Имитатор высокочастотного частотномодулированного доплеровского сигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЬО 1758 С О 1 Б 7/00 7 А 1 д 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(5 Ц) ИМИТ ТОТНО-МОД СИГНАЛА 57) Испол ных систем содержит Ф вентили 3, ные модуля 7, суммато тор, цто и ональные в счет Форми ванного до АТОР ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЧАСУЛИРОВАННОГО ДОПЛЕРОВСКОГС 1) 182621/ 2) 1 ч. 0590 6 0 080 л. Г 32иационный техл ьзование: в радиоах, Сущность: усазовые модуляторы 1,8, 9, делитель ,торы 5, 6, фазовращатр 10, управляемый аттозволяет расширить Фуозможности устройстварования частотно-модупплеровского сигнала,локацион-"тройство 1 вайков 21 ла ба ндуровсий М.И, Астройства л енюакци; ьных ап о, 1975 тво дл Устрои ки сигнал вых элемевать рад менной за тотным сд .пользоват систем на тн в оеалтах и можетх сигиосигна держкой вигом,ься для низких в модеующих цифровых системахначенных для испытаний пред- иссле частотах,Однако оно не позволяет проводит испытания радиосистем по всему тракту, включая высокочастотный, так какизлучаемая частота радиосистемы неявляется опорной при Формированиивыходного сигнала устройстваИз известных устройств наиболееблизким к,предлагаемому являетсяимитатор, который выполняет Функциивысокочастотного :. генератора входныхсигналов для испытаний доплеровскогоизмерителя скорости летательных аппаратов. Имитатор содержит последова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Рь 1 бинский авческий институт(56) Копчинский В.Е., Мкий В.А., Константиновстономные допплеровскиеи системы навигации летпаратов, М: Советскоес, 375-377, рис. 12.2,Предлагаемое изобретени сится к области радиотехни найти применение в генерат налов слокной формы, а так вании радиотехнических систем.Известны устройства формирования синусоидальных частотно-модулированных сигналов, содержащие частотный модулятор на варикапе, с помощью которого производится изменение частоты автогенератора.Известное устройство формирования частотно-модулированного синусоидаль ного сигнала не мокет быть использовано для метрологицеских испытаний и исследований радиотехнических систем в качестве имитатора отражающего от цели сигнала ввиду некогерентности Формируемой частоты излучаемой частоте радиосистемы,цифровой обработзованное на цифроозволяет моделирос управляемыми вре и доплеровским цасстройство может исисследований радиои промежуточных175861 10 20 ЗО 35 40 50 55 тельно соединенные первый балансный модулятор и фазовращатель, приэтом первый вход первого балансногомодулятора является первым информационным входом доплеровской частотыимитатора,Основный недостатком известногоимитатора является отсутствие возможности имитирования частотно-модулированного сигнала, используемого для передачи информации о временной задержке отраженного сигнала. Во вторых, имитатор не позволяет задавать знак изменения доплеровской частоты, так как Формирует на одну боковую полосу относительно несущей частоты, как у реального сигнала, а две боковые симметричные полосы, В третьих, имитаторне позволяет автоматически изменятьамплитуду формируемого сигнала, например под управлением ЭВМ.Указанные недостатки известногоимитатора существенно ограничиваютобласть применения устройства дляметрологической проверки и испытанийв полунатурных услоиях радиосис"тем, устанавливаемых на вертолетных,самолетных, космических и других летательных аппаратах, и работающихс частотно-модулированным сигналом,ЦелЬ изобретения " расширениефункциональных возможностей за счетчастотно-модулированного доплеровского сигнала, управляемого по временной задержке, частоте и амплитуде,Поставленная цель достигаетсятем, что в имитатор высокочастот"ного частотно"модулированного доплеровского сигнала, содержащий последовательно соединенные первыйбалансный .модулятор и фазовращатель,при этом первый вход первого балансного модулятора является первым инФормационным входом сигнала доплеровской частоты имитатора, введеныпоследовательно соединенные первыйФазовый модулятор, второй фазовыймодулятор, первый вентилЬ, делитель,а также, введены второй балансныймодулятор, второй и третий вентилисумматор и управляемый аттенюатор,при этом первый вход первого фазового модулятора является входомвысокочастотного сигнала имитатора,первый вход второго балансного модулятора является вторым информаци 47онным входом сигнала доплеровской частоты имитатора, выход фазовращателя соединен с входом второго вентиля, выход которого соединен с первым входом сумматора, первый выход делителя соединен со вторым входом первого балансного модулятора, а второй выход делителя соединен со вторым входом второго балансного модулятора, выход которого соединен со входом третьего вентиля, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход которого соединен с информационным входом управляемого аттенюатора, выход которого является выходом сигнала имитатора вторые входы первого и второго Фазовых модуляторов являются соответственно входами компенсационного сигнала и сигнала определяющего временную задержку имитируемого сигнала, управляющий вход управляемого аттенюа" тора является входом сигнала, определяющего амплитуду имитируемого сигнала.На чертеже представлена функциональная схема имитатора высокочастотного частотно-модулированного доплеровского сигнала.Устройство содержит первый фазо" вый модулятор 1, второй Фазовый модулятор 2, первый вентиль 3, делитель 4, первый балансный модулятор 5, второй балансный модулятор 6, фазовращатель 7, второй вентиль 8, третий вентиль 9 сумматор 10, управляемый аттенюатор 11, Выход первого Фазового модулятора 1 соединен со входом второго фазового модулятора 2, выход которого соединен со входом первого вентиля 3, выход которого соединен со входом делителя.4, первый выход которого соединен со вторым входом первого баланс- ного модулятора 5, выход которого соединен со входом фазовращателя 7, выход которого соединен со входом второго вентиля 8, выход которого соединен с первым входом сумматора 10, выход которого соединен с первым входом управляемого аттенюатора 11, Второй .выход делителя 4 соединен со вторым входом второго балансного модулятора 6, вь 1 ход которого соединен со входом третьего вентиля 9, выход которого соединен со вторым входом сумматора 10, Первый входпервого фазового модулятора 1 яв"17586 ляется высокочастотным входом 12 имитатора второй вход первого фазового модулятора 1 является компенсационным входом 13 имитатора, второй вход второго фазового модулятора 2 является информационным входом временной задержки 14 имитатора. Первые входы первого и второго балансных модуляторов 15, 16 являются 1 О соответственно первым и вторым информационными входами доплеровской частоты 15, 16 имитатора. Второй вход управляемого аттенюатора 11 является информационным входом ампли туды 17 имитатора, выход управляемого аттенюатора 11 является выходом 18 имитатора.Имитатор работает следующим образом,20В имитаторе Формируется сигнал Б ц в соответствии с математической модельюБь(с) =Аа (с) соя (Ы+Й с+25 +тп яп (с - ), (1)где с - текущее время;А - средний уровень информационной амплитуды сигнала;а(с) " нормированное случайное ЗОзначение амплитуды сигнала;И " несущая (излученная) частота сигнала,Ю - доплеровская информационнаячастота (сдвиг частоты) содержащая постоянную и случайную составляющие;пт яп 1(с-) - модулирующий сигнал несущий информацию овременной задержке сигналащ - имдекс модуляции;- частота модуляции,Такую структуру имеет сигнал счастотной модуляцией, отраженный от 45реальных целей и используемый дляизмерения параметров во многих радиосистемах, Причем отраженный отцели сигнал, указанного типа, несетинформацию об относительной скорости 5 Омежду летательным аппаратом и целью,заключенной в частоте 2 и о даль-,ности до цели, заключенной во временной задержке ,Формирование выходного сигналаструктуры (1) происходит следующимобразом, На вход имитатора 12 пода-ется высокочастотное колебание отпередатчика радиосистемы вида Б,тт ( с ) = "тт с . я (Ос+ в я т и ) с ),На компенсационный вход 13 пола ется управляющее напряжение пропор циональное= - жкоторое точно соответствует составляющей фазовой модуляции сигнала Б(с), В результате воздействия управляющего напряжения на входной сигнал тП(с) на выходе Фазового модулятора 1 образуется сигналЦсрмт(с) =рм 1 Ся(яс+тп ятп ) с ++(с = Ч ,сяСа с.Р этом сигнале подавлена (компенсирована) фазовая модуляция и в реэул тате сформирован непрерывный немодулированный сигнал.Сигнал с выхода Фазового модулятора 1 подается на первый вход Фазовогомодулятора 2, на второй управляющийвход которого - информационный входвременной задержки 14 имитатора, подается напряжение, пропорциональное= пт яхп(с - ),лЭто напряжение несет информацию овременной задержке т распространениясигнала передатчика до цели и обратно до радиосистемы, На выходе второго фазового модулятора формируетсямодулированное по фазе (частоте)напряжение видаБ (с)=Ч, с.я(Яс+пт ят.тт(с-) ),(2)Сигнал Б, ч (с) передается черезвентиль 3 на делитель 4. Волноволный вентиль 3 пропускает падающую волну сигнала в прямом направлении и поглощает отраженные элементами имитатора 4-9 волны обратного направления, Делитель 4 разветвляет падводимую к нему мощность сигнала на две равные части, подводя сигналы на вторые входы первого и второго балансных модуляторов 5 и 6,На информационные входы доплеровской частоты 15, 16 балансных модуляторов 5, 6 подаются напряжения, пропорциональныеУям (с) = а(с) ятп 2 с,убм(с) а(с) с яас51015 2 О 25 30 где а(с) - случайная нормированнаяамплитуда сигналов; р - доплеровская частота, несущая информацию овзаимной скорости между радиосистемой и целью, В результате нелинейного взаимодействия управляющих напряжений убм 1 увм,2 с Высокочастотным напряженйем (2) на выходах балансных модуляторов 5, 6 образуютсяамплитудные модулированные колебания с одинаковой амплитудой и структурой УБМ(т)=чвма.) я 1 пЯ т- с 4)я(Яс+-Я)с + ттт ядп 1(т.-(,+сояО+0)г + нп в(пв(с-б, (4) ВыхоДной. сигнал ББмт(с) пеРвого балансного модулятора 5 сдвигается по фазе на угол 90 с помощью фазрвраощателя 7. На выходе Фазовращателя 7 формируется сигнал Ч(ав(с) =- Ч а(с)-а(п(4)-Йс 1+тп Ю т.п 1 (с-(. ) - и/2) = - Ч а (с) хл )в. 1 13 2 бмвсия 4)-4 свт ввпя(с-с-сив 4)+ аЯ) сап в(пЧ (с-с ). (5)Сигналы с выходов фазовращателя 7 и балансного модулятора 6 подаются на сложение в сумматор 10 через второй и третий вентили 8, 9. Второй и третий вентили 8, 9 пропускают подводимый к ним сигнал в прямом направлении и поглощают отражения от сумматора 10 и управляемого аттенюатора 11. В результате волноводного сложения сигналов (5) и (6) на выходе сумматора 10 образуется сигнал П (с) =а(с)сяЯ-Я) с +с с+пт ятпт(т.-(, вПолученный сигнал имеет однополосный спектр, лежащий ниже несущей 35 40 45 50 55 частоты Я .,1 тп соответствует практическому случаю движения когдалетательный. аппарат и цель удаляются друг от друга (доплеровская частота отрицателЬна). Для иМитации по"лажительного значения доплеровской,т,е, выделения спектра выше значения я , напряжение, подаваемое на второй информационный вход доплеровскойцастоты 16 имитатора, должно быть впротивофазе к исходному (3),Сигнал цс(с) с выхода сумматора10 подается на первый вход управляемого аттенюатора 11. На информационный вход амплитуды 17 аттенюа"тора 11 поступает управляющее напряжение Е = Ь(А),величина которого определяет ослабление мощности сигнала в аттенюаторе. Функциональная зависимость Ь управляющего напряжения определяется нелинейной рабочей характеристикой аттенюатора 11 и в первом приближении обратно пропорциональна А, В результате воздействия напряжением Е на выходе 18 имитатора формируется моделируемый сигнал вида (1). Формула изобретения Имитатор высокоцастотного частотно-модулированного доплеровского сигнала, содержащий последователЬ- но соединенные первый балансный модулятор и фазовращатель, при этом первый вход первого балансного модулятора является первым информационным входом сигнала доплеровской частоты имитатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования частотно-модулированного доплеровского сигнала, управляемого по временной задержке, частоте и амплитуде, введены последовательно соединенные первый фазовый модулятор, второй фазовый модулятор, первый вентиль, делитель, а также, введены второй балансный модулятор, второй и третий вентили, сумматор и управляемый аттенюатор,при этом первый вход первого фазового модулятора является входом вы" сокочастотного сигнала имитатора) первый вход второго балансного модулятора является вторым информацион. Ужгород ным входом сигнала доплеровской частоты имитатора, выход фазовращателясоединен с входом второго вентиля,выход которого соединен с первымвходом сумматора, первый выход делителя соединен с вторым входомпервого балансного модулятора, авторой выход делителя соединен с вторым входом второго балансного модулятора, выход которого соединен свходом третьего вентиля, выход которого соединен с вторым входомсумматора, выход которого соединен с информационным входом управляемого аттенюатора, выход которогоявляется выходом сигнала имитатора,вторые входы первого и второго фазовых модуляторов являются соответственно входами компенсационногосигнала.и сигнала, определяющеговременную задержку имитируемого сигнала, управляемый вход управляемогоаттенюатора является входом сигнала, определяющего амплитуду имитируемого сигнала,Подписноениям и открытиям при ГКНТ ССС аяд. 4/5