Устройство для измерения длительности радиоимпульса с линейной частотной модуляцией

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСА С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее первьй амплитудньш детектор. Счетчик, выходы разрядов которого являются вькодами устройства, а вход счетчика соединен с выходом вентиля, первьй и второй входы которого соединены с выходами соответственно триггера и генератора образцовой частоты, отличающееся тем, что, с делью повьш1ения точности измерения, в него введены второй амплитудный детектор, элемент ИЛИ, первый и второй пороговые элементы, первый и второй полосовые фильтры, генератор пилообразного напряжения, управляемый генератор, конвольвер, элемент задержкиj дисперсионная линия задержки, фильтр нижних частот, первый и второй смесители , умножитель частоты и гетеродин , выход которого соединен с первым входом первого смесителя .и через умножитель частоты - с первым входом, второго смесителя, второй вход которого является входом устройства , а выход через фильтр нижних частот подключен к второму входу первого смесителя, выход которого через первьй полосовой фильтр соединен с входами элемента задержки и дисперсионной линии задержки, выход последней через последовательно соединенсл ные первые амплитудньй детектор и пороговьй элемент подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу запуска генератора пилообразного напряжения , выход которого через управляемый генератор соединен-с первым входом конвольвера, второй вход которого подключен к выходу элемента со задержки, а выход через последоваOD САР тельно соединенные вторые полосовой фильтр, амплитудньй детектор и пороговьй элемент соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) 1) С 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3744364/24-21 (22) 28.05.84 (46) 23, 11.85. Бюл. N - 43 (71) Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г.Шевченко (72) В.Л.Макаров и С.А.Волченков (53) 681 . 31 7 .. 77 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 662883, кл. G 04 F 10/04, 1978.

Карпов P.Ã. и Карпов P.Í. Электрорадиоизмерения. — М.: Высшая школа, 1978, с. 175, рис. 10.8. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСА С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее первый амплитудный детектор, счетчик, выходы разрядов которого являются выходами устройства, а вход счетчика соединен с выходом вентиля, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно триггера и генератора образцовой частоты, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй амплитудный детектор, элемент ИЛИ, первый и второй пороговые элементы, первый и второй полосовые фильтры, генератор пилообразного напряжения, управляемый генератор, конвольвер, элемент задержки, дисперсионная линия задержки, фильтр нижних частот, первый и второй смесители, умножитель частоты и гетеродин, выход которого соединен с первым входом первого смесителя,и через умножитель частоты — с первым входом второго смесителя, второй вход которого является входом устройства, а выход через фильтр нижних частот подключен к второму входу первого смесителя, выход которого через первый полосовой фильтр соединен с входами элемента задержки и дисперсионной линии задержки, выход послед- 9 ней через последовательно соединен ные первые амплитудный детектор и пороговый элемент подключен к перво- („„ му входу элемента ИЛИ и входу запусь ка генератора пилообразного напряже- Я ния, выход которого через управляемый генератор соединен-с первым входом конвольвера, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход через последовательно соединенные вторые полосовой фильтр, амплитудный детектор и пороговый элемент соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера.

1193631

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет повышения точности фиксирования переднего и заднего фронта импульса при повышенной зашумленности измеряемого сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и

3 — эпюры, поясняюще работу устройства.

Устройство содержит два амплитудных детектора 1 и 2, вентиль 3, ге" нератор 4 образцовой частоты, счетчик 5, смесители 6 и 7, гетеродин 8, умножитель 9 частоты, фильтр 10 нижних частот, полосовые фильтры 11

12, дисперсионную линию 13 задержки, линию 14 задержки, конвольвер 15, триггер 16 пороговые элементы 17 и 18, элемент ИЛИ 19, генератор 20 пилообразного напряжения, управляемый генератор 21.

Первый вход смесителя 6 соединен с входной шиной устройства, Выход гетеродина 8 через умножитель 9 подключен к первому входу смесителя б и непосредственно к первому входу смесителя 7, выход которого через полосовой фильтр 11 подключен к входам линий 13 и 14 задержки, входная шина подключена к второму

"входу смесителя 6, выход которого через фильтр 10 подключен к второму входу смесителя 7, выход линии 13 задержки через последовательно соединенные амплитудный детектор 1 и пороговый элемент 18 подключен к первому входу элемента ИЛИ 19 и че-, рез последовательно соединенные генераторы 20 и 21 к первому входу конвольвера 15, второй вход которого соединен с выходом линии 14 задержки, а выход через последовательно соединенные полосовой фильтр 12, амплитудный детектор 2 и пороговый элемент 17 подключен к второму входу элемента ИЛИ 19, выход которого через триггер 16 соединен с первым входом вентиля 3, второй вход которого подключен к выходу генератора 4 образцовой частоты, а выход— к входу счетчика 5, выход которого является выходной шиной устройства.

В устройстве использованы известные узлы, которые реализуются по общепризнанным схемам„

Устройство для измерения длительности радиоимпульса с линейной час-. тотной модуляцией (ЛЧМ) работает следующим образом, В исходном состоянии гетеродин 8 вырабатывает гармоническое колебание, умножитель 9 частоты увеличивает значение частоты гетеродина 8 до величины несущей частоты измеряемого ЛЧМ-радиоимпульса. Генератор 4 образцовой частоты формирует непрерывную последовательность счетных импульсов. Вентиль 3 по второму входу закрыт, т.е. счетные импульсы с выхода генератора 4 образцовой частоты не поступают на вход счетчика 5. Генератор 20 пилообразного напряжения находится в.ждущем режиме, При поступлении на вход устройства радиоимпульса с ЛЧМ (фиг, 2с и

Зп), а именно на второй вход смесителя б, последний образует колебание сложного вида с нулевым биением в средине радиоимпульса (фиг. 2о), т.к. частота на первом входе смесителя б соответствует несущей частоте ЛЧМ-радиоимпульса. Фильтр 10 частот выделяет колебание разностной частоты („„, †. „), при этом на им его выходе формируется сигнал с V образным законом изменения частоты на нулевой несущей частоте (фиг, 2 ).

С выхода фильтра 10 нижних частот сигнал e Y -образным законом изменения частоты поступает на вход смесителя 7, на другой вход которого подается гармоническое колебание с выхода гетеродина 8 (фиг, 2g) По= лосовой фильтр 11, подключенный к выходу смесителя 7, выделяет результат суммирования частот 4 + 1„ (фиг. 2 p), т, е. увеличивает значение несущей частоты импульса с 1 -образным законом. С выхода полосового фильтра 11 радиоимпульс поступает на дисперсионную линию 13 задержки, дисперсионная характеристика которой имеет противоположный наклон по отношению к левой ветви 1 -образного закона изменения частоты или соответствует наклону правой ветви It -образного закона. (фиг. 2 ), причем значение нижней частоты полосы пропускания дисперсионной линии 13 задержки равно величине частоты гетеродина 8. Дисперсионная линия 13 задержки осуществляет сжатие во времени левой половины 7 -образного радиоимпульса, Амплитудный детектор 1 выделяет огибающую сжатого сигнала (фиг. 2е).

При этом длительность сжатого импульса на нулевом уровне в пределах главного лепестка

1„,.,„, = 2.2й| (1) или в относительных величинах по отношению к длительности измеряемого сигнала ц, /(о,5 1„} = 2 ° 2 ? /(ь | ° 4 „}, (2) где. 1» — длительность измеряемого радиоимпульса; — девиация частоты измеряемого радиоимпульса,"

И- » — база ЛЧМ-сигнала, коэффициент 2 в (I) и (2) появляется в связи с формированием из ЛЧМ-радиоимпульса,. сигнала с )2 -образным законом изменения частоты.

Амплитуда сжатого по времени импульса увеличивается по сравнению, с измеряемым сигналом в.) а2 а„ /

/2 раз. Коэффициент 2 появляется в связи с использованием А 1 /2 и

/2 основного измеряемого радиоимпульса при сжатии по времени. Так как нижняя частота полосы пропуска-!

)ния дисперсионной линии 13 задержки равна значению частоты гетеродина, то все гармонические компоненты левой ветви -образного сигнала синфазно складываются в момент врег, мени, соответствующий т /2, т.е. средине ЛЧМ-радиоимпульса. Таким образом, сжатый сигнал (фиг. 2e) появляется в момент времени ц /2, а амплитудой в ak . 2 „ /2 раз выше амплитуды измеряемого радиоимпульса и с длительностью в

8/(Д1 -1„) раз меньше длительности

ЛЧМ радиосигнала.

Пороговый элемент 18, включенный последовательно с амплитудным детектором 1 ограничивает сжатый сигнал снизу на уровень боковых лепестков.

С выхода порогового элемента 18 сжатый сигнал по первому входу элемента ИЛИ 19 поступает на счетный вход, триггера 16, который опрокидывается и открывает вентиль 3 по

:первому входу (фиг. 2))). При этом счетные импульсы с выхода генератора 4 образцовой частоты по второму входу вентиля 3 поступают на вход счетчика 5, который их подсчитывает (фиг. 2k).

193631 1

Кроме этого, сжатый сигнал (фиг. 2e) с выхода порогового элемента 18 запускает генератор 20 пилообразного напряжения, который управляет работой генератора 21, Последний вырабатывает радиоимпульс с ЛЧМ (фиг. 2 ), причем наклон закона изменения частоты противополо-. жен наклону правой ветви Y -образного закона (фиг. 22). Начальная частота генератора 21, управляемого напряжением, равна сумме частоты гетеродина 8 и половине девиации частоты ЛЧМ-радиоимпульса максимально ожидаемой длительности.

Формируемый генератором 21 сиг. нал поступает на вход конвольвера 15, на другой вход которого с выхода линии 14 задержки подается правая половина — образного сигнала (фиг. 22). Линия 14 задержки имеет время задержки, равное фиксированному времени задержки дисперсионной линии 13 задержки. Так как законы изменения частоты сигналов на первом и втором входах конвольвера 15 противоположны, то на его выходе формируется сигнал вида (3)

)), „H) ° jU (2)й (a- )22

О и который аналогичен отклику на выхо: де согласованного фильтра или корреляционного приемника. Так как сиг-, нал на выходе конвольвера 15 имеет суммарную относительно входных сигналов несущую частоту, то на era вы- . ходе помещен второй полосовой фильтр 12. Таким образом, на выходе

40 второго полосового фильтра 12 формируется в момент окончания ЛЧИ-радиоимпульса сжатый во времени сигнал. Второй амплитудный детектор 2 выделяет огибающую сжатого сигнала.

45 (фиг. 2)) . Аналогично первому сжатому импульсу (фиг. 2 ) второй сжатый сигнал (фиг з 2)) имеет амплитуду в -т) Д. by /2 раз выше амплитуды измеряемого радиоимпульса и длительность в 8/ (o f 4 „) раз меньше длительности анализируемого сигнала.

Пороговый элемент 17 выделяет основной пик сжатого сигнала (обрезает боковые лепестки). Второй сжатый

SS по времени сигнал (фиг. 2 ) по второму входу элемента ИЛИ 19 поступает на счетный вход триггера 16, который опрокидывается и закрывает вентиль 3

5 11 (фиг . 2 0) ° При этом с выхода в е итиля .3 прекращается подача счетных импульсов на вход счетчика 5 (фиг.2i.)

Так как сжатые импульсы соответствуют средине измеряемого радиоимпульса и его окончанию, то частота генератора 4 образцовой частоты в 2 ра93631 ь за вьпде с тем, чтобы на выходе счет-. чика 5 формировалось истинное значение измеряемой длительности ЛЧИ-радиоимпульса, 5

При измерении длительности ЛЧИ. радиоимпульса работа устройства осуществляется аналогично (фиг. 3a- K) .

Заказ 7 3 1 4 / 50 Тираж 40 5 Поутисмое

4wlaaa ШШ аеас, г.уагород, ул.Провхтыая, 4