SU656002A1 - Устройство дл устранени многозначности при фазовых измерени х - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радионавигации .

Известно устройство устранени  многозначности фазовых измерений, содержащее квантизатор прин того сигнала, накопитель и блок оценки, выход которого подключен к блоку формировани  стробов, выход последнего подключен к опорному входу квантизатора , a второй вход - к источнику опорных импульсов 1.

в этом устро.йстве точность совмещени  опорных строб-импульсов с прин тыми сигналами возрастает с увеличением крутизны огибающей принимаемых радиосигналов. Однако повышение крутизны огибающей прин того сигнала эквивалентно при приеме расщирепию полосы пропускани , что при наличии флюктуационных помех на входе приводит к снижению надежности устранени  многозначности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  устранени  многозначности при фазовых измерени х, содержащее последовательно соединенные бинарный квантователь, накопитель , блок оценки результатов накоплени 

и формирователь импульсов, выход которого соединен с управл ющим входом бинарного квантовател  2.

Однако известное устройство имеет низкую точность опознавани  заданного участка радиоимпульса.

Цель изобретени  - повыщение точности опознавани  заданного участка радиоимпульса .

Дл  того в устройство дл  устранени  многозначности при фазовых измерени х, содержащее последовательно соединенные бинарный квантователь, накопитель, блок оценки результатов накоплени  и формирователь импульсов, выход которого соединен с управл ющим входом бинарного квантовател , введены последовательно соединенные экстрапол тор огибающей радиоимпульса и блок вычитани , выход которого соединен с входом бинарного квантовател , причем первый и второй входы экстрапол тора огибающей радиоимпульса соединены соответственно с выходами накопител  и формировател  импульсов, a экстрапол тор огибающей радиоимпульса состоит из последовательно соединенных преобразовател  код-напр жение,

матрицы напр жений и формировател  дискретных значений огибающей радиоимпульса , управл ющий вход и выход которого  вл ютс  соответственно вторым входом и выходом экстрапол тора огибающей радиоимпульса .

На фиг. 1 изображена структурна  электрическа  схема предложенного устройства; на фиг. 2-временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство содержит бинарный квантователь 1, накопитель 2, блок 3 оценки результатов накоплени , формирователь 4 импульсов , блок 5 вычитани  и экстрапол тор 6 огибающей радиоимпульса, включающего преобразователь 7 код-напр жение, матрицу 8 напр жений и формирователь 9 дискретных значений огибающей радиоимпульса.

Устройство работает следующим образом .

Импульсный сигнал, фрагмент которого показан на фиг. 2 а, поступает через блок 5 вычитани  на один из входов бинарного квантовател  1. Бинарный квантователь 1 можно представить как устройство, состо щее из последовательно соединенных усилител  с предельным ограничением и схемы совпадени , на второй вход которой поступают стробы с формировател  4. На второй вход блока 5 вычитани  с формировател  9 дискретных значений огибающей радиоимпульса поступает строб измерени  амплитуды сигнала (фиг. 2 б).

В общем случае этот строб может быть установлен на любой полуволне (определенной пол рности) фронта радиоимпульса. Его положение определ етс  положением строба слежени  за фазой (фиг. 2 в), относительно которого строб измерени  амплитуды сдвинут на 90°.

Блок 5 вычитани  формирует разностный сигнал, который, вследствие неравенства амплитуд прин того сигнала (фиг. 2 а) и строба измерени  амплитуды (фиг. 2 б), может иметь вид, показанный на фит. 2 г. Разностный сигнал с выхода блока 5 вычитани  поступает на вход усилител  с предельным ограничением бинарного квантовател  1, где преобразуетс  в бинарный сигнал (фиг. 2 д) и поступает на схему совпадени  бинарного квантовател  1, на второй вход которой приходит отсчетный строб (фиг. 2 в) с формировател  9.

Бинарный квантователь 1 в этом случае регистрирует положительные отсчеты (в случае , показанном на фиг. 2 д), вследствие превышени  строба измерени  амплитуды (фиг. 2 б) над амплитудой радиоимпульса в данной точке. Сигнал рассогласовани  между ними в виде .отсчетов поступает в накопитель 2 и измен ет его состо ние, соответственно через экстрапол тор 6, состо щий из последовательно соединенных преобразовател  7 код-напр жение, матрицы 8 напр жений и формировател  9, представл ющего собой линейный ключ, и через блок 5 вычитани  измен ет величину строба измерени  амплитуды в сторону уменьшени  ошибки рассогласовани  между ним и амплитудой

радиоимпульса в данной точке.

Накопитель 2 будет накапливать положительные значени  отсчетов в данном конкретном случае. Если амплитуда радиоимпульса в данной точке будет превосходить амплиУДУ строба измерени  амплитуды, то накопитель 2 будет регистрировать положительные значени  отсчетов до тех пор, пока амплитуда радиоимпульса (фиг. 2 а) не сравн етс  с амплитудой строба измерени  амплитуды (фиг. 2 б), а разностный сигнал на выходе блока 5 вычитани  не примет вид, показанный на фиг. 2 ж.

На выходе усилител  с предельным ограничением бинарного квантовател  1 этот сигнал будет иметь вид, показанный на фиг. 2 з,

т.е. в точке стробировани  фиг. 2 е будут иметь место внутренние шумы усилител  с предельным ограничением с нулевым математическим ожиданием. Блок 3 оценки результатов накоплени  регистрирует факт равенства нулю математического ожидани  и

5 вырабатывает сигнал окончани  режима измерени  амплитуды радиоимпульса в заданной точке и начала режима устранени  многозначности .

Этот сигнал поступает на формирователь 4, который начинает выдавать на формирователь 9 экстрапол тора и на бинарный квантователь 1 серию импульсов (фиг. 2 и), которые также прив заны к стробу слежени  за фазой (фиг. 2 в), причем в формиро-вателе 9 они предварительно расшир ютс . Результат накоплени  в накопителе 2, т.е. измеренное значение амплитуды радиоимпульса в данной точке, через преобразователь 7 код-напр жение и матрицу 8 напр жений трансформируетс  в набор напр жений, соответствующий огибающей прин того радиоимпульса относительно заранее заданной точки и поступает на второй (управл емый) вход формировател  9 дискретных значений огибающей радиоимпульса.

На выходе последнего формируетс  последовательность измерительных стробов устранени  многозначности (УМ.) (фиг. 2 к), огибающа  которых соответствует огибающей прин того радиоимпульса относительно заранее заданной точки на его теле, а временное положение этих стробов задаетс 

0 с помощью jIинии св зи формирователей 4 и 9.

Claims (2)

1. Дл  импульсно-фазовой радионавигационной системы Лоран-С эта точка составл ет ЭТо, где TO - период высокочастотного заполнени  прин того сигнала, от начала радиоимпульса (точка установки строба слежени  за фазой при измерении радионавигационного параметра). Последний строб ЭТОЙ последовательности стробов равен амплитуде прин того сигнала в точке, где производились измере1}и . Если прин тый радиоимпульс (фиг. 2 а) и сформированна  дискретна  последовательность стробов (фиг. 2) сдвинуты относительно друг друга на 1 TO , т.е. строб слежени  за фазой отстоит на IT от начала радиоимпульса, то разностный сигнал на выходе блока 5 вычитани  и усилител  с предельным ограничением бинарного квантовател  1 соответственно будет иметь вид, представленный на фиг. 2 л, м. В этом случае схема совпадени  бинарного квантовател  1 будет регистрировать отсчеты различного знака. Последний строб последовательности импульсов устранени  многозначности стробирует внутренний шум усилител  с предельным ограничением .и используетс  дл  контрол  качества слежени  за- амплитудой сигнала , пока устройство не выработает сигнал устранени  многозначности и не перейдет к слежению за передним фронтом огибающей прин того радиоимпульса. Накопитель 2 наполн етс , и результат накоплени  превосходит заданньш порог, блок 3 оценки результатов накоплени  регистрирует переполнение порога и вырабатывает сигнал, который поступает на формирователь 4, и последний осуществл ет сбой след щей системы по фазе на ±То в зависимости от результата накоплени  в накопителе 2. Затем снова производитс  измерение амплитуды радиоимпульса уже в новой точке и переходит к режиму устранени  многозначности . Подобна  процедура повтор етс    раз, до тех пор, пока временна  диаграмма сигнала фиг. 2Н и временна  диаграмма стробов устройства устранени  многозначности (фиг. 2 б) не совпадут во времени. Т.е. строб слежени  за фазой сигнала будет отсто ть на 3 То от начала радиоимпульса. В этом случае сигналы на выходе блока 5 вычитани  и усилител  с предельным ограничением бинарного квантовател  1 соответственно будут иметь вид (фиг. 2 п и р) т.е. накопитель 2 в точках стробировани  фиг. 2 е регистрирует внутренние щумы усилител  с предельным ограничением. Блок 3 оценки результатов накоплени  анализирует результат накоплени  и принимает решение об окончании режима устранени  многозначности . Применение устройства в приемоиндикаторах радионавигационных систем позволит производить процедуру разрешени  многозначности в более узкой полосе прие.мника - в насто щее врем  эта процедура осуществл етс  примерно в полосе 20 кГц на уровне 0,5. Уменьшение полосы пропускани  приемника, например, вдвое ( fo.s Ю кГц) снизит крутизну фронта прин того сигнала. НО при этом точность совмещени  стробов с сигналом возрастет за счет увеличени  отношени  сигнал/щум на входе устройства устранени  многозначности. Можно показать , что 75% энергии радиосигнала с колокольной формой огибающей находитс  в пределах полосы А f 2- , т.е. при TU 100 МКС, А 1 10 кГц. При полосе приемника на уровне 0,5 равной 10 кГц энерги  сигнала на выходе последнего уменьшитс  на 25%, однако энерги  шума на выходе приемника (входе устройства ) уменьщитс  вдвое, т.е. отношение энергии сигнала к энергии шума на входе устройства устранени  многозначности возрастает- примерно в 1,5 раза, т.е. шумова  ошибка уменьщитс  на 20%. Кроме того, за, счет исключени  вь1числени  отношени  значений соседних полуволн, отнощение сигнал/ш 1 на входе блока 3 оценки также возрастет.. Таким образом отношение энергии сигнала к энергии шума на в.чоде устройства устранени  многозначности в конечном счете возрастает, что, в свою очередь, повысит точность и надежность устройства. Формула изобретени  1.Устройство дл  устранени  многозначности при фазовых измерени х, содержащее последовательно соединенные бинарный квантователь, накопитель, блок оценки результатс в накоплени  и формирователь импульсов , выход которого соединен с управл ющим входом бинарного квантовател , отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности опознавани  заданного участка радиоимпульса , введены последовательно соединенные экстрапол тор огибающей радиоимпульса и блок вычитани , выход которого соединен с входом бинарного квантовател , причем первый и второй входь экстрапол тора огибающей радиоимпульса соединены соответственно с выходами накопител  и формировател  импульсов. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, экстрапол тор огибающей радиоимпульса состоит из последовательно соединенных преобразовател  код-напр жение, матрицы напр жений и формировател  дискретных значений огибающей радиоимпульса, управл ющий вход и выход которого  вл ютс  соответственно вторым входом и выходом экстрапол тора огибающей радиоимпульса. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3371346, кл. 343-103, 1964.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 432434, кл. G 01 S 1/24, 1972.