Приемник радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием
RADIO PULSE SIGNAL RECEIVER WITH TIME-FREQUENCY ENCODING

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в радиолокации, радиоуправлении и связи.
и
и
Особенностью радиоимпульсных сигналов с частотно-временным кодированием (ЧВК) является перекрытие спектров радиоимпульсов разных частот, составляющих сигнал, так как огибающая спектра прямоугольного радиоимпульса изменяется по закону sin х/х, где х=3,14Δfτ где Δf - отклонение частоты от несущей, τ - длительность импульса.
В приемниках по Л1 (стр. 164, рис. 7.1) и Л3 (стр. 236, рис. 4.10) избирательность обеспечивается за счет увеличения разницы между частотами ЧВК, формирования колокольной формы импульса передатчика, адаптивной регулировки мощности передатчика и др.
Известны приемники ЧВК, в которых в широкополосной части используется логарифмический УПЧ (патенты на изобретение РФ №2293439 и №2408982). В них избирательность обеспечивается за счет сравнения амплитуд видеосигналов и последующим отключением канала, в котором видеосигнал меньше.
Известны приемные устройства, выполненные по схеме «широкополосный усилитель - ограничитель - узкополосный фильтр», сокращенно ШОУ (Л2 стр. 389 рис. 16.6), которые используются для приемов сигналов с ЧВК.
и
В этих приемниках производится широкополосное усиление всех частот, составляющих ЧВК, затем следует ограничение амплитуды, благодаря которому происходит выравнивание амплитуд импульсов разных частот, изменяющихся в большом динамическом диапазоне (60÷80 дб), что делается для того, чтобы уменьшить влияние проникающей части спектра радиоимпульса одной частоты в каналы обработки других частот. При узкополосной фильтрации производится фильтрация основной части спектра в полосе частот ≈1/τ. «Просочившаяся» часть спектра импульса соседнего канала (соседней частоты) за счет отличия несущих частот и избирательности фильтра меньше по амплитуде основной части спектра, на которую настроен узкополосный фильтр, и путем регулировки порога срабатывания порогового устройства помеха в виде «просочившегося» импульса устраняется.
Для уменьшения амплитуды «просочившегося» импульса применяются различные методы (Л1, Л3).
По различным причинам одни из методов уменьшения амплитуды «просочившегося» импульса невозможны, другие сложны и требуют трудоемкой настройки.
Целью данного изобретения является улучшение избирательности по соседнему каналу за счет устранения «просочившегося» импульса в приемнике, выполненном по упомянутой выше схеме ШОУ.
Для выполнения этой задачи из канала, в который пришел радиоимпульс, используется видеоимпульс, амплитуда которого устанавливается делителем, например, резиеторным и который заводится в канал, в который «просочился» импульс, сформировавшийся из части спектра от пришедшего радиоимпульса так, чтобы устранить «просочившийся» импульс, например, за счет смещения рабочей точки транзистора детектора и так, что уровень «просочившегося» импульса на выходе детектора становится ниже порога срабатывания порогового устройства.
В качестве прототипа выбрано приемное устройство из Л2 стр. 389 рис. 16-6 выполненное по схеме ШОУ, упомянутой выше.
пр1
пр2
На рис. 1 приведена схема приемника сигналов с ЧВК для простейшего двухчастотного варианта состоящая из последовательно соединенных входного высокочастотного фильтра 1, усилителя высокой частоты 2, смесителя 3, ко второму входу которого подсоединен гетеродин 4, общего широкополосного усилителя промежуточных частот 5, ограничителя 6, к выходу которого параллельно подсоединены каналы, состоящие из последовательно соединенных фильтра промежуточной частоты f 7, усилителя 9, эмиттерного повторителя 11, детектора 13 и порогового устройства 15 в одном канале и из последовательно соединенных фильтра промежуточной частоты f 8, усилителя 10, эмиттерного повторителя 12, детектора 14 и порогового устройства 16 в другом канале.
Работа устройства - прототипа осуществляется следующим образом.
1
2
1
2
к
1
2
пр1
пр2
пр1
пр2
Рассмотрим простейший ЧВК с двумя частотами: f и f, и пусть 1-й импульс на частоте f, второй на частоте f и между ними временной интервал, обозначим его как t (кодовое время). На рис. 1 сигнал, пришедший на вход высокочастотного входного фильтра 1, отфильтровывается, поступает на вход усилителя высокой частоты (УВЧ) 2, после усиления сигнал поступает в смеситель 3, где с помощью гетеродина 4 производится преобразование высоких частот f и f в промежуточные частоты f и f, которые усиливаются в общем усилителе промежуточных частот (УПЧ) 5 и затем ограничиваются по амплитуде в ограничителе 6, после чего производится фильтрация f в фильтре 7, усиление в усилителе 9, передача эмиттерным повторителем 11, детектирование в детекторе 13 и калибровка по амплитуде и длительности в пороговом устройстве 15. Аналогично функционируют фильтр f 8, усилитель 10, эмиттерный повторитель 12, детектор 14 и пороговое устройство 16.
На рис. 2 приведена схема предлагаемого приемника радиоимпульсных сигналов с ЧВК. Функционирование узлов 1÷12, 15 и 16 полностью аналогично прототипу (см. Рис. 1) Отличие состоит в том, что к выходу детектора 13 присоединен эмиттерный повторитель 17, к выходу которого присоединен конденсатор связи С1, к которому присоединен резистор R1, который присоединен ко второму входу детектора 14. Аналогично к выходу детектора 14 присоединен эмиттерный повторитель 18, к выходу которого присоединены последовательно соединенные конденсатор связи С2 и резистор R2, который присоединен ко второму входу детектора 13.
пр1
В отличие от прототипа видеоимпульс после детектора 13 через эмиттерный повторитель 17, конденсатор С1 и резистор R1 подводится ко второму входу детектора 14, т.е. продетектированный радиоимпульс с частотой f с установленной резистором R1 амплитудой, назовем его «устраняющим», подводится ко второму входу детектора 14.
пр1
пр1
Допустим, что с выхода смесителя пришел импульс с частотой f, тогда с выхода ограничителя 6 ограниченный импульс поступает на фильтры 7 и 8 после фильтра 7, настроенного на частоту f, усилителя 9, эмиттерного повторителя 11, импульс детектируется в детекторе 13, калибруется по амплитуде и длительности в пороговом устройстве 15 и далее следует в дешифратор (не показанный на рис. 1 и рис. 2).
пр2
пр1
При этом после фильтра, настроенного на частоту f, в идеальном случае не должно быть никакого импульса, но в реальности часть спектра импульса с частотой fпроникает в фильтр 8 и на выходе детектора 14 наблюдается видеоимпульс, конечно, по амплитуде меньше, чем импульс после детектора 13, но он есть, назовем его «просочившийся», и далее он может вызвать срабатывание порогового устройства 16, что нежелательно, так как в дешифраторе сигнала может быть принято неправильное решение.
Таким образом, на вход 1 детектора 14 поступает «просочившийся», а на вход 2 «устраняющий» с амплитудой, зависящей от коэффициента передачи эмиттерного повторителя 17, конденсатора С1 и резистора R1.
пр2
пр2
Аналогично, при приходе с выхода смесителя импульса на частоте f после фильтра 8, настроенного на частоту f, сигнал усиливается в усилителе 10, детектируется детектором 14, калибруется по амплитуде и длительности в пороговом устройстве 16 и далее следует в дешифратор. При этом на вход 1 детектора 13 поступит «просочившийся» импульс, а на вход 2 «устраняющий» через эмиттерный повторитель 18, конденсатор С2 и резистор R2.
На рис. 3 показана схема детекторов 13 и 14.
1
пр1
Итак, при приходе импульса на частоте f на вход приемника на выходе смесителя 3 появляется импульс на частоте f и при этом на вход 1 детектора 14 поступает «просочившийся» импульс и проходит к базе транзистора VT2.
На вход 2 детектора 14 поступает «устраняющий» импульс отрицательной полярности и проходит к коллектору транзистора VT1, стабилизирующего смещение положительной полярности на базе транзистора VT2.
Поскольку «устраняющий» импульс на базе транзистора VT2 формирует спад напряжения отрицательной полярности и смещает рабочую точку транзистора, то происходит изменение уровня «просочившегося» импульса так, что пороговое устройство 16 не сработает и в итоге, «просочившийся» импульс устраняется.
2
пр2
2
пр2
1
пр
Аналогично, при приходе импульса на частоте f на вход приемника, соответственно появляется импульс на частоте f на выходе смесителя 3, «просочившийся» и «устраняющий» импульсы поступают на соответствующие входы 1 и 2 детектора 13 и также в транзисторе VT2 и пороговом устройстве 16, происходит устранение «просочившегося» импульса из канала частоты f (f) в канал частоты f (f).
1
2
Таким образом, оба импульса частот f и f нормально проходят в дешифратор, а помехи от «просочившихся» импульсов устраняются, благодаря чему выполняется цель изобретения, а именно улучшается избирательность по соседнему каналу в приемнике, выполненном по схеме ШОУ.
По такому принципу можно проводить «устранение» «просочившихся» импульсов и при большем числе каналов.
пр1
пр2
Также положительным эффектом является адаптивность компенсации, кроме этого, можно «дозировать» уровень компенсации, регулируя значения резисторов R1 и R2, что может позволить сохранить слабые импульсы при одновременном приходе импульсов с частотами f и f.
пр1
пр2=
и
Экспериментальная проверка показала, что достаточно иметь емкость С=4700пф, R=0,1÷1 кОм, при f=114 мггц, f126 мггц и τ=0,5 мксек и детекторе на транзисторах 2ТЗ54.
пр1<
пр2
пр1
пр2
пр2
пр1
пр
В некоторых случаях при f<f достаточно делать устранение «просочившегося» импульса из канала f в канал f, а из канала f в канал f не делать, так как в нем «просачивание» может быть ниже допустимого уровня, из-за большей добротности контуров, а так же отсутствия влияния продуктов умножения составляющих спектра типа f/n, где n=2, 3.
1. Лившиц А.Р., Биленко А.П. Многоканальные асинхронные системы передачи информации. М., «Связь», 1974 г.
2. Чистяков Н.И., Сидоров В.М. Радиоприемные устройства. М., «Связь», 1974 г.
3. Венедиктов М.О., Марков В.В., Эйдус Г.С.Асинхронные адресные системы связи. М., «Связь», 1968 г.