Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПЕЛЕНГАТОР
ПЕЛЕНГАТОР

ПЕЛЕНГАТОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в радиотехнике для пеленгации источников излучения фазоманипулированных сигналов. Сущность изобретения: пеленгатор содержит антенны 1 и 2, приемники 3 и 4, смесители 5 и 6, блок поиска 7, гетеродины 8 и 9, усилители промежуточной частоты 10 - 14, амплитудные детекторы 15 - 17, ключи 18 - 20, перемножители 21 - 24, узкополосные фильтры 25 - 28, фазометры 29 - 31. Цель изобретения - расширение диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2010258
Класс(ы) патента: G01S3/46
Номер заявки: 5005377/09
Дата подачи заявки: 02.10.1991
Дата публикации: 30.03.1994
Заявитель(и): Дикарев Виктор Иванович; Федоров Валентин Васильевич; Шилим Иван Тимофеевич
Автор(ы): Дикарев Виктор Иванович; Федоров Валентин Васильевич; Шилим Иван Тимофеевич
Патентообладатель(и): Дикарев Виктор Иванович; Федоров Валентин Васильевич; Шилим Иван Тимофеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для пеленгации источников излучения фазоманипулированных (ФМн) сигналов.
Известные устройства для пеленгации источников излучения сигналов основаны на использовании трех приемных каналов, два из которых снабжены направленными антеннами, а третий ненаправленной антенной (см. авт. св. СССР N 558584, G 01 S 3/40, 1973); двух приемных каналов с ненаправленными антеннами (см. Космические траекторные измерения. - Под ред. П. А. Агаджанова и др. М. : Сов. радио, 1969, с. 244, рис. 7.2); антенны, имеющей кардиодную или восьмеричную диаграмму направленности (см. авт. св. N 164326, кл. G 01 S 3/10, 1958); осциллографического индикатора (авт. св. N 375579, кл. G 01 R 25/00, 1971).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является фазометрический пеленгатор (Космические траекторные измерения. Под ред. П. А. Агаджанова и др. М. : Сов. радио, 1969, с. 244, рис. 7.2), который содержит две антенны, два смесителя, гетеродин, смеситель опорных биений, смеситель биений сигналов и фазометр. Указанный пеленгатор построен по супергетеродинной схеме, которая имеет дополнительный (зеркальный) канал приема. Это обусловлено тем, что одно и то же значение промежуточной частоты fпр может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах fс и fз, т. е.
fпр = fг - fс и fпр = fз - fг.
Следовательно, если частоту настройки fс принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место и зеркальный канал приема, частота fз которого отличается от частоты fс и 2fпр и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты fг гетеродина. Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу приема. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехозащищенность пеленгатора. Как правило, дополнительный (зеркальный) канал приема подавляется различными техническими средствами. Однако с точки зрения расширения диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина целесообразно не подавлять, а использовать дополнительный (зеркальный канал приема).
Целью изобретения является расширение диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок поиска, первый, второй, третий, четвертый и пятый усилители промежуточной частоты, первый, второй и третий амплитудные детекторы, первый, второй и третий ключи, третий и четвертый перемножители, третий и четвертый узкополосные фильтры, второй и третий фазометры, причем входы первого и второго гетеродинов соединены с выходом блока поиска, к выходу первого смесителя последовательно подключены первый усилитель промежуточной частоты и первый ключ, второй вход которого через первый амплитудный детектор соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к первому входу второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, к выходу первого смесителя последовательно подключены второй усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор, третий ключ, второй вход которого через пятый усилитель промежуточной частоты соединен с выходом второго смесителя, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр и третий фазометр, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, к выходу второго смесителя последовательно подключены четвертый усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого через третий усилитель промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя, третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом четвертого усилителя промежуточной частоты, третий узкополосный фильтр и второй фазометр, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра.
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - частотная и временные диаграммы, поясняющие работу устройства.
Пеленгатор содержит первую и вторую антенны 1 и 2, первый и второй приемники 3 и 4, первый и второй смесители 5 и 6, блок 7 поиска, первый и второй гетеродины 8 и 9, первый, второй, третий, четвертый и пятый усилители 10-14 промежуточной частоты, первый, второй и третий амплитудные детекторы 15-17, первый, второй и третий ключи 18-20, первый, второй, третий и четвертый перемножители 21-24, первый, второй, третий и четвертый узкополосные фильтры 25-28, первый, второй и третий фазометры 29-31.
Причем к выходу антенны 1 последовательно подключены приемник 3, смеситель 5, второй вход которого через гетеродин 8 соединен с выходом блока 7 поиска, усилитель 10 промежуточной частоты, ключ 18, второй вход которого через амплитудный детектор 15 соединен с выходом усилителя 14 промежуточной частоты, перемножитель 22, второй вход которого соединен с выходом усилителя 14 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 26 и фазометр 29, второй вход которого через последовательно включенные перемножитель 21 и узкополосный фильтр 25 соединен с выходами гетеродинов 8 и 9, к выходу антенны 2 последовательно подключены приемник 4, смеситель 6, второй вход которого через гетеродин 9 соединен с выходом блока 7 поиска, усилитель 14 промежуточной частоты, ключ 20, второй вход которого через последовательно включенные усилитель 11 промежуточной частоты и амплитудный детектор 16 соединен с выходом смесителя 5, перемножитель 24, второй вход которого соединен с выходом усилителя 11 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 28 и фазометр 31, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 25, к выходу смесителя 5 последовательно подключены усилитель 12 промежуточной частоты, ключ 19, второй вход которого через последовательно включенные усилитель 13 промежуточной частоты и амплитудный детектор 17 соединен с выходом смесителя 6, перемножитель 23, второй вход которого соединен с выходом усилителя 13 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 27 и фазометр 30, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 25.
Пеленгатор работает следующим образом.
Просмотр заданного диапазона Df осуществляется с помощью блока 7 поиска, который периодически с периодом Тn по пилообразному закону синхронно перестраивает гетеродины 8 и 9. В качестве блока 7 поиска может быть использован генератор пилообразного напряжения или электрический мотор. Ключи 18, 19 и 20 в исходном состоянии всегда закрыты. С выходов антенн 1 и 2 через приемники 3 и 4 на первые входы смесителей 5 и 6 поступают принимаемые сложные сигналы: например с фазовой манипуляцией (ФМн):
u1(t) = Uc cos [2π fct + ϕK(t) +ϕ1] ,
u2(t) = Uc cos [2 π fct + ϕK(t) + ϕ2] , 0 ≅ t ≅ Тс где Uc, fc, Tc, ϕ1, ϕ2 - амплитуда, несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов;
ϕК(t) - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем ϕК(t) = const при К τu < t < < (К + 1) τu, и может изменяться скачком при t = K τu, т. е. на границах между элементарными посылками (К = 1, 2, . . . , N-1); τu, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тсс = N ˙ τu).
На вторые входы смесителей 5 и 6 соответственно с выходов гетеродинов 8 и 9 подаются напряжения
uг1 ( t ) = Uг1 ˙ cos ( 2 π fг1 t + π γ t2 + ϕг1 ),
uг2 ( t ) = Uг2 ˙ cos ( 2 π fг2 t + π γ t2 + ϕг2 ),
0 ≅ t ≅ Тn, где Uг1 , Uг2 , fг1 , fг2 , ϕг1 , ϕг2 , - амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов;
γ = - скорость изменения частот гетеродинов (скорость просмотра заданного диапазона частот).
Причем частоты fг1 и fг2 гетеродинов 8 и 9 разнесены на удвоенные значения промежуточной частоты
fг2 - fг1 = 2fпр и выбраны симметричными относительно частоты fс основного канала приема
fc- fг1 = fг2 -fc = fпр, что приводит к появлению второго зеркального канала на частоте fз2 (см. фиг. 2).
Частота настройки fн1 и полоса пропускания Δ f1 усилителей 10, 12 и 14 промежуточной частоты выбраны следующим образом:
fн1 = fпр, Δ f1 = fпр.
Частота настройки fн2 и полоса пропускания Δ f2 узкополосных фильтров 25-28 выбраны следующим образом:
fн2 = 2fпр, Δ f2 = 1/2 fпр.
Частота настройки fн3 и полоса пропускания Δ f3 усилителей 11 и 13 промежуточной частоты выбраны следующим образом:
fн3 = 3fпр, Δ f3 = fпр
В смесителях 5 и 6 принимаемый сигнал преобразуется в напряжения следующих частот (см. фиг. 3, а):
fc1 = fc- fг1 - γ t = fпр- γ t,
fc2 = fг2+ γt-fc = fпр + γ t, где первый индекс - канал, по которому принимается сигнал;
второй индекс - номер гетеродина, участвующего в преобразовании несущей частоты принимаемого сигнала.
Усилителями 10, 12, 14 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:
uпр1 ( t ) = Uпр1 ˙ cos [ 2 π fпр t +
+ ϕк ( t ) - π γ t2 + ϕпр1 ] ,
uпр2 ( t ) = Uпр2 ˙ cos [ 2 π fпр t -
- ϕк ( t ) + π γ t2 - ϕпр2 ] ,
0 ≅ t ≅ Tc, где U= K1·Uc·U,
U= K1·Uc·U,
К1 - коэффициент передачи смесителей,
fпр = fc - fг1 = fг2 - fc - промежуточная частота,
ϕпр1 = ϕ1 - ϕг1 , ϕпр2 = ϕ2 - ϕг2.
Напряжение uпр2(t) с выхода усилителя 14 промежуточной частоты поступает на вход амплитудного детектора 15, где выделяется его огибающая, которая поступает на управляющий вход ключа 18, открывая его. При этом напряжение uпр1(t) с выхода усилителя 10 промежуточной частоты поступает на первый вход перемножителя 22, на второй вход которого подается напряжение uпр2(t) с выхода усилителя 14 промежуточной частоты. На выходе перемножителя 22 образуется гармоническое напряжение
u3(t) = U3 ˙ cos (4 π fпр t + Δ ϕг + Δ ϕ1 ),
0 ≅ t ≅ Тс, где U3= K2·UU,
К2 - коэффициент передачи перемножителя
fг2 - fг1 = 2fпр,
Δ ϕг = ϕг1 - ϕг2,
Δ ϕ1 = ϕ1 - ϕ2 - фазовый сдвиг, определяющий направление на источник излучения ФМн сигнала.
Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 26 и поступает на первый вход фазометра 29.
Напряжения uг1(t) и uг2(t) с выходов гетеродинов 8 и 9 поступают на два входа перемножителя 21, на выходе которого образуется гармоническое напряжение
u4(t) = U4 ˙ cos (4 π fпр t + Δ ϕг), где U4= K2·UU.
Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 25 и поступает на второй вход фазометра 29. Последний определяет разность фаз
Δϕ1= ϕ12= 2sinβ, где d - расстояние между антеннами (измерительная база);
λ - длина волны;
β - угол прихода радиоволн.
Следовательно, если ФМн сигналы принимаются по основному каналу на частоте fc, то фазовый сдвиг Δ ϕ1, определяющий направление на источник их излучения, определяется фазометром 29.
Напряжения uпр1(t) и uпр2(t) с выходов усилителей 12 и 14 промежуточной частоты поступают соответственно на первые входы ключей 19 и 20. Так как в полосу пропускания Δ f3 усилителей 11 и 13 промежуточной частоты напряжения uпр1(t) и uпр2(t) не попадают, то ключи 19 и 20 остаются в закрытом состоянии.
Если ФМн сигналы принимаются по первому зеркальному каналу на частоте fз1
u5(t) = Uз1 ˙ cos [ 2 π fз1 t + ϕK ( t ) + ϕ3] ,
u6(t) = Uз1 ˙ cos [ 2 π fз1 t + ϕK ( t ) + ϕ4] ,
0 ≅ t ≅ Tз1, где Uз1 , fз1 , Tз1 , ϕ3 , ϕ4 - амплитуда, несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов, то в смесителях 5 и 6 они преобразуются в напряжения следующих частот (см. фиг. 3, б):
f11 = fг1 + γ t - fз1 = fпр + γ t,
f12 = fг2 + γ t - fз1 = 3 fпр + γ t; которые попадают в полосы пропускания Δ f1 и Δ f3 усилителей 10, 12 и 13 промежуточной частоты
uпр3 ( t ) = Uпр3 ˙ cos [ 2 π fпр t -
- ϕк ( t ) + π γ t2 - ϕпр3 ] ,
uпр4 ( t ) = Uпр4 ˙ cos [ 6 π fпр t -
- ϕк ( t ) + π γ t2 - ϕпр4 ] ,
0 ≅ t ≅ Tз1, где U= K1·UU;
U= K1·UU;
fпр = fг1 - fз1 - промежуточная частота;
ϕпр3 = ϕ3 - ϕг1 , ϕпр = ϕ4 - ϕг2.
Напряжение uпр4(t) с выхода усилителя 13 промежуточной частоты поступает на вход амплитудного детектора 17, где оно детектируется и поступает на управляющий вход ключа 19, открывая его. При этом напряжение uпр3(t) с выхода усилителя 12 промежуточной частоты через открытый ключ 19 поступает на первый вход перемножителя 23, на второй вход которого подается напряжение uпр4(t) с выхода усилителя 13 промежуточной частоты. На выходе перемножителя 23 образуется гармоническое напряжение
u7(t) = U7 ˙ cos (4 π fпр t + Δ ϕг + Δ ϕ2 ),
0 ≅ t ≅ Tз1 где U7= K2·UU,
Δ ϕ2 = ϕ3 - ϕ4.
Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 27 и поступает на первый вход фазометра 30, на второй вход которого подается гармоническое напряжение u4(t) с выхода узкополосного фильтра 25. Последний измеряет фазовый сдвиг Δ ϕ2 = ϕ3 - ϕ4, определяющий направление на источник излучения ФМн сигналов, принимаемых по первому зеркальному каналу на частоте fз1.
Напряжение uпр3(t) с выхода усилителя 10 промежуточной частоты поступает на первый вход ключа 18.
Так как в полосу пропускания Δ f1 усилителя 14 промежуточной частоты напряжение не попадает, то ключ 18 остается в закрытом состоянии.
Если ФМн сигналы принимаются по второму зеркальному каналу на частоте fз2
u8(t) = Uз2 ˙ cos [ 2 π fз2 t + ϕK ( t ) + ϕ5] ,
u9(t) = Uз2 ˙ cos [ 2 π fз2 t + ϕK ( t ) + ϕ6] ,
0 ≅ t ≅ Tз2, где Uз2 , fз2 , Tз2 , ϕ5 , ϕ6 - амплитуда, несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов, то в смесителях 5 и 6 они преобразуются в напряжения следующих частот (см. фиг. 3, в):
f21 = fз2 - fг1 - γ t = 3 fпр - γ t,
f22 = fз2 - fг2 - γ t = fпр - γ t, которые попадают в полосу пропускания Δ fз и Δ f1 усилителей 11 и 14 промежуточной частоты
uпр5 ( t ) = Uпр5 ˙ cos [ 6 π fпр t +
+ ϕк ( t ) - π γ t2 + ϕпр5 ] ,
uпр6 ( t ) = Uпр6 ˙ cos [ 2 π fпр t +
+ ϕк ( t ) - π γ t2 + ϕпр6 ] ,
0 ≅ t ≅ Tз2, где U= K1·UU;
U= K1·UU;
fпр = fз2 - fг2 - промежуточная частота;
ϕпр5 = ϕ5 - ϕг1 , ϕпр6 = ϕ6 - ϕг2.
Напряжение uпр5(t) с выхода усилителя 11 промежуточной частоты поступает на вход амплитудного детектора 16, где оно детектируется и поступает на управляющий вход ключа 20, открывая его. При этом напряжение uпр6(t) с выхода усилителя 14 промежуточной частоты через открытый ключ 20 поступает на первый вход перемножителя 24, на второй вход которого подается напряжение uпр5(t) с выхода усилителя 11 промежуточной частоты. На выходе перемножителя 24 образуется гармоническое напряжение
u10(t) = U10˙ cos (4 π fпр t + Δ ϕг + Δ ϕ3 ), где U10= K2·UU ,
Δ ϕ3 = ϕ5 - ϕ6.
Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 28 и поступает на первый вход фазометра 31, на второй вход которого подается гармоническое напряжение u4(t) с выхода узкополосного фильтра 25. Последний измеряет фазовый сдвиг Δ ϕ3 = ϕ5 - ϕ6, определяющий направление на источник излучения ФМн сигналов, принимаемых по второму зеркальному каналу на частоте fз2.
Таким образом, предлагаемый пеленгатор по сравнению с прототипом обеспечивает расширение в три раза диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона перестройки гетеродинов. Это достигается использованием первого и второго зеркальных каналов приема, которые образуются за счет того, что частоты fг1 и fг2 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
fг2 - fг1 = 2fпр, выбраны симметричными относительно частоты f основного канала
fc - fг1 = fг2 - fс = fпр и перестраиваются синхронно. (56) Космические траекторные измерения. Под ред. П. А. Агаджанова и др. М. : Сов. радио, 1969, с. 244, рис. 7.2.
Формула изобретения: ПЕЛЕНГАТОР , содеpжащий два канала пpиема, каждый из котоpых состоит из последовательно включенных антенны, пpиемника и смесителя, втоpой вход котоpого соединен с выходом гетеpодина, а также последовательно подключенные к выходу пеpвого гетеpодина пеpвый пеpемножитель, втоpой вход котоpого соединен с выходом втоpого гетеpодина, пеpвый узкополосный фильтp и пеpвый фазометp, втоpой вход котоpого чеpез втоpой узкополосный фильтp соединен с выходом втоpого узкополосного фильтpа, отличающийся тем, что, с целью pасшиpения диапазона частотного поиска сигналов без pасшиpения диапазона частотной пеpестpойки гетеpодинов, в него введены блок поиска, пеpвый, втоpой, тpетий, четвеpтый и пятый усилители пpомежуточной частоты, пеpвый, втоpой и тpетий амплитудные детектоpы, пеpвый, втоpой и тpетий ключи, тpетий и четвеpтый пеpемножители, тpетий и четвеpтый узкополосные фильтpы, втоpой и тpетий фазометpы, пpичем входы пеpвого и втоpого гетеpодинов соединены с выходом блока поиска, к выходу пеpвого смесителя последовательно подключены пеpвый усилитель пpомежуточной частоты и пеpвый ключ, втоpой вход котоpого чеpез пеpвый амплитудный детектоp соединен с выходом пятого усилителя пpомежуточной частоты, а выход подключен к пеpвому входу втоpого пеpемножителя, втоpой вход котоpого соединен с выходом пятого усилителя пpомежуточной частоты, к выходу пеpвого смесителя последовательно подключены втоpой усилитель пpомежуточной частоты, втоpой амплитудный детектоp, тpетий ключ, втоpой вход котоpого чеpез пятый усилитель пpомежуточной частоты соединен с выходом втоpого смесителя, четвеpтый пеpемножитель, втоpой вход котоpого соединен с выходом втоpого усилителя пpомежуточной частоты, четвеpтый узкополосный фильтp и тpетий фазометp, втоpой вход котоpого соединен с выходом пеpвого узкополосного фильтpа, к выходу втоpого смесителя последовательно подключены четвеpтый усилитель пpомежуточной частоты, тpетий амплитудный детектоp, втоpой ключ, втоpой вход котоpого чеpез тpетий усилитель пpомежуточной частоты соединен с выходом пеpвого смесителя, тpетий пеpемножитель, втоpой вход котоpого соединен с выходом четвеpтого усилителя пpомежуточной частоты, тpетий узкополосный фильтp и втоpой фазометp, втоpой вход котоpого соединен с выходом пеpвого узкополосного фильтpа.