SU907585A1 - Аналоговый накопитель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к аналоговым ЗУ и радиолокации и предназначено дл  накоплени  И1ипульсов сигнала на фоне шума, оно может быть использовано дл  защиты радиолокгвд онных станций (РЛС) от несинхронных импульсных помех.

Известны различные аналоговые устротства когерентного и некогерентного накоплени  импульсов .

Из когерентных накопителей одним из наиболее перспективных представл етс  рециркул тор на лннин задержки с частотным сдвигом в цепи обратной св зи. В таком когерентном накопителе суммируютс  по амплитуде импульсы сигнала с различными доплеровскимн сдвигами частоты 1 .

Однако устройства когерентного накоплени  предъ вл ют жесткие требовани  к стабильности приемо-передающей аппаратуры. Дл  нормальной работы накопител  на рециркул торе со сдвигом частоты необходимо, «ггобы набег фазы колебаний сдвигающего гетеродина за период повторени  накапливаемых импульсов (врем  задержки в линии) был кратен 360. Практически это требование вьшолн етс  применением цепи синхронизации или автоподстройкн, существенно усложн ющей накопитель .

Среди некогерентных аналоговых {гакопителей наибольшее распространенне нашли накопителн с динамической пам тью на ультразвуковых лини х задержки (УЛЗ). Дл  переноса спектра сигнала в полосу пропускани  УЛЗ примен етс  модул ци  снгнала с поto мощью гетеродина. После задержкн сигнал детектируетс  2.

Сравнительный анализ известных устройств некогерентного накопнтел  с амплитудной частотой и фазовой модул цией позвол ет лать следующие вьгаоды: требовани  к полосе пропускани  цепи обратной св зи  вл ютс  наиболее жесткими при частотной модул ции и наименее жесткими при амплитудной модул ции несушей; с точки зрени  стабильности

Claims (3)

1. 20 коэффициента усилени  элементов .кольца реци1жул тора худшим  вл етс  накопитель с амплитудной модул цией; наиболее сложной  вл етс  схема накопнтел  с частотной моду390 л цией; наибольша  эффективность всех пере численных выше некогерентных накопителей, оцениваема  отношением сигнал/шум на выходе , достигаетс  при определенном коэффициенте передачи петли обратной св зи. Наиболее близким по технической сущнос ти к предлагаемому  вл етс  аналоговый накопитель , содержащий два детектора, сумматор , умножитель (модул тор), гетеродин и ли нию задержки. Наличие умножител  в цепи обратной св зи обусловлено использованием в качестве элемента пам ти ультразвуковой линии задержки. Видеоимпульсы ойгнала длительностью Ту с выхода первого детектора поступают через сумматор на модул тор. В M дул торе сигнал переноситс  с помощью гетеродина на рабочую частоту УЛЗ. После задер ки в ней на период повторени  Т сигнал переноситс  детектором снова на видеочастоту В результате многократной задержки и сложе ни  с последующими импульсами пачки сигнала осуществл етс  накопление видеоимпульсов сигнала в сумматоре 3. Основнылй недостатками известного накопител   вл ютс  жесткие требовани  к стабилыюсти элементов схемы, а также наличие потерь в отношении сигнал/шум, вьпванное отлишем формы огибающей импульсной характеристики и огибающей пачки сигнала. Первый недостаток обусловлен необхо/шмостью посто нства коэффициента усилени  в цепи обратной . Как показано в источнике (1, даже небольщое увеличе1гие коэффициента усилени  одного из усилителей, ком пенсируюишх ослабление сигиала в УЛЗ. может нарушить услови  устойчивости и вызвать самовозбуждение. Уменьшение же коэффициента передачи одного из элементов накопител  может привести к резкому падению выи рыша, т.е. к снижению его эффективности . Так, например, если это уменьшение вызо вет изменение коэффициента передачи цепи обратной св зи с 0,95 до 0,9, т.е. всего на 5,8%, то максимальный выигрыш упадет с 39 до 19, т.е. более, чем вдвое. Если первый недостаток известного накопител  может быть еще ослаблен за счет автоматической регулировки усилени  в цепи обратной св зи, что существенно усложн ет схему, то второй его недостаток в данной схеме практически неустраним. Огибающа  им пульсной характеристики накопител  имеет экспоненциальную форму, а огибающа  naifKH полезного сигнала совпадает с формой диаграммы направленности РЛС. Как известно, это несовпадение приводит к несогласованной фильтрации сигнала, т.е. к потер м в отноигепии сигнал/шум на выходе накопител . Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости накопител . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналоговый накопитель, содержащий сумматор , накопительный элемент, например элемент задержки, генератор высокой частоты, выход которого соединен с первым входом умножител  частоты, детектор, введены высокочастотный фильтр, фазосдвигатель и низкочастотный фильтр, выход которого  вл етс  выходом накопител , выход детектора соединен с входом низкочастотного фильтра, вход фазосдвигател  и первый вход сумматора  вл ютс  входом накопител  , второй вход сумматора соединен с выходом фазосдвигател , выход сумматора соединен с входом высокочастотного фильтра, выхо;,1 которого соединен с входом детектора и с входом элемента задержки , выход которого подключен к второму входу умножител  частоты, выход которого соединен с третьим входом сумматора. На чертеже изображена функциональна  схема предла1аемого накопител . Накопитель содержит детектор 1, сумматор 2, умножитель 3 частоты, генератор 4 высокой частоты, элемент 5 задержки, высокочастотный фильтр 6, низкочастотный фильтр 7 и фазос.авигатель 8. Сумматор 2, высокочастотный фильтр 6, генератор высокой частоты 4 умножитель частоты 3 и элемент за.ержки 5 образуют рециркул тор. Предлагаемый накопитель функционирует следующим образом. Сигнал с выхода усилител  промежуточной частоты (УПЧ) подаетс  на сумматор 2 непосредственно на радиочастоге (а не через детектор , как в известном). (Три этом отпадает необходимость двойного переноса спектра сигнала с видеочастоты на радио, а затем вновь па видеочастоту, как это делаетс  в известном. Кроме того, в преллагаемом накопителе по вл етс  возможность использовать умножитель и гетеродин пл  слвита сигнала но частоте примерно на ширину спектра одиночного импульса Af(.. Такой сдриг производитс  в цепи обратной св зи рециркуи тора за счет выбора частоты П- гетеродина, равной Р-г 27r.Afj . Разнос по частоте и.мпульсов пачки сигнала и совмещение их во времени позвол ют осуществить согласованную фильтрацию импульсов пачки. Действительно, благодар  включению в цепь рециркул тора высокочастотного фильтра, амплитудно-частотна  характеристика (АЧХ) которого может быть легко согласована с формой огибающей пачки сигнала, на выходе рециркул тора (на выходе фильтра 6) получаетс  взвешенна  сумма рашоимпульсов Uj,(t) |2д.: f). (cosCwj, -ь iOpJt + + .} + sin((ojo + ifiplt + у ) , 590 где d, - весовые коэффициенты, определ емые формой АЧХ высокочастотного фильтра 6; U.(t) - амплитуда i-ro импульса на входе сумматора 2; f . - начальна  фаза i-ro импульса на выходе УПЧ. Суммирование производитс  в течение длительности импульса t у( l/Afg. Разнос каждого из импульсов суммы по спектру на вепкчику Пг 27Г-Af, приводит к тому, что в сумматоре 2 радиоимпульсы оказываютс  ортогональными, т.е. не взаимодействуют точно так же, как не взаимодействуют дв импульса длительностью t, рассбвмвщенные по времени не менее, чем на t j . Таким образом, роль рециркул тора со сдвигом частоты состоит в том, чтобы совмес тить во времени ортогональные импульсы пачки и придать им вес, соответствующий весу импульсов в пачке. С выхода фильтра 6 вапр жение Uv(t) подаетс  на вход детектора 1. При квад рвтмчном детектировании каждое из слагаемых сум мы возводатс  в квадрат. Фильтр детектора 1 не пропускает еоставл йш е низкой частоты tfif./2. При этом, благодар  фазосдвигателю 8, огибающа  каждого импульса га выходе филь тра 6 не зависит от его н чапытой фазы и|; (t) d. .V (t) (cos (( - )t + V,.) + sin {(wo Vtnp)t + . d,V( Поэтому Ш выходе низкочастотмого фильтра 7 выдел етс  налр жеййе иф(0 . (t). 2 ISO Это напр жение отличаетс  от напр жени  на выходе известного накопител  только зта1чеии ми весовых коэффивиеитов d , которые в известном уменьшатотс  по экспоненциальному закону, а в предлагаемом накопителе соответствуют форме пачки радиоислпульсов. Таким образом, в преюгагаемом такопителе обеспечиваетс  большое отношение сигнал /шум, чем в известных, в которых весовые коэффипиенты не согласованы с формой пачки . Одновременно, благодар  частотному сдви гу сигнала , в предлагаемом накопителе существенио снижаютс  требовани  к стабильнос ти коэффициента усилени  элементов цепи об ратной св зи. Действительно, полоса пропуска НИН П рециркул тора ограничена. Частотный сдвиг импульсов генератора 4 приводит к тому , что количество N импульсов суммы ограничено величиной N FI/At- . Остальные импульсы не попадают в полосу пропускани  рециркул тора. В результате этого значительные изменени  коэффициента усилени  его элементов (при наличии частотного сдвига) не нарушают устойчивой работы рециркул тора. В предложенном накопителе нет необходимости в использовании цепей синхронизации или автоподстройки генератора 4, характерных дл  когерентного накопител , так как интегрирование совмещен{ ых во времени импульсов происходит в фильтре нижних частот после детектора, т.е. без учета начальных фаэ. Формула изобретени  Аналоговый накопитель, содержаший сумматор , накопительный злемент, например элемент задержки, генератор высокой частоты, выход которого соединен с первым входом умножител  частоты, детектор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости накопител , в него введены высокочастотный фильтр, фазосдвигатель и низкочастотный фильтр, выход которого  вл етс  выходом накопител , выход детектора соединен с входом низкочастотного фильтра, вход фазосдвигател  и первый вход сумматора  вл ютс  входом накопител , второй вход сумматора соединен с выходом фазосдвигател , выход сумматора соединен с входом высокочастотного фильтра, выход которого соединен с входом детектора и с входом элемента задержки, выход которого подключен к второму входу умножител  частоты, выход которого соединен с третьим входом сумматора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лезин Ю. С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. Накопитель с экспоненциально весовой функцией. М., Советское радио, 1969.
2. 2.Патент США N 3201705, кл. G 11 С 27/00. опублик. 1965.
3. 3.Труды РКИИГА им. Ленинского комсомола . Вьш. 186, Рига, 1971, с. 61 (прототип).