Формирователь последовательностей радиоимпульсов

Изобретение относится к радиотехнике и может использоватьсядля формирования последовательностей широкополосных фазоманипулированных радиоимпульсов с регулируемыми параметрами, например, в 5радиолокационных имитаторах дляимитации сигналов, отраженных отгрупповых объектов, в передатчиках ответных помех.Известен формирователь последо"вательностей радиоимпульсов, основанный на использовании ультразвуковых многоотводных линий задержки, формирование последовательностей радиоимпульсов в котором. 15осуществляется за счет коммутацииотводов основной и нониусной линиизадержки с помощью коммутирующихматриц 1 ,Однако при формировании последовательностей широкополосных радиоимпульсов в известном устройственаблюдаются искажения спектраформируемых сигналов, обусловленные ограниченностью полосы пропускания многоотводных линий задержки.Наиболее близким к предложенному является, формирователь последовательностей радиоимпульса, содержащий многоотводную линию задерж- ЗОки, отводы которой соединены свходами коммутирующей матрицы, уп-.равляющие входы которой соединеныс выходами блока управления, М нониусных линий задержки, входы которых соединены с соответствую 1 щими выходами коммутирующей матри.цы, а отводы каждой нониусной линии задержки соединены с входамисоответствующих электронных ключей,управляющие входы которых подключены к соответствующим выходамблока управления, а выходы соединены между собой, а также сумматор радиоимпульсов 2 ,Однако в известном фармирователе последовательностей радиоимпульсов при регулировании временного положения широкополосных радио"импульсов в формируемой последовательности, осуществляемом за счетподключения соответствующих отво-.дов основной и нониусных линий задержки, возникают искажения спектров радиочмпульсов и ошибки установки их временного положения, обусловленные ограниченностью полосыпропускания линий задержки, включенных последовательно, что еще болеесужает их суммарную полосу, а также неидентичностью амплитудно-частотных характеристик каналов, включающий нониусную линию задержкии преобразователь огибающей радиоимпульсов.Цель изобретения - уменьшениеискажений спектра формируемых радиоимпульсов при одновременномповышении точности регулированияих временного положения.Поставленная цель достигаетсятем, что в формнрователь последовательностей радиоимпульсов, содержащий многоотводную линию задержки, отводы которой соединены свходами коммутирующей матрицы, управляющие входы которой соединеныс выходами блока управления, Мнониусных линий задержки, входы которых соединены с соответствующими выходами коммутирующей матрицы, а отводы каждой нониусной линиизадержки соединены с входами соответствующих электронных ключей,управляющие входы которых подключены к соответствующим. выходамблока управления, а выходы соединены между собой, а также сумматор радиоимпульсов, введены последовательно соединенный датчик кодафазовой манипуляции, выход которого соединен с входом блока управления и входом многоотводнойлинии задержки, и генератор тактовых импульсов, один выход которого соединен с управляющим входом многоотводной линии задержки,а второй - с управляющими входами нониусных линий задержки,первый и второй квадратурные каналы, одноименные управляющиевходы которых объединены и подклю"чены к точкам соединения выходовсоответствующих электронных ключей, информационные входы соединены с соответствующими выходамилока управления, выходы - с входами сумматора радиоимпульсов,а также последовательно соединенные генератор гармонических колебаний и фазосдвигающую цепь, выход которой соединен с сигнальным входом второго квадратурногоканала, при этом сигнальный входпервого квадратурного канала соединен с выходом генератора гармонических колебаний,Кроме того, каждый квадратурный канал содержит М идентичных цепей, включающих последовательно соединенные первый инвертор, первый сумматор и ключ, а также формирователь импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа, при этом первый вход первого инвертора, второй вход первого сумматора и вход формирователя импульсов соединены между собой и точка их соединения является управляющим входом квадратурного канала, второй вход первого инвертора является информациОнным входом квадратурного канала, последовательно соединенные второй инвертор, е входов которого соединены с щвыходами второго сумматора, третий сумматор и аттенюатор, выход которого является. выходом квадратурного канала, а также Фазовращатель, вход которого является входом квадратур- ного канала, а выход соединен с вторым входом аттенюатора, при этом (в+1)-ый выход второго сумма- тора соединен с управляющим входом фазовращателя, управляющим входом второго инвертора и вторым входом третьего сумматора, а входы - с выходами ключей И идентичных ценей.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема формиро вателя последовательностей радио- импульсов, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Формирователь последовательностей радиоимпульсов содержит датчик 1 кода фазовой манипуляции, многоотводную линию 2 задержки, коммутирующую матрицу 3, блок 4 управления, й нониусных линий 5- 5 м задержки, электронные ключи 3, сумматор 7, генератор 8 гармонических колебаний, Фазосдвигающую цепь 9, первый 10 и второй 11 квадратурные каналы, генератор 12 тактовых импульсов.При этом первый 10 и второй 11 квадратурные каналы содержат И идентичных цепей, включающих первый инвертор 13, первый сумматор 14, ключ 15 и Формирователь 1 б импу- льсов, а также второй сумматор 17, второй инвертор 18, третий сумматор 19, аттенюатор 20, фазо- . вращатель 21Формирователь последовательнос.тей радиоимпульсов работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 22. -22 м памяти, входящие в блок 4 управления, находятся в нулевом состоянии, на информационных входах первого 10 и второго 11 квадратурных каналов отсутствуют управляющие коды, а на выходах дешифраторов 23 - 23 блока 4 управления1отсутствуют управляющие сигналы и все ключи 24 коммутирующей матрицы 3 и ключи б, соединенные с нониусными линиями 5 - 5 задержки1.находятся в закрытом состоянии.Выходной сигнал с генератора 8 гармонических колебаний поступает на сигнальный вход первого квадратурного канала 10 и через фазоодвигающую ( на Л/2) цепь 9 на сигнальный вход второго квадратурного канала 11. С выходов фазовращателя 21 каждого иэ квадратурных каналов 10, 11 сигнал поступает на вход аттенюатора 20. Поскольку в исходном состоянии коды амплитуды на информационных вхоцах квадратурных каналов 10, 11 отсутствуют, ть аттенюаторы 20;закрыты и препятствуют прохожде-.нию радиосигналов на выход формирователя последовательностей радиоимпульсов.5 Датчик 1 кода фазовой манипуляции вырабатывает периодически ви-,деокоды с периодом Топределяющиезакон внутриимпульсной фазовоймодуляций формируемых радиоимпуль- Я сов. В моменты времени, предшествующие выработке, очередного кодаФазовой манипуляций датчиком 1кода.фазовой манипуляции, генератор 25 управляющих кодов, входящий в блок 4 управЛения, вырабатывает коды, определяющие взаимное временное положение формир)емых радиоимпульсов, а также их ам-плитуды для каждого квадратурногоканала 10 и 11, которые .с помощьюкоммутатора 2 б кодов блока 4 управления записываются в его регистры 22- 22 м памяти.Кодыопределяющие амплитудыформируемых сигналов с выходоврегистров 22 - 22 памяти, поступают на соответствующие информационные .входы соответствующего .вэквадратурных каналов 10 и 11.Коды, определяющие взаимное рре- ЗО менное доложейие радиоимпульеов срегистров 22 в .22 памяти поступа 1ютна соответствующие деюифраторы 23 - 23 которые вырабатываютуправляющие потенциалы и унравляЗу ют работой ключей 24 коммутирующей матрицы 3 и ключей б нониуеный лйний 5.- 5 задержки, Причем стардне разряды кода времен-ного положения используются дляуправления ключами 24 коммутирующей матрицы 3, а младшие - дляуправления ключами б нониусныхлиний 5- 5 задержки. В соответствии со значениями управляющихкодов дешифраторы 23 - 23 откры 45 ,вают требуемые из ключей 54 коь- мутирующей матрицы 3 и ключей бнониусных линий 5- 5 задержки.Видеокод; Фазовой манипуляциивыработанный датчиком 1 ода фа-зовой манипуляции, поступает нагенератор 12 тактовых импульсовдля его синхронизации и на входмногоотводной линии 2 задержки,на управляющий вход которой поступают тактовые импульсы с генератора12 тактовых импульсов, определяющие дискретность регулированиязадержки кода фазовой манипуляциив многоотводной линии 2 задержки.60 На выходе коммутирующей матрицы3 образуется последовательностьиз М видеокодов фаэовой манипуляции, временное положение которыхопределяется значениями управляю щих кодов целеуказания. Далее эти10 35 Код амплитуды данного формируемого радиоимпульса, поступающий на соответствующий информационный вход квадратурного канала .10 или ,11 через первый инвертор 13, перкоды Фазовой манипуляции поступаютна соответствующие иэ нониусныхлиний 5 - 5 ч задержки, где происходит уточнение их взаимноговременного положения с дискретностью, определяемой частотой 5тактовых импульсон, поступающихна управляющие входы нониусных ли.ний 51- 5 м задержки с выходагенератора 12 тактовых импульсон.Задержанные видеокоды фаэовойманипуляции через открытые ключи6 нониусных линий 5- 5 м задержки поступают на соответствующиеуправляющие входы первого 10 ивторого 11 квадратурных каналов.Следовательно, на Й управляющихнходах квадратурных каналов образуются последовательности видеокодов Фазовой манипуляции с независимым дискретным регулированием их временного положения.На М информационных входов первого квадратурного канала 10 свторых выходов регистров 22- 22памяти блока 4 управления поступают коды, определяющие амплиту"ды формируемых в данном канале сигналов, а на.й информационных вхо-.дов второго квадратурного канала 11с третьихвыходов регистров 22- 22памяти, блока 4 управления поступают коды, определяющие амлитудыформируемых сигналов в этом квадратуриом канале.При этом коды, подаваемые наодноименные информационные входыквадратурных каналов 10 и 11, независимы и могут изменяться от такта к такту произвольным образом всоответствии с гипотезой об амплитуде и Фазе соответствующего Фор.мируемого сигнала,При бинарной фазовой манипуляции (когда Фаза"высокочастотногозаполнения изменяется на У ) видеокод фаэовой манипуляции представляет собой последовательность 45импульсов,. Фронты и срезы которых определяют моменты измененияФазы сигнала О-ь,7), Л -0. На каждый,из И управляющих входов квадратурных каналов 10, 11 поступает такой видеокод,формирователь 16 импульсов, вкачестве которого может использоваться мультивибратор, вырабатынаетвидеоимпульс с длительностью, равной длительности формируемого радиоимпульса,. и открывает ключ 15, разрешая прохождение информации насоответствукиций вход второго сумматора 17.60 вый сумматор 14 и ключ 15 попадает на соответствующий вход сумматора 17. При этом, если код фазовой манипуляции на управляющем входе квадратуриых каналов 10, 11 соответствует фазе высокочастотного заполнения формируемого радиоимпульса равной нулю, то код амплитуды данного сигнала проходит на вход сумматора 17 без изменения Если же управляющий код фазоной манипуляции соответствует фазе У, то информационный код амплитуды А с помощью управляемого перного иннертора 13 преобразуется в обратный Д и поступает на управляемый сумматор 14, где к младшему разряду обратного кода прибавляется 1, т.е, код амплитуды преобразуется в сумматоре 14 в дополнительный Ад и поступает на вход сумматора 17.На фиг. 2 изображены диаграммы поясняющие процесс суммирования задержанных видеокодов фаэоной манипуляции для случая, когда амплитуда отдельных формируемых сигналов определяется амплитудой их кодов фаэовой манипуляции. Пусть число однотипных цепей н каждом иэ кнадратурных каналов 10 и 11, а следовательно, и число радио- импульсов в формируемой последовательности И = 3. Относительные амплитуды и задержки кодов фазовой манипуляции каждого иэ формируемых радиоимпульсон показаны на фиг. 2 (эпюры а, Ь, в). Результат линейного суммирования видео- кодов в одном из квадратурных каналов приведен на фиг. 2 (эпюра ъ 1,Однако, учитывая, что осуществление линейного суммирования большого количества кодов, изменяющихся по амплитуде в требуемом динамическом диапазоне, технически не представляется возможным, то в предлагаемом Формирователе последовательностей радиоимпульсов информация об амплитуде Формируемых сигналов содержится не в амплитуде кодов фазовой манипуляции, как это рассмотрено выше, а посту.нает на информационные входы квадратурных каналов н виде двоичных кодов с соответствующих выходов регистров 22 - 22 памяти. ПриМэтом задержанные коды Фаэовой манипуляции несут информацию только о.моментах изменения фазы высокочастотного заполнения формируемых радиоимпульсов, т,е. о знаке их амплитуды. Иначе, когда код Фазовой манипуляции соответствует фазе сигнала, равной О, то его амплитуда задается положительным числом ,в виде двоичного прямого кода, а если код Фазовьй манипуляции соответствует фазе сигнала, равнй я, тоего амплитуда задается отрицательным числом в виде двоичного дополнительного кода.Рассмотрим процесс формированиясуммарного кода амплитудной модуляции и фазовой манипуляции для всейформируемой последоваТельностирадиоимпульсов. Пусть число формируемых радиоимпульсов в последовательности М = 3, а их относительные 1 Оамплитуды соответственно равны О = 1,3, Оз = 4 и записываются в регйстры 22 - 22 памяти пятираэрядными двоичными кодами: Ц.,= А= 00001;О щА щ 00011, 03= Аз= 00300, где 5четыре разряда двоичного кода несут информацию об амплитуде формируемого сигнала, а пятый (левыйразряд ) - о юнаке, При переводеэтих кодов соответственно в.обрат- .ные, а затем в дополнительные коды будем иметь: А = 11110,А 1 до=11111, А,= 11100,Ао= 1110,25В момент + (Фиг. 2 ) складываются перекрывающиеся первый и второй Формируемые радиоимпульсы АЕ 1 =А+А = 00001 + 00011 = 00100, Здесь нуль в знаковом разряде суммарного кода свидетельствует о том, что в данный момент фаза суммарного сигнала равна О, а относительная амплитуда равна четырем.суммирование осуществляется сле- З 5дующим образом.Поскольку в рассматриваемый момент времени коды Фазовой манипуляции Формируемых радиоимпульсов со ответствуют Фазе О, то коды амплитуды, заданные в виде прямых двоичных кодов, проходят соответствующую последовательную цепь, состоящую из первого инвертора 13, первого сумматора 14 и ключа 15, без . изменений и попадают на второй сумматор 17. На выходе сумматора 17 образуется суммарный код,в значащих разрядов которого несут инфор мацию об амплитуде, а (е+1)-й разряд несет информацию о моментах изменения фазы сухарного колебания, ,т.е. является суммарным кодом Фаэо" вой манипуляции. В момент времени 12(фиг. 2) значение первого Кода Фаэовой манипуляции соответствует фазе сигнала Увторого - фазе 3, третьего - фазе О. Поэтому коды амплитуды первого и второго Формируемых сигналов, проходя через уп О равляемые первый инвертор 13 и первый сумматор 14, переводятся в дополнительные, а код амплитуды третьего сигнала поступает на вход .второго сумматора 17 без изменений. у Тогда на выходе второго сумматора17 в момент времени С будет 1ЕЕ. 2 допдоп: 11111+11101+00100 = 00000,т.е, сигналы взаимно компенсируются в данный момент времени, как вид. но из зпюры ь (фиг. 2). В остальные моменты времени будет (фиг. 2)гАз=41 +Я +43==11111+00011+00100 00110,т.е. значение относительной суммар-. ной амплитуды в этот момент времени равно шести, а фаза колебания равна О.А 1 =Я +А +АЕ 4 дрп одоп одоп=11101+11100 = 11001В моменты времени 1 и Й в знаковых разрядах коды суммарного сигнала имеют единицы. Это свидетель" ствует о том, что фаза суммарного сигнала в эти моменты равна У. Кроме того, единицы в знаковых разрядах указывают на то, что информационные разряды, несущие информацию об амплитуде суммарного сигнала, представлены дополнительным кодом.Для однозначности цифроаналогового преобразования полученных кодов в амплитуды сигнала необходимо осуществить преобразование информационных разрядов дополнительных суммарных кодов (имеющих единицу в знаковом разряде ), в прямой код амплитуды. Для этого п 1 информационных разрядов суммарного кода с выхода второго сумматора 17 поступают на вход второго инвертора 18 и через него на третий сумматор 19, на управляющие входы которых поступает (е+1) разряд суммарного кода, несущий информацию о законе изменения Фазы суммарной последовательности радиоимпульсов. В моменты, когда в (е+1) разряде имеется О, информационные разряды кода проходят через вторуй инвертор 18 и сумматор 19 беэ изменения, если ае в (а+1) разряде появляется единица, то информационные разряды кода инвертируются во втором инверторе 18 и к младшему разряду инвертированного кода прибавляется единица в третьем сумматоре 19. Таким образом, второй инвертор 18 и третий сумматор 19, управляемыесуммарным кодом фаэовой манипуляции, преобразуют дополнительные коды суммарной амплитуды формируемых сигналов в прямые. Так, например, для моментов времени 1.и 1 на выходе третьего сумматора 19 будут иметься следующие коды амплитуды:МЕ= 1000 + 1 = 1000,т.е. относительная амплитуда сигнала равна восьмиАЕ:С 1001 + 1 = 0111,т.е. относительная амплитуда сигнала в этот момент равна семи (фиг2 ). С выхода второго сумматора 17 знаковый (в+1)-й разряд суммарного кода поступает на управляющий вход дискретного Фазовращателя 21, который в реальном масштабе времени осуществляет фаэовую манипуляцию гармонического сигнала, поступающего на его сигнальный вход. Код амплитуды (,огибающей ) формируемой последовательности радиоимпульсов поступает на управляющий вход аттенюатора 20, где в реальном масштабе времени осуществляется Формирование огибающей последовательности радисимпульсов. Таким образом, на выходе аттенюатора 20 образуется сложный сиг- нал (в случае, когда Формируется последовательность перекрывающихся фазоманипулирвванных радиоимпульсов ), огибающая которого и закон фаэовой манипуляции зависятот взаимной временной задержки формируемых радиоимпульсов, а также от 5 значения кодов;определяющих амплитуды формируемых сигналов в последовательности. Аналогично рас"смотренному работает второй квадратурный канал 11, но на его сиг нальный вход поступает гармоническое колебание через фазосдвигающую цепь 9 на У/2. С выходоваттенюаторов 20 обоих квадратурныхканалов 10 и 11 сигналы поступаютна выходной сумматор 7, на выходекоторого образуется последовательность радиоимпульсов, временноеположение которых, амплитуды и фазы могут задаваться произвольнымобразом от такта к такту.В предлагаемом Формирователе последовательностей радиоимпульсовошибки регулирования задержки формируемых радиоимпульсов определяются погрешностью .периода следованиятактовых импульсов, поступающихс выходов генератора тактовых импульсов, а основными элементами,влияющими. на спектр Формируемыхсигналов, являются Фазовращатель 30 .и аттенюатор, что позволяет формировать последовательности радиоимпульсов с уменьшенными искажениями спектра при одновременном повышении точности регулирования ихвременного положения.1030961 ен орректор И.Демчик т, Киселев е Заказ 5233/57 оектная,Составитель Г. Заиа техред Ж. Кастелевич. тираж 936 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж"35, Рауюская.иаб Ю4 ЮВ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ПодписиСССРЙд.4/5