Устройство для приема дискретных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H04L27/14 

ватель сигнала, выходы которого соединены с первыми входами блоков регулировки усиления, выходы которых соединены с одними входами сумматора, выход которого соединен с входом инвертора и с входом детектора импульсов, выход которого через ждущий мультивибратор соединен со вторыми входами блоков регулировки усиления, третьи входы которых соединены с выходе инвертора, вход которого является вторым выходом блока компенсации помех, первым выходом которого является -выход ждущего мультивибратора, причем вход квадратурного преобразователя сигнала и другой вход сумматора являются соответствукяцими входами блока компенсации помех.

; 4. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок контроля частоты манипуляции содержит последовательно соединенные блок выделения фронта импульса, узкополосный фильтр, линейный детектор и пороговый блок, выход которого является выходом блока контроля частоты манипуляции, входом которого является вход блока выделения фронта импульса, .

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее радиоприемники с антенной реи;еткой, квадратурные преобразователи сигнала, выходы котррьЕХ соединены с первыми входами блоков регулировки усиления,- выходы которых соединены с входами первого сумматора, выход которого- соединен с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходЬм генератора опорного сигнала, причем выход вычитакяцего блока соединен с вторыми входами блоков регулировки усиления, отличающееся тем, что, с целью повьпиения псялехоустойчивости, введены блок совпадения, блок компенсации помех, блоки фазирования, блок контроля частоты манипуляции, ключи, инвертор, второй сумматор, усилитель с автоматической регулировкой усиления, .преобразователь частоты и демодулятор сигналов,вход которого соединен с выходом вычитающего блока и с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом блока контроля частоты манипуляции и с входом инвертора, выход которого через последовательно соединенные блок совпадения, второй ключ, преобразователь частоты, второй сумматор и усилитель с автоматической регулировкой усиления подключен к первым входам блоков фазирования, первые выходы которых соединены с соответствую цшли входами блока компенсации помех, первый выход которого соединен qo вторьм входом блока совпадения, при этом второй вход второго ключа соединен со вторым выходом блока компенсации помех, второй вход второго cyi-iMaToра подключен к выходу первого ключа, выход демодулятора сигналов соединен с входом блокар контроля частоты манипуляции, выходы радиоприемников с антенной решеткой соединены со вторыми входами сЬответствунмцих блоков фазирования, вторые выхдды которых соединены с входами соответствующих квадратурных преобразователей сигнала, а выход генератора опорного сиг- С нала соединен с третьими входами . блоков фазирования. (Л 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что каждый блок фазирования-содержит дрследова тельно соединенные усилитапь с автоматической регулировкой усиления,первый полосовой фильтр,первый перемножитель, узкополосный .фильтр, второй перемножитель, второй полосовой фильтр и сумматор, причем выход усилителя с автоматической регулисд ел ровкой усиления подключен к другому входу второго перемножителя к яво ляется первым выходом блока фазирования, вторым выходом которого являОд ется выход сумматора, второй вход которого является третьим входом блока фазирования, первый входом которого является другой вход первого перемножителя, а вторым входом блока фазирования является аход усилителя с автоматической регулировкой усиления. 3.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что блбк компенсации помех содержит ждущий мультивибратор, детектор импульсов, инвертор, сумматор, блоки регулировки усиления и квадратурный преобразо

i

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для приема узкополосных сигналов частотной и фазовой телеграфии в условиях Воздействия активных помех.

Известно устройство для приема дис кр е тных сиг налов, содержащее радиоприемники с антенной решеткой, квадратурные преобразователи сигнала, выходы которых соединены с первыми входами блоков регулировки усилителя, выходы которых соединены с-входами первого сумматора, выход которогосоединен с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного сигнала, причем выход..вычитающего блока соединен со вторыми ззходами блоков регулировки усилителя 11.. .

Однако известное устройство обладйет низкой помехоустойчивостью.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема дискретных сигналов, содержащее радиоприемники с.антенной решеткой, квадратурные преобразователи сигнат ла, выходы которых соединены с первы.ми входами блоков регулировки усиления, выходы которых соединены с входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом ВЕЛЧИтающего блока, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного сигнала, причем выход вычитающего блока соединен с вторыми входами блоков регулировки усиления, введены блок совпадения, блок компенсации помех, блоки фазирования, блок конт-г роля частоты манипуляции, ключи, инвертор, второй сумматор, усилитель с автоматической регулировкой усиления, преобразователь частоты и демодуляЮр сигналов, вход которого соединен с выходом вычитающего блока и с первым входом, первого ключа,второй вход которого соединен с выходом блока контроля частоты манипуляции и с входом инвертора, выход которого через последовательно соединенные

блок совпадения второй ключ, преобразова ль частоты, второй сумматор

усйлитель неавтоматической регулировкой усилейЩ подключен к первым входам блоков ф-азирования, первые выходы которых соединены с соответствующими входами блока компенсации помех, первый которого соединен со вторым входом блока совпадения, при этом в-гороК вход второго ключа соединен-со вторым выходом блока компенсации помех, второй вход второго сумматора подключен к выходу первого ключа, выход демодулятора сигналов

соединен с входом блока контроля частоты манипуляции, выходы радиоприемникпв с антенной решеткой соединены

со вторыми входами соответствующих блоков фазирования, вторые выходы

которых соединены с входами соответствующих квадратурных преобразователей сигнала, а выход генератора опорного сигнала соединен с третьими

входами блоков фазирования.

При этом каждый блок фазирования содержит последовательно соединенные усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый.полосовой фильтр,

первый перемножитель, узкополосный фильтр, второй перемножитель, второй полосовой фильтр и сумматор, причем выход усилителя с автоматической регулировкой усиления подключен к другому входу второго перемножителя и является первым выходом блока фази.ования, вторым выходом которого является выход сумматора, второй вход которого является третьим входом блока фазирования, первым входом которого является другой вход первого перемно жителя, а вторым входом блока фазиро вания является вход усилителя с авто матической регулировкой усиления оБлок компенсации помех содержит ждущий мультивибратор, детектор импу шьсов, инвертор, сумматор, блоки регулировки усиления и квадратурный преобразователь сигнала, выходы кото рого соединены с первыми входами бло ков регулировки усиления, выходы которых соединены с ОДНРШИ входами сум матора, выход которого соединен с вх 5 дом инвертора и с входом детектора и пульсов, выход которого через ждущий мультивибратор соединен со вторыми входами блоков регулировки усиления, третьи входы которых соединены с выходом инвертора, вход которого является вторым входим блока компенсации помех, первым выходом которого являе . ся выход ждущего мультивибратора, пр чем вход квадратурного преобра овате ля сигнала и другой вход сумматора являются соответствующими входами бл ка компенсации помех. Причем, блок контроля частоты манипуляции содержит последовательно соединенные блок выделения фронта им пульса, узкополосный фильтр, линейный детектор и пороговый блок, выход которого является выходом блока конт роля частоты манипуляции, входом которого является вход блока в-щеления фронта импульса. На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит радиоприемники 1 с антенной решеткой, блоки 2 фазирования, квадратурные преобразователи 3 сигнала, блоки 4 регулировки усиления, сумматоры 5 и 6, вычита щий блок 7, генератор 8 опорного сиг нала, усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления, демодулятор 10 сигналов, инвертор 11, ключи 12 и 13, блок 14 совпадения, преобразователь 15 частоты, блок 16 компенсации помех, блок 17 контроля частоты манипуляции. Блок фазирования содержит усилитель 18 с автоматической регулировкой усиления, полосовые фильтры 19 и 20, перемножители 21 и 22, узкополосный фильтр 23, сумматор 24, Блок компенсаций помех содержит квадратурный преобразователь 25 сигнала, блоки 26 регулировки усиления, сумматор 27, инвертор 26,: детектор 29 импульсов, ждущий мультивибратор 30. БЛОК контроля частоты манипуляции содержит блок 31 выделения фронта импульса, узкополосный фильтр 32, ли нейный детектор 33, пороговый блок 3 Устройство работает следующим обазом. - L Рассмотрим работу устройства на примере двух наиболее типичных ситуаций. .. Ситуация первая. Допустим, что после включения устройства на выходах радиоприемников 1 с антенной решеткой и усилителей 18 с автоматйчес.1 кой регулировкой усиления присутствуют только независимые флуктуацйойные шумы. В этом случае на выходе сумматора 27 блока 16 компенсации помех присутствуют только шумы парциального канала, в котором нет весовой обработки, блок 16 компенсации помех, так как реализует алгоритм минимума выходной мощности, помех. На. выходе ждущего мультивибратора 30 S это время действует нулевой потенциал, который поступает на блок;14 совпадения, делая управляющее напряжение ключом 13 нулевым, вследствие чего выход сумматора 27 оказывается отключенным от входа второго сумматора 6. Выходной сигнал демодулятора 10 сигналов, обусловленный случайными флуктуациями напряжения на входе поступает на блок 17 контроля частоты манипуляции. Поскольку в данном сигнале отсутствует регулярная составляющая частоты манипуляции, то на выходе порогового блока 34 действует нулевой потенциал, который запирает ключ 13 и отключает второй вход второго .сумматора от выхода вычитакйцезго блока 7. Собственные шумы сукматора 6 через усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления поступают на входы перемножителей 21.. Так как шумы на выходе .усилителя 9 с автоматической регулировкой усиления и шумы парциальных каналов nqcле полосовых фильтров 19 некорралированы, а узлы - перёмножитель 21, узкополосный фильтр 23 блоков 2 фазирования - представляют собой корреляторы разностной частоий, то напряжения на выходах узколосных фильтров 23 близки « нулю. Близкими к нулю будут и напряжения, на выходе полосовых фильтров 2.0 вследствие равенства нулю напряжений на одних из входов перемножителей 22. На входах компенсационной части устройства, включающей квадратурные преобразователи сигнала 3 блоки 4 регулировки усиления, сумматор 5 и вьг итающий блок 7 действует синусоидальное напряжение частоты F, которое вводится в устройство с помощью сумматоров 24 от генератора 8 опорного сигнала. Представленная структура компенсационной частив уетройства реализует алгоритм минимума среднего квадрата ошибки, в результате чего на выходе вычитающего блока 7 присутствует только флуктуационный шум, поступающий далее на демодулятор 10 сигналов.

При появлении полезного сигнала частотной или фазовой телеграфии на выходах усилителей 18 с автоматичесЧ . кой регулировкой усиления действуют уже коррелированные по парциальньом каналам приема колебания. Эти колебания на промежуточной частоте f о , проходят на выход сумматора 27 и заставляют детектор 29 -импульсов перевести ждущий мультивибратор 30 в положение, соответствукядее появлению положительного потенциала на его выходе. Этим потенциалом производится15 блокиров1 а блоков 26 ре гулировки усиления с целью предотвращения изменения весов в блоке 16 колтенсации помех. Одновременно с этим на вход блока 14 совпадения поступает положительный 20 потенциал.с выхода ждущего мультивибт ратора 30, который проходит на выход блока 14 совпадения и открывает ключ 13.

Колебания полезного сигнала с вы-; 25 хода cy мaтopa 27 через ключ 13 посту пают на преобразователь 15 частоты, где осуществляется перенос спектра сигнала на частоту, F f й .( luf выбирается из соображений необ- л ходимого подавления побочных продуктов преобразования в преобразователе частоты 15 ). Далее колебания сигнала с выхода дополнительного суматора б подаются на усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления/ выход которого является общим входом перемножителей 21„

На другие входы перемножителей 21 поступают колебания частоты д с выходов полосовых фильтров 19, колеба40 НИН разностной частоты д€ выделяются узкополосными фильтрами 23 и подаются на перемножители 22. На другие входы перемножителей 22 поступают колебания с выходов усилителей 18 с 45 автоматической регулировкой усиления соответствующего парциального канала. При этом начальные фазы колебаний суммарной частоты сигнала F после полосовых фильтров 20 оказываются CQ одинаковыми и равными начальной фазе колебаний на выходе усилителя 9 с автоматической регулировкой усиления, т.е. в блоках 2 |1азирования осуществяется фазирование колебаний полезного сигнала, принятого элементами - роизвольной антенной решетки с исользованием известного принципа двойн.ого преобразования частоты, применяемого в устройствах когерентного ложения сигналов.60

С. помощью сумматоров 24 осуществяется введение в кажщлй парциальный канал приема вспомогательного инусоидального сигнала частоты F т генератора 8 опорного сигнала.

налы с выходов сумматоров 24 разделяются квадратурными преобразователями сигнала 3 на квадратурные составляющие и через блоки 4 регулировки усиления подаются на сумматор 5. Выходной сигнал сумматора 5 сравнивается с сигналом генератора 8 опорного сигнала и сигнал ошибки с выход вычитающего блока 7 поступает на блоки 4 регулировки усиления. Поскольку вспомогательный сигнал,ввёденый в каждый канал приеиа устройства, имеет такое же распределение фаз по каналам приема, что и полезный сигнал (вследствие синфазирования последнего ), который к тому же некоррелирован с сигнгшом генератора 8 опорного сигнала,так как не имеет в спектре составляющей центральной частоты, то в соответствии с алгоритмом минимума среднего квадрата ошибки на выходе вычитающего блока 7 будут присутствовать колебания полезного сигнала.

Колебания сигнала с выхода вычитанхцего блока 7 поступают на демодулятор 10 сигналов, на выходе котороjro формируется стандартный телеграф ный сигнал. Передние фронты этого сигнала выделяются блокои 31 выделения фронта импульса и подаются на узкополосный фильтр 2. Центральная частота узкополосного фильтра 32 выбирается равной частоте манипуляции, которая однозначно связана со скоростью передачи информации и известна.

Напряжение, пропорциональное огибающей колебаний на выходе узкополосного фильтра 32, выделяется линейным детектором 33 и поступает на пороговый блок 34, порог срабатывания которого выставляется чуть выше уровня флуктуационных шумов в отсутствии колебаний полезного сигнала. Напр.тжение линейного детектора 33 переводит пороговый блок 34 в Состояние, соответствующее положительному потенциалу на ее выходе. Это напряжение на выходе инвертора 11 становится нулевым и приводит к появлению на выходе блока 14 совпадения нулевого потенциала, который закрывает ключ 13, предотвращая поступление полезного сигнала на один из входов второго сумматора 6, Одновременно с этим положительным потенцисшом порогового блока 34 открывается ключ 1 и колебания сигнала частоты F с выхода вычитающего блока 7 подаются через сумматор б и усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления на блоки 2 фазирования. После установления фазы колебаний на выходах узкополосных фильтров 23 процесс вхождения в синхронизм всего устройства быдет закончен, хотя после этого происходит разблокирование цепей об затной связи в блоках 26 регулиров ки усиления (длительность импульсов ждущего мультивибратора 30 выбирается немногим более интервала стационарности используемого радиоканала ) и происходит минимизация мощности сигнала на выходе сумматора 27 (по алгоритму минимума выходной мощности ) , Ъднако эти процессы уже не оказывают влияние на работу компенсационной части устройства, так как ключ 13 все время заперт нулевым потепциалом блока 14 совпадения. Полезный сигнал в виде посылок телеграфного сигнала снимается с выхода демодулятора 10 сигналов. Полосы пропускания узкополосных фильтров 23 и 32 выбираются такими, чтобы суммарное время установления переходных процессов на выходах этих фильтров было не больизе длитель ности импульсов, вырабатываемых жду1ДИМ- мультивибратором 30. Таким образом, в установившемся режиме .компенсационная часть предлагаемого устройства работает методом градиентного спуска, а фазирований си1 налов в парциальных каналах произ водится по сигналу с выхода вычитающего блока 7. Предположим, что после вхождения в синхронизм всего устройства в поло се частот полезного сигнала появляют ся колебания активных помех, создаваемые источниками, угловые координат за которых отличаются от координат источника полезного сигнала. Колебания помех на выходах блоков 2 фазирования при этом сохраняют такое распределение фаз по парциальным каналам, что в компенсационной части устройства оказывается возможным осу ществить взаимную компенсацию помехо вых колебаний,и вьщелить на выходе читающегр блока 7 полезный сигнал, который поступает на перемножители 21, Поскольку колебания полезного сигнала и активных помех некоррелир ваны (так как создаются разными источниками ), то фаза колебаний на вы ходе узкополосных фильтров 23 каждого блока 2 фазирования определяет ся только колебаниями.полезного сиг нала, следовательно, в блоках 2 фазирования осуществляется фазировани ксшебаний только полезного сигнала, что при работи компенсационной част устройства приводит к подавлению помех на выходе вычитающего блока 7 и выделению колебаний полезного сиг йала. ° Параметры блоков 4 регулировки усиления выбираются такими, чтобы время установления переходных проце сов на выходе сумматора 5 было значительно меньше времени установления колебаний на выходах узкополосных фильтров 23, тогда появление ак тивных помех не выводит устройство из синхронизма, так как помеховые колебания взаимно компенсируются значительно быстрее, чем устанавливаются-процессы от помех на выходах узкополосных фильтров 23 корреляторов разностной частоты блоков 2 фазирования. Переходные процессы в блоке 16 компенсации помех аналогичные процессам, происходящим при появлении полезного сигнала, не влияют на работу устройства при воздействии помех, так как ключ 13 постоянно заперт нулевым потенциалом блока. совпадения. Ситуация вторая. .Отличается от первой - тем, что полезный сигнал, по- , является тогда, когда уже действуют активные помехи. Рассмотрим этот случай, но прежде заметим, что процессы, происходящие в устройстве при воздействии только флуктуационных шумов, полностью-аналогичньз процессам, рассмотренным в первой ситуации. При.-появлении/активных помех срабатывает детектор 29 импульсов, который с помощью ждущего мультивибратора 30 переводит блоки 26 регулировки у.силения в состояние бло.кир.овки весов, на второй вход блока 14 совпадения поступает положительный потенциал, открывающий ключ 13 и напряжение помех через преобразователь частоты 15, сумматор 6 и усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления поступает на блоки 2 фазирования. Осуществляется фазирование | олвбаний помех и они появляются на выходе вычитающего блока 7, Так как.демодулятор 10 сигналов не согласовав (по типу сигнала ) с колебаниями помех, то на выходе блока 17-контроля частоты манипуляции подсеЕ живается .нулевой потенциал, запирающий ключ 12. После того, как мультивибратор 30 перейдет в состояние нулевого потенциала на выходе, ключ 13 запирается и на вход усилителя 9 с автоматической регулировкой усйле ния поступают только флуктуационные шумы сумматора 6. Далее в устройстве происходят процессы, аналогичные режиму воздействия флуктуационных шумов, которые были уже рассмотрены. Коэффициенты передачи блоков 26 регулировки усиления при разблокиро-л вании цепей корреляционной обратной связи ждущим мультивибратором 30 устанавливаются такими, чтобы обеспе.чить минимум мощности помех на выходе сумматора 27. Как только на выходе усилителей 18 с автоматической регулировкой усиления появляются колебания полезного сигнала, на выходе сумматора 27 тоже действует напряжение сигнала (так как