фазометр

Классы МПК:G01R25/00 Устройства для измерения фазового угла между напряжениями или токами
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Дикарев Виктор Иванович,
Кромский Борис Васильевич,
Федоров Валентин Васильевич
Приоритеты:
подача заявки:
1990-12-10
публикация патента:

Использование: радиоизмерительная техника, реализация фазового метода пеленгации источников радиоизлучений. Сущность изобретения: устройство содержит две антенны, два гетеродина, два смесителя, два усилителя промежуточной частоты, два мультиплексора, блок вычитания, сумматор по модулю два, индикатор, линию задержки, перемножитель, фильтр нижних частот, блок сравнения, элемент ИЛИ, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, пороговый блок, элемент И, элемент задержки, счетчик, два регистра хранения, ключ, цифровой компаратор. 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

Формула изобретения

Фазометр, содержащий последовательно включенные пороговый блок и ключ, а также два приемных канала, каждый из которых состоит из последовательно включенных антенны, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход с входом усилителя промежуточной частоты, блок сравнения и индикатор, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены два мультиплексора, блок вычитания, сумматор по модулю два, генератор тактовых импульсов, элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки, регистр сдвига, два регистра хранения, счетчик, цифровой компаратор и коррелятор, причем коррелятор выполнен многоканальным, между выходом первого усилителя промежуточной частоты и первым входом коррелятора последовательно включены блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, сумматор по модулю два, второй вход которого соединен с выходом первого канала блока сравнения, и первый мультиплексор, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты соответственно, между выходом второго усилителя промежуточной частоты и вторым входом коррелятора включены мультиплексор, второй и третий входы которого соединены с выходами первого усилителя промежуточной частоты, и сумматор по модулю два соответственно, к выходу сумматора по модулю два подключен индикатор, к выходу коррелятора последовательно подключены блок сравнения, регистр сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, счетчик, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом регистра сдвига, первый регистр хранения, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, ключ, второй регистр хранения, выход которого является выходом фазометра, и цифровой компаратор, второй вход которого соединен с выходом ключа, а выход подключен к второму входу второго регистра хранения, вход порогового блока через элемент ИЛИ соединен с выходом коррелятора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для реализации фазового метода пеленгации источников радиоизлучений.

Известные устройства для измерения сдвига фаз основаны на использовании:

спектрального анализа (Шпаньон П.А. и др. Об измерении фазового скачка фазоманипулированного сигнала спектральным методом. Труды метрологических институтов СССР. Харьковский НИИ метрологии, 1972, вып. 9);

корреляционной обработки канальных ФМн сигналов (авт. свид. N 1511704, 1987);

несколько параллельно включенных каналов (авт. свид. N 283399, кл. G 01 R 25/00, 1968);

узкополосного фильтра, выделяющего из принимаемого ФМн сигнала опорное напряжение (авт. свид. N 779901, кл. G 01 R 25/00, 1977);

осциллографического индикатора (авт. свид. N 1247778, кл. G 01 R 25/00, 1984).

Из известных устройств для измерения фазовых сдвигов наиболее близким к предлагаемому является "Фазометр" (авт. свид. N 1511704, кл. G 01 R 25/00, 1987), который и выбран в качестве прототипа. Недостатком указанного фазометра является неоднозначность пеленгации источника излучения ФМн сигналов. Это объясняется тем, что известный фазометр инвариантен к стороне отклонения источника излучения ФМн сигналов от равносигнального направления, определяемого перпендикуляром к измерительной базе, соединяющей антенны А и В.

Кроме того, известный фазометр не обеспечивает возможности для представления результатов пеленгации в цифровом виде, удобном для длительного хранения и регистрации, передачи по каналам связи на большие расстояния и сопряжения с вычислительной техникой.

Целью изобретения является устранение неоднозначности пеленгации источника излучения фазоманипулированного сигнала и представление результатов пеленгации в цифровом виде.

Цель достигается тем, что, с целью устранения неоднозначности пеленгации источника излучения фазоманипулированного сигнала и представления результатов пеленгации в цифровом виде, в него введены первый и второй мультиплексоры, блок вычитания, сумматор по модулю два, второй и третий индикаторы, многоканальный блок сравнения, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, элемент И, первый и второй регистры хранения, счетчик, четвертый ключ и цифровой компаратор, причем коррелятор выполнен многоканальным, между выходом первого усилителя промежуточной частоты и первым входом коррелятора последовательно подключены блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа, сумматор по модулю два, второй вход которого соединен с выходом первого канала многоканального блока сравнения, и первый мультиплексор, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты соответственно, между выходом третьего ключа и вторым входом коррелятора включен второй мультиплексор, второй и третий входы которого соединены с выходом первого усилителя промежуточной частоты и сумматора по модулю два соответственно соответственно, к выходу сумматора по модулю два подключен второй индикатор, к выходу коррелятора последовательно подключены многоканальный блок сравнения, регистр сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, счетчик, второй вход которого соединен через вторую линию задержки с выходом регистра сдвига, первый регистр хранения, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, ключ, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй регистр хранения и цифровой компаратор, второй вход которого соединен с выходом ключа, а выход через второй регистр хранения подключен к третьему индикатору.

На фиг.1 приведена структурная схема фазометра; на фиг.2 частотная диаграмма, поясняющая образование дополнительных (зеркальных и комбинационных) каналов приема; на фиг.3 схема принципа пеленгации источника излучения ФМн сигналов в одной плоскости фазовым методом; на фиг.4 пеленгационная характеристика; на фиг.5 таблица истинности.

Фазометр содержит первый и второй смесители 1 и 2, третий и четвертый усилители 3 и 4 промежуточной частоты, второй смеситель 5, первый узкополосный фильтр 6, первый фазовый детектор 7, первый индикатор 8, четвертый смеситель 9, второй узкополосный фильтр 10, первый и второй гетеродины 11 и 12, многоотводную линию задержки 13 (i 1, 2,n), многоканальный перемножитель 14, многоканальный фильтр 15 нижних частот, первый пороговый блок 16, первый ключ 17, удвоитель 18 частоты, первый и второй анализаторы 19 и 20 спектра, блок 21 сравнения, второй пороговый блок 22, генератор 23 пилообразного напряжения, первую линию задержки 24, второй и третий ключи 25 и 26, делитель 27 частоты, второй фазовый детектор 28, блок 29 регистрации, блок 30 вычитания, сумматор 31 по модулю два, второй индикатор 32, первый и второй мультиплексоры 33 и 34, многоканальный блок сравнения 35i, регистр сдвига 36i, генератор 37 тактовых импульсов, элемент И 38, вторую линию задержки 39, счетчик 40, первый регистр хранения 41, четвертый ключ 42, цифровой компаратор 43, второй регистр хранения 44 и третий индикатор 45. Причем к выходу антенны А последовательно подключены смеситель 1, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 11, усилитель 3 промежуточной частоты, ключ 25, второй вход которого соединен с выходом порогового блока 16, и индикатор 29. К выходу антенны В последовательно подключены смеситель 2, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 12, усилитель 4 промежуточной частоты, ключ 26, смеситель 5, второй вход которого соединен с выходом усилителя 3 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 6, фазовый детектор 7 и индикатор 8. К второму выходу гетеродина 11 последовательно подключены смеситель 9, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина 12, узкополосный фильтр 10 и ключ 17, второй вход которого соединен с выходом порогового блока 16, а выход соединен с вторым входом фазового детектора 7. К выходу усилителя 3 промежуточной частоты последовательно подключены удвоитель 18 частоты, анализатор 20 спектра, блок 21 сравнения, второй вход которого через анализатор 19 спектра соединен с выходом усилителя 3 промежуточной частоты и пороговый блок 22, второй вход которого через линию 24 задержки соединен с его выходом, а выход подключен к второму входу ключа 26 и через генератор 23 пилообразного напряжения к входам гетеродинов 11 и 12. Ключи 17, 25, 26 и 42 в исходном состоянии закрыты.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным (зеркальным и комбинационным) каналам, основано на разносе частот фазометр, патент № 2071067г1 и фазометр, патент № 2071067г2 гетеродинов 11 и 12 на удвоенное значение промежуточной частоты fг2 - fг1 2fпр, выборе их симметричными относительно несущей частоты принимаемого сигнала fc fг1 fг2 fc fпр и корреляционной обработке канальных ФМн сигналов. Отмеченные условия приводят к удвоению числа дополнительных каналов приема (фиг.2).

Устранение неоднозначности отсчета угловой координаты фазометр, патент № 2071067, присущей фазовому методу пеленгации, основано на корреляционной обработке канальных ФМн сигналов. При этом разность фаз высокочастотных колебаний, принимаемых антеннами А и В, определяется соотношением:

фазометр, патент № 2071067

где d измерительная база (расстояние между антеннами А и В);

l длина волны;

g угол прихода радиоволн.

С другой стороны, указанная разность фаз определяется следующим образом

Dv=фазометр, патент № 2071067c(t+фазометр, патент № 2071067)-фазометр, патент № 2071067c=фазометр, патент № 2071067cфазометр, патент № 2071067,

где фазометр, патент № 2071067 время запаздывания сигнала, приходящего на одну из антенн по отношению к сигналу, приходящему на другую антенну;

C скорость распространения света.

Следовательно, приравняв указанные соотношения, получим

фазометр, патент № 2071067

Таким образом, измерив величину задержки фазометр, патент № 2071067o и зная измерительную базу d, можно однозначно определить значение истинного пеленга фазометр, патент № 2071067. Минимальное (нулевое) значение фазометр, патент № 2071067o(фазометр, патент № 2071067omin)=0 будет соответствовать значению фазометр, патент № 2071067o=0. Максимальное значение фазометр, патент № 2071067o(фазометр, патент № 2071067omax) будет соответствовать углу фазометр, патент № 2071067o=90фазометр, патент № 2071067

фазометр, патент № 2071067

Следовательно, фазометр, патент № 2071067.

Измерив фазометр, патент № 2071067o с помощью корреляционной обработки принимаемых ФМн сигналов, можно определить истинный пеленг фазометр, патент № 2071067o. При этом устраняется зависимость результатов измерения от несущей частоты фазометр, патент № 2071067c принимаемых ФМн сигналов и неоднозначность измерения, присущая фазовому методу пеленгации. Предлагаемый фазометр обеспечивает измерение, используя замечательное свойство корреляционной функции ФМн сигналов.

Фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного частотного диапазона Df и поиск ФМн сигналов осуществляются с помощью генератора 23 пилообразного напряжения, который периодически с периодом Тп по пилообразному закону изменяет частоты гетеродинов 11 и 12. Ключи 17, 25, 26 и 42 в исходном состоянии закрыты.

На первые входы смесителей 1 и 2 с выходов антенн А и В поступают ФМн сигналы

фазометр, патент № 2071067,

фазометр, патент № 2071067

где Vc, fc, Tc, фазометр, патент № 2071067c амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигналов;

фазометр, патент № 2071067к(t)=0,фазометр, патент № 2071067 манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем фазометр, патент № 2071067к(t)=const при Kфазометр, патент № 2071067и<t<(K+1)фазометр, патент № 2071067и и может изменяться скачком при t=Kфазометр, патент № 2071067и, т.е. на границах между элементарными посылками (К 1, 2,N 1);

фазометр, патент № 2071067п, N длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc(Tc=Nфазометр, патент № 2071067фазометр, патент № 2071067и);

фазометр, патент № 2071067 время запаздывания сигнала, приходящего на антенну А, по отношению к сигналу, приходящему на антенну В (фиг.3а);

t1, t2 время прохождения сигналом расстояний от источника излучения до А и В антенн;

фазометр, патент № 2071067фазометр, патент № 2071067 разность фаз сигналов.

На вторые входы смесителей 1 и 2 с выходов гетеродинов 11 и 12 подаются следующие напряжения соответственно

фазометр, патент № 2071067

где Vг1, Vг2, fг1, fг2, фазометр, патент № 2071067г1, фазометр, патент № 2071067г2 амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов;

fг2 fг1 2fпр, fc fг1 fг2 fc fпр;

фазометр, патент № 2071067 скорость изменения частоты гетеродинов.

На выходах смесителей 1 и 2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 3 и 4 первой промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

фазометр, патент № 2071067

фазометр, патент № 2071067

где фазометр, патент № 2071067

K1 коэффициент передачи смесителей,

fпр fc fг1 fг2 fc первая промежуточная частота:

фазометр, патент № 2071067пр1=фазометр, патент № 2071067c-фазометр, патент № 2071067г1, фазометр, патент № 2071067пр2=фазометр, патент № 2071067г2-фазометр, патент № 2071067c.

Напряжение Uпр1(t) с выхода усилителя 3 промежуточной частоты поступает на вход удвоителя 18 частоты, на выходе которого образуется напряжение фазометр, патент № 2071067. Так как 2фазометр, патент № 2071067к(t)=0,2фазометр, патент № 2071067, то в указанном напряжении манипуляция фазы уже отсутствует.

Ширина спектра фазометр, патент № 2071067f2 второй гармоники сигнала определяется длительностью сигнала Тc фазометр, патент № 2071067, тогда как ширина ФМн сигнала определяется длительностью фазометр, патент № 2071067и его элементарных посылок фазометр, патент № 2071067, т.е. ширина спектра второй гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра входного сигнала фазометр, патент № 2071067.

Следовательно, при удвоении частоты ФМн сигнала спектр его "сворачивается" в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ФМн сигнал даже тогда, когда его мощность на входе фазометра меньше мощности шумов. Ширина спектра фазометр, патент № 2071067fc входного сигнала измеряется с помощью анализатора 19 спектра, а ширина спектра фазометр, патент № 2071067f2 второй гармоники сигнала измеряется анализатором 20 спектра. Напряжения U1 и U2, пропорциональные фазометр, патент № 2071067fc и фазометр, патент № 2071067f2, с выходов анализаторов 19 и 20 спектра поступают на два входа блока 21 сравнения. Так как U1 >> U2, то на выходе блока 21 сравнения образуется положительный импульс, который превышает пороговый уровень Uпор в пороговом блоке 22, который выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи.

При превышении порогового уровня Uпор в пороговом блоке 22 формируется постоянное напряжение, которое поступает на вход линии 24 задержки на управляющий вход ключа 26, открывая его, и на управляющий вход генератора 23 пилообразного напряжения, переводя его в режим остановки. С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона Df и поиск ФМн сигналов прекращается на время анализа параметров обнаруженного сигнала, которое определяется временем задержки фазометр, патент № 2071067з линии 24 задержки.

При прекращении перестройки гетеродинов 11 и 12 усилителями 3 и 4 первой промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

фазометр, патент № 2071067

фазометр, патент № 2071067

которые через открытый ключ 26 поступают на два входа смесителя 5. При этом узкополосным фильтром 6 выделяется гармоническое напряжение

фазометр, патент № 2071067

где фазометр, патент № 2071067

которое поступает на первый вход фазового детектора 7.

С вторых выходов гетеродинов 11 и 12 напряжения Uг1(t) и Uг2(t) подаются на смеситель 9, к выходу которого подключен узкополосный фильтр 10, настроенный на удвоенное значение промежуточной частоты. Узкополосным фильтром 10 выделяется гармоническое напряжение

u5(t)=U5фазометр, патент № 2071067cos(4фазометр, патент № 2071067fпрt+фазометр, патент № 2071067г),

где фазометр, патент № 2071067.

Одновременно напряжения Uпр3(t) и Uпр4(t) с выходов усилителей 3 и 4 первой промежуточной частоты через ключ 26 и мультиплексоры 33, 34 подаются на два входа коррелятора, состоящего из многоотводной линии задержки 13i, перемножителя 14i и фильтров 15i нижних частот (i 1, 2,n). На выходах перемножителя 14i образуются напряжения суммарной и разностной частот. На выходе i-го элемента перемножителя 14i образуется напряжение, которое будет иметь максимальное значение при условии фазометр, патент № 2071067i=фазометр, патент № 2071067o. Здесь фазометр, патент № 2071067i время задержки i-го элемента многоотводной линии задержки 13i. Фильтром 15i нижних частот выделяются напряжения разностной частоты, пропорциональные корреляционной функции R(фазометр, патент № 2071067). Причем напряжения будут максимальными только при фазометр, патент № 2071067i=фазометр, патент № 2071067o[R(фазометр, патент № 2071067o), фазометр, патент № 2071067oфазометр, патент № 2071067фазометр, патент № 2071067o,, где фазометр, патент № 2071067o истинный пеленг] и при приеме ФМн сигналов по основному каналу на частоте fc. С выходов коррелятора напряжения поступают на вход порогового блока 16, где сравниваются с пороговым напряжением Uпор. При этом пороговый уровень Uпор в пороговом блоке 16 превышается только при максимальном значении корреляционной функции R(фазометр, патент № 2071067) и не превышается при значениях фазометр, патент № 2071067, соответствующих боковым лепесткам корреляционной функции. При превышении порогового напряжения Uпор в пороговом блоке 16 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 17 и открывает его. При этом напряжение U5(t) с выхода узкополосного фильтра 10 через открытый ключ 17 поступает на второй вход фазового детектора 7, на выходе которого образуется напряжение

uн1(t)=Uн1фазометр, патент № 2071067cosфазометр, патент № 2071067фазометр, патент № 2071067o,

где фазометр, патент № 2071067;

K2 коэффициент передачи фазового детектора:

фазометр, патент № 2071067

d расстояние между приемными антеннами (измерительная база);

фазометр, патент № 2071067 длина волны;

go истинный пеленг.

Выход фазового детектора 7 подключен к индикатору 8, шкала которого отградуирована в значениях сдвига фаз между входными сигналами. С выхода коррелятора напряжения с соответствующих каналов поступают одновременно на входы многоканального блока сравнения 35i, который представляет собой n аналоговых компараторов. Каждый компаратор представляет собой аналоговый элемент сравнения, в котором сравниваются два напряжения входное Uвх и опорное Uоп. В случае превышения входного напряжения над опорным (Uвх > Uоп) на выходе компаратора 35i (i 1,2,n) формируется напряжение, соответствующее логической единице "1". Следует отметить, что напряжения с выходов коррелятора подаются на компараторы 35i (i 1,2,n) таким образом, что на два соседних компаратора подается одно и то же напряжение. Причем на один из компараторов в качестве входного напряжения (Uвх), а на другой опорного (Uоп). Таким образом, на выходах компараторов образуется параллельный двоичный код, в котором "1" соответствует превышению напряжения в (i + 1) канале коррелятора 17 над напряжением в i-ом канале. Последовательность единиц двоичного кода соответствует возрастанию корреляционной функции R(фазометр, патент № 2071067), а последовательность нулей соответствует спаду корреляционной функции R(фазометр, патент № 2071067).. Следовательно, последняя единица в двоичном коде будет соответствовать пику корреляционной функции R(фазометр, патент № 2071067o). Подсчитав количество единиц двоичного кода (L), можно определить номер канала, в котором фазометр, патент № 2071067i=фазометр, патент № 2071067o, а следовательно, и значение фазометр, патент № 2071067o..

Параллельный двоичный код с выходов коррелятора 35i поступает на регистр 36i сдвига, где он преобразуется в последовательный двоичный код. Сдвиг параллельного двоичного кода в регистре 36i осуществляется подачей на его управляющий вход (вход синхронизации) тактовых импульсов от генератора 37 тактовых импульсов. Счетные импульсы формируются с помощью элемента И 38, на один из входов которого поступают тактовые импульсы с выхода генератора 37, а на другой последовательный двоичный код с выхода регистра 36i сдвига. Последовательность счетных импульсов, количество L которых равно числу "1" двоичного кода, поступает на вход счетчика 40, где производится подсчет числа "1". Счет прекращается по окончании последовательности единиц двоичного кода с выхода регистра 36i сдвига, т.е. при переходе от уровня "1" к уровню "0". По окончании счета его результат необходимо записать в регистр 41 хранения, а затем перевести счетчик 40 в нулевое состояние. Запись в регистр 41 хранения осуществляется одновременно с окончанием счета управляющим сигналом с выхода регистра 36i сдвига. Для перевода счетчика 40 в нулевое состояние именно после записи результата счета в регистр 41 хранения управляющий сигнал с выхода регистра 36i сдвига задерживается элементом задержки 39 и поступает на вход сброса счетчика 40.

Значение двоичного кода, записанного в регистр 41 хранения, сравнивается со значением двоичного кода, имеющегося в регистре 44 хранения, с помощью цифрового компаратора 43. Это делается для исключения повторной записи одного и того же значения двоичного кода, соответствующего одному и тому же истинному пеленгу фазометр, патент № 2071067o. Указанное сравнение осуществляется через открытый ключ 42.

Если сравниваемые двоичные коды не равны друг другу, то в цифровом компараторе 43 формируется управляющий сигнал, соответствующий уровню логической единицы "1", который поступает на управляющий вход регистра 44 хранения, разрешая запись нового значения двоичного кода.

Если сравниваемые двоичные коды равны, то повторной записи в регистр 44 хранения не производится.

Следовательно, на выходе регистра 44 хранения формируется двоичный код, равный числу единиц L в последовательном двоичном коде, поступающем с выхода регистра 36i сдвига. Указанный код соответствует фазометр, патент № 2071067i=фазометр, патент № 2071067o, т.е. значению задержки, при которой корреляционная функция R(фазометр, патент № 2071067o) имеет максимальное значение

фазометр, патент № 2071067o=Lфазометр, патент № 2071067з,

где фазометр, патент № 2071067з величина задержки одного элемента многоотводной линии задержки 13i.

Для устранения неоднозначности отсчета угловой координаты фазометр, патент № 2071067, обусловленной нечувствительностью пеленгационной характеристики к знаку угла g (фиг. 4), и правильной работы многоканального коррелятора используются блок 30 вычитания, сумматор 31 по модулю два и два мультиплексора 33 и 34.

На выходе блока 30 вычитания формируется логическая единица "1" в том случае, если Uпр1(t) фазометр, патент № 2071067 Uпр2(t) (фиг.3а,в). Если Uпр1(t) приблизительно равно Uпр2(t) (фиг.3б), то на выходе блока 30 вычитания формируется логический нуль "0".

Если источник излучения ФМн сигналов находится в правой полуплоскости (фиг. 3а), то на выходе первого канала 351 блока сравнения 35i (i 1,2,n) формируется логическая единица "1", потому что при сравнении сигналов первого и второго каналов коррелятора сигнал первого канала имеет большую задержку, чем сигнал второго канала, т.е. ближе расположен к максимальному значению корреляционной функции R(фазометр, патент № 2071067o) и, следовательно, имеет большую величину. При этом выход усилителя 3 промежуточной частоты оказывается подключенным непосредственно к перемножителю 14i, а выход усилителя 4 промежуточной частоты к многоотводной линии задержки 13i. При этом на выходе сумматора 31 по модулю два формируется логический нуль "0".

Если источник излучения ФМн сигналов находится в левой полуплоскости (фиг. 3в), то сигнал второго канала коррелятора будет больше сигнала первого канала и на выходе первого канала 351 блока 35i сравнения формируется логический нуль "0". В этом случае на выходе сумматора 31 по модулю два формируется управляющий сигнал, соответствующий уровню логической единицы "1". Мультиплексоры 33 и 34 под воздействием управляющего сигнала, соответствующего "1", осуществляют коммутацию приемных каналов, при которой усилитель 3 промежуточной частоты подключается к многоотводной линии задержки 13i, а усилитель 8 промежуточной частоты к перемножителю 14i. Такое положение фиксируется индикатором 32.

Если источник излучения ФМн сигналов находится на равносигнальном направлении (фиг.3б), переключение приемных каналов не происходит. Следовательно, индикатор 32 срабатывает, если источник излучения ФМн сигналов находится в левой полуплоскости или на равносигнальном направлении (фиг.3б,в).

Коммутация приемных каналов осуществляется согласно таблицы истинности (фиг.5). При прекращении перестройки гетеродинов 11 и 12 на выходе удвоителя 18 частоты образуется гармоническое напряжение

u6(t)=Uпр1фазометр, патент № 2071067cos(4фазометр, патент № 2071067fпрt+2фазометр, патент № 2071067пр1),

которое поступает на вход делителя 27 частоты на два. Выходное напряжение делителя 27 частоты на два

u2(t)=Uпр1фазометр, патент № 2071067cos(2фазометр, патент № 2071067fпрt+фазометр, патент № 2071067пр1)

используется в качестве опорного и подается на опорный вход фазового детектора 28. На информационный вход фазового детектора 28 с выхода усилителя 3 промежуточной частоты через открытый ключ 25 подается напряжение Uпр3(t). В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 28 образуется низкочастотное напряжение

uн2(t)=Uн2cosфазометр, патент № 2071067к(t),

где фазометр, патент № 2071067,

которое является аналогом модулирующей функции. Указанное напряжение фиксируется блоком 29 регистрации.

Анализируя затем зафиксированное напряжение, можно определить закон фазовой модуляции, длительность фазометр, патент № 2071067и и количество N элементарных посылок.

Время задержки фазометр, патент № 2071067з линии 24 задержки выбирается таким, чтобы можно было определить истинный пеленг фазометр, патент № 2071067o и зафиксировать аналог модулирующей функции. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 24 задержки поступает на вход сброса порогового блока 22 и сбрасывает его в начальное состояние. При этом генератор 23 пилообразного напряжения переводится в режим перестройки, а ключ 26 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние. С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона Df и поиск ФМн сигналов продолжается. В случае обнаружения следующего ФМн сигнала фазометр работает аналогично описанному.

Описанная выше работа фазометра соответствует случаю приема ФМн сигналов по основному каналу на частоте fc (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому зеркальному каналу на частоте fз1, то в смесителях 1 и 2 он преобразуется в напряжения следующих частот:

f11 fг1 fз1 fпр,

f12 fг2 fз1 3fпр,

где первый индекс обозначает канал, по которому принимается ложный сигнал (помеха);

второй индекс обозначает номер гетеродина, частота которого участвует в преобразовании несущей частоты принимаемого сигнала.

Однако, только напряжение с частотой f11 попадает в полосу пропускания фазометр, патент № 2071067fп усилителя 3 промежуточной частоты и на первый вход коррелятора. Выходное напряжение коррелятора равно нулю, так как на выходе усилителя 4 промежуточной частоты напряжение отсутствует. Ключ 42 не открывается, и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте fз1, подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте fз2, то в смесителях 1 и 2 он преобразуется в напряжения следующих частот:

f22 fз2 fг1 fпр,

f21 fз2 fг1 3fпр.

Однако только напряжение с частотой f22 попадает в полосу пропускания фазометр, патент № 2071067fп усилителя 4 промежуточной частоты и на второй вход коррелятора. В этом случае выходное напряжение коррелятора также равно нулю, так как напряжение на выходе усилителя 3 промежуточной частоты отсутствует. Ключ 42 не открывается, и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте fз2, подавляется.

Если ложные сигналы (помехи) одновременно принимаются по первому и второму зеркальным каналам на частотах fз1 и fз2, то в смесителях 1 и 2 они преобразуются в напряжения следующих частот:

f11 fг1 fз1 fпр,

f12 fг2 fз1 3fпр,

f22 fз2 fг2 fпр,

f21 fз2 fг1 3fпр.

При этом напряжения с частотами f11 и f22 попадают в полосу пропускания фазометр, патент № 2071067fп усилителя 3 и 4 промежуточной частоты. Однако ключ 42 не открывается. Это объясняется тем, что ложные сигналы (помехи) принимаются на разных зеркальных частотах fз1 и fз2, поэтому между канальными напряжениями, выделяемыми усилителями 3 и 4 промежуточной частоты, существует слабая корреляционная связь. Кроме того, следует отметить, что корреляционная функция помех не имеет ярко выраженного максимума, как это наблюдается у ФМн сигналов. Выходное напряжение коррелятора не превышает порогового уровня Uпор в пороговом блоке 16. Последний не срабатывает, ключ 42 не открывается, и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно по первому и второму зеркальным каналам на частотах fз1 и fз2, подавляются.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно и по другим дополнительным (комбинационным) каналам.

Таким образом, предлагаемый фазометр по сравнению с известным обеспечивает устранение неоднозначности пеленгации источника излучения ФМн сигнала. Это достигается корреляционной обработкой принимаемых ФМн сигналов и использованием двух шкал:

фазовой шкалы по измерению разности фаз между принимаемыми сигналами (точная, но неоднозначная шкала);

временной шкалы по измерению времени запаздывания сигнала, принимаемого одной антенной, по отношению к сигналу, принимаемого другой антенной (грубая, но неоднозначная шкала).

Кроме того, предлагаемый фазометр обеспечивает устранение неоднозначности пеленгации, обусловленной инвариантностью к стороне отклонения источника излучения ФМн сигналов от равносигнального направления.

Представление результатов пеленгации в цифровом виде обеспечивает возможность для их длительного хранения и регистрации, передачи на большие расстояния по каналам связи и сопряжения фазометра с вычислительной техникой.

Класс G01R25/00 Устройства для измерения фазового угла между напряжениями или токами

способ измерения сдвига фаз -  патент 2527665 (10.09.2014)
фазометр когерентно-импульсных сигналов -  патент 2513656 (20.04.2014)
фазометр с гетеродинным преобразованием частоты -  патент 2497136 (27.10.2013)
фазометр с гетеродинным преобразованием частоты -  патент 2470312 (20.12.2012)
цифровой способ измерения фазового сдвига гармонических колебаний -  патент 2419098 (20.05.2011)
фазовый способ обнаружения несанкционированного подключения к телефонным линиям связи -  патент 2416885 (20.04.2011)
способ определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора -  патент 2402026 (20.10.2010)
измеритель разности фаз радиосигналов -  патент 2388001 (27.04.2010)
преобразователь перемещение - код -  патент 2353054 (20.04.2009)
устройство измерения сопротивления изоляции рельсовой линии -  патент 2349924 (20.03.2009)
Наверх