УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ РАДИОСИГНАЛОВ С ПЛАВНО ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ПОДЪЕМАМИ И СПАДАМИ РАДИОИМПУЛЬСОВ Российский патент 2015 года по МПК H04L1/00 H03D1/10 

Изобретение относится к области техники радиосвязи и может быть использовано в радиоприемных устройствах для обнаружения и/или предотвращения ошибок в принятом дискретном радиосигнале с плавно изменяющимися подъемами и спадами радиоимпульсов. Сформированные радиоимпульсы с плавно изменяющимися подъемами и спадами имеют минимальную ширину амплитудно-частотного спектра и малые энергетические затраты на их излучение.

Из уровня техники известно устройство декодирования с мягкими решениями для двухступенчатого каскадного кода, содержащее блок коррекции, схему определения качества бита информации, демодулятор, схему определения качества символов и выбора наименее достоверных символов, схему кодовой цикловой синхронизации с интегрированными мягкими и жесткими решениями, схему формирования вектора ошибок для наименее достоверных символов, блок сумматоров по модулю два, блок декодеров кода Боуза-Чоудхури-Хоквингема, схему определения наименьшего веса и контроллер декодера кода Рида-Соломона [Патент RU 2485683, МПК Н03М 13/15, 2012]. Из трех сформированных в передающем устройстве последовательностей радиоимпульсов и принимаемых в приемном устройстве этих трех последовательностей радиоимпульсов, первая из которых является закодированной m - ичным помехоустойчивым кодом Рида-Соломона передаваемая информация объемом К символов, вторая последовательность представляет собой ряд синхронизирующих двоичных символов и третья последовательность является повторением циклических последовательностей кода Боуза-Чоудхури-Хоквингема, в приемном устройстве определяется поразрядная сумма по модулю два всех принятых последовательностей импульсов. Результат суммирования по модулю два импульсов используется для принятия интегрированных мягких и жестких решений при конвейерной обработке принятой дискретной информации, искаженной интенсивными импульсными помехами.

Недостаток известного устройства состоит в том, что для конвейерной обработки трех принятых последовательностей радиоимпульсов требуется большое количество запоминающих элементов, управление которыми чрезмерно усложняет приемное устройство и снижает его быстродействие.

Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является устройство, содержащее трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, источник опорного напряжения, первый и второй конденсаторы, первый и второй резисторы, входящие совместно с операционным усилителем в состав демодулятора, а также известное устройство содержит модулятор, усилитель переменного тока, ключевой усилитель мощности и генератор импульсов, посредством которых формируется усилитель постоянного тока с гальванической развязкой для устройств ввода аналоговых сигналов в ЭВМ [Патент RU 129726, МПК H03F 3/38, 2013].

Недостаток прототипа заключается в ограниченных функциональных возможностях демодулятора известного усилителя постоянного тока преобразовывать только напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока без декодирования (выделения) входной знакопеременной величины.

Задачей изобретения является повышение достоверности преобразования импульсных радиосигналов с плавным изменением их подъемов и спадов в видеоимпульсы принимаемой дискретной информации.

Технический результат изобретения состоит в том, что расширяются функциональные возможности демодулятора не только преобразовывать напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, но и выделять двоичную информацию из манипулированных символов с плавными изменениями подъема (переднего фронта) и спада (заднего фронта) сформированных импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, что кроме известных и общих существенных отличительных признаков, а именно: трансформатора с первичной и двумя вторичными обмотками, источника опорного напряжения, первого и второго конденсаторов, первого и второго резисторов, предлагаемое устройство для демодуляции радиосигналов с плавно изменяющимися подъемом и спадом радиоимпульсов содержит дополнительный источник опорного напряжения, первый и второй пороговые элементы, первый и второй диоды, анод первого диода подключен к началу первой вторичной обмотки трансформатора, катод первого диода связан с одной общей точкой параллельно соединенных первого конденсатора и первого резистора и с одним входом первого порогового элемента, другой вход которого подключен к другой общей точке параллельно соединенных первого конденсатора и первого резистора и к клемме «плюс» источника опорного напряжения, клемма «минус» которого подсоединена к концу первой вторичной обмотки трансформатора, катод второго диода подключен к началу второй вторичной обмотки трансформатора, анод второго диода связан с одной общей точкой параллельно соединенных второго конденсатора и второго резистора и с одним входом второго порогового элемента, другой вход которого подключен к другой общей точке параллельно соединенных второго конденсатора и второго резистора и к клемме «минус» дополнительного источника опорного напряжения, клемма «плюс» которого подсоединена к концу второй вторичной обмотки трансформатора.

Новизна изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство для демодуляции радиосигналов с плавно изменяющимися подъемом и спадом радиоимпульсов содержит дополнительный источник опорного напряжения, первый и второй пороговые элементы, первый и второй диоды, анод первого диода подключен к началу первой вторичной обмотки трансформатора, катод первого диода связан с одной общей точкой параллельно соединенных первого конденсатора и первого резистора и с одним входом первого порогового элемента, другой вход которого подключен к другой общей точке параллельно соединенных первого конденсатора и первого резистора и к клемме «плюс» источника опорного напряжения, клемма «минус» которого подсоединена к концу первой вторичной обмотки трансформатора, катод второго диода подключен к началу второй вторичной обмотки трансформатора, анод второго диода связан с одной общей точкой параллельно соединенных второго конденсатора и второго резистора и с одним входом второго порогового элемента, другой вход которого подключен к другой общей точке параллельно соединенных второго конденсатора и второго резистора и к клемме «минус» дополнительного источника опорного напряжения, клемма «плюс» которого подсоединена к концу второй вторичной обмотки трансформатора, что обеспечивает повышение достоверности преобразования импульсных радиосигналов с плавным изменением их подъемов и спадов в видеоимпульсы принимаемой дискретной информации за счет расширения функциональных возможностей демодулятора.

Электрическая функциональная схема предлагаемого устройства для демодуляции радиосигналов с плавно изменяющимися подъемами и спадами радиоимпульсов приведена на фиг.1. Диаграмма изменения вероятности p ошибочного обнаружения элемента двоичного кода в зависимости от амплитуды опорного напряжения Е_П при постоянном значении $$h_0^2$$ отношения значении мощности полезного сигнала к мощности помехи изображена на фиг.2.

На фиг.1 обозначено: 1 и 2 - пороговые элементы, выходной сигнал которых соответствует элементам двоичного кода «1» и «0» соответственно; W11, W21 и W22 - первичная обмотка, первая и вторая вторичные обмотки трансформатора соответственно; U1 и U2 - первый и второй источники опорного напряжения постоянного тока, модули напряжений которых равны между собой; VD1 и VD2 - диоды; С1, С2, R1 и R2 - конденсаторы и резисторы. VD1, C1, R1 и VD2, C2, R2 образуют известные схемы детекторов огибающей радиоимпульсов.

В исходном положении (статика) начальные выводы вторичных обмоток W21 и W22 трансформатора подключены через соответствующие диоды VD1 и VD2 к одним входам пороговых элементов 1 и 2, к другим входам которых подсоединены клеммы «плюс» и «минус» источников опорного напряжения U1 и U2, противоположные клеммы которых «минус» и «плюс» подключены к конечным выводам вторичных обмоток W21 и W22 трансформатора. Конденсаторы C1 и C2 соединены параллельно с соответствующими резисторами R1 и R2, выполняя функцию накопительного элемента в фильтрах нижних частот детекторов огибающих радиоимпульсов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При поступлении знакопеременного напряжения на первичную обмотку W11 трансформатора на его во вторичных обмотках W21 и W22 наводятся ЭДС, которые через диоды VD1 и VD2 направляются на входы пороговых элементов 1 и 2 только в том случае, если напряжение ЭДС превышает соответствующее напряжение U1 и U2 опорного источника. Напряжения U1 и U2 опорных источников выбраны с учетом заданной минимальной вероятности p ошибки обнаружения элементарного двоичного символа в зависимости от его амплитуды U при постоянном значении $$h_0^2$$ отношения значении мощности полезного сигнала к мощности помехи, что проиллюстрировано на фиг.2. При этом вероятность p ошибки обнаружения элементарного двоичного символа «1» и «0» состоит из суммы вероятности ложной тревоги p_ЛТ и вероятности пропуска полезного сигнала p_ПС.

Промышленная осуществимость изобретения обосновывается тем, что в нем использованы известные в аналоге и прототипе узлы и блоки по своему прямому функциональному назначению. В организации-заявителе изготовлена модель устройства для демодуляции радиосигналов с плавно изменяющимися подъемами и спадами радиоимпульсов в 2013 году.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что повышается не менее чем на 20…30% достоверность преобразования импульсных радиосигналов с плавным изменением их подъемов и спадов в видеоимпульсы принимаемой дискретной информации за счет расширения функциональных возможностей известного в качестве прототипа демодулятора не только преобразовывать напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, но и выделять двоичные символы из манипулированных сигналов с плавными изменениями подъема и спада сформированных импульсов.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в радиоприемных устройствах для обнаружения и/или предотвращения ошибок в принятом дискретном радиосигнале с плавно изменяющимися подъемами и спадами радиоимпульсов. Достигаемый технический результат - повышение достоверности преобразования импульсных радиосигналов с плавным изменением их подъемов и спадов в видеоимпульсы принимаемой дискретности информации. Устройство для демодуляции радиосигналов с плавно изменяющимися подъемами и спадами радиоимпульсов содержит трансформатор с первичной W11 и двумя вторичными обмотками W21 и W22, два источника опорного напряжения U1 и U2, пару параллельно соединенных между собой конденсатора и резистора, пороговые элементы 1 и 2 и два диода VD1 и VD2. 2 ил.

Устройство для демодуляции радиосигналов с плавно изменяющимися подъемами и спадами радиоимпульсов, содержащее трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, источник опорного напряжения, первый и второй конденсаторы, первый и второй резисторы, отличающееся тем, что содержит дополнительный источник опорного напряжения, первый и второй пороговые элементы, первый и второй диоды, анод первого диода подключен к началу первой вторичной обмотки трансформатора, катод первого диода связан с одной общей точкой параллельно соединенных первого конденсатора и первого резистора и с одним входом первого порогового элемента, другой вход которого подключен к другой общей точке параллельно соединенных первого конденсатора и первого резистора и к клемме «плюс» источника опорного напряжения, клемма «минус» которого подсоединена к концу первой вторичной обмотки трансформатора, катод второго диода подключен к началу второй вторичной обмотки трансформатора, анод второго диода связан с одной общей точкой параллельно соединенных второго конденсатора и второго резистора и с одним входом второго порогового элемента, другой вход которого подключен к другой общей точке параллельно соединенных второго конденсатора и второго резистора и к клемме «минус» дополнительного источника опорного напряжения, клемма «плюс» которого подсоединена к концу второй вторичной обмотки трансформатора.