SU741743A1

SU741743A1 - Self-phasing array

Info

Publication number: SU741743A1
Application number: SU782675859A
Authority: SU
Inventors: В.В. Шкирятов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7287
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1986-07-30

Abstract

САМОФАЗИРУЩАЯСЯ АНТЕННАЯ . РЕШЕТКА, содержаща последовательно соединенные п приемных элементов, h смесителей, блок формировани суммарного и разностного сигналов и усилители промежуточной частоты суммарного и разностного сигналов, а также блок выделени информации, выполненный в виде последовательно соединенных синхронного .детектора, согласованного фильтра и декодера, канал автоподстройки частоты, выполненный в виде последовательно соединенных . частотного детектора, первого фильтра-экстрапол тора и управл емого генератора , каналавтоподстройки по угловому положению приход щего сигнала , выполненный в виде последова .тельно соединенных второго фиэтьтраэкстрапол тора и формировател управл ющего кода,- управл емые фазовращатели , выходы которых подключены к входам смесителей, а входы - к выходам каналов автоподстройки частоты н автосопровождени по угловому положению приход щего сигнала, и фазовый детектор, выход которого соединен с входом второго фильтра-экстрапол тора , отличающа с тем, что, с целью повышени помехозащищенности , введены три перемножител с соответствующими полосовыми фильтрами на выходах, демодул тор и цепь из последовательно соединенных дополнительного фазового детектора , третьего фильтра-экстрапол тора , генератора тактовой частоты и функционального генератора, при этом вход усилител промежуточной частоты суммарного сигнала подключен к входам первого и второго перемножителей, выход усилител промежуточной частоты разностного сигнала подсоединен к входу третьего перемножител , выходы (Л первого и третьего полосовых фильтров подсоединены к входам основного и дополнительного фазовых детекторов, выход второго полосового фильтра подсоединен к другим входам обоих фазовых детекторов, входу блрка выделени информации и через демодул тор к входу канала автоподстройки частоты , один выход функционального гене ратора подсоединен к другому входу 4 первого перемножител , другой - к 00 входам второго и третьего перемножителей , третий выход функционального .ератора подсоединен к входам деког ера и согласованного фильтра, а второй вход синхронного детектора соединен с выходом демодул тора.SELF-PHASING ANTENNA. A GRID containing serially connected n receiving elements, h mixers, a sum and difference signal generating unit and amplifiers of the intermediate frequency of the sum and difference signals, as well as an information extraction unit made in the form of serially connected synchronous detector, matched filter and decoder, an auto-tuning channel , made in the form of serially connected. a frequency detector, a first filter extrapolator and a controlled oscillator, a tuning channel for the angular position of the incoming signal, made in the form of successively connected second optical extractor and a control code generator, the controlled phase shifters whose outputs are connected to the mixer inputs, and the inputs to the outputs of the auto-tuning channels on the auto-tracking of the angular position of the incoming signal, and the phase detector, the output of which is connected to the input of the second extrapolation filter Pa, characterized in that, in order to improve the noise immunity, three multipliers with corresponding bandpass filters at the outputs, a demodulator and a circuit consisting of series-connected additional phase detector, a third extrapolator filter, a clock frequency generator and a function generator, are introduced, while the input the amplifier of the intermediate frequency of the sum signal is connected to the inputs of the first and second multipliers, the output of the amplifier of the intermediate frequency of the difference signal is connected to the input of the third p a multiplier, outputs (L of the first and third band-pass filters are connected to the inputs of the main and additional phase detectors, the output of the second band-pass filter is connected to the other inputs of both phase detectors, the input of the information extraction block and through the demodulator to the input of the frequency control channel, one output of the functional generator connected to another input 4 of the first multiplier, the other to the 00 inputs of the second and third multipliers, the third output of the function generator is connected to the inputs of the decoder and matches connected filter, and the second input of the synchronous detector is connected to the output of the demodulator.

Description

Изобретение относитс к радиотех нике и может использоватьс в системах св зи.The invention relates to radio engineering and can be used in communication systems.

Известна самофазирующа с антенна решетка, содержаща последовательно соединенные п приемных элементов , h смесителей, блок формировани суммарного и разностного сигналов и усилители промежуточной частоты суммарного и разностного сигналов, а также блок выделени информации, выполненньй в ввде последовательно соединенных синхронного детектора, согласованного фильтра и декодера,A grid that is self-phased with an antenna is known, containing successively connected n receiving elements, h mixers, a sum and difference signal generating unit and intermediate amplifiers of the sum and difference signals, as well as an information extraction unit, made in series of connected synchronous detector, matched filter and decoder,

канал автоподстройки частоты, выполненный в виде последовательно соединенных частотного детектора, первого фильтра экстрапол тора и управл емого генератора, канал автоподстройкн по угловом - положению приход щего сигнала, выполненный в виде последовательно соединенных второго фильтра-экстрапол тора и формировател управл ющего кода, управл емые фазовращатели , выход| 1 которых подключены к входам смесителей, а входы - к . выходам каналов автоподстройки частотый автосопровождени по угловомуan auto-tuning frequency channel, made in the form of a serially connected frequency detector, a first extrapolator filter and a controlled oscillator; an angle auto-tuning channel based on the position of the incoming signal, made in the form of a serially connected second filter-extrapolator and a control code generator, controlled phase shifters exit | 1 of which are connected to the inputs of the mixers, and the inputs to. auto-leveling channels frequency auto-tracking by angular

положению прих:од щего сигнала, и фазовый детектор, выход к:оторого соединен с входом второго фильтра-экстрапол тора . I ,the position of the xix: one signal, and the phase detector, output k: is costly connected to the input of the second filter-extrapolator. I,

Однако известна антенна решетка имеет сравнительно невысокую помехозащищенность .However, the known antenna array has a relatively low noise immunity.

. Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности. Дл этого. The aim of the invention is to improve the noise immunity. For this

в самофазирующуюс антенную решетку, содержащую последовательно соединенные п приемных элементов, h смесителей , блок формировани суммарного и разностного сигналов и усилители промежуточной частоты суммарного и разностного сигналов, а также блок выделени информации, выполненный в виде последовательно соединенных синхронного детектора, согласованного фш1ьтра и декодера, канал автоподстройки частоты, выполненньй в виде последовательно соединенных частотного детектора, первого фильтразкстрапол тора и управл емого генератора , канал автосопровождени по угловому положению приход щего сигнала , выполненный в виде последовательно соединенных второго фильтраэкстрапол тора и формировател управ л ющего кода, управл емые фазовращатеЛИ , выходы которых подключены к входам смесителей, а входы - к выходам каналов автоподстройки частоты и автосопровождени по угловому положению приход щего сигнала, и фазовый детектор, выход которого соединен с входом второго фильтра-экстрапол тора , введены три перемножител с соответствукнцими полосовыми фильтрами на выходах, демодул тор и цепь из последовательно соединенных дополнительного фазового детектора, третьего фипьтра-экстрапол тора, генератора тактовой частоты и функционального генератора, при этом выход усилител промежуточной частоты суммарного сигнала подключен к входам первого и второго перемножителей, выход усилител промежуточной частоты разностного сигнала подсоединен к входу .третьего перемножител , выходы первого и третьего полосовых фильтров подсоединены к входам основного и дополнительного фазовых детекторов, выход второго полосового фильтра подсоединен к другим входам обоих фазовых детекторов, входу блока выделени информации и через демодул -. тор - к входу канала автоподстройки частоты, один выход функционального генератора подсоединен к другому входу первого перемножител , другой к входам второго и третьего перемножителей , третий выход функционального генератора подсоединен к входам декодера и согласованного фильтра, а второй вход синхронного детектора соединен с выходом демодул тора. Iinto a self-phased antenna array containing serially connected p receiving elements, h mixers, a sum and difference signal shaping unit and intermediate amplifiers of the sum and difference signals, as well as an information separation unit made in the form of a series-connected synchronous detector, matched f-tra and decoder, channel auto-tuning of the frequency, made in the form of a serially connected frequency detector, a first filter strap and a controlled oscillator, The autotransport on the angular position of the incoming signal, made in the form of serially connected second filter extractor and driver of the control code, controlled by the phase shifter, the outputs of which are connected to the inputs of the mixers, and the inputs to the outputs of the channels of frequency control and autotransport on the angular position of the incoming signal, and the phase detector, the output of which is connected to the input of the second filter-extrapolator, introduced three multipliers with corresponding band-pass filters at the outputs, The modulator and the circuit are connected in series with an additional phase detector, a third fipetra extrapolator, a clock frequency generator, and a function generator; the output of the intermediate frequency amplifier of the sum signal is connected to the inputs of the first and second multipliers, and the output of the intermediate frequency amplifier is connected to the input. the third multiplier, the outputs of the first and third band-pass filters are connected to the inputs of the main and additional phase detectors, the output of the second The moose filter is connected to the other inputs of both phase detectors, the input of the information extractor unit and through a demodule. the torus is connected to the input of the frequency locked channel, one output of the function generator is connected to another input of the first multiplier, another to the inputs of the second and third multipliers, the third output of the function generator is connected to the inputs of the decoder and matched filter, and the second input of the synchronous detector is connected to the output of the demodulator. I

На чертеже приведена структурна The drawing is structural

электрическа схема предложенной ан-тенной решетки.electrical circuit of the proposed lattice.

Самофазирующа с антенна решетка содержит h приемных элементов 1, п смесителей 2, блок 3 формировани суммарного и разностного сигналов, усилители 4 и 5 промежуточной частоты суммарного и разностного сигналов соответственно, три перемножи тел 6-8, три полосовых фильтра 9,The self-phased array has h receiving elements 1, n mixers 2, a sum and difference signal generating unit 3, amplifiers 4 and 5 of the intermediate frequency of the sum and difference signals, respectively, three multiples 6-8, three band-pass filters 9,

10, 11, фазовый детектор 12, дополнительный фазовый детектор 13, генератор 14 тактовой частоты, функциональный генератор 15, демодул тор 16, блок 17 выделени информации, состо щий из синхронного детектора 18, согласованного фильтра 19 и декодера 20, канал 21 автоподстройки частоты , состо щий из частотного детектора 22, первого фильтра-экстрапол тора 23 и управл емого генератора 24, канал 25 автосопрово здени по угловому положению приход щего сигнала , состо щий из второго фильтраэкстрапол тора 26 и формировател 27 управл ющего кода, управл емые фазовращатели 28 и третийфильтрэкстрапол тор 29.10, 11, phase detector 12, additional phase detector 13, clock frequency generator 14, function generator 15, demodulator 16, information extractor 17, consisting of synchronous detector 18, matched filter 19 and decoder 20, frequency control channel 21, consisting of a frequency detector 22, a first filter-extrapolator 23 and a controlled generator 24, an auto-tracking channel 25 by the angular position of the incoming signal, consisting of a second filter-extractor 26 and a control code generator 27 ovraschateli tretiyfiltrekstrapol 28 and 29 torr.

Самофазирующа с антенна решетка работает следующим образом.Self-phased antenna array operates as follows.

Сигналы, прин тые приемными элементами 1, поступают насмесители 2 куда одновременно поступают колебани от управл емого генератора 24, замыкающего контур автоподстройки частоты суммарного канала. Этот контур включает блок 3, усилитель 4, перемножитель 7, полосовой фильтр 10, демодул тор 16 и канал 21. Поступающий на управл емьш генератор 24 сигнал измен ет его частоту так, что сигнал рассогласовани на выход частотного детектора 22 стремитс к нулю. При этом частота управл емого генератора 24 с точностью до фазового сдвига соответствует частоте входного сигнала, принимаемого центральным приемным элементом 1 антенной рещетки.The signals received by the receiving elements 1 enter mixers 2 where at the same time oscillations come from the controlled oscillator 24, which closes the circuit of the total frequency channel. This circuit includes block 3, amplifier 4, multiplier 7, band-pass filter 10, demodulator 16 and channel 21. The signal arriving at the control oscillator 24 changes its frequency so that the error signal at the output of frequency detector 22 tends to zero. At the same time, the frequency of the controlled oscillator 24 with the accuracy of the phase shift corresponds to the frequency of the input signal received by the central receiving element 1 of the antenna array.

В результате перемножени суммарного сигнала с синфазным опорньгм сигналом функционального генератора 15 на выходе перемножител 7 вьщелкетс синусоидальное колебание промежуточной частоты, модулированное только информационными символами, из которого в демодул торе 16 формируетс гармоническое колебание, частота которого пропорциональна час тотному рассогласованию входного сигнала относительно управл емого генератора 24.As a result of multiplying the sum signal with the in-phase reference signal of the function generator 15, the output of multiplier 7 produces a sinusoidal intermediate frequency oscillation modulated only by information symbols, from which harmonic oscillation is generated in demodulator 16 relative to the frequency difference of the input signal relative to the controlled oscillator .

Контур автоподстройки суммарного сигнала по задержке содержит синфазный и квадратурный каналы, формируемые соответственно перемножителем 7 с полосовым фильтром 10 и перемножителем 6 с полосовым фильтром 9, сигналы с которых формируют на выходе дополнительного фазового детектора 13 сигнал, инвариантный относительно фазовой модул ции суммарного сигнала информационными символами. Этот сигнал, пропорциональный временному рассогласованию огибающей входного сигнала относительно сигнала огибающей , генерируемого функциональным генератором 15, через третий фильтрэкстрапол тор 29 управл ет частотой генератора 14 таким образом, что временное рассогласование огибающей входного сигнала и сигнала функционального генератора 15 по задержке стремитс к нулю. При этом на выходе полосового фильтра 10 формируетс суммарный сигнал с максимальной амплитудой . Выходной сигнал фазового детектора 12, также инвариантный относительно фазовой модул ции разностного сигнала информационными символами и пропоЩнональный угловому рассогласованию прихода временного сигнала, поступает во второй фильтр-экстрапо л тор 26, формирующий оценку § угловых координат, сигнал с которого подаетс на формирователь 27. Формирователь 27 управл ет управл емыми фазовращател ми 28, обеспечива в установившемс режиме компенсацию фазового сдвига любого приемного элемента 1 антенной решетки относительно центрального . Суммарный сигнал синфазного канала поступает также на вход синхронного детектора 18, на торой вход которого с выхода демодул тора 16 поступает опорный гармонический сигнал. В результате на выходе синхронного детектора 18 выдел ютс сигналы , соответствующие закону модул ции информационных символов. Эти сигналы поступают на вход сЬгласованного фильтра 19, работа которого синхронизируетс функциональным генератором 15. Выходные сигналы согласован ного фипьтра 19 поступают на вход декодера 20, также синхронизируемого функциональным генератором 15.The self-tuning loop of the total delay signal contains in-phase and quadrature channels formed by multiplier 7 with band-pass filter 10 and multiplier 6 with band-pass filter 9, the signals from which form a signal at the output of the additional phase detector 13 that is invariant with respect to phase modulation of the total signal by information symbols. This signal, proportional to the temporal mismatch of the envelope of the input signal relative to the envelope signal generated by the function generator 15, controls the frequency of the oscillator 14 through the third filter-extractor 29 so that the time error of the envelope of the input signal and the signal of the function generator 15 tends to zero. Thus, at the output of the bandpass filter 10, a sum signal with a maximum amplitude is formed. The output signal of the phase detector 12, also invariant with respect to the phase modulation of the difference signal by the information symbols and the projection of the angular mismatch of the arrival of the time signal, is fed to the second filter extrapolator 26, which forms an estimate of the angular coordinates, the signal from which is fed to the driver 27. Shaper 27 controls the controlled phase shifters 28, providing in steady state the phase shift compensation of any receiving element 1 of the antenna array relative to the central . The sum signal of the common-mode channel is also fed to the input of the synchronous detector 18, to the second input of which from the output of demodulator 16 receives a reference harmonic signal. As a result, the signals corresponding to the modulation law of information symbols are extracted at the output of the synchronous detector 18. These signals are fed to the input of the conventional filter 19, whose operation is synchronized by the functional generator 15. The output signals of the matched fiber 19 are fed to the input of the decoder 20, also synchronized by the functional generator 15.

Предложенна самофазирующа антенна рещетка позвол ет существенно повысить помехоустойчивость канала передачи информации и обладает существенной помехопроницаемостью от внешних гармонических помех.The proposed self-phasing antenna lattice can significantly improve the noise immunity of the information transmission channel and has significant noise permeability from external harmonic interference.

Claims

SELF-PHASEING ANTENNA.

A LATTICE containing η receiving elements and mixers connected in series, a sum and difference signal generation unit and intermediate and difference signal intermediate frequency amplifiers, as well as an information extraction unit made in the form of a synchronous detector, a matched filter and a decoder, a frequency lock channel, made in the form of series-connected. a frequency detector, a first filter-extrapolator and a controlled generator, a channel for automatically adjusting the angular position of the incoming signal, made in the form of series-connected second filter extrapolator and a driver of the control code, · controlled phase shifters, the outputs of which are connected to the inputs of the mixers, and the inputs to the outputs of the channels of automatic frequency control and auto tracking according to the angular position of the incoming signal, and a phase detector, the output of which is connected to the input of the second filter-extrapolator, from The reason is that, in order to increase the noise immunity, three multipliers with corresponding bandpass filters at the outputs, a demodulator and a circuit from an additional phase detector, a third extrapolator filter, a clock generator and a functional generator are connected in series, while the input of the intermediate frequency amplifier total the signal is connected to the inputs of the first and second multipliers, the output of the intermediate-frequency amplifier of the difference signal is connected to the Q input of the third multiplier, the outputs of the first and third bandpass filters are connected to the inputs of the main and additional phase detectors, the output of the second bandpass filter is connected to the other inputs of both phase detectors, to the input of the information isolation block and through the demodulator to the input of the frequency control channel, one output of the functional generator is connected to the other input of the first multiplier , the other - to the inputs of the second and third multipliers, the third output of the functional

SU <„> 741743. Of the radiator is connected to the inputs of the deco, dera and matched filter, and the second input of the synchronous detector is connected to the output of the demodulator.

¹ 741743