RU2037840C1 - Transmitting-receiving device - Google Patents
Transmitting-receiving deviceInfo
- Publication number
- RU2037840C1 RU2037840C1 SU5040213A RU2037840C1 RU 2037840 C1 RU2037840 C1 RU 2037840C1 SU 5040213 A SU5040213 A SU 5040213A RU 2037840 C1 RU2037840 C1 RU 2037840C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- modulator
- phase
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехническим устройствам для передачи и приема электромагнитных волн и может быть использовано в радиолокации и технике радиосвязи, радиотелеметрии. The invention relates to radio devices for transmitting and receiving electromagnetic waves and can be used in radar and radio communication technology, radio telemetry.
Известно приемно-передающее устройство (Бакулев П.А. Радиолокация движущихся целей. М. Советское радио, 1964, с. 163, рис.2.45), содержащее последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, первый смеситель, усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные модулятор и усилитель мощности, выход которого соединен с вторым входом антенного переключателя, последовательно соединенные генератор промежуточной частоты и второй смеситель, выход которого подключен к второму входу первого смесителя, задающий генератор, первый выход которого подключен к второму входу усилителя мощности, а второй выход к второму входу второго смесителя, причем второй выход генератора промежуточной частоты подключен к второму входу детектора. Известное приемно-передающее устройство обладает низкой помехоустойчивостью. A known transmitting and receiving device (Bakulev PA Radar of moving targets. M. Soviet radio, 1964, p. 163, Fig. 2.45), containing a series-connected antenna, antenna switch, first mixer, intermediate frequency amplifier and phase detector, output which is the output of the device, the modulator and the power amplifier connected in series, the output of which is connected to the second input of the antenna switch, the intermediate frequency generator and the second mixer connected in series, the output of which is connected the second input of the first mixer, reference generator, a first output of which is connected to the second input of the power amplifier, and the second output to the second input of the second mixer, the second intermediate frequency oscillator output is connected to the second input of the detector. Known transmit-receive device has a low noise immunity.
Наиболее близким к изобретению является приемно-передающее устройство (Бакулев П. А. Радиолокация движущихся целей. М. Советское радио, 1964, с. 185, рис.3.2), содержащее синхрогенератор, выход которого подключен к управляющему входу импульсного модулятора, последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные гетеродин, второй смеситель и усилитель мощности, выход которого подключен к сигнальному входу импульсного модулятора, генератор промежуточной частоты, выход которого подключен к второму входу второго смесителя и второму входу фазового детектора, причем выход гетеродина подключен к второму входу первого смесителя. Основным недостатком прототипа является низкая помехоустойчивость. Closest to the invention is a transmitter / receiver (Bakulev P. A. Radar of moving targets. M. Sovetskoe Radio, 1964, p. 185, Fig. 3.2), containing a clock generator, the output of which is connected to the control input of a pulse modulator, antenna connected in series , antenna switch, first mixer, intermediate frequency amplifier, phase detector, the output of which is the output of the device, a local oscillator connected in series, the second mixer and power amplifier, the output of which is connected to a signal mu input of a pulse modulator, an intermediate frequency generator, the output of which is connected to the second input of the second mixer and the second input of the phase detector, and the output of the local oscillator is connected to the second input of the first mixer. The main disadvantage of the prototype is the low noise immunity.
Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости. The objective of the invention is to increase noise immunity.
Для ее решения в приемно-передающее устройство, включающее синхрогенератор, выход задержанного сигнала которого подключен к управляющему входу импульсного модулятора, последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, первый смеситель и усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные гетеродин, второй смеситель и усилитель мощности, генератор промежуточной частоты и фазовый детектор, выход которого является выходом устройства, причем выход гетеродина соединен с вторым входом первого смесителя, введены между выходом импульсного модулятора и вторым входом второго смесителя частотный модулятор, между выходом усилителя промежуточной частоты и первым входом фазового детектора демодулятор, между выходом опережающего сигнала синхрогенератора и вторым входом фазового детектора последовательно соединенные задатчик фазы и фазовый модулятор, второй вход которого подключен к выходу генератора промежуточной частоты, а выход к сигнальному входу импульсного модулятора, при этом выход усилителя мощности подключен к второму входу антенного переключателя. To solve it, a transmitter and receiver, including a clock generator, the delayed signal output of which is connected to the control input of a pulse modulator, a series-connected antenna, an antenna switch, a first mixer and an intermediate frequency amplifier, a series-connected local oscillator, a second mixer and a power amplifier, an intermediate frequency generator and a phase detector, the output of which is the output of the device, the output of the local oscillator connected to the second input of the first mixer, inserted between the output of the pulse modulator and the second input of the second mixer, a frequency modulator, between the output of the intermediate frequency amplifier and the first input of the phase detector, a demodulator, between the output of the leading signal of the clock generator and the second input of the phase detector, the phase commander and the phase modulator are connected in series, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency generator , and the output to the signal input of the pulse modulator, while the output of the power amplifier is connected to the second input of the antenna switch atelier.
На чертеже приведена электрическая функциональная схема приемно-передающего устройства. The drawing shows an electrical functional diagram of a receiving and transmitting device.
Приемно-передающее устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, антенный переключатель 2, первый смеситель 3, усилитель 4 промежуточной частоты, частотный демодулятор 5, фазовый детектор 6, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные гетеродин 7, второй смеситель 8 и усилитель 9 мощности, выход которого подключен к второму входу антенного переключателя 2, последовательно соединенные генератор 10 промежуточной частоты, фазовый модулятор 11, импульсный модулятор 12 и частотный модулятор 13, выход которого подключен к второму входу второго смесителя 8, синхрогенератор 14, выход задержанного сигнала которого подключен к второму входу импульсного модулятора 12, а выход передающего сигнала к входу задатчика 15 фазы, выход которого подключен к второму входу фазового модулятора 11. Выход гетеродина 7 подключен к второму входу первого смесителя 3, а выход фазового модулятора 11 соединен с вторым входом фазового детектора 6. The transmitting and receiving device comprises a series-connected antenna 1, an antenna switch 2, a first mixer 3, an intermediate-frequency amplifier 4, a frequency demodulator 5, a phase detector 6, the output of which is the output of the device, a local oscillator 7, a second mixer 8 and a power amplifier 9, the output of which is connected to the second input of the antenna switch 2, a series-connected intermediate frequency generator 10, a phase modulator 11, a pulse modulator 12 and a frequency modulator 13, the output of which о is connected to the second input of the second mixer 8, the clock 14, the output of the delayed signal of which is connected to the second input of the pulse modulator 12, and the output of the transmitting signal to the input of the phase adjuster 15, the output of which is connected to the second input of the phase modulator 11. The output of the local oscillator 7 is connected to the second the input of the first mixer 3, and the output of the phase modulator 11 is connected to the second input of the phase detector 6.
Работает приемно-передающее устройство циклически с периодическим излучением передатчиком радиоимпульса и приемом в этом же периоде ответного сигнала, содержащего информацию, закодированную в одном из параметров принимаемого (отраженного) сигнала, например во времени задержки его приема относительно момента излучения или в сдвиге несущей частоты. Рассмотрим работу приемно-передающего устройства применительно к радиолокации. The transmitting and receiving device operates cyclically with periodic radiation by the transmitter of the radio pulse and receiving in the same period a response signal containing information encoded in one of the parameters of the received (reflected) signal, for example, in the time of delay in its reception relative to the moment of radiation or in the shift of the carrier frequency. Consider the operation of a receiving-transmitting device in relation to radar.
Формирование зондирующего импульса происходит следующим образом. Синхрогенератор 14 вырабатывает на первом и втором выходах соответственно задержанный и опережающий сигналы с периодом повторения Тп, величина которого определяется максимально возможным временем задержания отраженного сигнала от объекта, находящегося на максимальной заданной дальности работы.The formation of the probe pulse occurs as follows. The sync generator 14 generates at the first and second outputs, respectively, delayed and leading signals with a repetition period T p , the value of which is determined by the maximum possible delay time of the reflected signal from the object located at the maximum specified operating range.
На первом выходе синхрогенератора 14 формируется задержанный сигнал видеоимпульс длительностью Sи < < Tп, который поступает на управляющий вход импульсного модулятора 12. Длительность задержанного сигнала Sи определяет длительность зондирующего радиоимпульса и соответственно разрешающую способность радиолокатора по дальности. На втором выходе синхрогенератора 14 формируется опережающий сигнал, который поступает на вход задатчика 15 фазы.At the first clock output 14 is generated delayed signal and S video pulse duration <<T n, which is supplied to the control input of the pulse modulator 12. The duration of the delayed signal S and determines the duration of the radio pulse and the probe, respectively, the resolving power of the radar range. At the second output of the sync generator 14, a leading signal is generated, which is fed to the input of the phase setter 15.
В задатчике 15 фазы по каждому поступающему на его вход переключающему импульсу происходит разыгрывание по случайному, например, равномерному в диапазоне от 0 до 360о закону распределения значения начальной фазы зондирующего радиоимпульса в текущем периоде повторения. Полученное в задатчике фазы значение фазы поступает на первый (управляющий) вход фазового модулятора 11, в котором устанавливается это разыгранное в текущем периоде повторения значение фазы для сигнала, поступающего на второй (сигнальный) вход фазового модулятора 11.In the phase adjuster 15, for each switching pulse that arrives at its input, random play occurs, for example, in the law of distribution of the value of the initial phase of the probe radio pulse in the current repetition period, uniform in the range from 0 to 360. The phase value obtained in the phase master is supplied to the first (control) input of the phase modulator 11, in which this phase value played out in the current repetition period is set for the signal supplied to the second (signal) input of the phase modulator 11.
Разыгрывание и установление требуемого значения фазы в текущем периоде повторения в задатчике 15 фазы и фазовом модуляторе 11 происходит с некоторым аппаратным временем задержки τз относительно момента начала опережающего сигнала переключающего импульса. Для согласования момента времени начала формирования зондирующего импульса и момента установки требуемого значения начальной фазы зондирующего колебания в текущем периоде повторения начало задержанного сигнала, формируемого на первом выходе синхрогенератора 14, задержано на время относительно начала опережающего сигнала переключающего импульса, формируемого на втором выходе синхрогенератора 14.Playing and setting the required phase value in the current repetition period in the phase setter 15 and the phase modulator 11 occurs with some hardware delay time τ s relative to the start of the leading signal of the switching pulse. To coordinate the time of the beginning of the formation of the probe pulse and the moment of setting the required value of the initial phase of the probe oscillation in the current repetition period, the beginning of the delayed signal generated at the first output of the clock 14 is delayed for a time relative to the beginning of the leading signal of the switching pulse generated at the second output of the clock 14.
Генератор 10 промежуточной частоты непрерывно формирует стабильные гармонические колебания с частотой fпч, равной центральной частоте настройки усилителя 4 промежуточной частоты приемника. При прохождении сигнала с выхода генератора промежуточной частоты через фазовый модулятор 11 у сигнала устанавливается постоянное в текущем периоде повторения разыгранное в задатчике 15 фазы значение фазы, которое изменяется по случайному закону от периода к периоду повторения.The intermediate frequency generator 10 continuously generates stable harmonic oscillations with a frequency f pch equal to the center tuning frequency of the intermediate frequency amplifier 4 of the receiver. When the signal passes from the output of the intermediate frequency generator through the phase modulator 11, the signal establishes a phase value that is constant in the current repetition period and played out in the phase setter 15, which changes randomly from period to period of repetition.
С выхода фазового модулятора 11 непрерывный гармонический сигнал с частотой fпч и с установленной начальной фазой поступает одновременно на сигнальный вход импульсного модулятора 12 и на второй (опорный) вход фазового детектора 6. Импульсный модулятор 12 открывается управляющим импульсом длительностью Sи, поступающим с выхода задержанного сигнала синхрогенератора 14, на время его действия. Гармонический сигнал с выхода фазового модулятора 11 через открытый импульсный модулятор 12 поступает на вход частотного модулятора 13. В частотном модуляторе осуществляется модуляция частоты каждого радиоимпульса в диапазоне девиации частоты от минимального fн до максимального fв значения частоты по определенному закону. Частота f1 на выходе частотного модулятора 13, например, линейно возрастает от fн до fв за длительность импульса.From the output of the phase modulator 11, a continuous harmonic signal with a frequency f pch and with the initial phase set is applied simultaneously to the signal input of the pulse modulator 12 and to the second (reference) input of the phase detector 6. The pulse modulator 12 is opened by a control pulse of duration S and coming from the output of the delayed the signal of the clock 14, for the duration of its action. The harmonic signal from the output of the phase modulator 11 through the open pulse modulator 12 is fed to the input of the frequency modulator 13. In the frequency modulator, the frequency of each radio pulse is modulated in the frequency deviation range from the minimum f n to the maximum f to the frequency value according to a certain law. The frequency f 1 at the output of the frequency modulator 13, for example, increases linearly from f n to f in for the duration of the pulse.
С выхода частотного модулятора 13 сигнал поступает на второй вход второго смесителя 8, на первый вход которого подается непрерывное гармоническое колебание с частотой f2, причем f2 >> f1, с выхода гетеродина 7. Во втором смесителе 8 происходит смешивание сигналов и на его выходе выделяется колебание либо с разностной частотой fo f2 f1, либо с суммарной частотой fo f2 + f1 биений. В дальнейшем примем первый вариант преобразования.From the output of the frequency modulator 13, the signal is supplied to the second input of the second mixer 8, the first input of which is fed into a continuous harmonic oscillation with a frequency f 2 , with f 2 >> f 1 , from the output of the local oscillator 7. In the second mixer 8, the signals are mixed and the output is allocated oscillation either with a difference frequency f o f 2 f 1 , or with a total frequency f o f 2 + f 1 beats. In the future, we will accept the first version of the transformation.
Таким образом, спектр радиоимпульса с выхода частотного модулятора 13 переносится на высокую несущую частоту fo зондирующих радиоимпульсов.Thus, the spectrum of the radio pulse from the output of the frequency modulator 13 is transferred to the high carrier frequency f o of the probe radio pulses.
Затем радиоимпульс с выхода второго смесителя 8 усиливается в усилителе 9 мощности до необходимого уровня, обеспечивающего требуемую дальность работы, и поступает на второй вход антенного переключателя 2, который отключает от антенны 1 первый вход первого смесителя 3 на время излучения сформированного зондирующего радиоимпульса. Then the radio pulse from the output of the second mixer 8 is amplified in the power amplifier 9 to the required level, providing the required operating range, and is fed to the second input of the antenna switch 2, which disconnects from the antenna 1 the first input of the first mixer 3 for the duration of the radiation of the generated sounding radio pulse.
С выхода антенного переключателя 2 радиоимпульс через антенну 1 излучается в заданном диаграммой направленности антенны направлении для зондирования пространства в текущем периоде повторения. После излучения зондирующего радиоимпульса антенный переключатель 2 подключает выход антенны 1 к первому (сигнальному) входу первого смесителя 3. From the output of the antenna switch 2, the radio pulse through the antenna 1 is emitted in the direction specified by the antenna pattern to probe the space in the current repetition period. After the radiation of the probe radio pulse, the antenna switch 2 connects the output of the antenna 1 to the first (signal) input of the first mixer 3.
Если на пути распространения зондирующего радиоимпульса находится какой-либо отражающий объект, то часть отраженной от него энергии через время задержки tз, пропорциональное дальности R до объекта и равное tз 2R/с, где с скорость распространения радиоволн в пространстве, возвращается в качестве отраженного сигнала на вход антенны 1 и наводит в ней сигнал, уровень которого определяется параметрами приемно-передающего устройства и характеристиками объекта и трассы распространения в соответствии с уравнением радиолокации.If there is any reflecting object on the propagation path of the probe radio pulse, then part of the energy reflected from it through a delay time t s proportional to the distance R to the object and equal to t s 2R / s, where c the speed of propagation of radio waves in space, returns as a reflected signal to the input of the antenna 1 and induces a signal in it, the level of which is determined by the parameters of the transmitter and receiver and characteristics of the object and the propagation path in accordance with the radar equation.
Через антенный переключатель 2 принятый сигнал подается на первый (сигнальный) вход первого смесителя 3, на второй (опорный) вход которого подается непрерывный гетеродинный сигнал с выхода гетеродина 7. В первом смесителе 3 осуществляется преобразование частоты принимаемого сигнала на промежуточную частоту, равную разности частоты fc сигнала от объекта и частоты f2. В усилителе 4 промежуточной частоты преобразованный сигнал усиливается до необходимого уровня и подается на вход частотного демодулятора 5.Through the antenna switch 2, the received signal is fed to the first (signal) input of the first mixer 3, to the second (reference) input of which a continuous heterodyne signal is supplied from the output of the local oscillator 7. In the first mixer 3, the frequency of the received signal is converted to an intermediate frequency equal to the frequency difference f c signal from the object and frequency f 2 . In the amplifier 4 of the intermediate frequency, the converted signal is amplified to the required level and fed to the input of the frequency demodulator 5.
В частотном демодуляторе осуществляется изменение частоты сигнала, принятого радиоимпульса, по закону, зеркальному по отношению к закону изменения частоты радиоимпульса в частотном модуляторе 13, т.е. он имеет демодуляционную характеристику, зеркальную по отношению к модуляционной характеристике частотного модулятора. В результате на выходе частотного демодулятора 5 формируется радиоимпульс без частотной модуляции его частоты заполнения, т.е. радиоимпульс на выходе частотного демодулятора 5 имеет среднюю частоту заполнения, равную промежуточной частоте fпч ( в случае отсутствия доплеровской поправки частоты из-за взаимного радиального движения объекта и антенны 1), и начальную фазу зондирующего радиоимпульса, установленную в текущем периоде повторения на выходе фазового модулятора 11.In the frequency demodulator, the frequency of the signal received by the radio pulse is changed according to a law mirroring with respect to the law of the change in the frequency of the radio pulse in the frequency modulator 13, i.e. it has a demodulation characteristic that is mirrored with respect to the modulation characteristic of the frequency modulator. As a result, a radio pulse is generated at the output of the frequency demodulator 5 without frequency modulation of its filling frequency, i.e. the radio pulse at the output of the frequency demodulator 5 has an average filling frequency equal to the intermediate frequency f pc (in the absence of Doppler frequency correction due to the mutual radial movement of the object and antenna 1), and the initial phase of the probe radio pulse, set in the current repetition period at the output of the phase modulator eleven.
Принятый сигнал с выхода частотного демодулятора 5 подается на первый вход фазового детектора 6, на второй вход которого подается сигнал с выхода фазового модулятора 11 в качестве опорного сигнала. На выходе фазового детектора 6 выделяется сигнал биений с разностной частотой сигналов на его входах и подается на выход приемно-передающего устройства для дальнейшей обработки. The received signal from the output of the frequency demodulator 5 is fed to the first input of the phase detector 6, to the second input of which a signal is output from the output of the phase modulator 11 as a reference signal. At the output of the phase detector 6, a beat signal with a difference frequency of the signals at its inputs is extracted and fed to the output of the transmitter-receiver for further processing.
Процессы в приемно-передающем устройстве повторяются каждый период повторения зондирующих импульсов. При этом, если принимаются сигналы, отраженные от объектов, находящихся на пути распространения зондирующих радиоимпульсов, то на выходе приемно-передающего устройства сигналы в соседних периодах повторения имеют корреляционную связь, позволяющую, например, осуществить их выделение на основании этой связи за определенное время наблюдения. Если принимаемые сигналы не являются результатом отражения от объектов, а сформированы источниками, некоррелированными в каждом периоде повторения по частоте, закону ее изменения и фазе с зондирующими сигналами, то на выходе приемно-передающего устройства сигналы в соседних периодах повторения некоррелированы. Они имеют случайный характер изменения как амплитуды, так и полярности от периода повторения к периоду, что не позволяет установить наличие корреляционной связи выходных сигналов между периодами и соответственно, например, не происходит выделение за определенное время наблюдения. Таким образом, формирование передаваемого радиоимпульса со случайно изменяющимися в каждом периоде повторения параметрами и когерентная обработка в каждом периоде повторения принимаемых сигналов позволяют декоррелировать случайные принимаемые сигналы на выходе приемно-передающего устройства в соседних периодах повторения и тем самым повысить помехоустойчивость приемно-передающего устройства. The processes in the transmitting and receiving device are repeated every repetition period of the probe pulses. Moreover, if signals reflected from objects located on the propagation path of sounding radio pulses are received, then at the output of the receiving-transmitting device, the signals in adjacent repetition periods have a correlation connection, allowing, for example, to select them based on this connection for a certain observation time. If the received signals are not the result of reflection from objects, but are formed by sources uncorrelated in each repetition period in frequency, the law of its change and phase with the probing signals, then the signals at the output of the transmitter-receiver device are not correlated. They have a random nature of changes in both the amplitude and polarity from the repetition period to the period, which does not allow us to establish the correlation of the output signals between the periods and, accordingly, for example, there is no selection for a certain observation time. Thus, the formation of a transmitted radio pulse with parameters randomly changing in each repetition period and coherent processing in each repetition period of the received signals allows to decorrelate the random received signals at the output of the receiving and transmitting device in adjacent repeating periods and thereby increase the noise immunity of the receiving and transmitting device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5040213 RU2037840C1 (en) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Transmitting-receiving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5040213 RU2037840C1 (en) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Transmitting-receiving device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2037840C1 true RU2037840C1 (en) | 1995-06-19 |
Family
ID=21603245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5040213 RU2037840C1 (en) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Transmitting-receiving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2037840C1 (en) |
-
1993
- 1993-04-28 RU SU5040213 patent/RU2037840C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Бакулев П.А. Радиолокация движущихся целей. М.: Сов.радио, 1964, с.185, рис.3.2. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2990097B2 (en) | Continuous-wave wide-band precision ranging radar equipment. | |
| KR100722750B1 (en) | Radar apparatus, radar apparatus controlling method | |
| US7183968B2 (en) | FM-CW radar system | |
| US5347283A (en) | Frequency agile radar | |
| US8031106B2 (en) | Object ranging | |
| US7714772B2 (en) | Transmit-receive FM-CW radar apparatus | |
| US4851852A (en) | Decorrelation tolerant coherent radar altimeter | |
| US4072944A (en) | Imminent collision detection apparatus | |
| JPH04323583A (en) | Transmission and reception part of pulse doppler radar | |
| US4023171A (en) | Microwave velocity sensor using altimeter echo | |
| JP2003167052A (en) | Synthetic aperture radar device | |
| US4068235A (en) | Frequency diversity radar system | |
| RU2037840C1 (en) | Transmitting-receiving device | |
| US2677126A (en) | Wave signaling system | |
| JP2003028949A (en) | Transmitting-receiving apparatus and radar apparatus | |
| JPH0666930A (en) | Radar apparatus | |
| RU2234719C2 (en) | Radar system for retuning carrier frequency from pulse to pulse in mode of moving target selection | |
| JP2003114274A (en) | Range finder and radar device provide therewith | |
| US3299426A (en) | Moving target radar system | |
| JPH0886859A (en) | Radar apparatus | |
| RU2245562C2 (en) | Carrier-tuning and mti-mode radar system | |
| US2653311A (en) | Radar system for distinguishing moving targets from stationary targets | |
| RU2234720C1 (en) | Radar system with retuning of carrier frequency in mode of moving target selection | |
| RU2124221C1 (en) | Radar station | |
| RU1841008C (en) | Coherent pulse radar |