Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H04L27/22 

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией (АМ) и фазовой манипуляцией (ФМ) наряду с его демодуляцией. Устройство содержит смесители 1, 18 и 21, управляемый г-р 2, усилители 3, 19 и 23 ПЧ, амплитудные ограничители 4 и 20, удвоители 5 и 8 частоты, узкополосные фильтры 6 и 25, г-р 7 опорного напряжения, фазовые детекторы 9, 12 и 26, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножители 13 и 24, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, антенны 16 и 17 и делитель 22 частоты на два. Если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной АМ-ФМ, то в работе участвуют оба детектора 15 и 12, если только АМ или ФМ, то полезное НЧ-напряжение появляется на выходе детектора 15 или 12. Пеленгация источника излучения сигнала достигается измерением фазового сдвига Δ*98Ф, определяющего направление на источник излучения, на фиксированной частоте ω₀/2, где ω₀ - частота напряжения г-ра 7. За счет свертки спектра принимаемых сигналов и узкополосной фильтрации значительная часть шума отфильтровывается, что повышает чувствительность устройства. 1 ил.

N)

31

них частот, фазовращатель 11, пере- множите.пи 13 и 24, полосовой фильтр 14, снихрониьп детектор 15, антенны 16 и 17 и делитель 22 частоты на два. Если на вход устр-ва поступает сигнал с комбинированной ЛМ-ФМ, то в работе участвуют оба детектора 15 и 12, если только ЛМ или ФМ, то полезное ИЧ-напряжение появляется на выходе детектора 15 или 12. Пеленгация

Изобретение относится к радиосвязи, может быть использовано для приема и демодуляции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и является усовершенствованием известного устройст по основному авт. св. № 1322498.

Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией наряду с его демодуляцией.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство демодуляции фазомани- пулированных сигналов содержит сме- ситель 1, управляемый генератор 2, усилитель 3 промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 4, первый удвоитель 5 частоты, узкопрлосный фильтр 6, генератор 7 опорного напря жения, второй удвоитель 8 частоты, первьо фазовый детектор 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, второй фазовьп детектор 12, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, сии- хронный детектор 15, первую 16 и вторую 17 антенны, первьй дополнителный смеситель 18, первый дополнительный усилитель 19 промежуточной частоты, дополнительный амплитудный ог- раничитель 20, второй дополнительный смеситель 21., делитель 22 частоты на два, второй дополнительный усилитель 23 промежуточной частоты, дополнительный перемножитель 24, дополнитель- ньй узкополосный фильтр 25 и дополнительный фазовый детектор 26.

Устройство работает следуицим образом.

942434

источника излучения сигнала достигается измерением фазового сдвига ALp , определяющего направление на источ- J ник излучения, на фиксированной час- тотеСО,/2, где о - частота напряжения г-ра 7. За счет свертки спектра принимаемых сигналов и узкополосной фильтрации значительная часть шума 10 отфильтровывается, что повышает чувствительность устр-ва. 1 ил.

имаемые сигналы с комбинироамплитудной модуляцией и фазоипуляцией (АМ-ФМ ):

и, Um(t).,(t) + Uc H-m(t).,t-t-q ,(t) + 0 ,

, Qp , T,q)- амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигналов ; m(t) - модулирующая

функция амплитудной модуляции;

О, It - манипулируемая

составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующей функцией, причем tp (t) const при ()(„ и может изменяться скачком -при , т.е. на границах между элементарными посылками (,2,...,N-1);

-длительность и количество элементарных посыпок, из которых составлен сигнал длительностью

-If. (,); ULf - фазовый сдвиг,

определяю1ций направление на

„. N

источник излучения ;

поступают на входы перемножителя 13 смесителей 1 и 18 с выходов антенн 16 и 17 соответственно. На первые входы смесителей 1 и 18 подается напряжение управляемого генератора 2

) и. cos( -к ),

где U|.,COr г амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 2.

На выходе смесителей 1 и 18 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 3 и 19 выделяются напряжения первой промежуточной частоты:Unp./) пр., l-bni(t). ,t +

+ Cf (t) + cfop, ;

Un(.i(t) (t). +

-ьц,(с) C|np,+u(,;

где и

Пр.I

Т

К,и,и,;

К|- коэффициент передачи смесителей; пр.| G c-Ur- первая промежуточная частота

Напряжения U рр.,(с) и Unp.) выходов усилителей 3 и 19 первой промежуточной частоты поступают соответственно на выходы амплитудных ограничителей 4 и 20, на выходах которых образуются напряжения:

Uj(t) U,,t -K(t) , U(t) и,. ,t (О - tPop, t ,

,B которых амплитудная модуляция устранена.

Напряжение U,(t) с выхода амплитудного ограничителя 4 поступает на второй вход перемножителя 13, на вход фазового детектора 12 и на вход удвоителя 5 частоты, на выходе которого образуется следующее гармоническое колебание:

Us(t) - U.cos{2(0,t + 2Cf,(t) 24),j,, U,cos(2(, t + ,), 06..,

где 2c(t) f 0,2 и ,

в котором манипуляция фазы уже отсут

стпует. Это ип 1ряленис вы;1оляетг;; узкополосным фильтром 6 и пост /пает на первьпЧ вход фазового детектора 9. Опорное напряжение генератора 7

Ll,(t) Uo cos (СО, Г -И|,),

где UQ , CJo I амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 7 (QO fOnp.),

поступает на вход удвоителя 8 частоты, на выходе которого образуется напряжение

15

и„(с)

Ug.cos 2(COot: +Ч(, ).

Это напряжение подается на второй вход фазового детектора 9, где оно сравнивается по фазе с напряжением UjCt), поступающим с выхода узкополосного фильтра 6. Если указан-ные напряжения отличаются одно от другого по фазе, то на выходе фазового детектора 9 выделяется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависит от степени и направления отклонения удвоенной первой промежуточной частоты, от удвоенной частоты генератора 7

опорного напряжения (2Сй„р, 2 СОо ) Управляющее напряжение через фильтр 10 нижних частот воздействует на управляющий генератор 2, изменяя его частоту сОг так, чтобы сохранялось , равенство со „о, CJ

пр Опорное напряжение U,.(t)

гене

ратора 7 через фазовращатель 11 поступает на вход фазового детектора 12. Фазовращатель 11 служит для компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства.

На выходе фазового детектора 12 образуется низкочастотное напряжение

и

Н(

(t) и

5

.

И(

и.

cosCpK (t),

и.

Jo

где и 4,

К - коэффициент передачи фазового детектора,

которое содержит полезную информа- 0 цию о законе фазовой манипуляции принимаемого сигнала.

В результате перемножения сигналов и(t) и Uj(t) на выходе перемножителя 13 образуется результирующее

5

колебание

U2,(t) (t).cos(cOrt -t+ tfr ) + (t). cos (2Uc-.

-Q,)C -f 2Lf,-qi,, , где V ,;

К - коэффициент передачи перемножителя 13;

из которого полосовым фильтром 14 вьщеляется напряжение разностной частоты

I

0) (t).cos(G}rt + 4 r)Это напряжение поступает на информационный вход синхронного детектора 15, на опорньй вход которого подается напряжение U|.(t) с выхода управляемого генератора 2. В результате синхронного детектирования на выходе детектора 15 образуется низкочастотное напряжение

UM.,(t) (t), где и„, ,;

Кл - коэффициент передачи синхронного детектора 15, пропорциональное модулирующей функции m(t).

Следовательно, если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн), то в работе участвует синхронный 15 и фазовьй 12 детекторы. Если на вход устройства поступает только сигнал с щотлитудной модуляцией (AM) или только сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн), то .полезное низкочастотное напряжение появляется на выходе синхронного 15 или фазового 12 детектора.

Напряжение U(t) с выхода a fflли- тудного ограничителя 20 поступает на второй вход смесителя 21, на первьй вход KOTOpoi o подается напряжение

Ug(t) Ug- cos CcOot )

с выхода делителя 22 частоты на два. На выходе смесителя 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 23 выделяется напряжение второй промежуточной частоты

.рь) Uj.,,(t) + +Ч пр2 . 0 , где Uj - К,и,

С0прг пр I nW(,- вторая промежуточная

частота.

которое поступает на первый вход перемножителя 24, на второй вход которого подается напряжение Uj(t) с выхода амплитудного ограничителя 4. На выходе перемножителя 24 образуется результирующее колебание

U COsC-CJot + Cfo-Aq)) + + U COS (,- COj t - if, (t) +

-t- 2Ср„р,- M . + uq , 0 ,

Д 4 1 K,U, U,,

из которого узкополосным фильтром 25 выделяется напряжение разностной частоты

Li CosC-co t -t- )), О u t Т.

Напряжение U(t) поступает на первьй вход фазового детектора 26, на второй вход которого подается- напряжение Ua(t) с выхода делителя 22 частоты на два. На выходе фазового детектора 26 образуется низкочастотное напряжение

Цц созйс, где и, I ,-U4,

пропорциональное фазовому сдвигу ut/ , определяющему направление на источник излучения

ut; 27 -| cosy, где d - расстояние между антеннами;

Ад- длина волны;

У - угол, определяющий направление на источник излучения. Следовательно, определение фазового сдвига Ь осуществляется на фиксироО

ванной частоте ««Од. При этом осуществляется свертка спектра принимаемых сигналов в N раз.

N,

где bfp х ширина спектра прини- маемых ФМн сигналов;

ufg -- ширина спектра гармо- нического колебания

U,(t)c.

Узкополосньй фильтр 25 выделяет гармоническое колебание (t) и отфильтровывает значительную часть шума. Это

обстоятельство позволяет повысить реальную чувствительность устройства при пеленгации источника излучения при малом отношении сигнал/шум.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает пеленгацию источника излучения ФМН-сигнала. Это достигается измерением фазового сдвига &ср , определяющего направление на источник излучения, на фиксированной чаЗа счет свертки спектра

стоте - (Jp

принимаемых сигналов и узкополосной фильтрации значительная часть шума отфильтровывается, что обеспечивает повьпиение реальной чувствительности устройства при пеленгации источника излучения АМ-ФМн-сигнала при малом отношении сигнал/шум.

Формула изобретения

Устройство демодуляции фазомани- пулированных сигналов по авт. св. № 1322498, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональныхвозможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией наряду с его демодуляцией, введены два дополнительных смесителя, два дополнительных усилителя промежуточной частоты, дополнительный амплитудный ограничитель, делитель частоты на два, дополнительный перемножитель.

0

0

5

0

5

дополнительный фазовьв. детектор ii допо.чнительньп узкополосньй фильтр, выход которого соединен с первым входом дополнительного фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты на два и к первому входу второго дополнительного смесителя, второй вход которого подключен к выходу дополнительного амплитудного ограничителя, вход которого соединен с выходом первого дополнительного усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу первого дополнительного смесителя, первый вход которого соединен с первым входом смесителя, выход второго дополнительного смесителя через второй дополнительный усилитель промежуточной частоты соединен с первым входом дополнительного перемножителя, выход которого подключен к входу дополнительного узкополосного фильтра, вход второго удвоителя частоты соединен с входом делителя частоты на два, выход амплитудного ограничителя подключен к второму входу дополнительного перемножителя, при этом вторые входы смесителя и первого дополнительного смесителя являются соответственно первым и вторым входами устройства, первым, вторым и третьим выходами которого являются соответственно выход второго фазового детектора, выход синхронного детектора и выход дополнительного фазового детектора.