Устройство для распознования импульсных частотно-модулированных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации и связи при построе нии распознающих автоматов и в качестве составной части устройства для приема радиосигналов. Известно устройство для распознавания радиосигналов, содержащее первый и второй анализаторы мгновенного спектра, блок логической обработки, три преобразователя аналог-код, частотный детектор, вход которого ключей к входу устройства, а выход к первому входу первого анализатора мгновенного спектра, амплитудный детектор, вход которого подключен к входу устройства, а выход - к второму входу первого анализатора мгновен ного спектра, блок клиппирования, один вход которого подключен к выход частотного детектора, а другой вход к выходу амплитудного детектора, блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора мгновенного спектра, а другой вход через второй анализатор мгновен ного спектра - к выходу блока клиппи рования, причем выход частотного детектора, выход амплитудного детектора и выход блока сравнения через соответствующие преобразователи аналог-код соединены с соответствующи, ми входами блока логической обработки 1 . Однако это устройство не позволя ет распознавать импульсные сигналы с плавным монотонным законом изменения частоты. Наиболее близким к изобретению является устройство для распознавани импульсных сигналов с внутриимпульсной модуляцией, содержащее последовательно соединенные усилитель высокой частоты и преобразователь частоты, а также накопитель, пороговый блок, амплитудный детектор, частотный детектор и усилитель промежуточной частоты, причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к входам ам1гпитудного детектора и час тотного детектора 2. Однако известное устройство не позволяет проводить распознавание сигналов с нарастающим и убывающим монотонным запором частотной модуля цин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем увеличения числа типов распознаваемых сигналов. Для этого в устройство для распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов, содержащее пос-ледовательно соединенные усилитель высокой частоты и преобразователь частоты, а также накопитель, пороговый блок, амплитудный детектор, частотный детектор и усилитель промежуточной частоты, причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к входам амплитудного детектора , и частотного детектора, введены последовательно соединенные линия задержки и перемножитель, интегратор, формирователь двухполярных импульсов, блок стробирования, вычислитель модуля, формирователь положительных импульсов и триггер, причем выход усилителя высокой частоты подключен к входу линии задержки, выход перемножителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты, второй вход перемножителя подключен к выходу преобразователя частоты, выход частотного детектора через последовательно соединенные формирователь двухполярных импульсов, блок стробирования, накопитель, вычислитель модуля и пороговый блок подключен к п.ервому входу триггера, выход амплитудного детектора через формирователь положительных импульсов подключен к вторым входам блока стробирования и триггера, а также к входу интегратора, выход интегратора соединен с вторым вход.ем порогового блока, а выход триггера является выходом устройства распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов. Устройство содержит усилитель 1 высокой частоты, преобразователь 2 частоты, перемножитель 3, линию 4 задержки, усилитель 5 промежуточной частоты, амплитудный детектор 6, формирователь 7 пбложительных импульсов, интегратор 8, пороговый блок 9, вычислитель 10 модуля, накопитель 11, блок 12 стробирования,, формирователь 13 двухполярных импульсов, частотнъй детектор 14 и триггер 15. Устройство для распознавания импульсных частотно-модулированных СИ1-налов работает следую11№1м образом. На вход усилителя 1 поступает импульсньш частотно-модулированный сигнал вида A(t)Cos(27fo t+(t) приОссьг,, при и , где A(t) - огибающая сигнала; 0(t) функция угловой (фазовой) модуляции; fe - несущая частота; fu. длительность сигнала, причем функция i(t), а также длительность сигнала LI и несущая частота априорно неизвестны. После усиления в усилителе 1 сигнал S(t) поступает одновременно на .входы преобразователя 2 частоты и линии А задержки. Величина задержки Iсигнеша tfl в линии 4 задержки выбирается так, чтобы t,j была много мень ше ожидаемой минимальной длительности сигнала S(t). В преобразователе 2 частоты сигнал сдвигается по спектру на частоту пр ПР пром жуточная частота, совпадающая с цент ральной частотой настройки усилителя 5 промежуточный частоты. С выхода преобразователя 2 частоты сигнал Зпч (t) поступает на первый вход пере множителя 3, а задержанный линией 4 задержки сигнал S (t)S(t-t,3 подается на второй вход переменожителя 3, на выходе которого формируются компоненты с частотами и +2f5 Выходной сигнал перемножителя 3 поступает на вход усилителя 5 промежуточной частоты с полосой пропускания д f пр равной 2 /s/moYt j , где /3/чо| - максимальная ожидаемая абсолютная величина скорости изменения частоты частотно-модулированного сигнала S(t). На выходе усилителя 5 промежуточной частоты независимо от значения несущей частоты f вьщеляет ся компонента со спектром, сосредоточенным в окрестности частоты fnp . Выходной сигнал (t) усилителя 5 промежуточной частоты имеет вид , м ГАЙА«:-г,)С05()) . ID при г i. , .(2) при и . Сигнал Зчпч.(ь) одновременно посту пает на вход амплитудного детектора и на вход частотного детектора 14, Н выходе амплитудного детектора 6 выделяется (1гибающля сигнала Зущц (t), которая с помощью формирователя 7 положительных импульсов преобразуется в положительный прямоугольный импульс единичной амплитуды с длительностью tj Tii и равной длительности сигнала (t) . Этот импульс используется для управления работой триггера 15, для формирования порогового напряжения порогового блока 9 путем интегрирования импульса в интеграторе 8, а также для управления блоком 12 стробирования. В случае воздействия на входе устройства сигнала S(t) с плавным законом изменения частоты выходное напряжение Оцв (t) частотного детектора 14 можно представить в виде ицс (t) а 5чо (t)T;,3 где ЗЧР - крутизна дискриминационной характеристики; . 1 (t) y(t) TTj текущая скорость изменения частоты сигнала S(t). Напряжение Иь (t) поступает на вход формирователя 13 двухполярных импульсов, имеющего амплитудную характеристику вида ии,( .%i%dJ V Г (VJ, ( 1 при X О где Sign(x)0 при X 0 - знаковая -1 при X О функция; UQ - фиксированный уровень. Формирователь 13 имеет зону нечувствительности, т.е. когда входное напряжение находится в пределах (-Uo) - (UQ), выходное напряжение равно нулю. Величина уровня Uo выбирается исходя из следующего. Так как простой сигнал без внутриимпульсной модуляции представляет собой частный случай частотно-модулированного сигнала, когда модуль /J (t)/ равен нулю, то необходимо задать некоторый минимальный модуль /5/mirt , характеризующий факт принадлежности анализируемого сигнала к классу сигналов с частотной модуляцией. В качестве критерия принадлежности может быть использована величина /jMM . Если для всех te(0,tu) модуль /r(t)/i/ff/vTifv4 , то Sf1 следует I считать, что у сигнала S(t) частбтная модулятдая отсутствует. Мин мальному модулю скорости изменения частоты /5/m{v соответствует величина напряжения на выходе частотного детектора 14, равная ичио S /5/mirt t, . Эту величину и следует задавать в качестве уровня UQ , а величину /y/mtn можно выбрать, например, равной (0,01-0,05) /if/may . Если на вход устройства воздействует сигнал S(t) с плавным монотонны нарастающим законом изменения частоты, причем y(t)0 и (t)/y/min , вы ходное напряжение частотного детектора 14 превышает уровень Uo и на выходе формирователя 13 двухполярных импульсов вьфабатывается положительный импульс, который после стробирования поступает на накопитель 11. При этом в пределах длительности t сигнала (t) выходное напряжение V,y, накопителя 11 и выходное напряжение Uwnt (t) интегратора 8 изменяются по линейному закону и к моменту окончания сигнала Я,дпч - имеют одну и ту же величину, пропорцио нальную длительности Xi Далее напря жение UHAt (t) проходит без изменения величины и знака через вычислитель модуля 10 и поступает на один из входов порогового блока 9, а напряжение UHHT (t), определяющее величину порога, подается на другой вход порогового блокя 9. При равенст ве напряжений UHAK (t) и Uum (t) по роговый элемент срабатывает и формирует на выходе сигнал единичного уровня, которьй подается на информационный вход выходного триггера 15. По заднему фронту выходного импульса формирователя 7 положительных импуль сов сигнал единичного уровня с инфор мационного входа триггера 15 переписывается на его выход. Появление еди ничного уровня на выходе триггера 15 свидетельствует о том, что сигнал S(t) имеет монотонный закон изменения частоты. При поступлении на вход устройства сигнала с монотонным убывающим законом частотной модуляции на выходе формирователя 13 двухполярных им06, пульсов вр.1рабатывается импульс отрн щтельной полярности, который после стробироваНия и накопления поступает на вход вычислителя 10 модуля, где преобразуется в напряжение положительной полярности. Так же как и при нарастающем монотонном законе изменения частоты сигнала S(t), к моменту окончания сигнала (t) выходное напряжение вычислителя 10 модуля равно выходному напряжению интегратора 8, при этом пороговый блок 9 срабатывает, и на выходе триггера 15 появляется сигнал единичного уровня, . т.е. принимается рещение о присутствии на , входе устройства сигнала с плавным монотонным законом изменения частоты. Знак скорости изменения частоты при монотонном законе определяется по знаку выходного напряжения накопителя 11. Если на вход устройства поступают сигналы с немонотонным законом частотной модуляции (сигналы с V-образной или параболической частотной модуляцией) , у которых в течение длительности (t) меняется знак, или сигналы со ступенчатым законом изменения частоты, то на выходе формирователя 13 двухполярных импульсов вырабатываются либо разнополярные импульсы, либо импульсы одной полярности с суммарной длительностью меньшей длительности t . При этом к моменту окончания сигнала (t) выходное напряжение накопителя 11 по модулю меньше, чем вьлходное напряжение интегратора .8, в силу чего пороговый блок 9 не срабатывает и на выходе имеет нулевой уровень, фиксируемый триггером 15. Нулевое состояние триггера 15 соответствует решению о том, что на входе устройства присутствовал сигнал с немонотонным или дискретным изменением частоты или фазы. Сравнительный анализ показал, что предлагаемое устройство распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов обладает более широкими функциональными возможностями, так как позволяет распознавать сигналы как с монотонно нарастающим, так и монотонно убывающим законом частотной модуляции и, кроме того, не требует точного знания частоты и длительности обрабатываемых импульсов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИМПУЛЬСНЬК ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные усилитель высокой частоты и преобразователь частоты, а также накопитель, пороговый блок, амплитудный детектор, частотный детектор и усилитель промежуточной частоты, причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к входам амплитудного детектора и частотного детектора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения числа типов распознаваемых сигналов. в него введены последовательно соединенные линия задержки и перемножитель, интегратор, фopм фoвateль двухполярных импульсов, блок стробирования, вычислитель модуля, формирователь положительных импульсов и триггер, причем выход усилителя высокой частоты подключен к входу линии задержки, выход перёмножителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты, второй вход перемножителя подключен к выходу преобразователя частоты, выход частотного детектора через последовательно соединенные формирователь двухполярных импуль§ сов, блок стробирования, накопитель, вычислитель модуля и пороговый блок СО подключен к первому входу триггера, выход амплитудного детектора через формирователь положительных импульсов подключен к вторым входам блока стробирования и триггера, а также к входу интегратора, выход интегратора соединен с вторым входом порогового блока, а выход триггера является выходом устройства распознавания 00 импульсных частотно-модулированных сигналов. О5