СУПЕРГЕТЕРОДИННЫЙ ПРИЕМНИК ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С ПОИСКОМ ПО ЧАСТОТЕ
SUPERHETERODYNE PULSED SIGNAL RECEIVER WITH FREQUENCY SEARCH

Предлагаемое устройство автоматического определения значения несущей частоты импульсных сигналов для супергетеродинного приемника (СГП) относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотехнических установках (например в станциях радиотехнической разведки).
Как правило, определение несущей частоты принимаемых импульсных сигналов осуществляется путем измерения частоты гетеродина супергетеродинного приемника, перестраиваемого по частоте, с учетом сдвига частоты гетеродина на значение промежуточной частоты.
В состав СГП входит устройство, которое осуществляет измерение частоты гетеродина, и устройство, в котором частота преобразуется в вид, удобный для дальнейшего использования (например, в двоичный код).
Поскольку промежуточная частота может быть образована как по прямому, так и по зеркальному каналам, то возникают трудности, связанные с определением направления сдвига частоты гетеродина.
Обычно для подавления приема по одному из каналов (прямому или зеркальному) в СГП применяются перестраиваемые фильтры, что усложняет аппаратуру. Кроме того, при этом снижается вероятность обнаружения сигналов (при приеме флюктуирующих сигналов) по сравнению с приемниками, принимающими сигналы по прямому и зеркальному каналам, так как в последних прием каждого участка диапазона при одном и том же времени поиска осуществляется вдвое чаще.
Наиболее близким по технической сути является устройство, в котором автоматическое измерение частоты импульсных сигналов при приеме как по прямому, так и зеркальному каналам производится в результате обработки всех импульсов, принятых при одном цикле поиска по частоте, путем добавления (вычитания) автоматически вырабатываемого сигнала значения промежуточной частоты из измеренной частоты гетеродина в зависимости от принимаемого канала.
<mrow><mi>П</mi><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac></mrow>
Устройство содержит СГП, включающий гетеродин, смеситель, ПУПЧ, два усилителя промежуточной частоты, частотные характеристики которых сдвинуты по частоте и имеют различную полосу пропускания (полоса пропускания УПЧ
полосы пропускания УПЧ 1), два детектора, и устройство анализа зеркальной частоты (анализирующее устройство), состоящее из узла формирования, буферного регистра, запоминающего устройства, узла управления, узла обработки, узел измерения частоты гетеродина и узел измерения частоты сигнала.
В узел формирования входят схема нормализации сигналов по амплитуде и длительности и схема совпадения.
В узел обработки входят сумматор, счетчик, схема совпадения и схема анализа (логическое устройство).
При наличии сигналов одновременно на выходах обоих УПЧ в устройстве анализа зеркальной частоты вырабатывается сигнал "1"; при наличии сигналов на выходе только одного УПЧ - сигнал "0".
В результате работы устройства возникают последовательности, состоящие из нулей и единиц, причем зеркальному каналу соответствует последовательность 11110000, прямому - 00001111.
Логическое устройство подсчитывает и сравнивает количество единиц в правой и левой частях последовательностей и выдает сигнал по первому выходу, если преобладают единицы в правой половине последовательности, что соответствует приему по прямому каналу, и по второму выходу - в противном случае.
В узле измерения частоты сигнала производится добавление (вычитание) значения промежуточной частоты к измеренному значению частоты гетеродина.
К недостаткам этого устройства следует отнести наличие дополнительного усилителя промежуточной частоты и дополнительных узлов в устройстве анализа зеркальной частоты, предназначенных для повышения помехоустойчивости системы, что усложняет аппаратуру. Введение дополнительного УПЧ и принятая схема обработки требует жесткого согласования начал полос пропускания двух усилителей промежуточной частоты, что осложняет настройку устройства.
Целью данного изобретения является увеличение вероятности однозначного автоматического определения значения несущей частоты по последовательности отселектированных сигналов, принятых как по прямому, так и по зеркальному каналам за один цикл перестройки супергетеродинного приемника, упрощение устройства, упрощение технологии настройки.
Поставленная цель достигается тем, что в данном устройстве автоматического определения значения несущей частоты импульсных сигналов для супергетеродинного приемника, содержащем запоминающее устройство, ко входам которого подключены буферный регистр и узел управления, второй вход последнего соединен со схемой обработки, включающей логическое устройство и имеющей два выхода, подключенные к узлу измерения значения несущей частоты сигнала, который, в свою очередь, соединен с гетеродином СГП, в схеме обработки ко входу логического устройства подключен узел сравнения номеров фильтров УПЧ супергетеродинного приемника, по которым происходит прием сигналов СГП, причем последовательность прохождения сигнала через фильтры определяет канал приема (убывающая - при приеме по прямому каналу, возрастающая - при приеме по зеркальному каналу).
На рисунке 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства.
Подробное описание
Предлагаемое устройство автоматического определения значения несущей частоты импульсных сигналов для супергетеродинного приемника (СГП), содержащего гетеродин (1), смеситель (2), предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ) (3), усилитель промежуточной частоты (УПЧ) (4), детектор (5), узел измерения частоты гетеродина (6) и узел измерения несущей частоты сигнала (7), состоит из буферного регистра (8), запоминающего устройства ЗУ (9), узла управления (10), схемы обработки (11) с двумя выходами, включающей последовательно соединенные узел сравнения номеров фильтров УПЧ СГП (12) и логическое устройство (13).
При поиске сигналов в заданном диапазоне частота гетеродина изменяется по пилообразному закону. При наличии в диапазоне перестройки гетеродина (1) импульсных сигналов на выходе УПЧ (4) появляются сигналы. Полоса пропускания УПЧ (4) равна 50 мГц и расфильтрована на 5 диапазонов по 10 мГц каждый (для повышения разрешающей способности по несущей частоте). Каждому диапазону присвоен номер (признак).
На вход буферного регистра (8) поступает импульсная последовательность сигналов (пакетов), одной из характеристик которой является номер диапазона, присваиваемый каждому сигналу.
Количество импульсов в пакете зависит от соотношения скорости перестройки гетеродина и от частоты повторения импульсных сигналов.
В предлагаемом устройстве это соотношение выбрано таким, что на выходе УПЧ (4) обеспечивается прием не менее трех импульсов при прямом ходе пилы, по которой ведется перестройка частоты гетеродина.
В результате работы схемы СГП в запоминающем устройстве (9) будет записана информация о последовательности сигналов от РЛС с соответствующими номерами (признаками) фильтров. При приеме по прямому каналу последовательность признаков имеет вид 5, 4, 3, 2, 1; при приеме по зеркальному каналу - 1, 2, 3, 4, 5.
В узле сравнения номеров фильтров УПЧ СГП (12) схемы обработки (11) производится анализ принятой последовательности. В случае, если последовательность - убывающая (5, 4, 3, 2, 1), то в логическом устройстве (13) вырабатывается сигнал, который выдается по первому выходу в узел измерения несущей частоты сигнала (7) и свидетельствует о приеме по прямому каналу; если последовательность - возрастающая (1, 2, 3, 4, 5), то в логическом устройстве (13) вырабатывается сигнал, который выдается по второму выходу и свидетельствует о приеме по зеркальному каналу.
В узле измерения несущей частоты сигнала (7) по сигналам с выходов 1 и 2 схемы обработки (11) производится соответственно добавление или вычитание значения промежуточной частоты сигнала к значению частоты гетеродина, вырабатываемому в узле измерения частоты гетеродина (6).
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить вероятность обнаружения с определением точного значения несущей частоты импульсной последовательности, так как уменьшается время анализа принятых сигналов.
Результаты моделирования показали, что при равных условиях приема сигналов вероятность обнаружения при работе с предлагаемым устройством составляет 0,38, а при работе с устройством-прототипом - 0,23.
Уменьшение количества блоков устройства повышает надежность работы системы и, кроме того, приводит к снижению экономической стоимости изделия.