ПАССИВНЫЙ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для передачи сигналов опознавания и идентификации объектов наблюдения РЛС. Оно может быть использовано в системах управления воздушным движением, в системах идентификации удаленных объектов и в других областях.
Известен пассивный приемопередатчик, который по технической сущности является наиболее близким к заявляемому (см. патент РФ № 2174239, МПК GO IS 13/74), выбранный в качестве прототипа предлагаемому изобретению. Устройство-прототип содержит антенну, соединенную с совмещенным входом - выходом модулятора, последовательно подключенные решающее устройство и идентификационный кодогенератор, соединенный группой выходов с группой входов модулятора, источник питания, подключенный первым выходом ко второму входу идентификационного кодогенератора, а вторым выходом - к первому входу решающего устройства, и детектор.
Запросный сигнал от запросчика (активной РЛС) принимается антенной и подается на модулятор. Часть запросного сигнала проходит через модулятор на детектор. Детектор выделяет огибающую запросного сигнала, которая с выхода детектора поступает на первый вход решающего
устройства. На второй вход решающего устройства подается напряжение питания со второго выхода источника питания. Решающее устройство сравнивает напряжение огибающей запросного сигнала с пороговым и на его основе вырабатывает сигналы управления идентификационным кодогенератором. Сигналы управления с выхода решающего устройства поступают на первый вход идентификационного кодогенератора, ко второму входу которого подводится напряжение питания с первого выхода источника питания. Кодогенератор содержит память для хранения идентификационной информации и при поступлении на его первый вход сигналов управления включается и вырабатывает идентификационный код. Код содержит данные о частотных добавках для формирования ответного сигнала на несущей частоте, отличной от частоты запросного сигнала. Идентификационный код с группы выходов кодогенератора поступает на группу входов модулятора. Одновременно с идентификационным кодом к входу-выходу модулятора подводится запросный сигнал. Под действием идентификационного кода модулятор изменяет фазу запросного сигнала по ступенчато-линейному закону так, что он приобретает частотную добавку и преобразуется в ответный сигнал. Модулятор возвращает ответный сигнал назад в антенну. Антенна излучает ответный сигнал в сторону запросчика (активной РЛС).
Условия, типичные для работы пассивных приемопередатчиков систем идентификации и опознавания, характеризуются широким диапазоном изменения амплитуд запросных сигналов и воздействием помех на приемопередатчик. Изменение амплитуд запросных сигналов обусловлено
перемещением объекта наблюдения и (или) РЛС в пространстве, а также сканированием диаграммы направленности антенны РЛС. Помехи являются следствием отражений запросных сигналов от элементов поверхности размещения пассивного приемопередатчика и работы мещающих станций. Они создают паразитную амплитудную модуляцию запросных сигналов. По .этим причинам сигналы на входе модулятора оказываются флюктуирующими по амплитуде.
Амплитуда выходного сигнала модулятора зависит от его состояния. При отсутствии идентификационного кода (логические нули) на группе входов модулятора, последний находится в выключенном состоянии (все p-i-n диоды выключены) и коэффициент пропускания им запросного сигнала близок к единице. В результате сигнал на входе детектора максимален и детектор работает в линейном режиме. При поступлении на группу входов модулятора идентификационного кода (логических единиц) его p-i-n диоды последовательно включаются-выключаются и амплитуда запросного сигнала, прошедшего на детектор, уменьшается (коэффициент пропускания модулятора меньше единицы). Результатом квадратичного детектирования является уменьшение, в сравнении с линейным режимом, отношения сигнал/помеха на выходе детектора (см. Воллернер Н.П. Радиоприемные устройства. - К.: Вища школа, 1993, с. 203-217).
Таким образом, использование в известном приемопередатчике детектора пассивного типа снижает помехозащищенность
3. приемопередатчика при формировании ответного сигнала модулятором, что
является недостатком устройства-прототипа.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении помехозаш;иш;енности пассивного приемопередатчика за счет подавления паразитной амплитудной модуляции запросного сигнала и поддержания в требуемых пределах уровня входного сигнала решающего устройства.
Суш;ность предлагаемого изобретения заключается в том, что в пассивный приемопередатчик, содержаш;ий антенну, соединенную с совмеш;енным входом-выходом модулятора, последовательно подключенные решаюш;ее устройство и идентификационный кодогенератор, соединенный группой выходов с группой входов модулятора, источник питания, подключенный первым выходом ко второму входу идентификационного кодогенератора, а вторым выходом к первому входу решающего устройства, детектор, введены усилитель с быстродействующей автоматической регулировкой усиления (БАРУ) и ограничитель амплитуды, при этом первый вход усилителя с БАРУ подключен к выходу модулятора, а выход - к входу детектора, выход которого соединен с первым входом ограничителя амплитуды, выход которого соединен со вторым входом решающего устройства, а второй выход источника питания подключен ко вторым входам усилителя с БАРУ и ограничителя амплитуд.
4
Пассивный приемопередатчик содержит так же, как и прототип, антенну 1, соединенную с совмещенным входом-выходом модулятора 2, последовательно подключенные решающее устройство 3 и идентификационный кодогенератор 4, соединенный группой выходов с группой входов модулятора 2, источник питания 5, подключенный первым выходом ко второму входу идентификационного кодогенератора 4, а вторым выходом - к первому входу решающего устройства 3, и детектор 6. В отличие от прототипа в пассивный приемопередатчик введены усилитель 7 с быстродейств)Щ)щей автоматической регулировкой усиления (БАРУ) и ограничитель амплитуды 8, при этом первый вход усилителя 7 с БАРУ подключен к выходу модулятора 2, а выход - к входу детектора 6, выход которого соединен с первым входом ограничителя амплитуды 8, выход которого соединен со вторым входом решающего устройства 3. Второй выход источника питания 5 подключен ко вторым входам усилителя 7 с БАРУ и ограничителя амплитуд 8.
Антенна 1 представляет собой, например, микрополосковую приемопередающую антенну. Модулятор 2 выполнен по схеме, например, p-i-n диодного отражательного фазовращателя на микрополосковой линии передачи. Выход модулятора 2 соединен микрополосковой линией передачи с первым входом усилителя 7 с БАРУ, выход которого подключен ко входу диодного импульсного детектора 6. Выход детектора 6 подключен к первому входу ограничителя амплитуды 8, выход которого подключен ко второму входу решающего устройства 3. Устройство и принцип действия усилителя
7 с БАРУ описаны в книге (Воллернер Н.П. Радионриемные устройства. К.: Вища школа, 1993, с.243), диодного импульсного детектора 6 - в том же источнике информации, с. 199-201, ограничителя амплитуды 8 - в том же источнике информации, с.213-215. Через источник питания 5 осуществляется питание усилителя 7 с БАРУ, ограничителя амплитуды 8 и решающего устройства 3. В качестве источника питания 5 в пассивном приемопередатчике используются, например, аккумуляторы. Решающее устройство 3 представляет собой, например, однопороговый интегральный компаратор. Идентификационный кодогенератор 4 выполнен так же, как в прототипе и представляет собой, например, цифровой автомат с памятью.
Пассивный приемопередатчик работает следующим образом.
Запросный сигнал от запросчика (активной РЛС), принятый антенной 1, поступает на вход-выход модулятора 2. Часть запросного сигнала проходит через модулятор 2 на вход усилителя 7 с БАРУ. По этой причине, вне зависимости от состояния p-i-n диодов модулятора 2 и флюктуации запросного сигнала, амплитуда сигнала на выходе усилителя 7 поддерживается в пределах, необходимых для нормального функционирования последующих устройств. С выхода усилителя 7 запросный сигнал поступает на вход детектора 6. Детектор 6 выделяет огибающую запросного сигнала и передает ее на вход ограничителя амплитуды 8. Ограничитель амплитуды 8 подавляет паразитную амплитудную модуляцию импульсных сигналов. С его выхода импульсные сигналы поступают на второй вход решающего устройства 3. В решающем устройстве 3 амплитуды импульсных сигналов
сравниваются с пороговым напряжением. В случае превышения порога, решаюпцее устройство 3 вырабатывает сигнал (импульс) управления идентификационным кодогенератором 4, т.е. переводится из состояния логического нуля в состояние логической единицы по своему выходу на время действия запросного сигнала Т. Состояние логической единицы на выходе решающего устройства 3 сохраняется до тех пор, пока цифровой код превышает порог. При поступлении с выхода решающего устройства 3 на первый вход кодогенератора 4 сигнала управления длительностью Т, он включается и последовательно формирует на своих N выходах KN непересекающихся импульсов с амплитудой логической единицы и длительностью Л, где К 1,2,3...- целое число, а Т KNAr. Количество импульсов bGST и их длительность А характеризуют идентификационный код кодогенератора 4. Идентификационный код с группы выходов кодогенератора 4 поступает на группу входов модулятора 2. Одновременно с идентификационным кодом к входу-выходу модулятора 2 подводится запросный сигнал. Под действием идентификационного кода модулятор 2 изменяет фазу запросного сигнала по ступенчато-линейному закону так, что он приобретает частотную добавку и преобразуется в ответный сигнал. Модулятор 2 возвращает ответный сигнал назад в антенну 1, которая излучает ответный сигнал в сторону запросчика (активной РЛС). Наличие в известные моменты времени ответного сигнала с известной частотной
добавкой может рассматриваться как передача единицы в разряде дискретного сообщения, а его отсутствие эквивалентно передаче нуля.
Достигаемый технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении помехозащищенности пассивного приемопередатчика за счет подавления паразитной амплитудной модуляции запросного сигнала и поддержания в требуемых пределах уровня входного сигнала решающего устройства.
g.