SU1185283A1 - Device for measuring temporary position of pulse - Google Patents

Device for measuring temporary position of pulse Download PDF

Info

Publication number
SU1185283A1
SU1185283A1 SU843727723A SU3727723A SU1185283A1 SU 1185283 A1 SU1185283 A1 SU 1185283A1 SU 843727723 A SU843727723 A SU 843727723A SU 3727723 A SU3727723 A SU 3727723A SU 1185283 A1 SU1185283 A1 SU 1185283A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
unit
output
input
analog
signal
Prior art date
Application number
SU843727723A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Балов
Владимир Николаевич Иванов
Николай Николаевич Смирнов
Юрий Сергеевич Балясный
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2203
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2203 filed Critical Предприятие П/Я В-2203
Priority to SU843727723A priority Critical patent/SU1185283A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1185283A1 publication Critical patent/SU1185283A1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИМПУЛЬСА, содержащее блок фильтрации, три аналого-цифровых преобразовател , блок масштабировани , блок вычитани , два блока накоплени , регистратор и блок формировани  стробов, при этом выход блока фильтрации через первый аналого-цифровой преобразователь подключен к входу первого блока накоплени , выход которого подключен к первому входу блока формировани  стробов, первый выход которого подключен к опорному входу регистратора , выход блока фильтрации подключен к входам первого, второго и третьего аналого-цифровых преобразователей , управл н цие входы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами блока формировани  стробов, второй вход которого соединен с выходом второго блока накоплени , выход второго аналого-цифрового преобразовател  через блок масштабировани  подключен к первому входу блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом третьего аналого-цифрового преобразовател , а выход подключен к входу второго блока накоплени  отличающеес  тем, что, с целью повьппени  точности измерени , $ в него введены последовательно сое (Л диненные блок ввода данных, блок преобразовани  сигнала, решающий блок и блок управлени , а также управл емый блок задержки, выход которого подключен к измерительном входу регистратора, второй выход блока формировани  стробов подключен к ин00 формационному входу управл емого блоел ка задержки, управл киций вход которого соединен с первым выходом блока 00 00 управлени , второй выход которого. подключен к управл ющему входу блока масштабировани .A DEVICE FOR MEASURING A TEMPORARY POSITION OF A PULSE containing a filtering unit, three analog-digital converters, a scaling unit, a subtraction unit, two accumulation units, a recorder and a strobe generation unit, while the output of the filtering unit is connected to the input of the first accumulation unit through the first analog-digital converter The output of which is connected to the first input of the gate forming unit, the first output of which is connected to the reference input of the recorder, the output of the filtering unit is connected to the inputs of the first, W of the second and third analog-to-digital converters, the control inputs of which are connected respectively to the second, third and fourth gates formation unit, the second input of which is connected to the output of the second accumulation unit, the output of the second analog-to-digital converter is connected to the first input of the block A subtraction, the second input of which is connected to the output of the third analog-to-digital converter, and the output is connected to the input of the second accumulation unit, characterized in that measurement accuracy, coy are inserted in series (a lined input data block, a signal conversion unit, a deciding unit and a control unit, as well as a controllable delay unit whose output is connected to the measuring input of the recorder; the second output of the strobe generation unit is connected to the input of the controlled delay unit, the control input of which is connected to the first output of the control unit 00 00, the second output of which. connected to the control input of the scaler.

Description

I Изобретение относитс  к радионавигации , а конкретнее предназначено дл  использовани  в приемоиндикаторах импульсно-фазовых радионавигационных систем (ИФРНС). Цель изобретени  - повьшение точности измерени . На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема устройства; на фиг, 2 - структурна  электрическа  схема решающего блока , на фиг. 3 примеры зависимостей задержки TTj(а) и отношени  - амплитуд отраженного и поверхностного сигналов (б) от дальности ) J на фиг. 4 - зависи мость модул  отношени  амплитуд Е2 и Е1 высокочастотного заполнени  радиоимпульса в экстремальных точках от номера N периода; на фиг. 5 временные диаграммгц по сн ющие положение измерительных стробов по отношению к высокочастотному заполнению радиоимпульса при работе устройства: а) высокочастотное заполнение фронта радиоимпульса на выходе блока фильтрации, б) первоначаль ное положение измерительных стробов в)промежуточное положение стробов, г)окончательное положение стробов при N 4, д) окончательное положение стробов при N 6. Устройство содержит блок фильтра ции, включающий полосовой фильтр 2 и режекторный фильтр 3, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, первый блок 5 накоплени , блок 6 формировани  стробов, регистратор 7, второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, блок 9 масштабиро вани , блок 10 вычитани , второй блок 11 накоплени , третий аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 12, управл емый блок 13 задержки, блок 14 управлени , решающий блок 15, блок 16 преобразовани  сигнала, блок 17 ввода данных, при этом блок 6 формировани  стробов содержит опо ный генератор 18, делитель частоты 19, управл емый делитель частоты 20 и.два элемента задержки 21 и 22, а управл емый блок 13 задержки содержит X элементов задержки 23 и управл емый коммутатор 24. Решающий блок 15 содержит послед вательно соединенные вычитаюпсий бло 25,функциональньй преобразователь 26,блок 27 масштабировани , сумматор 28, второй вычитающий блок 29 3 . 2 интегратор 30, второй функциональный преобразователь 31, выход которого подключен к второму (неинвертирующему ) входу вычитающего блока 29, а второй (неинвертирующий) вход вычитающего блока 25 подключен к выходу интегратора 30,  вл ющемус  выходом блока 15. К второму входу сумматора 28 подключен блок 32 опорного напр жени . Входами решающего блока 15  вл ютс  первый (инвертирующий ) вход вычитающего блока 25 и управл ющий вход блока масштабировани  27. Устройство работает следующим образом. На вход устройства от антенны поступают прин тые из эфира радиоимпульсные сигналы, излучаемые передатчиком наземной станции ИФРНС в строго определенные моменты времени , засинхронизированные сигналами системы единого времени. На вход устройства из эфира поступают также сигналы помех и отраженные от ионосфе ры радиоимпульсные сигналы, которые могут накладыватьс  на полезные радиоимпульсные сигналы и искажать их. При этом врем  задержки f отраженного сигнала по отношению к полезному (поверхностному) зависит от дальности приема D причем, чем больше дальность, тем задержка отраженного сигнала меньше и тем больша  часть полезного сигнала поражаетс  отраженным сигналом. С входа устройства (фиг. 1) прин тые сигналы поступают на вход блока 1 фильтрации. Блок 1, содержащий полосовой 2 и режекторный 3 фильтры , осуществл ет фильтрацию полезного радиоимпульсного сигнала от помех. После фильтрации полезного радиоимпульсного сигнала от помех осуществл етс  измерение его временного положени . Измерение временного положени  прин того радиоимпульса осуществл етс  в регистраторе 7 путем измерени  временного интервала между стробами, поступающими на его опорный и измерительный входы. На опорный вход регистра 7 строб поступает непосредственно с первого выхода блока 6 формировани  стробов, а на измерительный вход регистратора 7 строб поступает с;о второго выхода блока 6 через управл вший блок задержки 13. Формируемые блоком 6 формирован стробов стробы предствл ют собой видеоимпульсы, длительность которы значительно меньше длительности пе да высокочастотного заполнени  рад импульса. Стробы, формируемые на п вом выходе блока 6 формировани  стробов и называемые ниже опорными стробами, совпадают по времени с м ментами излучени  радиоимпульсных сигналов наземной станцией ИФРНС, засинхроршзированных сигналами сис мы единого времени. Формирование о ных стробов осуществл етс  в блоке 6 формировани  стробов с помощью высокостабильного опорного генератора 18, засинхронизиропанного сиг налами системы единого времени, и делител  частоты 19 $ с помощью кот рого высока  частота следовани  вы ходных импульсов опорного генератора 18 (дес тки мегагерц) преоб разуетс  в частоту, совпадающую с частотой следовани  радиоимпульсов ИФРНС (дес тки герц). Стробы, формируемые на втором выходе блока 6 формировани  стробо и называемые ниже стробами фазы, совпадают по времени с принимаемым радиоимпульсами. Формирование стро бов фазы осуществл етс  в блоке 6 формировани  стробов с помощью высокостабильного опорного генератора 18, засинхронизированного сигналами системы единого времени, управл емого делител  частоты 20 и элементов задержки 21 и 22. С помощью делител  частоты 20 высока  частота следовани  выходных импульсов генератора 18 преобразуетс  в частоту, совпадающую с частотой следовани  радиоимпульсов передающей станции ИФРНС, а также обеспечиваетс  смещение временного положени  стробов под действием управл ющих сигналов, поступа щих на входы делител  частоты 20. С помощью первого элемента задержки 21 строб, поступающий с выхода делител  частоты 20, задерживаетс  на врем , равное Т/2, а с помощью второго элемента задержки 22 строб, поступающий с выхода пер вого элемента 21, задерживаетс  на врем , равное Т/4, гдо Т - период высокочастотного заполнени  радиоимпульса (равный, например, 10 мкс дл  сигнала ИФРНС ЛОРАН-С с несущей частотой 100 кГц). В результате строб, формируемый на выходе первого элемента задержки 21, опережает строб фазы, формируемый на выходе второго элемента задержки 22, на врем , равное Т/4, а строб, формируемый на выходе делител  частоты 20, опережает строб фазы на врем , равное (3/4)Т. Чтобы обеспечить точность измерени  временного положени  радиоимпульса , строб фазы, поступающий на второй выход блока 6 формировани  стробов с выхода второго элемента задержки 22, должен быть установлен на определенном месте радиоимпульса . Таким местом служит одна из точек перехода через нуль напр жени  высокочастотного заполнени  радиоимпульса. Лл  повышени  точности измерени  в предложенном устройстве строб фазы совмещаетс  с переходом через нуль в N-м периоде высокочастотного заполнени  радиоимпульса, в котором соотношение сигнал/шум макСимально , а смещение временного положени  перехода через нуль, вызванное искажающим вли нием отраженного сигнала, не превосходит допус тимого значени  f, Подстройка строба фазы точно под переход через нуль в N-м периоде высокочастотного заполнени  осуществл етс  с помощью двух след щих систем, а также дополнительной цепи установки номера N периода высокочастотного заполнени . Перва  след ща  система (блоки 4, 5, 20-22) осуществл ет установку строба фазы точно под переход через нуль высокочастотного заполнени  радиоимпульса путем изменени  временного положени  строба фазы в пределах периода высокочастотного заполнени . Втора  след ща  система (блоки 8-12, 20-22) осуществл ет установку строба фазы в N-й период высокочастотного заполнени . Дополнительна  цепь установки номера N периода высокочастотного заполнени  осуществл ет определение по априорно известной дальности D номера периода высокочастотного заполнени j удовлетвор ющего отмеченным вьпле услови м, и управление блоком 9 маси1табировани  и управл емым блоко 13 задержки. Лл  того, чтобы измерение номера N периода 1зысоксчастотного заполнени  радиоимпульса, в котором устанавливаетс  строб фазы, не вли  на временное положение строба, поступающего на измерительньй вход регистратора 7, задержка T-i,., вносима  управл емым блоком 13 задержки, измен етс  в соответствии с изменением периода высокочастотного заполнени , выбранного дл  измерени . Дл  этого управл еШ)й блок 13 задер ки содержит X последователь}ю включенных элементов задержки 23, кажды из которых задерживает строб на врем , равное Т. Выводы X злементов задержки 23, а также вход управл емого блока 13 подключены к (X +1) входам управл емого коммута тора 24, Управл емый коммутатор 24 управл етс  с помощью блока 14 упра лени  таким образом, что задержка Г вносима  управл емым.блоком 13 задержки , измен етс  в зависимости от номера периода высокочастотного заполнени , выбранного дл  измерени , как t,j (X -N)-T, где . Например, при N X управл емы ком мутатор 24 подключает вход управл емого блока 13 задержки к его выходу (Lii 0), при N i управл емый коммутатор 24 подключает выкод (х-О-го элемента задержки 23 к выходу управл емого блока 13 задержки. Работа дополнительной цепи установки номера N периода высокочастотного заполнени  радиоимпульса в котором устанавливаетс  строб фаз происходит следуюидим образом. С помощью блока 1 7 ввода данных вво диТй  априорно известное приближенное значение дальности II (от устройства до передающей станции ИФРНС) в виде L-разр дного параллельного двоичного кода. С выхода блока 17 ввода данных код дальности поступает на вход блока 16 преобразовани  сигнала. В блоке 16 преобразовани  сигнала входной цифровой сигнал, несущий информацию о дальности Б, преобразуетс  в аналоговые сигналы в соответствии с зависимост ми (Б)и () где ч - задержка отраженного сигнала по отношению к полезному (поверхностному ) , -у -отношение амплитуд отраженного и поверхностного сигналов на входе блока 1 фильтрации. Графики зависимостей Та, F-,(II) и Тех i() Р  ставлены соответственно на фиг. 3 а и б. С выхода блока 16 преобразовани  сигнала аналогов / сигналы, содержащие информацию о ::, и j-, поступают в решающий блок 15, где на основе iTt, и V вычисл етс  значение времени при котором выполн етс  равенст- S(),), где 5() - относительна  огибающа  радиоймпульсного сигнала на выходе блока 1 фильтрации; л - допустимое смещение временного положени  перехода через нуль, вызванное искажающим вли нием отраженного сигнала. Вычисленное значение времени t лежит в пределах искомого M-jo периода слежени , т.е. (N-l) Mi, и дает возможность с помогцью блока 14 управлени  опред,елить N. Решающий блок 15 работает следую1ЦИМ образом. Аналоговый сигнал, содержащий информацию о и J,, поступает на инвертирующий вход вычитающего блока 25, на второй (неи)шертирующий) вход которого с выхода интегратора 30 поступает аналоговый сигнал, равный i . с выхода вычитающего блока 25 сигнал (fc-Tr) поступает на вход функционального преобразовател  26, в- котором преобразуетс  к 5(i-rj, С выхода функционального преобразовател  26 сигнал 5(i-ii,j поступает на вход блока 27 масигтабировани , на управл ющпй вход которого поступает сигнал, содержащий информацию о Т-,, . В блоке 27 масштабировани  осуществл етс  перемножение этих сигналов. С выхода блока 27 масштабировани  си)-нал Гвх ) поступает на вход сумматора 28, на второй вход которого с FJbKciAa блока 32 опорного напр жени  поступает, сигнал, моделирующий посто нную . С выхода сумматора 8 сигнал () поступает на инвертирующий вход вычитающего блока 29, на неинвертирующий вход которого с выхода функционального преобразовател  31 поступает сигнал SCt) . Сигнал SUl-jgijS (i-(:j,) Л с выхода вычитающего блока 29 поступает на вход интегратора 30. Если сигнал на выходе вычитающего блока 29 отличен от нул , то интегратор 30 осуществл ет положительное или отрицательное накопление своего выходного сигнала в зависимости от знака выходного сигнала вычитающего блока 29, Установившимс  состо нием  вл етс  такое состо ни при котором вьгходной сигнал вычитающего блока 29 равен нулю, в р зультате чего накоп.ггени8 в интеграторе 30 прекращаетс , при этом выполн етс  равенство S U -rsj;5 t-ti 2(, т.е. S(t)-ys,5(-) ,TAe(N-1)T t;eNT. С выхода решающего блока 15 ана логовый сигнал, содержащий информа цию о времени -Ь, удовлетвор ющему условию (N-1) поступает на вход блока 14 управлени . В блоке управлени  обеспечиваетс  преобразование входного аналогового сигна ла в М-разр дный двоичный код дл  санного выше управлени  задержкой вносимой управл емым блоком 13 задержки и в К-разр дный двоичный код дл  управлени  коэффициентом К., блока 9 масштабировани . /N Зависимость, св зывающа  номер периода N с -масштабным коэффициен том К; блока 9 масштабировани , оп делена из зависимости, св зывающей отношение (.jc номером периода, где Е1 и Е2 - значени  амплитуд высокочастотного заполнени  радиоимпульса на выходе блока 1 фильтр ции в экстремальных точках, при эт Е1 опережает Е2 на половину периода , т.е. на Т/2. График зависимост fb/f|oT номера N периода высокочаст , иого заполнени , т.е. график fE2/Ei| дл  сигнала ИФРНС ЛОРАН-С в случае когда полосовой фильтр 2 выполнен в виде четьфехконтурного фильтра с полосой пропускани  по уровню 0,7 Рр- 40 кГц и гарантированным зату ханием в полосе задерживани  Вд 30 дБ, представлена на фиг. 4.. После определени  номера N пер да высокочастотного заполнени  и установки масштабного коэффициента К в блоке 9 масштабировани  Т и управл емом блоке 13 задержки осуществл етс  подстройка строба фазы под переход через нуль в заданном N-м периоде высокочастотного заполнени . Подстройка строба фазы происходит следующим образом. Строб фазы с второго выхода блока 6 формировани  стробов и св занные с ним стробы, формируемые на третьем и четвертом его выходах, называемые ниже стробами амплитуды (фиг. 56), поступают соответственно на управл ющие входы АЦП 4, 8, 12. На сигнальные входы АЦП 4, 8, 12 поступают отфильтрованные от помех радиоимпульсы с выхода блока 1 фильтрации (фиг. 5а). При поступлении строба фазы на управл ющий вход первого АЦП 4 он осуществл ет преобразование в цифровой код напр жени  Еф высокочастотного заполнени  радиоимпульса, соответствующего времени поступлени  строба фазы (напрг мер, E Ej. как показано на фиг. 5а). Сигнал с выхода первого АЦП 4 поступает на вход первого блока 5 накоплени , вызыва  изменение его выходного сигнала. Сигнал с выходапервого блока 5 накоплени  поступает на первый управл ющий вход блока 6 формргро вани  стробов, т,е, на первый управл ющий вход делител  частоты 20, Под действием управл ющего сигнала, поступающего на первый управл ющий вход делител  частоты 20, его коэффициент делени  измен етс , измен   тем самым в пределах-периода высокочастотного заполнени  временное положение строба фазы и св занных с ним стробов амплитуды. Направление смещени  стробов зависит от знака ф, например, при осуществл етс  приближение стробов к началу импульса , а при Е| О - удаление от него. Изменение временного положени  стробов заканчиваетс , когда строб фазы будет совмещен с точкой перехода высокочастотного заполнени  радиоимпульса через нуль. Тогда сигнал Е, , преобразуемый первьй А1Щ 4 станет равным нулю (Еф на фиг, 5а), в результате чего прекратитс  накопление сигнала на выходе первого блока 5 накоплени . При этом временное положение стробов амплитуды , формируемых на третьем и четве том выходах блока 6 формировани  стробов, будет точно соответствова экстремальным точкам высокочастотн го заполнени  радиоимпульса, опере жающим точку перехода через нуль соответственно на Т/4 и (3/4)Т (фиг. 5в), Сигналы, соответствующи напр жени м Е1 и Е2 в экстремальных точках высокочастотного заполнени  радиоимпульса, отсто щих от строба фазы соответственно на (3/4)Т и Т/4, выдел ютс  соответственно на выходах второго и третьего А1Щ 8и 12 при поступлении на их управл ющие входы стробов амплитуды с четвертого и третьего выходов блока 6 формировани  стробов. Сигналы Е1 и Е2 используютс  дл  установки строб фазы в заданный ( Н N-,,. ) период выс,)кочастотного э л заполнени . При этом принимаетс  во внимание то, что дл  каждого периода высокочастотного заполнени  отношение|Е2/В имеет свое определенное значение, однозначно определ ющее период высокочастотного заполнени  (фиг. 4). В предложенном устройстве номер заданного периода высокочастотного заполнени  радиоимпульса (N заАв котором должен устанавливатьс  строб фазы, задан с помощью масштабного коэффициента Кд . в блоке 9масштабировани , значение которого К мз«д установлено под действием управл ющего сигнала, поступившего с выхода блока 14 упра лени , как было описано выше, приче (А ЯЕг|Е,(з«. Б блоке 9 масштабировани  входной сигнал Е2, поступающий с выхода вто рого АЦП 8,, преобразуетс  к виду - ммА 1 I выхода блока 9 масштабировани  сигнал I Кд j 2 f поступает на первый вход блока 10 вычитани , на второй вход которого поступает сигнал Е1 с выхода третье АЦП 12. С выхода блока 10 вычитани  разностный сигнал ( 2 / пост пает на вход второго блока накоплен . 11, вызыва  положительное или отрицательное накопление его выходного сигнала в зависимости от знака разностного сигнала с выхода блока 10 вычитани . Выходной сигнал второго блока 11 накоплени  поступает на BTopoii вход блока 6 формир.овани  стробов, в соответствии с изменением выходного сигнала второго блока 11 накоплени  в блоке 6 формировани  стробов осуществл етс  изменение временного положени  формируемых стробов дискретными значени ми, равными периоду высокочастотного заполнени  радиоимпульса, в результате чего осуществл етс  дискретное смещение стробов в направлении заданного периода высокочастотного заполнени . Дискретное изменение временного положени  стробов заканчиваетс , когда строб фазы будет совмещен с точкой перехода через нуль в (N- Njy. )-м периоде высокочастотного заполнени  радиоимпульса. Тогда разностный сигнал на выходе блока 10 вычитани  станет равным нулю, т.е. EI/«м. в результате чего прекратитс  накопление сигнала на выходе второго блока 11 накоплени . При этом временное положение стробов, формируемых на втором, третьем и четвертом выходах блока 6 формировани  стробов дл  случа  зуА будет таким, как показано на фиг . 5г. После совмещени  строба фазы с точкой перехода нуль в заданном периоде высокочастотного заполнени , в котором соотношение сигнал/шум максимально, а смещение временного положени  перехода через нуль, вызванное искажающим вли нием отрал енного сигнала, не превосхо.цит допустимого значени  л, осуществл етс  измерение времезпюго положени  радиоимпульса путем измерени  временного интервала между стробом фазы, поступающим на измери.тельньй вход регистратора 7 с второго выхода блока 6 через управл емый блок 13 задержки, и опорным стро-бом,. поступающим на опорный вход регистратора 7 непосредственно с выхода блока 6 формировани  строба..При этом поскольку измерение происходит при максимально возможном соотношении сигнал/шум, точность измерени  повышаетс  . При изменении местоположени  усгройства измен ютс  параметры.отраженного сигнала, например, задержка отраженного сигнала может увеличиватьс . В соотв-етствии с 1гзменс- нием дальности J) н предлагаемом уст ройстве строб фазы устанавлчнаетс I The invention relates to radio navigation, and more specifically it is intended for use in receiving indicators of pulse-phase radio navigation systems (IFRNS).  The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.  FIG.  1 shows the structural electrical circuit of the device; FIG. 2 is a structural electrical circuit of a decision block; FIG.  3 examples of dependences of the delay TTj (a) and the ratio — amplitudes of the reflected and surface signals (b) on the distance) J in FIG.  4 shows the dependence of the modulus of the amplitude ratio E2 and E1 of the high-frequency filling of the radio pulse at extreme points on the number N of the period; in fig.  5 timing diagrams for the position of measuring gates relative to the high-frequency filling of the radio pulse when the device is operating: a) high-frequency filling of the front of the radio pulse at the output of the filtering unit, b) the initial position of the measuring gates c) intermediate position of the gates, d) final position of the gates at N 4, e) the final position of the gates at N 6.  The device comprises a filtering unit comprising a band-pass filter 2 and a notch filter 3, a first analog-to-digital converter (ADC) 4, a first accumulation unit 5, a strobe generation unit 6, a recorder 7, a second analog-digital converter (ADC) 8, block 9 scaling unit, subtraction unit 10, second accumulation unit 11, third analog-to-digital converter (ADC) 12, controllable delay unit 13, control unit 14, decision unit 15, signal conversion unit 16, data input unit 17, strobe unit 6 contains a generic generator Ator 18, frequency divider 19, controlled frequency divider 20 and. two delay elements 21 and 22, and a controllable delay unit 13 comprising X delay elements 23 and a control switch 24.  Solving unit 15 contains successively connected subtraction units 25, a functional converter 26, a scaling unit 27, an adder 28, a second subtracting unit 29 3.  2 integrator 30, the second functional converter 31, the output of which is connected to the second (non-inverting) input of the subtracting unit 29, and the second (non-inverting) input of the subtracting unit 25 is connected to the output of the integrator 30, which is the output of the block 15.  A reference voltage block 32 is connected to the second input of the adder 28.  The inputs of the decision unit 15 are the first (inverting) input of the subtracting unit 25 and the control input of the scaling unit 27.  The device works as follows.  The radio pulse signals received from the air, emitted by the transmitter of the ground station of the IFRNS at specific times, synchronized by signals of the unified time system, come from the antenna to the device input.  Interference signals and radio-pulse signals reflected from the ionosphere, which can be superimposed on useful radio-pulse signals and distort them, come in from the ether.  At the same time, the delay time f of the reflected signal with respect to the useful (surface) depends on the reception distance D and, the longer the range, the smaller the delay of the reflected signal and the greater part of the useful signal struck by the reflected signal.  From the device input (FIG.  1) the received signals are fed to the input of the filtering unit 1.  Block 1, containing bandpass 2 and notch 3 filters, filters out the useful radio pulse signal from interference.  After filtering the useful radio pulse signal from interference, its temporal position is measured.  The measurement of the time position of the received radio pulse is carried out in the recorder 7 by measuring the time interval between the gates arriving at its reference and measurement inputs.  The strobe arrives directly at the reference input of register 7 from the first output of the strobe formation unit 6, and the strobe arrives at the measuring input of the recorder 7; the second output of the block 6 comes through the controlled delay block 13.  The gates formed by the block 6 formed of strobes represent video pulses, the duration of which is significantly less than the duration of the high-frequency filling of a radial pulse.  The gates formed at the fifth output of the gate formation unit 6 and are referred to below as reference gates coincide in time with the emission signals of the radio pulse signals from the ground level of the IFRNS, which are synchronized by the signals of the system of a single time.  The main gates are formed in the gate forming unit 6 with the help of a highly stable reference generator 18, synchronized with signals of a single time system, and a $ 19 frequency divider using a high frequency of the output pulses of the reference generator 18 (ten megahertz) to a frequency that coincides with the frequency of the IFRSA radio pulses (ten hertz).  The gates formed at the second output of the strobe formation unit 6 and referred to below as the phase gates coincide in time with the received radio pulses.  The formation of the phase strings is performed in the strobe formation unit 6 with the help of a highly stable reference generator 18 synchronized with signals of a single time system, controlled frequency divider 20 and delay elements 21 and 22.  Using frequency divider 20, the high frequency of the output pulses of the generator 18 is converted into a frequency that coincides with the frequency of the radio pulses of the transmitting station IFRSN, and also provides the time position of the strobes under the action of control signals fed to the inputs of frequency divider 20.  Using the first delay element 21, the gate coming from the output of frequency divider 20 is delayed by a time equal to T / 2, and using the second delay element 22 the gate coming from the output of the first element 21 is delayed by a time equal to T / 4, where T is the period of high-frequency filling of the radio pulse (equal, for example, 10 µs for the IFRNS LORAN-S signal with a carrier frequency of 100 kHz).  As a result, the gate generated at the output of the first delay element 21 advances the phase gate formed at the output of the second delay element 22 by a time equal to T / 4, and the gate formed at the output of frequency divider 20 advances the phase gate by a time equal to ( 3/4) t.  In order to ensure the accuracy of measuring the temporal position of the radio pulse, the phase gate arriving at the second output of the gate forming unit 6 from the output of the second delay element 22 must be installed at a specific location of the radio pulse.  This place is one of the points of zero crossing of the voltage of the high-frequency filling of the radio pulse.  In order to improve the measurement accuracy in the proposed device, the strobe phase is combined with a zero crossing in the Nth period of a high-frequency filling of a radio pulse, in which the signal-to-noise ratio is maximal, and the shift of the time position of the zero crossing caused by the distorting effect of the reflected signal does not exceed the allowable f values, the phase strobe is adjusted exactly to the zero crossing in the Nth period of the high-frequency filling using two tracking systems, as well as an additional setting circuit number N high filling period.  The first tracking system (blocks 4, 5, 20-22) sets the phase strobe exactly below the zero crossing of the high frequency fill of the radio pulse by changing the time position of the phase strobe within the high frequency fill period.  The second tracking system (blocks 8-12, 20-22) installs a phase strobe in the Nth period of high-frequency filling.  The additional setting circuit of the number N of the high-frequency period determines, by a priori known range D, the number of the high-frequency period j satisfying the marked conditions, and the control of the mastecting unit 9 and the controlled delay unit 13.  To ensure that the measurement of the N number of the period of a 1 x pulse frequency filling of the radio pulse, in which the strobe phase is installed, does not affect the temporary position of the strobe arriving at the measuring input of the recorder 7, delay T-i ,. , introduced by the controllable delay unit 13, varies according to the change in the high-frequency period selected for the measurement.  For this, the control block 13 of the delay block contains an X sequence of the included delay elements 23, each of which delays the strobe by a time T.  The terminals X of the delay elements 23, as well as the input of the controlled unit 13 are connected to the (X +1) inputs of the controlled switch 24, the Managed switch 24 is controlled with the help of the control unit 14 in such a way that the delay G is controllable. the delay unit 13 varies depending on the number of the high-frequency period selected for the measurement, as t, j (X -N) -T, where.  For example, when N X is controlled, the switch 24 connects the input of the controlled delay unit 13 to its output (Lii 0), and when N i, the controlled switch 24 connects the code (x-O th delay element 23 to the output of the controlled delay unit 13).  The operation of the additional circuit for setting the number N of the high-frequency period of the radio pulse in which the strobe phase is installed occurs as follows.  Using input data block 1 7, the a priori known approximate value of the distance II (from the device to the transmitting station IFRNS) in the form of an L-bit parallel binary code.  From the output of the data input unit 17, the range code is fed to the input of the signal conversion unit 16.  In the signal conversion unit 16, the input digital signal carrying the range information B is converted into analog signals in accordance with dependencies (B) and () where h is the delay of the reflected signal relative to the useful (surface) ratio and surface signals at the input of filtering unit 1.  The dependency graphs Ta, F -, (II) and Tech i () P are shown respectively in FIG.  3 a and b.  From the output of the signal conversion unit 16, analogs / signals containing information about ::, and j- go to decision block 15, where, based on iTt, and V, the time is calculated at which the equality S (),) is performed, where 5 () is the relative envelope of the radio pulse signal at the output of filtering unit 1; l is the permissible displacement of the temporal position of the zero crossing caused by the distorting effect of the reflected signal.  The calculated time t lies within the desired M-jo tracking period, t. e.  (N-l) Mi, and makes it possible with the help of the control unit 14 of the control, define N.  Solving unit 15 operates in the following way.  An analog signal containing information about and J ,, is fed to the inverting input of the subtracting unit 25, the second (non-) looping input of which from the output of the integrator 30 receives an analog signal equal to i.  from the output of the subtracting unit 25, the signal (fc-Tr) is fed to the input of the functional converter 26, which is converted to 5 (i-rj, From the output of the functional converter 26, the signal 5 (i-ii, j is fed to the input of the masigating unit 27) the control input of which receives a signal containing information about T- ,,.  In block 27, the scaling multiplies these signals.  From the output of the scaling unit 27 b) -nal gwh) is fed to the input of the adder 28, to the second input of which from the FJbKciAa of the block 32 of the reference voltage enters, a signal simulating a constant.  From the output of the adder 8, the signal () is fed to the inverting input of the subtracting unit 29, the non-inverting input of which from the output of the functional converter 31 receives the signal SCt).  The signal SUl-jgijS (i - (: j,) L from the output of the subtracting unit 29 is fed to the input of the integrator 30.  If the signal at the output of the subtracting unit 29 is different from zero, the integrator 30 performs a positive or negative accumulation of its output signal, depending on the sign of the output signal of the subtracting unit 29. The steady state is the state in which the output signal of the subtracting unit 29 is zero. , as a result of which accumulation. In the integrator 30, the generation 8 is terminated, and the equality S U -rsj; 5 t-ti 2 (, t is satisfied). e.  S (t) -ys, 5 (-), TAe (N-1) T t; eNT.  From the output of the decision block 15, an analog signal containing information about time, -b, satisfying the condition (N-1) is fed to the input of the control block 14.  The control unit provides a conversion of the input analog signal to an M-bit binary code for sleigh control of the delay introduced by the controllable delay unit 13 and to a K-bit binary code for controlling the K factor. , block 9 scaling.  / N Dependence relating the period number N to the –scale factor K; scaling unit 9, determined from the relationship (=. jc with the period number, where Е1 and Е2 are the amplitudes of the high-frequency filling of the radio pulse at the output of filtering unit 1 at extreme points, at this Е1 ahead of Е2 by half the period, t. e.  on t / 2.  The plot of the dependence fb / f | oT of the number N of the period of high-frequency, its filling, t. e.  graph fE2 / Ei | For the IFRNS LORAN-S signal in the case when the band-pass filter 2 is designed as an in-line loop filter with a level of 0.7 Pp-40 kHz and a guaranteed attenuation in the delay band Vd 30 dB, is presented in FIG.  four. .  After determining the number N of the high-frequency fill and setting the scale factor K in scaling unit 9 T and the controllable delay unit 13, the phase strobe is adjusted for zero crossing in a given Nth period of high-frequency filling.  The adjustment of the strobe phase occurs as follows.  The phase gate from the second output of the gate forming unit 6 and the gates associated with it, which are formed at its third and fourth outputs, are called amplitude gates below (FIG.  56), respectively, are fed to the control inputs of the ADC 4, 8, 12.  The signal inputs of the A / D converters 4, 8, 12 receive radio pulses filtered from interference from the output of the filtering unit 1 (FIG.  5a).  When a phase strobe arrives at the control input of the first A / D converter 4, it converts the high-frequency filling of the radio pulse to the digital code Ef corresponding to the arrival time of the strobe phase (eg, E Ej.  as shown in FIG.  5a).  The signal from the output of the first ADC 4 is fed to the input of the first accumulation unit 5, causing a change in its output signal.  The signal from the output of the first accumulation unit 5 is fed to the first control input of the gate forming unit 6, t, e, to the first control input of frequency divider 20. Under the action of the control signal fed to the first control input of frequency divider 20, its division factor changes, thereby changing the temporal position of the phase strobe and the amplitude gates associated with it, within the period of the high-frequency filling period.  The direction of the gate displacement depends on the sign of знака, for example, when the gate approaches the beginning of the pulse, and for E | O - removal from him.  The change in the temporary position of the strobe ends when the strobe phase is aligned with the transition point of the high-frequency filling of the radio pulse through zero.  Then the signal E, the converted first A1SCH4 will become zero (Ef in FIG. 5a), as a result of which the accumulation of the signal at the output of the first accumulation unit 5 will stop.  At the same time, the temporary position of amplitude gates formed at the third and fourth outputs of the gate formation unit 6 will exactly correspond to the extreme points of the high-frequency filling of the radio pulse, leading to the zero crossing point, respectively, at T / 4 and (3/4) T (FIG.  5c) The signals corresponding to the voltages E1 and E2 at the extreme points of the high-frequency filling of the radio pulse, separated from the strobe phase by (3/4) T and T / 4, respectively, are output at the outputs of the second and third A1Sh 8 and 12, respectively. on their control gates inputs amplitudes from the fourth and third gates of the gate forming unit 6.  The signals E1 and E2 are used to set the strobe phase to a predetermined (H N -,.  a) the period of the high;) frequency el.  Here, it is taken into account that for each period of high-frequency filling, the ratio | E2 / B has its specific value that uniquely determines the period of high-frequency filling (Fig.  four).  In the proposed device, the number of the predetermined period of the high-frequency filling of the radio pulse (N for which the strobe phase should be set, is set using the scale factor Cd.  in the 9scaling unit, the value of which K mz "d is set under the action of the control signal received from the output of the control unit 14, as described above, and (A |Ey | E, (h".  In block 9, the scaling input signal E2, coming from the output of the second ADC 8, is converted to the form mmA 1 I output of the scaling unit 9, the signal I cd j 2 f is fed to the first input of the subtraction unit 10, the second input of which receives the signal E1 s third output ADC 12.  From the output of block 10, the subtraction difference signal (2 / post feeds to the input of the second block is accumulated.  11, causing a positive or negative accumulation of its output signal, depending on the sign of the difference signal from the output of subtraction unit 10.  The output signal of the second accumulation unit 11 is fed to the BTopoii input of the block 6 form. In accordance with the change in the output signal of the second accumulation unit 11 in the gate formation unit 6, the temporal position of the generated strobes is changed by discrete values equal to the period of the high-frequency filling of the radio pulse, resulting in a discrete displacement of the gates in the direction of the specified period of the high-frequency filling.  The discrete change in the temporal position of the strobe ends when the phase strobe is aligned with the zero crossing point at (N-Njy.  a) period of the high-frequency filling of the radio pulse.  Then the difference signal at the output of block 10 subtraction will be equal to zero, t. e.  EI / "m.     as a result, the accumulation of the signal at the output of the second accumulation unit 11 will cease.  In this case, the temporary position of the gates formed at the second, third and fourth gates of the gates formation unit 6 for the case of AU will be as shown in FIG.  5g.  After combining the phase strobe with the transition point zero in a given period of high-frequency filling, in which the signal-to-noise ratio is maximum, and the shift of the time position of the zero crossing caused by the distorting effect of the separated signal does not exceed. By the permissible value of L, the time-consuming position of the radio pulse is measured by measuring the time interval between the strobe phase arriving at the measurement. The logger input of the recorder 7 is from the second output of the block 6 through the controlled delay block 13, and the reference line ,.  arriving at the reference input of the recorder 7 directly from the output of the strobe formation unit 6. . Moreover, since the measurement takes place at the highest possible signal-to-noise ratio, the measurement accuracy is improved.  When the location of the device changes, the parameters change. the reflected signal, for example, the delay of the reflected signal may increase.  In accordance with the distance range J) on the proposed device, the strobe phase is set to

в новый период высокочастотного заполнени , в котором смещение временного положени  перехода через нуль, вызванное искажающим вли нием отраженного сигнала, не превосходит допустимого значени  4V а отношение сигнал/шум максимально. После отработки след щих систем и установлени  строба фазы в новый, например N 6 (фиг. 5д), более поздний период высокочастотного заполнени , происходит измерение временного положени  импульса в регистраторе 7 путем измерени  временного интервала между стробами фазы (с учетом измененного номера периода) и опорным стробом. При этом, поскольку соотношение сигнал/шум увеличиваетс , точность измерени  возрастает.in the new period of high-frequency filling, in which the offset of the temporal position of the zero crossing, caused by the distorting effect of the reflected signal, does not exceed the allowable value of 4V and the signal-to-noise ratio is maximum. After testing the tracking systems and setting the phase strobe to a new one, for example N 6 (Fig. 5e), a later period of high-frequency filling, the time position of the pulse in the recorder 7 is measured by measuring the time interval between the phase strobe (taking into account the changed period number) and support strobe. In this case, since the signal-to-noise ratio increases, the measurement accuracy increases.

Таким образом, изменение номера периода высокочастотного заполнени  в котором устанавливаетс  строб фазы в зависимости от дальности, позвол ет при заданной ошибке измерени  из-за воздействи  отраженного сигнала проводить измерени  при максимально возможном соотношении сигнал/ шум, что увеличивает, по сравнению с прототипом, точность измерени  временного положени  радиоимпульса в услови х воздействи  шумов и отраженного от ионосферы сигнала.Thus, changing the number of the period of high-frequency filling in which the strobe phase is established depending on the distance, allows for a given measurement error due to the effect of the reflected signal to measure at the highest possible signal-to-noise ratio, which increases, compared to the prototype, the measurement accuracy the temporal position of the radio pulse in terms of noise and the signal reflected from the ionosphere.

Таким образом, в прототипе (базовом объекте) дл  того, чтобы уменьшить ошибки измерени , вызванные вли нием отраженного сигнала, строб фазы устанавливаетс  в заведомо ранний период высокочастотного заполнени  радиоимпульса. При этом возрастают ошибки измерени , вызванные снижетшем соотношени  сигнал/шум при переходе на более ранний периодThus, in the prototype (base object), in order to reduce measurement errors caused by the influence of the reflected signal, the phase gate is set in the known early period of the high-frequency filling of the radio pulse. At the same time, measurement errors due to a decrease in the signal-to-noise ratio during the transition to an earlier period increase.

высокочастотного заполнени . В предложенном устройстве обеспечиваетс  уменьшение ошибок, св занных как с вли нием отраженного сигнала, так и с уменьшением соотношени  сигнал/шум, характерными дл  прототипа в результате неоптимального выбора периода высокочастотного Q заполнени  дл  установки строба фазы.high frequency filling. The proposed device provides a reduction in errors associated with both the influence of the reflected signal and the decrease in the signal-to-noise ratio typical of the prototype as a result of a non-optimal selection of the high-frequency Q filling period for setting the strobe phase.

В предложенном устройстве строб фазы устанавливаетс  в такой периодIn the proposed device, the strobe phase is set in such a period

- высокочастотного заполнени  радио- импульса, в котором соотношение сигнал/шум максимально, а смещение временного положени  перехода через нуль, вызванное отраженным сигналом- high-frequency filling of the radio pulse, in which the signal-to-noise ratio is maximum, and the offset of the time position of the zero crossing caused by the reflected signal

Q не превьшает допустимой величины. Это позвол ет в неблагопри тных услови х приема, когда запаздывание отраженного сигнала мало, устанавли вать строб фазы в более ранний пе-Q does not exceed the permissible value. This allows, in adverse reception conditions, when the delay of the reflected signal is small, to set the strobe phase to an earlier

5. риод высокочастотного заполнени , а при благопри тных услови х - в более поздний, что позвол ет производить измерени  при увеличенном соотношении сигнал/шум. При этом5. The period of high-frequency filling, and under favorable conditions, at a later one, which allows measurements with an increased signal-to-noise ratio. Wherein

„ ошибки измерени , по сравнению с прототипом, уменьшаютс . Так, в услови х эксперимента среднеквадратические ошибки измерени  временного положени  сигнала ИФРНС ЛОРАН-С 0,13 МКС дл  предлагаемого устройства и 0,2 МКС дл  прототипа,т.е. в 1,5 раза меньше. Уменьшение среднеквадратической ошибки измерени  в предложенном устройстве позвол ет повысить точность навигационных измерений, осуществл емых в услови х воздействи  шумов и отраженных от ионосферы радиоимпульсов.Measurement errors, compared with the prototype, are reduced. Thus, in the experimental conditions, the root-mean-square errors of measuring the temporal position of the IFRNS LORAN-S signal are 0.13 ISS for the proposed device and 0.2 ISS for the prototype, i.e. 1.5 times less. A reduction in the mean square measurement error in the proposed device allows an increase in the accuracy of the navigation measurements carried out under the conditions of noise and radio pulses reflected from the ionosphere.

Фиг. /FIG. /

Фиг.22

иг. 3ig. 3

ff ff

г, 1г 4 5 6 А/g, 1g 4 5 6 A /

ФивЛFivl

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИМПУЛЬСА, содержащее блок фильтрации, три аналого-цифровых преобразователя, блок масштабирования, блок вычитания, два блока накопления, регистратор и блок формирования стробов, при этом выход блока фильтрации через первый аналого-цифровой преобразователь подключен к входу первого блока накопления, выход которого подключен к первому входу блока формирования стробов, первый выход которого подключен к опорному входу регистратора, выход блока фильтрации подключен к входам первого, второго и третьего аналого-цифровых преобразователей, управляющие входы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами блока формирования стробов, второй вход · которого соединен с выходом второго блока накопления, выход второго аналого-цифрового преобразователя через блок масштабирования подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, а выход подключен к входу второго блока накопления отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, g в него введены последовательно соединенные блок ввода данных, блок преобразования сигнала, решающий блок и блок управления, а также управляемый блок задержки, выход которого подключен к измерительному входу регистратора, второй выход блока формирования стробов подключен к информационному входу управляемого блока задержки, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого. подключен к управляющему входу блока масштабирования.DEVICE FOR MEASURING TIME PULSE POSITION, comprising a filtering unit, three analog-to-digital converters, a scaling unit, a subtraction unit, two accumulation units, a recorder and a strobe generation unit, while the output of the filtering unit through the first analog-to-digital converter is connected to the input of the first accumulation unit the output of which is connected to the first input of the strobe forming unit, the first output of which is connected to the reference input of the recorder, the output of the filtering unit is connected to the inputs of the first, second, and t a network of analog-to-digital converters, the control inputs of which are connected respectively to the second, third and fourth outputs of the strobe block, the second input of which is connected to the output of the second storage unit, the output of the second analog-to-digital converter is connected via the scaling unit to the first input of the subtraction unit, the second the input of which is connected to the output of the third analog-to-digital converter, and the output is connected to the input of the second storage unit, characterized in that, in order to increase the accuracy of n, g, a series-connected data input unit, a signal conversion unit, a decision unit and a control unit, as well as a controlled delay unit, the output of which is connected to the measuring input of the recorder, are inserted into it, the second output of the strobe forming unit is connected to the information input of the controlled delay unit, which controls the input of which is connected to the first output of the control unit, the second output of which. connected to the control input of the scaling unit. SU „..1185283 >SU „..1185283> i 1185283 2i 1185283 2
SU843727723A 1984-04-06 1984-04-06 Device for measuring temporary position of pulse SU1185283A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843727723A SU1185283A1 (en) 1984-04-06 1984-04-06 Device for measuring temporary position of pulse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843727723A SU1185283A1 (en) 1984-04-06 1984-04-06 Device for measuring temporary position of pulse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1185283A1 true SU1185283A1 (en) 1985-10-15

Family

ID=21114010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843727723A SU1185283A1 (en) 1984-04-06 1984-04-06 Device for measuring temporary position of pulse

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1185283A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3947849, кл. G 01 S 1/20, 1974. De Lorme I,F., Tuppen A.R. Low Cost Airborne Loran-C Navigator Electrical Communication (USA), 50, 1975, № 4, p. 234-239,fig.10. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2070364A (en) Converter
US4563637A (en) System for measuring amplitude of noise-contaminated periodic signal
US4494067A (en) Fast frequency measuring system
EP0199448A2 (en) Frequency and phase error determination apparatus
SU1185283A1 (en) Device for measuring temporary position of pulse
US5124708A (en) RF stability measuring system for MTI radars
US4774518A (en) Loran-C signal phase tracking apparatus
SU1240211A1 (en) Radar meter of ice coating thickness (versions)
US3979749A (en) Range readout apparatus
US5019817A (en) Analogue-to-digital converter
SU1218345A1 (en) Apparatus for measuring coefficient in amplitude modulation
RU2011292C1 (en) Automatic frequency control unit
SU769483A1 (en) Device for synchronizing time scales by high-accuracy time signals
SU627420A1 (en) Radio signal phase measuring arrangement
SU1338091A1 (en) Device for receiving pulse sequence with pseudorandom intervals between pulses
SU656234A2 (en) Autoselector of cyclic pulse train
SU1499512A1 (en) Device for measuring phase fluctations
SU1705801A1 (en) Pulse time delay measuring method
SU591808A1 (en) Method of tying-up local pulse signal train with received radio pulse train
SU1741096A1 (en) Device for comparing time standards
SU1302208A1 (en) Digital frequency meter
SU1693713A1 (en) Digital phase discriminator
SU1035775A1 (en) Frequency modulated oscillation shaper
SU1099379A2 (en) Discriminator of time position of periodic electric signal
SU656002A1 (en) Arrangement for eliminating ambiguity at phase measurements