SU902268A1 - Устройство дл обработки многолучевого широкополосного сигнала - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО дл  ОБРАБОТКИ МНОГОШЧЕВОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и предназначено дл  когерентного сложени  полезных эффектов от каждой из множества однолучевых компонент принимаемого импульсного сигнала , который в процессе распространени  приобрел многолучевой характер.

Известно устройство-конвольвер, содержащее линию задержки, на противоположные выводы которой подаютс  соответственно входной сигнал и опорное колебание, встречные волны которых перемножаютс  в каждой точке за счет нелинейности ее погонных параметров, а также из распределенного вдоль линии интегрирующего внешнего электрода, нагруженного на резонансный контур СИ.

Недостатками устройства  вл ютс  усложн ющее конструкцию наличие распределенного вдоль всей линии интегрирующего электрода и функциональна  применимость лишь дл  обработки или одного из лучей

пришедшего сигнала, или такой компактной их группы, врем  многолучевого раст жени  которой достаточно мало по сравнению с периодом несущего колебани  и поэтому еще не приводит к взаимному интерференционному гашению компонент группы при интегрировании вдоль линии посредством ее электрода.

Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства при сигнале с неразрешимой за врем  его раст жени  многолучевостью.

. Дл  этого в устройстве дл  обработки многолучевого широкополое- . ного сигнала, содержащем линию задержки, первый вход которой соединен с источником опорного сигнала, а второй вывод с противоположной стороны ее  вл етс  входом дл  входного сигнала, и резонансную нагрузку , к .третьему выводу линии задержки со стороны второго ее ввода под .ключена резонансна  нагрузка. 390 На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема устройства дл  обработки многолучевого широкополосного сигнала; на фиг. 2 - частотные спектры колебаний. Устройство содержит линию 1 задержки, с одной стороны которой имеетс  вывод 2 дл  подключени  принимаемого и подлежащего коррел ционной обработке сигнала, а с другой - вывод дл  колебаний местного опорного источника 3. Кроме того, со стороны вывода 2 имеетс  также вы вод, предназначенный дл  подключени  к устройству резонансной нагрузки k. Устройство работает следующим образом. Поступивший с радиотрассы многолучевой сигнал, однолучевую компонен ту которого запоздавшую на врем  t относительно ожидаемого момента прихода , обозначим выражением SU- Т) bCt-c)cob oJsU-t), имеет несущую частоту и) и модулирован по амплитуде в соответствии с известными также и на приеме адресными (не содержащими информации) признаками S(t), чему в его спектре соответствует наличие двух симметрич ных боковых полос. Этот сигнал подаетс  на вывод 2 линии 1 задержки, в которой указанна  компонента образует бегущую волну $U-C-4-) S(t-t-:)cOSCUsU-C-|-), где t - продольна  координата произвольной точки длинной линии; V - скорость распространени  в ней волновых процессов в отсутствие дисперсии (послед нее усилие равнозначно линей ности фазовой характеристики линии). С противоположной стороны на лини 1 задержки от источника 3 подают местное опорное колебание, в котором содержатс  все известные заранее адресные параметры ожидаемого сигнал Это колебание получают в результате амплитудной балансной модул ции имеющейс  на приеме копией сигнала местных гармонических колебаний более высокой (по сравнению с сигналом опорной частоты uJa- Этому процессу соответствует спектр из двух боковых олос (уже без упом нутой опорной астоты, т.е. без несущей) со средими поднесущими частотами cJa-OJ а/ +(, имеющими, в свою очередь, о две боковые полосы, обусловленые упом нутой адресной модул цией. В линию 1 задержки такое опорное олебание образует встречную по отошению к сигналу волну а U f) А ( +: ) cos (u)a- u)s)(t |) + cos luJa+u))j. Нелинейность погонных параметров распределенной системы приводит квозникновению в каждой ее точке олебаний, которые пропорциональны роизведению выражений (1) и (2), озведенному в общем случае в некоорую степень ()albf)-sa-c-ff где показатель степени может принимать значени  ,1,2 ..., значение св зано с по влением в линии 1 задержки посто нной составл ющей тока (нулева  частота) и соответст- вует детекторному эффекту,что не представл ет в данном случае интереса . Случай соответствует простому перемножению, в котором интерес могли бы представл ть лишь колебани  со средней частотой tJoi , образование которых иллюстрируетс  (фиг.2) двум  сплошными наклонными стрелками f A()-; Hsi , s(t-t-4-) ) COS uJaCt -f). Колебани  этой частоты и).  вл ютс  суммарной частотой по отношению к нижней поднесущей и частоте сигнала , но разностной по отношению к верхней поднесущей и частоте сигнала . Они образуют волну, бегущую совместно с волной опорного колебани  навстречу волне сигнала, не зависимо от значени  отклонени  от среднего значени  момента времени прихода рассматриваемой однолучевой его компоненты (обозначенного буквой f , не вошедшей поэтому в аргумент косинуса , возникающий в устройстве ; волны этого BbicoR64acTOTHoro колебани  cJci ). Действие данного устройства осн вано на использовании случа  п 2 дл  реализации которого требуетс  наличие квадратичной зависимости, погонных реактивных параметров линии от напр жени  распростран ющих с  в ней волн, что обычно имеет место. Этот случай позвол ет выделить из выражени  (3) колебание частоты 2 и)1, численное значение которого может быть описано величиной, пропорциональной выражению )-s(t-t-4)f cos2a;a(t«-l.). Дл  волны этого колебани  удвоен ной опорной частотой, место спектра которого (фиг. 2) показано дугообразной стрелкой, также характерна инвариантность по отношению к разбросу моментов прихода отдельных однолучевых компонент сигнала. Одна ко в отличии от предыдущего случа  () фаза этого колебани  при пере мещении вдоль линии не претерпевает скачкообразных перемен на 180, измен  сь только а соответствии с требуемым законом бегущей волны и совместно с бегущей волной опорного колебани . Благодар  этому, в устройстве возникает полезный процесс накоплени  когерентного суммировани  эффек тов от каждой из множества коррел ционно обработанных однолучевых компонент приход щего сигнала, начи нающегос  обработкой наиболее ранне го луча вблизи входа источника 3 и кончающегос  обработкой наиболе позднего луча, только поступившего сигнала на вывод 2 линии 1 задержки Окончательно обработка всей суммы результатов перемножени  и возведени  в квадрат встречных парциальных волн многолучевого сигнала и опорного колебани  завершаетс  в соответствии с требовани ми коррел ционной обработки, усреднением во вре мени (интегрированием), котора  и осуществл етс  в резонансной нагрузке k настроением на частоту выде л емых колебаний Su. Сумма как по всему множеству однолучевых компонент сигнала, хара 686 теризуемому. некоторой весомой функцией их распределени  по pta36pocy моментов прихода jM(t), так и по всей длине L линии задержки, с учетом выполнени  фазировани  колебаний (5) по закону бегущей волны, при условном приведении начала отсчета фазы к средине линии задержки, может быть представлена выражением R{t).cos2a at, где весьма медленна  функци  времени Т г .rviou R(t)-| J Cj4(T).(t)-s(l-t-a|-) описывает амплитудное значение образующихс  в устройстве полезных колебаний частоты 2aJct, оптимально суммируемым с весом. Максимально достижимое значение амплитуды (6) этих колебаний, селектируемых в резонансной нагрузке на частоте , зависит от выбора закона адресной амплитудной модул .ции сигнала S(t), степени соответстви  ему закона fk(t) местных опорных колебаний при заданном времени многолучевого раст жени  сигнала на трассе, равной Выделение в резонансной нагрузке А описанных полезных колебаний часто ты затруднено тем, что в ней же имеют место относительно интенсивные колебани  этой же частоты,. образующиес  как колебание на суммарной частоте обеих поднесущих Ctia- (u)) 2«)ci На фоно. этого колебани  полезные колебани  про вл ютс  в виде неглубокой амплитудной модул ции при условии импульсного характера работы всей системы (св зи, локации и т.д.). Дл  выделени  этих полезных колебаний , про вл ющихс  в виде упом нутой огибающей, целесообразно использовать принцип синхронного детектировани , практическа  реализаци  которого легко осуществима именно в предлагаемом устройстве ввиду наличи  на приеме источника опорных колебаний частоты Ыа а значит и . Лини  1 задержки устройства  вл етс  наиболее существенной его частью и Практически может быть выполнена на базе технически поверхностных акустических волн или же в виде полосковой.линии, например, с ди электрическим заполнением типа титаната бари , имеющего огромное значение диэлектрической проницаемости, а также в виде кабел  с заполнением любым материалом, намного замедл ющим распространение в немволн.

Врем  задержки при этом должно соответствовать времени многолучевого раст жени  сигнала на трассе, котора  обычно составл ет единицы или дес тки микросекунд и должно учитывать также врем  взаимной коррел ции огибающих сигнала дл  опорного колебани .

Отмеченное в св зи с выражением (1) требование отсутстви  в линии 1 задержки  влени  дисперсии должно выполн тьс  во всём используемом диапазоне частот ота) и до 2cUct , что может соответствовать перекрытию в несколько октав.

Среднюю частоту опорных колебани CUai следует выбирать по возможности выше частоты сигнала (Jj из соображений обеспечени  попутного полезного параметрического усилени  в

распределенном варианте и при нетрадиционном использовании опорных коле- : баний дл  адресной накачки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  обработки многолучевого широкополосного.сигнала, Содержащее линию задержки, первый вывод которой соединен с источником рпорного сигнала, а второй вывод с ИротивопЬложной стороны ее  вл етс  выходом дл  входного сигнала , и резонансную нагрузку, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства при сигнале с неразрешимой за врем  его раст жени  многолучевостью к третьему выводу линии задержки со стороны второго ее вывода подключена резонансна  нагрузка.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1« Каринский С.С. Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах. М., Советское радио, 1975. с. 217. рис. 78.