимпульсов, и может быть поражена синхроннойпомехой. Положение радиоимпульсов15второй последовательности смещено относительно радиоимпульсов первой последовательности на известный интервалвремени ,. Сигналы обеих последовательностей радиоимпульсов принимают 20ся, усиливаются, разделяются в двухканалах.Затем сигнал первой последовательности преобразуется в синусные и коси-,нусные составляющие на каждом периодепромежуточной частоты в течение всегопериода следования Т.Синусные и косинусные составляющиесигнала сравниваются между собой и врезультате. сравнения определяетсямаксимальная синусная или косинуснаясоставляющая сигнала. По положению вовремени этой максимальной составляющей сигнала определяется момент времени, соответствующий максимальному. З 5значению огибающей радиоимпульса первой последовательности, .сигнал второйпоследовательности преобразуется всинусные и косинусные составляющие, А40и А соответствующие максимальномузначению огибающей радиоимпульса второй последовательности (назовем этотмомент времени на оси времени - С,) . При этом, чтобы моменты времениопределения синусных и косинусныхсоставляющих соответственно Ази Аэ т иА иАс -+ с и +с+ -э+ 1, ф 1 не совпадали с радиоимпульсом второй последовательности, С - должно быть больше половины длительности радиол импульса второй посдовательностиТ Ги и меньше разности - -- в в " т.е.2 ф н 12-(Т - С ). Для правильнойИ оценки синусных и косинусных составляющих сигнала и синхронных помех на любом периоде следования промежуточную частоту Г формируют кратной частоте следования радиоимпульсов, т.е.Оч Исл фгде Й- частота следования радиоимпульсовИ - целое число, соответствующее кратности 1 пц и Ел .Тогда компоненты спектра радио- импульса на промежуточной частоте могут оыть представлены формулойОсл + Кслэгде Йс - спектральные составляющиесигнала; К=0,1,2,3,4,5 - целое число.Синхронной помехой считается помеха, поражающая любую иэ компонентспектра сигнала Й .Количество периодов М синхроннойпомехи на интервале времени, равномЭ1периоду следования Т = в в , определяется формулойМ = Т= И + К,452 Через полпериода следования Тт.е. в момент времени+ сигнал второй последовательности также5 преобразуется в синусные и косинусныесоставляющие А з и А сКроме того, сигнал второй последовательности преобразуется в синусные и косинусные составляющие А э и А э в момент времени , +и в синусные и косинусные составляющие А з 1 и А сТв момент времени С, + Т+1 1где - -= ----- период синхроннойт. с исл +К слпомехи.Количество периодов синхронной помехи на интервале времени, равном поделяется величиной М И + К2 2Если И + К - четное число,зовем такие компоненты четными то на 15 1539699 синусные составляюЩие помехи, отнесенные друг от друга на интервал Аз = Аз, + Аз) Ас АС 1 + АсуТ в этом случае синфазны. 2 ) Если же помеха поражает нечетные компоненть 1 сигнала, т,е. когда Я 1 К -И+Кнечетное число и число --- соответ 21 10ственно дробное число, кратное -тогда синусные и косинусные составляющие помехи, отнесенные друг от друга Тна интервал -- , противофазны, так 15 как на этом ийтервале укладывается целое число периодов и еще полпериода.Собственно процедура фильтрации синхронной помехи производится следующим образом,Определяется, какая из составляющих Азз или Л з, находящихся вне сигнала, больше . Определяется такая же составляющая Аили А (которыеТ 25 измеряются через интервал в в ) и про 2 изводится вычисление величины В по правилу Аз з-Ам 1если 1 А ) А, 1, и 30 Аз з+ААсз-Ас)если 1 А 1(1 ААсь+А с В = В случае синхронных помех, совпадающих с четными компонентами сигна 35 ла, А,=Л или Ас "А и величина В стремится к нулю, т.е. В -) О.Если же синхронные помехи совпадают с нечетными компонентами сигнала, то А з =-Аили А сз = А с и величина В - . Знак приблизительного равенства поставлен потому, что при оценке синхронных помех всегда существует определенный уровень шума в сиг 45 нале, нарушающий точное равенство.Далее производится сравнение вели 1чины В с порогами К и в в , где К - константа, определяющая порог обнару жения синхронной помехи.Если В ) К, то синхронная помеха совпадает с нечетными компонентами сигнала.Для исключения синхронной помехи при оценке составляющих сигнала А , и А, соответственно с А з и Ас) ) т.е. синусная и косинусная составляющие сигнала определяются как 1Если В ( -- то синхронная помехаК )совпадает с четными компонентами сигнала. В этом случае для ее исключения производится вычитание из А и Ас,5)соответственно Аз и А , т.е. синусная и косинусная составляющая сигнала определяются какАз=Аз,-АзАс Ас АсгТем самым в обоих случаях происхо" дит уничтожение синхронной помехи в полученном результате.1Если (В ( К, то делается выводКоб отсутствии синхронной помехи, Аз и А с описанным выше процедурам не подвергаются, т.е. синусная и косинусная составляющая сигнала определяется какАз = АзА = АТаким образом, описаная: процедура приводит к подавлению синхронной помехи при оценке синусной и косинусной составляющих сигнала.Определение значения фазы сигнала производится по формуле= агсАзЛсгде А з и А - соответственно значениесинусной и косинуснойсоставляющих сигнала сподавленной синхроннойпомехой.Устройство работает следующим образом.Сигналы, представляющие две последовательности радиоимпульсов на различных несущих частотах с известными равными периодами следования Т, при- нимаются антенной 1, усиливаются в широкополосном усилителе 2, преобразуются в промежуточные частоты, кратные частоте следования радиоимпульсов,в смесителях 3 и 4 с помощью соответствующих гетеродинных частот, поступающих на указанные смесители из форми" рователя 12 гетеродинных и опорных . частот. Указанные последовательности радиоимпульсов разделяются с помощью фильтров 5 и б.На вычислитель 10 поступает импульсный опорный сигнал с периодом следования Т, относительно которого опреде 1539699ляется время прихода радйоимпульсов первой последовательности.В начальном режиме работы; когда определяется время прихода радиоимпульсов первой последовательности, с вы 5 читателя 1 О подается сигнал на ключ 7. При этом ключ 7 замыкается и радиоимпульсы первой последовательности подаются на АЦП 9, в котором сигнал первой последовательности преобразуетсясинусные и косинусные составляющиеа каждом периоде промежуточной частоты с помощью импульсов, поступающих с формирователя 13 импульсов. формирователь 13 формирует импульсы, поступающие на АЦД 9 из опорного напряжения, поступающего на формирователь 13 импульсов с формирователя 12 гетеродинных и опорных частот. Это напря жение также кратно частоте импульсного опорного сигнала, поступающего на вычислитель 10 для определения времени прихода радиоимпульсов первой последовательности. 25По синусным и косинусным составляющим сигнала первой последовательности в вычислителе 10 известными способами определяется время прихода радио- импульса этой последовательности. 30Относительно этого времени в вычислителе 10 вырабатываются сигналы, соответствующие следующим четырем моментам времени Т 22. 2 ф - (С ( где- длительность радиоимпульса второй несущей частоты, и определяют фазупоследовательности радиоимпульсов на второй несущей частоте по следующим соотношениям А 5Т Т 35С 1 Ф С 1++ с 2 и Е+С 1+.2 2В следующем режиме работы эти сигналы с вычислителя 10 подаются на ключ 8, ключ 8 замыкается и сигналы, соответствующие второй последователь 0 ности, в вышеуказанные времена поступают на АЦП 9, в котором они преобразуются в синусные и косинусные составляющие А , и ААи А ., А н А А и А . В этом режиме, когдаСЗ ф 54 С 4подаются сигналы .с вычислителя 10 на ключ 8, на ключ 7 сигналы с вычислителя не подаются и ключ 7 разомкнут. В вычислителе 10 производится процедура обработки синусных и косинусных сос 0 тавляющих сигнала в соответствии с вышеуказанными правилами. В результате указанной обработки55 оценивается значение фазы д в условиях воздействия синхронной помехи.Это значение фазы р с вычислителя 10 передается на индикатор 11. Предлагаемый способ имеет сущест. - венное значение в случае использования его для приема сигналов радионавигационной системы когда в эфире имеется несколько пар последовательностей радиоимпульсов, каждая из которых существует в свой интервал времени, так как позволяет, запоминая в каждый интервал времени значение своей вычисленной фазы, определить разность фаз между одной из пар последовательностей, принятой за сигнал от ведущей опорной станции, и остальными парами последовательностей радиоимпульсов,принятыми за сигналы от ведомых опорных станций. формула и з обретения Способ измерения фазы последовательностирадиоимпульсов на .несущей частоте, заключающийся в приеме, усилении и разделении двух смещенных на известный интервал времени последовательностей радиоимпульсов на различных несущих частотах с известными равными периодами следования Т, выделении и запоминании по времени огибающей радиоимпульсов на первой несущей частоте, измерении синусной Аз, и косинусной А , составляющих сигнала на частоте второй несущей в известный момент , максимума радиоимпульса второй несущей частоты, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях воздействия синхронной помехи на компоненты спектра второй последовательности радиоимпульсов, промежуточную частоту формируют кратной частоте следования радиоимпульсов, дополнительно измеряют синусные и косинусные составляющие сигнала на частоте второй несУЩей Аз, А с в момент+ Т/2; Азэ, Ас 5 - в момент с+ ; А 54, Ас 4 - момент С ++ Т/2, где определяется соотношениемАз, - А, если АсХ- Ас еслиА 3(АсуАсэ+ АсФ если если В К,А = сАс 7 ю если если Ас Составитель ВВдовинРедактор Н.Киштулинец ТехредМ,Ходанич КорректорТ. Малец Заказ 26 Тираж 459 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производстненно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 Аз,Ас 1 + Ас у ВК,В ( 1/К,1/КВ (К,В1/К,1/К ( В Ф К,Азз - АзеслиА 1Асз фА +,Аз К - константа, определяющая порог10 обнаружения синхронной помехи.