УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФАЗОКОДИРОВАННОГО СИГНАЛА НА ВИДЕОЧАСТОТЕ
DEVICE FOR PROCESSING PHASE-CODED SIGNAL AT VIDEO FREQUENCY

Настоящее изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемниках сигнала, кодированного по фазе бинарным кодом.
Известны устройства обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте (Ч. Кук, М. Бернфельд, Радиолокационные сигналы. М., "Сов. радио", 1971 г., стр.304-305, 307; патент США №3090953 по кл. МКИ G01S 9/233 за 1963 г.; патент Японии №44-13556 по кл. МКИ G01S 9/233 за 1969 г.).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, описанное в книге Ч. Кук, М. Бернфельд, Радиолокационные сигналы М., "Сов. радио", 1971 г., стр.304-305, 307. Это устройство содержит два квадратурных канала, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные фазовый детектор, согласованный фильтр и трансверсальный фильтр. Согласованный фильтр состоит из включенной на входе линии задержки с отводами, включенного на выходе сумматора и фазовращателей, включенных между отводами линии задержки и соответствующими входами сумматора. Выходы трансверсальных фильтров каждого квадратурного канала через квадраторы соединены со входами выходного сумматора.
На фазовые детектора подаются когерентные напряжения, сдвинутые по фазе одно относительно другого на 90°. Принятый фазокодированный сигнал поступает на фазовые детекторы, на выходе которых выделяется кодированный по фазе двухполярный видеосигнал. Этот видеосигнал поступает в согласованный фильтр соответствующего квадратурного канала, в котором осуществляется его сжатие путем задержки в линии задержки с отводами на интервалы времени, кратные длительности элемента фазокодированного сигнала, изменения фазы (полярности) задержанных сигналов в фазовращателях и последующего их суммирования (если необходимо, то с соответствующей весовой обработкой) в сумматоре. Сжатый сигнал, выделяющийся на выходе сумматора, содержит основной и боковые лепестки. Этот сигнал поступает в трансверсальный фильтр, в котором осуществляется трансверсальная фильтрация сжатого сигнала. Сигнал на выходе трансверсального фильтра содержит основной лепесток и подавленные боковые лепестки. Сигналы с выходов трансверсальных фильтров обеих квадратурных каналов поступают на соответствующие квадраторы, где они возводятся в квадрат, а затем - на выходной сумматор, где эти сигналы суммируются. Результирующий сигнал формируется на выходе выходного сумматора.
Недостатком этого устройства является неполное подавление боковых лепестков сжатого сигнала. Например, в случае применения 13-элементного кода Барнера при использовании трансверсальной фильтрации уровень боковых лепестков уменьшается на 10,4 дБ.
Целью предлагаемого устройства является улучшение подавления боковых лепестков сжатого сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство обработки фазокодированного сигнала, состоящее из выходного сумматора, двух квадратурных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные фазовый детектор и первую линию задержки с отводами, а также сумматор и фазовращатели, включенные между отводами линии задержки и соответствующими входами сумматора, и квадраторов, включенных между выходами сумматоров квадратурных каналов и соответствующими входами выходного сумматора, в каждый квадратурный канал введены двухтактный детектор и дополнительные фазовращатели. Двухтактный детектор включен между выходом фазового детектора и входом второй линии задержки, между отводами которой и соответствующими входами сумматора включены дополнительные фазовращатели.
Цепь, образованная линией задержки, фазовращателями и сумматором, представляет собой согласованный фильтр (на видеочастоте). В цепи, образованной двухтактным детектором, второй линией задержки, дополнительными фазовращателями и сумматором, формируется одновременно со сжатым также и компенсирующий сигнал путем образования некодированного (однополярного) сигнала на выходе двухтактного детектора и кодирования его в остальной части этой цепи. Сформированный компенсирующий сигнал содержит боковые лепестки, одинаковые по амплитуде и противоположные по фазе (полярности) боковым лепесткам сжатого сигнала. Основной лепесток в компенсирующем сигнале либо отсутствует, либо по фазе (полярности) совпадает, а по амплитуде меньше, чем основной лепесток сжатого сигнала. В общем сумматоре происходит компенсация боковых лепестков сжатого сигнала. Его основной лепесток остается неизменным либо несколько увеличивается. Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется полная компенсация боковых лепестков сжатого сигнала.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - формы сигналов в разных точках блок-схемы фиг. 1.
Устройство обработки фазокодированного сигнала на видеочастоте (фиг. 1) содержит два квадратурных канала 1, два квадратора 2 и выходной сумматор 3. Каждый квадратурный канал 1 включает в себя фазовый детектор 4, линию 5 задержки, фазовращатели 6. В каждом квадратурном канале 1 к выходу фазового детектора 4 подключены входы линии 5 задержки и двухтактного детектора 8. Между отводами линии 5 задержки и соответствующими входами сумматора 7 включены фазовращатели 6. Выход двухтактного детектора 8 соединен со входом второй линии 9 задержки, между отводами которой и соответствующими входами сумматора 7 включены дополнительные фазовращатели 10. Входы фазовых детекторов 4 квадратурных каналов 1 соединены вместе и представляют собой вход фазокодированного сигнала. Между выходами сумматоров 7 обоих квадратурных каналов 1 и соответствующими входами выходного сумматора 3, включены квадраторы 2. На фазовые детекторы 4 подаются также когерентные напряжения, отличающиеся по фазе на 90° (например, от когерентного гетеродина, на фиг. 1 не показан).
Рассмотрим работу предлагаемого устройства в случае использования сигнала, кодированного по фазе бинарным 7-элементным кодом Баркера. В этом случае фазовращатели 6, 10 в каждом квадратурном канале представляют собой усилители либо усилители-инверторы, соответственно не изменяющие либо изменяющие полярность входного сигнала.
Принимаемый фазокодированный сигнал (фиг. 2,а) поступает на входы фазовых детекторов 4 квадратурных каналов 1. Рассмотрим работу одного из этих квадратурных каналов 1. На выходе фазового детектора 4 выделяется двухполярный видеоимпульс (фиг. 2,б), который поступает на вход линии 5 задержки и на вход двухтактного детектора 8. В линии 5 задержки этот видеосигнал задерживается на интервалы времени, кратные длительности элемента фазокодированного сигнала. С отводов линии 5 задержки задержанные видеосигналы поступают на фазовращатели 6, где регулируется их фаза, а затем на входы 1-7 сумматора 7. Фазовращатели 6 поворачивают фазу входного сигнала последовательно на π, 0, π, π, 0, 0, 0 радиан. На фиг. 2,в сигналы 1-7 соответствуют входам 1-7 сумматора 7.
Одновременно на выходе двухтактного детектора 8 формируется однополярный видеосигнал (фиг. 2,г), который поступает во вторую линию 9 задержки, аналогичную линии 5 задержки. Сигналы с ее отводов через дополнительные фазовращатели 10 поступают на входы 8-14 сумматора 7. Дополнительные фазовращатели 10 поворачивают фазу входного сигнала последовательно на π, 0, π, 0, π, 0, π радиан. На фиг. 2,в сигналы 8-14 соответствуют входам 8-14 сумматора 7.
В сумматоре 7 суммируются все сигналы, поступающие на его входы (фиг. 2,в). При этом одновременно происходит сжатие (согласованная фильтрация) фазокодированного сигнала и компенсация боковых лепестков сжатого сигнала. На выходе сумматора 7 выделяется один основной лепесток сжатого сигнала (фиг. 2,д).
Аналогично происходит обработка сигнала во втором квадратурном канале 1. Затем сигналы с выходов квадратурных каналов 1 поступают на квадраторы 2, где их амплитуда возводится в квадрат. С выходов квадраторов 2 сигналы поступают на соответствующие входы сумматора 3, на выходе которого выделяется обнаруживаемый сигнал.
При обеспечении равенства амплитуд сигналов на входах сумматора 7 (что легко осуществить путем подбора коэффициентов передачи фазовращателей 6 и 10) в предлагаемом устройстве одновременно со сжатием на видеочастоте фазокодированного сигнала полностью подавляются боковые лепестки сжатого сигнала.
Таким образом, введение новых элементов - второй линии задержки, дополнительных фазовращателей и двухтактного детектора в каждом квадратурном канале позволяет полностью подавить сигналы от боковых лепестков при обработке фазокодированного сигнала.