Панорамный приемник

(51)ЮЮ,.И. ЛИ 1 ИЗОБРЕТЕН К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака(73) Дикарев Виктор Иванович; Завируха ВикторКонстантиновн; Цукин Георгий Георгиевич(57) Иаюльэование: предлагаемый приемник относится к радиотехнике и может быть использованодля поиска и обнаружения фазоманипупированных(ФМн( сигналов, а также визуальной оценки и несущей частоты, точной и однозначной пеленгации источника излучения указанных сигналов. Сущностьизобретения: панорамный приемник содержит первую приемную антенну 1, генератор 2 развертки,гетеродин 3, первый смеситель 4, первый усилитель 5 первой промежуточной частоты, обнаружитепь 6, умножитепь У частоты на восемь, первый и второй измерители 8 и 9 ширины спектра, блок 10 сравнения, пороговый блок 11, ключ 12, пинию задержки 13, первый перемножитель 14, и каналов обработщ каждый из которых состоит иэ полосового фильтра 151 амплитудного детектора 1 б, видеоусилителя 17 и ЭЛТ 19 ( 1, 2 и), опорный генератор 19, второй смеситель 20, усилитель 21 второй промежуточной частоты, вторую и третью приемные антенны 22 и 23, третий и четвертый смеситепи 24 и 25, второй и третий усилители 26 и 27 первой промежуточной частоты второй и третий перемножители 28 и 29, первый и второй узкополосные фильтры 30 и 31, первый и второй фазовые детекторы 32 н 33, первый и второй индикаторы 34 и 35. 2 ип55 Предлагаемый приемник относится к радиотехнике и может использоваться для поиска и обнаружения фаэоманипулированных (ФМн) сигналов, а,также визуальной оценки их несущей частоты, точной и однозначнои пеленгации источника излучения указанных сигналов,Иэ известных устройств наиболее близким к предлагаемому является панорамный приемник, который обеспечивает поиск, обнаружение ФМн си 1 налов и визуальную оценку их несущей частоты,Однако указанный приемник не обеспечивает оценку их несущей частоты. и однозначной пеленгации источника излучения ФМн сигналов при низком отношении сигнал/шум,Целью изобретения является повышение точности и однозначности пеленгации источника излучения фаэоманипулированных сигналов при низком отношении сигнал/шум.Поставленная цель достигается тем, что в устрайствс введены вторая и третья приемные антенны, второй, третий и четвертый слесители второй и третий усилители первой промежуточной частоты, второй и третий перемножители, первый и второй узкополосные фильтры, первый и второй фазовые детекторы, первый и второй индикаторы, причем к выходу опорного генератора последовательно подключены второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом ключа, и усилитель второй промежуточной частоты, к выходу второй (третьей) приею ой антенны последовательно подключены третий (четвертый) смесигель, второй вход которого соединен с выходом етеродина, второй (третий) усилитель первой промежуточной частоты, второй(третий) перемножитель, первый (второй) узкополосный фильтр, первый(второй) фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, и первый (второй) индикатор,2, Структурная схема панорамного приемника представлена на фиг, 1; на фиг, 2 показан принцип пеленгации источника излучения ФМн сигналов фаэовым методом в одной плоскости.Панорамный приемник содержит первую приемную антенну 1 и последовательно включенные генератор 2 развертки. гетеродин 3, первый смеситель 4, второй вход которого соединен с выходом первой приемной антенны 1, первый усилитель 5 первой промежуточной частоты и обнару- житель 6, состоящий иэ последовательно включенных умножителя 7 частоты на восемь первого измерителя 8 ширины спект 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ра, блока 10 сравнения, второй вход которого через второй измеритель 9 ширины спектра соединен с выходом первого усилителя 5 первой промежуточной частоты и входом первого умножителя 7 частоты на восемь, порогового блока 11 и ключа 12, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 5 первой промежуточной частоты. Панорамный приемник содержит также последовательно подключенные к выходу обнаружителя б линию задержки 13, первый перемножитель 14 второй вход которого соединен с выходом обнаружителя б и п каналов обработки, каждый из которых состоит из последовательно включенных полосового фильтра 151. амплитудного детектора 161, видеоусилителя 171 и вертикального электрода электронно-лучевой трубки 181, горизонтальный электрод которого соединен с выходом генератора 2 развертки (1=1,2,п), К выходу опорного генератора 19 последовательно подключены второй смеситель 20, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 6, и усилитель 21 второй промежуточной частоты, К выходу второй (третьей) приемной антенны 22(23) последовательно подключены третий (четвертый) смеситель 24(25), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 3, второй (третий) усилитель 26(27) первой промежуточной частоты, второй (третий) перемножитель 28 (29), второй вход которого соединен с выходом усилителя 21 второй промежуточной частоты, первый (второй) узкополосный фильтр 30(31), первый (второй) фазовый детектор 32(33) и первый (второй) индикатор 34(35).Панорамный приемник работает следующим образом.Просмотр заданного диапазона частот 0 осуществляется с помощью генератора 2 развертки, который периеодически с периодом Тп по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3, Одновременно генератор 2 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 18 1-18 п. которая используется как ось частот, приче 1 И ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона 01, Ключ 12 в исходном состоянии всегда закрыт.Принимаемые ФМн сигналы:оф)=О сов Ч/с+ ф)+ у.ч.02(1)=Оссоз Я с+ фас(%)+ ф 2 , цз(1)=Оссоз ОУ с+ 5)+ Р 3) 0 т Тс,где О О/с, Тс, р 1, р 2, рз - амплитуда, начальная несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов;рс - манипулируемая составляющаяфазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем рс(ф=сопз при Кт пт(К+1)тп и может изменяться скачком. На Ьд) при=К тп, т,е. на границах между элементарны- Бми посылками (К=1,2, .М;тп, й - длительность и количество элеФментарных посылок, из которых составленсигнал длительностью Тс(Тс- т и Й);с выходов приемных антенн 1, 22 и 23 соот Оветственно поступают на первые входысмесителей 4,24 и 25, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 3 линейно изменяющейся частотыОг-Ог СОЗ(Игг+ Лу 1 +фг),0Тп,где Ог. ЧЧг. Тп, срг - амплитуда, начальнаячастота, период повторения и начальная фаза напряжения гетеродина:01у = -- скорость изменения частоТпты гетеродина (скорость изменения первойгармоники частоты гете родина),На выходах смесителей 4, 24 и 25 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5, 26 и 27 выделяютсянапряжения только первой промежуточной+фас (1) лу+прз),01где О.р= КО,ОК - коэффициент передачи смесителей;Юпр 1=И/с -Иlг - первая промежуточнаячастота;Уър =Р - Р,Ърг = Рг - 2 г,9 Ърз с/сз сРг, 45которые представляют собой сигналы с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией (ЛМУ-ФМН).Напряжение Опр с выхода усилителя 5первой промежуточной частоты поступает 50на вход обнаружителя 6. состоящего из умножителя 7 частоты на восемь, измерителей8 и 9 ширины спектра, блока 10 сравнения,порогового блока 11 и ключа 12.На выходе умножитель 7 частоты на восемь образуется напряжениеОЗ=ОпрСОЗ (8 Иlпрт л у т + 8 г/ън ), ОтТс. Так как 8 срь(с)-0,8 л при приеме сигнала с однократной фазовой манипуляцией ОФМн, рс"О,л). 8 рс-0,4 л, 8 л, 12 л при приеме сигнала с двухкратной фазовой ма. нипуляцией ДФМн, рс(1)-0, - , л, - Л),Л 32 2 8 Рс-0,2 Л, 4 Л, 6 Л, 8 Л, 10 Л, 12 Л, 14 Л при приеме сигнала с трехкратной фазовой манипуляцией ТФМн, дЪ(с)- л л 3 5 3 7 -О, - , - , - л, л), - л, - л - л), то в4244 2 4 указанном колебании манипуляция фазы уже отсутствует.Ширина спектра Ь восьмой гармоники определяется длительностью Тс сигнала (й 1-1/тс), тогда как ширина спектра Ьтс ФМ, сигнала определяется длительностью то его элементарных посылок (Ь 1 с/т п), т,е. ширина спектра М к восьмой гармоники сигнала в Й раз меньше ширины спектра Ь 1 с входного сигналаЬсс- =йЬСледовательно, при умножении частоты принимаемого ФМн сигнала на восемь его спектр "сворачивается" в й раэ, Это обстоятельство и позволяет обнаружить ФМН сигнал даже, тогда, когда его мощность на входе приемника меньше мощности шумов,Ширина спектра Ьвосьмой гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 8, а ширина спектра Ьтс входного ФМв сигнала измеряется с помощью измерителя 9, Напряжения О и О, пропорцио. нальные Ьг и Ьтс соответственно, с выходов измерителей 8 и 9 ширины спектра поступают на два входа блока 10 сравнения, Так как О О, то на выходе блока 10 сравнения образуется положительное напряжение, которое превышает пороговый уровень Опор в пороговом блоке 11. Пороговый уровень Опор выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При превышении порогового уровня Оп 0 р в пороговом блоке 11 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 12, открывая его.ПРи этом напРЯжение Опрф) выхоДа усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 12 одновременно поступает на первый вход перемножителя 14 и на вход линии задержки 13, на выходе которого образуется напряжениеОпр 1=фО пр (тэ)фО прСОЗ Иlпр (%-Т э )+-ЛУ(т - Гэ) +ДЪр),05 Тс,где тэ - время задержки линии задержки 13.На выходе перемножителя 14 образуется напряжениеод (1) = ц д соз (юд 1++дъ - ярд),0Т,Где О д =-р. КгОпрКг- коэффициент передачи перемножителя 14,И/ д - 2 л у кз - частота биений,рц(т) =р ( - тз) -р,1 Рд = ЪЧпр тз +лУ ТгзНесущая частота Ю д напряжения биений цд (т)Иl д = 2 л у тз " сопзт.Следовательно, при фиксированномвремени задержки гз на выходе перемножителя 14 образуется многочастотный сигналбиений, несущая частота Ю д которого зависит от скорости изменения частотыу (1-1,2,.,п) гетеродина 3. Скорость же изменения частоты преобразованного сигнала, поступающего на вход автокоррелятора,зависит от номера гармоники частоты гетеродина 3, взаимодействующей с несущейчастотой принимаемого ФМн сигнала.Частота настройки Юн полосовогофильтра 15 выбирается равнойИ/н-Иl д = 2 лу тз,частота настройки Юнг полосового фильтра152 выбирается равнойЮнг И/дг = 2 луг тз.а частота настройки Юнп полосового фильтра 15 п-Юнл-Ю дн=2 уп тз,где уп = и у - скорость изменения и-й гармоники частоты гетеродина.Напряжение ц д с выхода полосовогофильтра 15 поступает на вход амплитудного детектора 16, где оно детектируется ипосле усиления в видеоусилителе 17 поступает на вертикальный электрод ЭЛТ 18, наэкране которой образуется импульс (частотная метка). Положение частотной метки нагоризонтальной развертке ЭЛТ 18 однозначно, определяет несущую частоту Юспринимаемого ФМн сигнала,Следовательно, номер гармоники частоты гетеродина 3, с которой взаимодействуетнесущая частота принимаемого ФМн сигнала, определяется номером полосового фильтра того канала, на экране ЭЛТ которогонаблюдается частотная метка.Напряжение оеар(т) с выхода усилителя5 первой промежуточной частоты через открытый ключ 12 поступает на первый входсмесителя 20, на второй вход опорного генератора ц,Л)-Оо СОЗйос+ Р),где Оо, ЧЧо. о - амплитуда. частота и начальная фаза напряжения опорного генератора19.На выходе смесителя 20 образуются на 5 пряжения комбинационных частот. Усилителем 21 выделяется напряжение тольковторой промежуточной частотыОпр 5 ОпргсозЮпргт++ Д 7 с(й) ЛУ+ДЪр 4,05 Тс1где Опрг- - К Опр Оо,2Иlпрг" Юпр-И/о - вторая промежуточная частота,1 фпр 4" Рпр фкоторое поступает на вторые входы перемножителей 28 и 29, на первые вход которых подаются напряжения георг и опрзсоответственно. На выходах перемножителей 28 и 29 Образуются гармонические колебания:04=ОгСОЗ(И/о+ 0 о + дф),цз=Ог соз(Юо+ уЪ + д й),0 т Т125 где Ог= - Кг ОпрОпргд =рг - р =2 л соз 3д)- фазо 30д р = р - р = 2 л г соз р вые сдвиги, определяющие направление наисточник излучения ФМн сигналов:О, бг - измерительные базы (фиг, 2);Л - длина волны,3- угол прихода радиоволн;которые выделяются узкополосными фильтрами 30 и 31 с частотой настройки равнойон=И/о,40 и поступают на первые входы фазовых детекторов 32 и 33 соответственно, На вторыевходы укаэанных фазовых детекторов подается напряжение цо с выхода опорногогенератора 19. На выходах фазовых детекторов 32 и 33 образуются постоянные напряжения:Он= ОнСОЗ Дф,Онг= ОнСОЗ ДЩ,1где Он= - Кз Ог Оо,50Кз - коэффициент передачи фазовых дегекторов;пропорциональные фазовым сдвигам д д) иЬдг, которые регистрируются индикаторами 34 и 35.Таким образом, предлагаемый панорамный приемник, по сравнению с прототипом, обеспечивает точную и однозначнуюпеленгацию источника излучения ФМн сигналов фазовым методом.2001407 10 5 10 15 20 Фаэовому методу пеленгации свойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угла. Действительно, панорамный приемник тем чувствительнее к изменению угла, чем больше относительный размер базы б б. Однако с ростом -- уменьшается значение узловой координаты, при котором разность фаэ превосходит значение 2 л, т.е, наступает неоднозначность отсчета. В предлагаемом приемнике отмеченное противоречие устраняется использованием двух измерительных баэ б и о 2. При этом меньшая база бобразует грубую, но однозначную шкалу отсчета, а большая база б 2 точную, но неоднозначную шкалу отсчета, При этом соотношение между измерительными базами ди б 2 выбирается следующим образом Формула изобретенияПАнОРАмный пРиемник, содержащий по следовательно соединенные первую приемную антенну, первый смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с первым выходом генератора развертки, 30 первый усилитель первой промежуточнОй частоты, умножитель частоты на восемь, первый измеритель ширины спектра, блок сравнения. второй вход которого через второй измеритель ширины спектра соеди- З 5 нен с выходом первого усилителя первой промежуточной частоты, пороговый блок, ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя первой промежуточной частоты, линию задержки, первый перемножитель. второй вход которого сбединен с выходом ключа и и каналов обработки, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор, видеоуси 45 литель и электронно-лучевую трубку, причем выход видеоусилителя соединен с ее вертикальными электродом, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, отличающийся тем, что, с целью повышения точноГ 2 Чб 1 б 2Кроме того, предлагаемый панорамный приемник позволяет повысить чувствительность пеленгации источника излучения широкополосных ФМ сигналов при низком отношении сигнал/шум. Это достигается сверткой спектра широкополосных ФМн сиг. налов, которые преобразуются в узкополосные гармонические колебания, что дает воэможность выделить их с помощью узкополосных фильтров, отфильтровав при этом значительную часть шумов и помех, т.е. повысить реальную чувствительность панорамного приемника при низком отношении сигнал/шум, Тем самым функциональные воэможности панорамного приемника расширены.(56) Авторское свидетельство СССР В 1661661, кл. 6 01 й 23/00, 1989 (прототип). сти и однозначности пеленгации источника излучения фазоманипулированных сигналов при низком отношении сигнал/шум, в него введены последовательно соединенные опорный генератор, второй смеситель и усилитель второй промежуточной частоты, причем второй вход второго смесителя соединен с входом ключа, последовательно соединенные вторая приемная антенна, третий смеситель, второй усилитель первой промежуточной частоты, второй перемножитель, первый узкополосный фильтр, первый фазовый детектор и первый индикатор, а также последовательно соединенные третья приемная антенна, четвертый смеситель, третий усилитель первой промежуточной частоты. третий перемножитель, второй узкополосный фильтр, второй фазовый детектор и второй индикатор, причем вторые входы третьего и четвертого смесителей соединены с выходом гетеродина, вторые входы второго и третьего перемножителей - с выходом усилителя второй промежуточной частоты, вторые входы первого и второго фазовых, детекторов соединены с выходом опорного генератора.