Панорамный приемник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 274 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ С ЕЛЬ Т сточнных одерин 3, ль 6,9 14 17 22, иль- зов- щие(57) Изобретениможет использожения и пеленных сигналов, анесущей частотся расширение юл, %23в и В,К Завируха(088,8)видетельство СССР6 01 В 23/00, 1989,ЫЙ ПРИЕМНИКе относится к радиотехнике,ваться для поиска, обнаругации фазоманипулировантакже визуальной оценки ихы, Целью изобрения являетфункциональных возможноИзобретение относится к радиотехнике и может использоваться для поиска, обнаружения и пеленгации фазоманипулированных (ФМн) сигналов, а также визуальной оценки их несущей частоты,Панорамный приемник обеспечивает поиск и обнаружение ФМн сигналов, а также визуальную оценку их несущей частоты, но не позволяет осуществлять пеленгацию источника излучения ФМн сигналов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения пеленгации источника излучения фазоманипулированных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены вторая антенна, второй гетеродин, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй и третий перемножители, первый, второй, третий и четвертый узкополосные фильтры, первый и второй фазовращатели на 9 , первый и второй масштабирующие пер 1 стеи за счет обеспечения пеленгации и ника излучения фазоманипулирова сигналов. В панорамный приемник, с жащий антенну 1, генератор 2, гетерод смеситель 4, усилитель 5, обнаружите умножитель 7 частоты, измерители 8 блок 10 сравнения, пороговый блок 11, 12, линию задержки 13, перемножител фильтры 15, детекторы 161, усилители ЭЛТ 18 (=1,2и), введены антенн гетеродин 20, смеситель 21, усилител перемножители 23 и 24, узкополосные ф тры 25, 26, 32, 33, фазометры 27, 34, ф ращатели 28 и 29 на 90 О, масштабирую перемножители 30 и 31. 2 ил. множители, первый и второй фазометры, причем выход второй антенны последовательно соединен с вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым перемножителем, второй вход которого соединен с выходом ключа, первым узкополосным фильтром, первым фазовращателем на 90, первым масштабирующим перемножителем, вторым узкополосным фильтром и первым фазометром, выход которого является выходом устройства, выход первого узкополосного фильтра соединен с первым входом второго фазометра, выход которого является вторым выходом устройства, а также с вторым входом первого масштабирующего перемножителя, выход второго гетеродина, вход которого соединен с выходом генератора развертки, соединен с вторым входом второго смесителя, а также последовательно соединен с третьим перемножителем, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина,третьим узкополосным фильтром, выход которого соединен с вторым входом второго фазометра, и первым входом второго масштабирующего перемножителя, вторым фазовращателем на 90, вторым входом второго масштабирующего перемножителя, четвертым узкополосным фильтром и вторым входом первого фазометра.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого приемника; на фиг. 2 - принцип пеленгации источника излучения ФМн сигналов в одной плоскости фазовым методом,Панорамный приемник содержит антенну 1, генератор 2 развертки, первый гетеродин 3, первый смеситель 4, первый усилитель 5 промежуточной частоты, обнаружитель 6, умножитель 7 частоты на восемь, первый и второй измерители 8 и 9 ширины спектра, блок 10 сравнения, пороговый блок 11, ключ 12, линию задержки 13, первый перемножитель 14, полосные фильтры 151, амплитудные детекторы 161, видеоусилители 171, ЭЛТ 18 (1=1п), вторую антенну 19, второй гетеродин 20, второй смеситель 21, второй усилитель 22 промежуточной частоты, второй и третий пере- множители 23 и 24, первый и третий узкополосные фильтры 25 и 26, второй фазометр 27, первый и второй фазовращатели 28 и 29 на 900, первый и второй масштабирующие перемножители 30 и 31, второй и четвертый узкополосные фильтры 32 и 33 и первый фазометр 34. К выходу первой антенны 1 последовательно подключен смеситель 4, второй вход которого через гете- родин 3 соединен с первым входом генератора 2 развертки, усилитель 5 промежуточной частоты, умножитель 7 частоты на восемь, измеритель 9 ширины спектра, блок 10 сравнения, второй вход которого через измеритель 8 ширины спектра соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, пороговый блок 11, ключ 12, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, линия задержки 13, перемножитель 14, второй вход которого соединен с выходом ключа 12 и и каналов обработки, каждый из которых состоит из последовательно включенных полосового фильтра 151, амплитудного детектора 16, видеоусилителя 171 и ЭЛТ 181(1=1,2п), К выходу антенны 19 последовательно подключены смеситель 21, второй вход которого через гетеродин 20 соединен с выходом генератора 2 развертки, усилитель 22 промежуточной частоты, перемножитель 23, второй вход которого соединен с выходом ключа 12, узкополосный фильтр 25, фазовращатель 28 на 900, масштабирующий пере 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 множитель 30, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 25, узкополосный фильтр 32 и фазометр 34, К выходу гетеродина 3 последовательно подключены перемножитель 24, второй вход которого соединен с выходом гетеро- дина 20, узкополосный фильтр 26 и фазометр 27, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 25, К выходу узкополосного фильтра 26 последова-, тельно подключены фазовращатель 29 на 90, масштабирующий переменожитель 31, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 26, и узкополосный фильтр 33, выход которого соединен с вторым входом фазометра 34.Панорамный приемник работает следующим образом,Просмотр заданного диапазона частот Ог осуществляется с помощью генератора 2 развертки, который периодически по пилообразному закону перестраивает частоты гетеродинов 3 и 20. Одновременно генератор 2 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 181 - 18 П, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона Ог. Ключ 12 в исходном состоянии всегда закрыт.Принимаемые ФМн сигналы О ф)=Чс соз сос с+ р, )+ рЮО 2 Ст)=Чс созЕ гос т+ р, Й)+ (й)0 ЫТс,где Чс, го,Тс, р 1, о 2 - амплитуда, несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов;Ъ г 1) - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем у (т)=сопз при К ги т(1+1) ьи и может изменяться скачком при т=тп, т.е, на границах между элементарными посылками (1=1,2,3.М - 1);п, М - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т,(Тс= К тп), с выходов антенн 1 и 19 поступают на первые входы смесителей 4 и 21, на вторые входы кот" рых подаются напряжения гетеродинов 3 и 20 линейно изменяющихся частот: Ог 1(т)=Чг 1 соз(го,1 т+ ку 1 т + рг 1), Ог 2(1)=Чг 2 соз(сог 2 т+ ко 1 с + фг 2), 0 тТпгде Чг 1, Чг 2, вг 1, ва, Тп, рг 1, гра - амплитуды, начальные частоты, период повторения и начальные фазы напряжений гетеродинов;Оу 1 = -- скорость изменения частотыТпгетеродина (скорость изменения первой гармоники. частоты гетеродина), Причем частоты гетеродинов 3 и 20 разнесены на удвоенное значение промежуточной частотывг 2 - вг 1 =2 впри выбраны симметричными относительно несущей частоты в, принимаемых ФМн сигналовВс - Вг 1 = Вг 2 - Вс = Впр.На выходах смесителей 4 и 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5 и 22 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты:Опр 1(т)=Чпр 1 СОЗВпрт + ф 3 сЛ)11 + фпр 1,Опр 2(т)=Чпр 2 СОЗВпрт + фК(1) -2Щ 1 +фпр 20 ЯТс,гдеЧпр 1=2 1 Чс Чг 1,Чпр 2=2 К 1 Чс Чг 2,Впр = Вс - Вг 1 = Вг 2 - В - П рОМЕжуточная частота,ГЪр 1 = 1 фг 1 т"Пр 2 = фг 2 ф 2которые представляют собой сигналы с комбинированной линейной частотной модуляцией и базовой манипуляцией (ЛЧМ - ФМн). Напряжение Опрф) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты поступает на вход обнаружителя 6, состоящего из умножителя 7 частоты на восемь, измерителей 8 и 9 ширины спектра, блока сравнения 10, порогового блока 11 и ключа 12,На выходе умножителя 7 частоты на восемь образуется напряжениеОз(с)=Чпр 1 соз 8 впр 1 - 8 л у 1 с +8 дЪр 1,0 С Тс,Так как 8 дЪ =0,8 7 г при приеме сигнала соднократной фазовой манипуляцией ОФМн,рк (1)=0, л; 8 грк (т)=0; 4 т; 8 л, 12 й приприеме сигнала с двухкратной фазовой ма-.нипуляцией ДФМн, грк(т)=0, ,К,туЛл 38 сРк (1)=0,2 Л, 4 Л, 6 К, 8 К, 10 Л, 12 Л,14 л при приеме сигнала с трехкратнойфазовой манипуляцией ТФМн, рк(т)=0,тг к 3 5 ,3 ,74, 2 л,к, - ,л к л, то в указанном колебании манипуляция фазы уже отсутствует.Ширина спектра Ав восьмой гармоники определяется длительностью Тс сигнала5 1(Л 1 в= - ), тогда какширина спектра ЬсТсФМн сигнала определяется длительностьюги его элементарных посылок(Ьс= . - ), т,е,1ги10 ширина спектра ЛЬ восьмой гармоникисигнала в М раз меньше ширины спектра Л 1входного сигналаиЛ 1815 Следовательно, при умножении частотыФМн сигнала на восемь его спектр "сворачивается" в К раз. Это обстоятельство ипозволяет обнаружить ФМн сигнал дажетогда, когда его мощность на входе прием 20 ника меньше мощности шумов.Ширина спектра Л 1 с входного ФМнсигнала измеряется с помощью измерителя 8, а ширина спектра Л 1 з восьмой гармоники сигнала измеряется с помощью25 измерителя 9, НапряженияЧ и Ч 1, пропорциональные Л 1 с и Ывсоответственно, с выходов измерителей 8 и 9 ширины спектрапоступают на два входа блока сравнения 10,Так как ЧЧ 1, то на выходе блока сравнения10 образуется положительное напряжение.которое превышает пороговый уровень "порв пороговом блоке 11, Пороговый уровеньЧп 0 р Выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При превышениипорогового уровня Чпор в пороговом блоке11 формируется постоянное напряжение,которое поступает на управляющий входключа 12 открывая его,При этом напряжение Опрф) с выхода40 усилителя 5 промежуточной частоты черезоткрытый ключ 12 одновременно поступаетна первый вход перемножителя 14 и на входлинии задержки 13, на выходе которого Образуется напряжение45Опрз(т)=Опр 1(т - гз) = Опр 1 хХ СОЗВпр(1 Тз) + фк(1 Тз) - Л)1 (13) + фпр 1, 0 Ы Тс,50где тз - время задержки линии задержки 13,На выходе перемножителя 14 образуетсянапряжениеОб 1(1) Чб СОЗВб 11 + фк 1(т) фб 155 05 ЫТс,гдеЧб= - К 2Чпр 12,2К 2 - коэффициент передачи перем ножителя;1742741 В 51 = 2 Ку 1 тз - ЧаСтОта бИЕНИй;у 1(т) = СрК(С - тз) - ГрК (т);061 = Впрз + Ю)1 тз. Вн 1 =В 51 =2 тГу 1 Гз,Внг = В 5 г = 2 ЛУг 7 з а частота настройки внп полосового фильт 04(1)=Н 4 СОЗ(2 Впр 1 + Л г + А 1), ра 15 п выбирается равной 30 0 1 Т где Внп = В 5 п = 2 Л)п Тз,Несущая частота в 51 напряжения биений вбф);в 51 = 2 к)1 тз =соп з 1.Следовательно, при фиксированном времени задержки гз на выходе перемножителя 14 образуется моночастотный сигнал биений, несущая частота вц которого зависит от скорости изменения частоты у, х х(1=1,2 п) гетеродина 3. Скорость изменения частоты преобразованного сигнала, поступающего на вход автокоррелятора, зависит от номера гармоники частоты гете- родина 3, взаимодействующей с несущей частотой принимаемого ФМн сигнала.Частота настройки в,1 полосового фильтра 151 выбирается равной частота настройки внг полосового фильтра15 г выбирается равной ГДЕ Уп = ПУ 1 - СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ и-й ГаР- моники частоты гетеродина 3.Напряжение 051(т) с выхода полосового фильтра 151 поступает на вход амплитудного детектора 161, где оно детектируется и после усиления в видеоусилителе 171 поступает на вертикальный электрод ЭЛТ 181, на экране которой образуется импульс (частотная метка), Положение частотной метки на горизонтальной развертке ЭЛТ 181 однозначно определяет несущую частоту в принимаемого ФМн сигнала,Следовательно, номер гармоники частоты гетеродина 3, с которой взаимодействует несущая частота принимаемого ФМн сигнала, определяется номером полосового фильтра того канала, на экране ЭЛТ которого набл юдается частотная метка.Для пеленгации источника излучения ФМн сигналов используется фазовый метод, при котором измеряемая разность фаз определяется выражением Ьр =2 л зпфб,где б - измерительная база (расстояниемежду антеннами); А длина волны,Р- угол прихода радиоволн,Фазовому методу пеленгации свойственно противоречие между требованиями 5 точности измерений и однозначности отсчета угла. Согласно приведенному выражению, фазовая система тем чувствительнее к изменению угла, чем больше относительный размер базы б/А. Однако с ростом б/А 10 уменьшается значение угловой координатыР, при котором разность фаз Ьр превосходит значение 2 л, т.е, наступает неоднозначность отсчета.Частота настройки внз узкополосных 15 фильтров 25 и 26 выбирается равнойвнз =2 впр.Частота настройки вузкополосныхфильтров 32 и 33 выбирается равнойвнч =4 впр.20НаПРЯжЕНИЕ Опр 1(т) С ВЫХОДа УСИЛИТЕЛЯ5 промежуточной частоты через открытый ключ 12 поступает на первый вход перемножителя 23, на второй вход которого подается напряжение Опрг(т) с выхода усилителя 22 промежуточной частоты, На выходе пере- множителя 23 образуется гармоническое колебание 4= - Кг Чпр 1 Чпрг,1235Рг = ГРгг фг 101Лф 1 =уг 1 - а = 2 д-;- зп/3 - разностьфаз, определяющая направление на источник излучения; б 1 - измерительная база(фиг, 2), в котором фазовая манипуляция ужеотсутствует, Гармоническое колебание Оп(т)выделяется узкополосным фильтром 25 ипоступает на первый вход фазометра 27.НаПряжЕНИЕ Ог 1(т) И Огг(т) С ВЫХОДОВ ГЕтеродинов 3 и 20 одновременно поступаютна два входа перемножителя 24, на выходекоторого образуется гармоническое колебание05(т)=95 соз(2 Впрт + Лгг), ОЫТп,150 ГДЕ Ч 5= - Кг Чг 1 Чгг,2Это напряжение выделяется узкополоснымфильтром 26 и подается на второй вход фазометра 27, который обеспечивает измерение разности фаз Лр 1.Гармонические колебания 04(1) и Оф) свыходов узкополосных фильтров 25 и 26 одновременно поступают на входы фазовращателей 28 и 29 на 90 и на первые входымасштабирующих перемножителей 30 и 31.55 На выходах фазовращателей.28 и 29 на 90образуются гармонические колебания Об(1)=ч 4 зп(2 жпр 1 + Лгг + Ь ф),О 7(1)=Ч 5 31 п(2 й)пр 1 + Лфг) 01 Лс,которые подаются на вторые входы масштабирующих перемножителей 30 и 31, Навыходах последних образуются гармонические колебания Ов(1)=2041) Об(1)== Ч 9 ЗП(4 Ип р 1 + 2 Л Ог),которые выделяются узкополосными фильтрами 32 и 33 соответственно и подаются на два входа фазометра. Последний обеспечивает измерение разности фаз 2 Л(р 1.Следовательно, путем умножения фазы гармонических колебаний на два создается вторая измерительная база б 2(О 2=2 б 1) без фактического разноса антенн в пространстве. Причем малая измерительная база б 1 обеспечивает формирование грубой, но однозначной шкалы измерений (( - ), аб 1 1 большая база - точной, но неоднозначной шкалы измерений (-;-- ),б 2 12Таким образом, предлагаемый панорамный приемник по сравнению с прототипом обеспечивает точную и однозначную пеленгацию источника излучением ФМн сигналов, Это достигается использованием двух измерительных баз, которые формируют две шкалы измерений: грубую, но однозначную и точную, но неоднозначную, Причем вторая измерительная база создается путем "умножения" фазы гармонических колебаний на два без фактического разноса антенн в пространстве, Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает высокую чувствительность, Это достигается за счет перемножения канальных ФМн сигналов, при котором осуществляется свертка их 10 15 20 25 30 35 40 45 50 спектра в М раз, Полученные гармонические колебания выделяются узкополосными фильтрами, При этом отфильтровывается значительная часть шумов, что и позволяет повысить чувствительность приемника. Тем самым функциональные возможности панорамного приемника расширены. Формула изобретения Панорамный приемник по авт. св. М 1661661, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения пеленгации источника излучения фазоманипулированных сигналов, введены вторая антенна, второй гетеродин, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй и третий пеоемножители, первый, второй, третий и четвертый узкополосные фильтры, первый и второй фазовращатели на 90 О, первый и второй масштабирующие перемножители, первый и второй фазометры, причем выход второй антенны последовательно соединен с вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым перемножителем, второй вход которого соединен с выходом ключа, первым узкополосным фильтром, первым фазовращателем на 90, первым масштабирующим перемножителем, вторым узкополосным фильтром и первым ф, - зометром, выход которого является первым выходом устройства, выход первого узкополосного фильтра соединен с первым входом второго фазометра, выход которого является вторым выходом устройства, а также с вторым входом первого масштабирующего перемножителя, выход второго гетеродина, вход которого соединен с выходом генератора развертки, соединен с вторым входом второго смесителя, а также последовательно соединен с третьим перемножителем, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, третьим узкополосным фильтром, выход которого соединен с вторым входом второго фазометра, и первым входом второго масштабирующего пере- множителя, вторым фазовращателем на 90, вторым входом второго масштабирующего перемножителя, четвертым узкополосным фильтром и вторым входом первого фазометра,Йуг25 Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5