Здесь принятые двумя антеннами сигналы одной частоты fc, но с разными фазами поступают на входы параметрических усилителей ЙУ соответствующих приемников, имеющих общие генератор накачкн ГН н задающий кварцевый генератор КГ гетеродина. После обычного преобразования в смесителях сигналы промежуточной частоты усиливаются н складываются в специальном каскаде сложения Сл. Напряженне гетеродина вырабатывается путем умножения частоты сигнала КГ до необходимого значения в умножителях. Так как КГ общий, то сигналы промежуточной частоты могут отличат&ся только по фазе. Принятые сигналы после УПЧ через ограничители подаются на фазовый детектор, в котором вырабатываются сигнал ощнбкн,, воздействующий на фазовые модуляторы. Изменения фазы, полученные в фазовом модуляторе, умножаются в соответствующее число раз и переносятся на промежуточную частоту. Такое „устройство обеспечивает высокую точность фазирования принимаемых сигналов без дополнительных усилителей постоянного тока благодаря эффекту умножения фазовых отклонений. Точность фазирования практически не зависит от стабильности частоты общего гетеродина.

Эффективность работы фазовой подстройки характеризуется коэффициентом регулирования, равным, отнощению первоначальной разности фаз бфн (при выключенной ФАП) к остаточной разности фаз бфо (при включенной ФАП), т. е. Крег=бфн/бфо = 1 5ф.д.5ф.нп, где .5ф.д - крутизна характеристики фазового детектора (ФД); .5ф.м - крутизна характеристики фазового модулятора (ФМ); п - коэффЩиент умножения частоты.

Линейность режима сложения обеспечивается применением парал.юльной автоматической регулировки усиления (ПАРУ) обоих УПЧ2, благодаря чему суммируемые сигналы находятся в таком же соотношении, как н входные.

Данная система сложения нашла широкое применение в аппаратуре ТРРЛ в силу своей сравнительной простоты н устойчивости в работе. В процессе эксплуатации она практически не требует дополнительных,регулировок.

Структурная схема сложения сигналов после детектора для сдвоенного приема изображена на рис. 11.11. Такая схема применяется для объслпи-ния

>-*

гис. 11.11. Структурная схема .;ло/Кк-П11я стналов ii(;c-iv детектора

сигналов, разнесенных по пространству или по частоте. Здесь сигналы с выходов двух частотных демодуляторов ЧД приемников поступают на каскад сложения Сл. Шумы, частоты которых лежат выше полосы сигнала, отфильтровываются полосовым ()HjH.inoM Ф /, вк.1ючеин1>1м па выхо.че дсмолу.гяюра каждого приемника. Шумы эти усиливаются (УШ), детектируются детектором (Д) и используются для регулирования степени усиления сигналов. Сигналы

складываются с весом, пропорциональным отношению сигнал/шум на выходах демодуляторов. Длр получения линейного режима сложения усилители шума охвачены ПАРУ. ,

Структурная схема системы счетверенного приема с разнесением по пространству и частоте, нашедшая наиболее широкое применение в аппаратуре ТРРЛ, приведена на рис. 11.12. В частности, она используется в отечественной аппаратуре «Горизоит-М».

РШ УШ

т д

Рис. 11.12. Структурная схема системы счетверенного приема сложения сигналов отличающихся частот до детектора

В схеме применяется комбинация двух ранее описанны.х способов сложения, причем сначала производят попарное сложение сигналов одной частоты, принятых на разные антенны в системе сложения до детектора (см. рис. 11.10), а затем попарно сложенные по промежуточной частоте сигналы объединяются в системе линейного сложения после детектора (см. рис. 11.11).

Недостаток этой системы состоит в том, что второе попарное сложение осуществляется после детектора со всеми- вытекающими отсюда последствиями.

Система сложения с вычитанием девиации [4] пригодна для сложения до детектора любого числа как угодно разнесенных сигналов. Этим она выгодно отличается от описанных выше схем. Кроме того, она не требует специальных устройств для подстройки частоты и фазы складываемых колебаний. Структурная схема такой системы для счетверенного приеме изображена на рис. 11.130.

Частотно-модулированные сигналы промежуточной частоты с выходов четырех усилителей УПЧ поступают на входы четырех преобразователей с вычитанием девиаций ПВД, каждый из которых состоит из двух смесителей и общего опорного генератора.

Принцип .тействия такой системы подробно описан в [14] и заключается в том, что в результате взаимодействия в первых смесителях четырех ПВД входных ЧМ сигналов и сигналов, задержанных на время Тз, сигналы на выходах ПВД всегда имеют одинаковую частоту, равную частоте общего опорного генератора, применение которого обеспечивает синхронность складываемых колебаний. Синфазность сложения обеспечивается правильным выбором времени задержки Тя, которое обычно относительно мало, и поэтому даже прн значительном расхождении промежуточных частот (до 1 МГц) получаемая разность фаз много меньше 2л.

На выходах ПВД сигналы имеют фазовую модуляцию, поскольку в них про-исходит вычитание девиаций входного ЧМ сигнала и сигнала, задержанного на время Тз. Вычитание происходит в соответствии с векторной диаграммой рис. 11.136.

4/7/7, % ПП

ПВД)

Лц llmtme 2

Рис. 11.13. Структурная схема системы сложения с вычитанием девиаций (а) и векторна!; диаграмма (б)

Девиация на выходах ПВД Дм2=2Д<0151п(ОТз/2), где AQi-девиация входного ЧМ сигнала; Q - модулирующая частота синусоидального сигнала.

При условии 1ЙТз<1 получаем AiHi-AmiX, а индекс модуляции т= =Д«)2/£2=Да)1Тз, т. е. ие зависит от модулирующей частоты. Таким образом, получаются одинаковые фазовые отклонения для всех модулирующих частот, и, следовательно, сигнал на выходах ПВД приобретает фазовую модуляцию. Ои может быть продетектирован синхронным фазовым детектором СФД, причем в качестве опорного используется сигнал высокостабильного опорного генератора. Можно также, преобразовать сигнал с ФМ в сигнал с ЧМ с помощью так называемого ФМ-ЧМ преобразователя ;[15, 16] н затем продетек тировать стандартным частотным детектором ЧД.

При настройке аппаратуры начальная (установочная) разность фаз выбирается фазовращателями ФВ, включенными в цепи опорного генератора.

В такой системе сложения на выходе каждого ПВД сигнал получается в результате перемножения «сам на себя» в основном смесителе. Поэтому напряжение выходного сигнала оказывается пропорциональным квадрату напря-

женин входного сигнала. Таким образом, на выходе всех ПВД осуществляется оптимальное сложение разнесенных сигналов. Однако оптимальное сложение здесь реализуется только при значительном отношении сигнал/шум. Прн уменьшении этого отношения примерно до 10 дБ нз-за перемножения шумов в основном смесителе эффективность сложения уменьшается.

Система автокорреляционного приема «Аккорд» осуществляет автокорреляционный прием широкополосного параллельного составного сигнала. Принцип действия системы «Аккодд» поясняется структурной схемой на рис. IJ.Ha. Для простоты здесь показан своенный прием, однако эта система позволяет осуществлять сложение любого числа сигналов, разнесенных как по частоте, так li в пространстве.

Рис. 11.14. Система автокорреляционного приема «Аккорд»: а - структурная схема; б - спектр шнрокополосногсу составного сигнала

На передаче параллельный составной сигнал образуется путем частотной модуляции несущей многоканальным сообщением и дополнительным синусоидальным (корреляторным) сигналом, частота которого Fkop выбирается нз следующих условий:

1) Ркох1>Рв (fв -верхняя модулирующая частота); выполнение этого неравенства позволяет избежать резкого увеличения переходных помех нз-за перекрытия спектров парциальных каналов; fKop= (5-Ь8)Рв.

2) fHop>iA/o (радиус частотной корреляции участка распространения). При fKop>A/o эти флуктуации можно считать статистически независимыми, что обеспечивает иезаянсимость замираний в соседних парциальных каналах,

В результате двойной частотной модуляции сигнал на выходе передатчика состоит из нескольких поднесущих, равноотстоящих друг от друга иа f,rap (эквидистантные сигналы), каждая из которых промодулнрована по частоте

одним и тем же сообщением. На рнс. 11.146 показан спектр такого широкополосного сигнала при передаче синусоидального напряжения, частота которого

f<pKop.

Пройдя участок многолучевого распространения радиоволи ТРРЛ, а также тракты ВЧ и широкополосный ПЧ, составной сигнал для обработки поступает на ПВД. В ПВД происходит вычитание девиаций входного сигнала и сигнала, смещенного с помощью линии задержки иа Тз. Время задержки выбирается равным Ts = l/pKop.

При этом составной сигнал смещается в линии задержки точно на период вспомогательного синусоидального сигнала и возводится в основном смесителе ПВД в квадрат. Это обеспечивает оптимальное сложение сигналов, поскольку Здесь производится квадратичное суммирование всех компонентов составного сигнала, что существенно уменьшает глубину иите(5ференционнык замираний.

Приемник системы «Аккорд» может быть классифицирован как автокорреляционный, так как в нем происходит интегрирование (усреднение за период Fkop) произведения, полученного в основном смесителе ПВД.

При правильно выбранном времени задержки Тз ФМ сигнал на выходе ПВД имеет малый индекс и ширина его спектра примерно равна удвоенной верхней модулирующей частоте fa. Это позволяет выбрать полосу пропускания выходного фильтра ПВД равной 2Рв и снизить пороговый уровень на 4-5 дБ. Таким образом, этот приемник не только осуществляет оптимальную обработку составного сигнала, но и снижает пороговый уровень ЧМ.

Фаза сигнала на выходе ПВД не зависит от фазы входного сигнала и лишь незначительно изменяется при изменении частоты передатчика (в практических устройствах изменение составляет 3,6° на 10 кГц). Это позволяет осуществить в системе «Аккорд» додетекториое сложение при использовании не только параллельного составного сигнала, но и двух передатчиков и двух антенн. Такое сочетание фильтрового и автокорреляционного приема повышает кратность разнесения до 2-20 и существенно уменьшает влияние замираний.

Как и в системе с вычитанием девиаций, ФМ сигнал на выходе сумматора можно продетектировать СФД, однако в системе «Аккорд» время задержки, выбранное из условия T3 = l/fKop, в реальном устройстве составляет около 1 мкс. Поэтому индекс ФМ на выходе ПВД относительно велик - около 0,3 рад при канальном измерительном уровне. При детектировании ФМ сигнала с таким индексом неизбежны искажения в СФД, вызванные его принципиальной нелинейностью {8]. Поэтому ФМ сигнал на выходе системы «.Аккорд» преобразуют обратно в ЧМ с помощью известного [5, 61 ФМ-ЧМ преобразователя и затем детектируют стандартным ЧД.

При сдвоенном приеме система «Аккорд» обеспечивает выигрыш в медианном уровне сигнала по входу одного приемника по сравнению со схемой, примененной в аппаратуре «Горизонт-М» (см. рис. 11.12), равной-12 дБ.

Система автокорреляционного приема «Сатурн» [7] с фильтрацией корре-ляторного сигнала устраняет вредное влияние эффекта перемножения шумов в ПВД, проявляющегося в системе «Аккорд». Это дает возможность снизить пороговый уровень ЧМ приемника и, обеспечить оптимальное сложение вплоть до самых низких входных значений отношений сигнал/шум.

Система «Сатурн» используется для приема пространственно- и эквидистантно-частотно-разнесенных сигналов. ,

Структурная схема системы «Сатурн» для сдвоенного приема пространственно-разнесенных составных сигналов приведена на рис. 11.15. Каждое плечо этой системы представляет собой регенеративное устройство, колебания на выходах которого появляются только при подаче на.вход сигналов. Причем эти колебания зависят от вида входных сигналов. Цепи обратной связи, состоящие из полосового и режекторного фильтров с ограничителем, а также вспомогательных смесителей ВС с гребенчатыми фильтрами ГрФ служат для формирования опор ного сигнала. Основные смесители ОС представляют собой корреляторы, в ко торых происходит оптимальная обработка составного сигнала.

> В [7] подробно исследован механизм работы такой системы. Отметим основные моменты для пояснения принципа ее работы. При правильном выборе линии задержки Т, во вспомогательных смесителях происходит полное снятие модуляции, например, многоканальным сообщением и сигнал на их выходах представляет собой немодулированное опорное колебание, образованное из

\ I Тракт

gi/u См

ПЛРИ\

ВЧиСм

\Сл,

Рис, п. 15. Структурная схема системы «Сатурн»

принятого сигнала. Условие выбора линии задержки заключается в выполнении равенства Ti=Toc, где тос - задержка, которую приобретает сигнал, пройдя лепи обратной связи.

Для эффективного очищения от шумов опорное колебание фильтруется гребенчатыми фильтрами, резонансные частоты которых совпадают с частотами парциальных составляющих составного сигнала. При передаче многоканальных сообщений полосы пропускания этих фильтров выбираются из условии A/фгS2fн, где Fh -нижняя модулирующая частота многоканального сообщения.

Таким образом, на входы с ОС приходят входные широкополосные сигналы и пновь образованное опорное колебание. В них происходит автокорреля-ц;;о!1ная обработка, в результате которой на выходах корреляторов сигналы представляют собой соответствующие суммы парциальных составляющих с сохранением исходной ЧМ модуляции, что позволяет приме!1кть стандартный частотный демодулятор. .

Для устранения возбуждения колебаний на паразитных частотах /вых±кор любого из фильтров гребенки, что особенно опасно при замираниях сигналов, полосовой и режекторный фильтры имеют специальную форму частотной характеристики, способствующую возникновению колебаний на частотах /вых и исключающую генерацию на частотах ,?вых±йкор. Ограничитель препятствует нарастанию амплитуды в цепи обратной связи и тем самым создает необходп-Muii режим работы смеситс.чей.

После прохождения через область многолучевого распространения радиоволн пара.тлельяый составной сигнал существенно искажается и приобретает паразитную .М (ПАМ) с частотами корреляторного тона и его гармоник. Для устранения этого вредного влияния на выходе системы «Сатурн» после сумматора Сл1 включается устройство фильтрации ПАМ, состоящее из линии за-де])жки т;. фазов1ап1ателя и сумматора Сл2. Частотная и ф.чз<и!ая характеристики этого устройсгва представляют собой периодические функции, частоты с Периодом / =Т2= 1 -кор. а в пределах выбранной полосы пропускания /вы1±