Индикаторное устройство

)5 6 01 0 7/10 ТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Н ЗОБРЕТЕ НИЯ О К АВ ИДЕТЕЛЬС КО 2можностей путем точной и однозначной пеленгации источника излучения сигналов с линейной частотной модуляцией устройство содержит первую приемную антенну 1, первый широкополосный усилитель 2, частотный детектор 3, первую дифференцирующую цепь 4, вторую дифференцирующую цепь 5, генератор 6 развертки, ЭЛТ 7, вторую приемную антенну 8, второй широкополосный усилитель 9, пере- множитель 10, усилитель 11 низкой частоты, электронно-счетный частотомер 12, узкополосный фильтр 13, амплитудный детектор 14, генератор 15 счетных импульсов, элемент И 16, счетчик 17, арифметический блок 18 и индикатор 19. 4 ил.(57) Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и регистрации параметров сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛМЧ), С целью расширения функциональных возПредлагаемое устройство относится к плоскости иллюстрируетсяфиг.2; временийикаторным и регистрирующим прибо- . ные диаграммы, поясняющие работу устрам и может быть использовайо для индика- ройства, изображены на фиг.3, 4 и 5, ции быстро изменяющихся процессов, вИндикаторное устройство содержит частности для визуального анализаи реги- первую приемную антенну 1, первый ширострации параметров сигналов с линейной кополосный усилитель 2, частотный детекчастотной модуляцией (ЛЧМ), тор 3, первую и вторую дифференцирующиеЦелью изобретения является расшире- цепи 4 и 5, генератор б развертки электронние функциональных возможностей путем но-лучевую трубку (ЗЛТ) 7, вторую прием. точнойи однозначной пеленгации источни- ную антенну 8, второй широкополосный ка излучения сигналов с линейной частот- усилитель 9, перемножитель 10, усилитель ной модуляцией. 11 низкой частоты, электронно-счетный часСтруктурная схема предлагаемого уст- тотомер 12. узкополосный фильтр 13, амп.- ройства представлена на фиг.1; принцип пе- литудный детектор 14, генератор 15 счетных ленгации . источника излучения импульсов, элемент М 16, счетчик 17, ариф- ЛЧМ-сигналов фазовым методом в одной метический блок 18 и индикатор 19. При(фиг.З,а) одновременно поступает на вход частотного детектора 3, на выходе которого образуется . видеоимпульс (фиг.З,б), форма которого соответствует закону линейной ча стотной модуляции (фиг,5,а). Указанный видеоимпульс с выхода частотного детектора 3 поступает на вход дифференцирующей цепи 4, выходной прямоугольный импульс 04 (фиг.З,в) который подается на вертикальный 10 электрод ЭЛТ 7 и на вход дифференцирующей цепи 5. На выходе последней образуются короткие разнополярные импульсы (фиг.3,г), При этом положительным коротким импульсом запускается, а отрицатель ным коротким импульсом закрываетсягенератор 6 развертки. Кроме того, положительный короткий импульс поступает нэ . вход сброса счетчика 17 и приводит его в исходное (нулевое) состояние, подготавли вая к работе, Сформированное пилообразное напряжение Чб (фиг,З,д) используется вкачестве напряжения развертки и поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 7, На экране ЭЛТ 7 образуется импульс 25 (фиг.З,в), длительность которого пропорциональна длительности т 4 принимаемого ЛЧМ-сигнала 01(т), амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты у внутри импульса, а площадь осциллограммы 30 пропорциональна девиации частоты ц (-ц =7 ти )+ау(+т)+ рс) 35 где Ч 1 р т, - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и длительность сигна лов (импульсов);у = - р - Скорость намененна частотыЫвнутри импульса;. Мд- девиация частоты; 45т = = время запаздывания ЛЧМЛйС: сигнала, приходящего на одну антенну, по отношению к ЛЧМ-сигналу, приходящему на другую антенну;50ЬВ = д 81 п 3- разность хода сигналов (фиг.2);д - расстояние между антеннами (измерительная база);ф- угол прихода радиоволн; 55С - скорость расг ространения света, с выходов приемных антенн 1 и 8 через широкополосные усилители 2 и 9 соответственно поступают на два входа перемножителя 10. Принимаемый ЛЧМ-сигнал 01(с) этом к приемной антенне 1 последовательно подключены шйрокополосный усилитель 2, частотный детектор 3, первая дифференцирующая цепь 4, вторая дифференцирующая цепь Б, генератор 6 развертки и горизонтальный электрод ЭЛТ 7, вертикальный электрод которой соединен с выходом дифференцирующей цепи 4, К приемной антенне.8 последовательно подключены широкополосный усилитель 9, перемножитель 10, второй вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя 2, усилитель 11 низкой частоты, . электронно-счетный частотомер 12, арифметический блок 18 и индикатор 19. К выходу широкополосного делителя 9 последовательно подключены узкополосный фильтр 13, амплитудный детектор 14, элемент И 16, второй вход которого соединен с выходом генератора 15 счетных импульсов, и счетчик 17, второй вход которого соединен с вйходом дифференцирующей цепи 5, а выход подключен к второму входу арифметического блока 18,Устройство работает следующим образом.Принимаемые сигналы с линейной частотной модуляцией 01 =чс сов(2 л 1,а+аут +),02 (1 ) = ч, сов2 л Ф, ( т + т ) + принимаемого ЛЧМ-сигнала,Для визуальной оценки основных параметров принимаемого ЛЧМ-сигнала на экран ЭЛТ 7 наносится координатная частотно-временная сетка,Для пеленгации источника излучения ЛЧМ-сигналов в предлагаемом устройстве используется фазовый метод. При этом разность фаз Лр между ЛЧМ-сигналами, принимаемыми антеннами 1 и 8, пропорциональна направляющему косинусу угла прихода радиоволны (фиг,2) где А - длина волны,Однако фазовому методу пеленгациисвойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угла, Действительно, согласно приведенной формуле, фазовая система тем чувствительнее к изменению угла, чем больше относительный размер базы д/ А. Однако с ростом дЯ уменьшается значение угловой координаты, при котором раз+а+2 р) .0хи ность фаз превосходит значение 2 л, т.е.наступает неоднозначность отсчета,Исключить неоднозначность пеленгации фазовым методом можно двумя классическими способами:- применением остронаправленных антенн,- использованием нескольких измерительных баэ (многошкальность).Системы пеленгации с остронаправленными антеннами обладают большойдальностью действия и высокой разрешающейспособностью по направлению, Однако онитребуют поиска источника излучения доначала измерений и его автоматического сопровождения по направлению антенным лучом в процессе измерений,Многошкальность достигается исполь- .зованием нескольких баз. При этом мень-.шая база образует грубую, но однозначнуюшкалу отсчета, а большая база - точную, нонеоднозначную шкалу отсчета. Применениемногошкального способа устранения неоднозначности пеленгации с помощью разнесенных ненаправленных антенн не требуетпредварительного поиска источника излу.чения, Однако системы. использующие такой способ, имеют ограниченную дальностьдействия и сложную техническую реализацию,В предлагаемом устройстве используется модифицированный фазовый метод пеленгации источника излученияЛЧМ-сигналов, основанный на перемножении ЛЧМ-сигналов, принимаемых разнесенными антеннами, выделениинапряжений биений, измеренйи частоты биений Ь и скорости измерения частоты увнутри импульса, определении и регистрации по измеренным. значениям угла прихода радиоволн Р.На выходе перемножи 1.еля 10 образуется результирующее колебание Ц=О 1(т) О(т) :- Чбс 03(27 гтб 1 +3 ) ++Чб СОЗ(4 Лст+2 ЛЬ+ где Уб = - КЧс.,22К - коэффициент передачи перемножителя,тб - У г- частота биений,бб =2 д 1 Г+йуР- начальная фаэабиений,Из результирующего колебания О (1) усилителем 11 низкой частоты выделяется напряжение биений (напряжение разностной частоты),5 Об(1) =ЧбС 08(2 ЛЬ 1+ 10 которое поступает на вход электронно-счетного частотомера 12. В электронно-счетном частотомере 12 из непрерывного переменного напряжения Оф) частоты Ь формируются короткие импульсы, частота 15 следования которых остается равной 1 б, исосчитывается число импульсов и за известный интервал времени Ь с В частности, если Л 1 = 1 с, то измеренное количество импульсов п 1 численно равно неизвестной частоте биений М. Измеренное 25 количество импульсов п 1 поступает на первых вход арифметического блока 18, Для определения величины задержки в цифровом коде которая связана с углом прихода радиоволн ф (фиг.4), необходимо измерить в цифровом 35 коде и величину скорости изменения частоты внутри импульса, С этой целью сигнал 02(т) с выхода широкополосного усилителя 9 одновременно поступает на вход узкополосного фильтра 13, полоса пропускания ко торого Ь 1 (фиг.5,а). На выходеузкополосного фильтра 13 образуется радиоимпульс длительностью т(5,6) Указанный радиоимпульс поступает на вход амплитудного дегектора 14, который выделяет его огибающую (фиг.5,в). Прямоуголь ный импульс с выхода амплитудногодетектора 14 поступает на первый вход элемента И 16, на второй вход которого подаются счетные импульсы с выхода генератора 15 (фиг.5,г). Количество счетных импульсов 55 пг, прошедшее через элемент И 16 за вре.менной интервал Ь, подсчитывается счетчиком 17 и поступает на второй вход арифметического блока 18, На выходе последнего определяется значение угловойкоординаты в цифровом коде которое регистрируется индикатором 1 б. Поскольку при изменении угла Р меняется и величина частоты биений 16, то она будет однозначно определять угол прихода радиоволн, Частота биений М и скорость изменения частоты у внутри импульса изменяются в цифровой форме, по их значению определяется угол прихода радиоволн 3 также в цифровой форме.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает точную и однозначную пеленгацию источника излучения широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией. Это достигается использованием частоты биений 1 ь. которая однозначно связана с пеленгом на источник излучения широкополосных ЛЧМ сигналов, Кроме того, предлагаемое устройство позволяет представить результаты пеленгации в цифровом коде, что обеспечивает возможность для их длительного хранения, передачи на большие расстояния по каналам связи и сопряжения с вычислительной техникой, Тем самым функциональные возможности устройства расширены,Формула изобретения Индикаторное устройство, содержащее последовательно включенные первую приемную антенну, первый широкополосный усилитель, частотный детектор, первую дифФеренцирующую цепь. вторую дифференцирующую цепь, генератор развертки и 5 горизонтально отклоняющие пластиныэлектронно-лучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом первой дифференциальной цепи,отличающеесятем,что,сцелью 10 расширения функциональных воэможностей путем точной и однозначной пеленгации источника излучения сигналов с линейной частотной модуляцией, в него вве- .дены вторая приемная антенна, второй ши рокополосный усилитель, перемножитель,усилитель низкой частоты, электронно-счетный частотомер, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, элемент И, генератор счетных импульсов, счетчик, схема деления 20 и индикатор, причем к второй приемной антенне последовательно подключены второй широкополосный усилитель, перемножитель; второй вход которого соединен с выходом первого широкополосного усилителя, 25 усилитель низкой частоты, электронно-счетный частотомер, схема деления и индикатор, к выходу второго широкополосного усилителя последовательноподключены узкополосный фильтр, амплитудный детектор, 30 элемент И, второй вход которого соединенс выходом генератора счетных импульсов, и счетчик, второй вход которого соединен с выходом второй дифференцирующей цепи, а выход подключен к второму входу схемы 35 деления.1812430 Составитель В;ДикареТехред М.Моргентал Корректор Н. Корол Редактор акэз Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 1570 . Тираж ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР