Устройство для распознавания радиосигналов Советский патент 1990 года по МПК H03M3/00 

Изобретение относится к радиотехнике, можег быть испопьзовано в устройствах для обнаружения и автоматического распознавания амтигудно-мо- дулированных (AM), частотно-модулированных (ЧМ) и фтзомодулированных (ФМ) радиосигналов с речевым и телеграфным сообщением, л тагле широко- попоен ix сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и многократной фазовой манипупяциои.

Цель изобретения - повышение до- стовернлсти устройства для распознавания радиосигналов с многократной фазовой манипуляцией при нестабиль- . ности их несущей частоты путем формирования устойчивой осциллограммы.

Иа фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - осциллограммы для сигналов с различной кратностью фазовой манипуляции; на Фиг. 3 - временные диаграммы.

N

Устройство содержит част этный детектор 1, первый анализатор 2 мгновенного спектра, умножитель 3 частоты, амплитудный детектор 4, первый преобразователь 5 аналог-код, второй анализатор 6 мгновенного спектра, первый блок 7 сравнения, третий анализатор 8 мгновенного спектра, блок 9 кпиппирования, второй преобразова- тель 10 аналог-код, второй блок 11 сравнения, детектор 12 знака, третий анализатор 13 мгновенного спектра, третий преобразователь 14 аналог-код, элементы И 15 и 16, блок 17 логичес- кой обработки, нуль-орган 18, генератор 19 опорного напряжения, ключ 20, первый усилитель 21 вертикальной развертки, фазовращатель 22 на 90°, т второй усилитель 23 горизонтальной развертки, электронно-лучевой индикатор (ЭЛИ) 24, преобразователь 25 частоты, состоящий из смесителя 26, усилителя 27 промежуточной частоты и гетеродина 28, делитель 29 частоты на восемь, узкополосный фильтр 30, фазовый детектор 31, управляющий элемент 32, умножитель 33 частоты на восемь.

Устройство работает следующим об- разом.

Принимаемый сигнал, вид модуляции которого необходимо определить, после преобразования по частоте одновременно поступает на входы частотного де- тектора 1, анализатора 2 мгновенного спектра, умножителя 3 частоты, амплитудного детектора 4 и управляющего электрода индикатора 24. При поступлении на вход устройства, например, сигнала с частотной модуляцией на иы ходе частотного детектора 1 выделяется напряжение, которое подается па один из входов анализатора 6 мгновенного спектра, через блок 9 клипгшро- вания - на анализатор 13 мгновенного спектра и через преобразователь 5 аналог-код - на один из входов блока 17 логической обработки. Сформированные на выходах анализаторов 6 и 13 отклики поступают на соответствующие входы блока 11 сравнения, на выходе которого в случае подачи на вход устройства сигнала с частотной модуляцией появляется напряжение, а в случае поступления сигнала с частотной манипуляцией напряжение отсутствует. Следовательно, на выходе преобразователя 14 аналог-код в первом

0

5

0

5 0

45

0

5

случае формируется I , а РО втором - О. С выхода преобразователя 14 нормированное напряжение поступает в блок 17, на соответствующем выходе которого возникает единичное напряжение .

Распознавание амплитудно-модулиро- ванных и амплитудно-манииулированных сигналов происходит аналогичным образом.

Для распознавания сигналов с линейной частотной модуляцией ч однократной фазовой манипуляцией и устройстве производится сравнение ширины амплитудных спектров принимаемого сигнала на основной и удвоенной частотах. При этом берется во внимание то обстоятельство, что ширина спектра сигнала с линейной частотной модуляцией в два раза больше ширины его спектра на основной частоте, а спектр сигнала с однократной фазовой манипуляцией на удвоенной частоте в N раз уже спектра этого же сигнала на основной частоте. Ширина амплитудного спектра принимаемого сигнала определяется с-помощью анализатора 2 и после удвоения его частоты в умножителе 3 с помощью анализатора 3. В результате сравнения полученных -значений ширины спектров на выходе блока 7 сравнения образуется напряжение определенной полярности, которое поступает на вход детектора 12 знака. Если распознаваемый сигнал имеет линейную частотную модуляцию, то на выходе блока 7 образуется отрицательное напряжение, которое через соответствующий выход детектора 12 знака подается на первый вход элемента И 15, на второй вход которого поступает единичный сигнал с выхода преобразователя 5 аналог-код. Следовательно, при линейной частотной модуляции единичное напряжение формируется на выходе элемента И 15, а на выходе блока 7 сигналы отсутствуют. Если на вход устройства поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией, то на выходе блока 7 образуется положительное напряжение, поступающее через детектор 12 знака на первый вход элемента И 16, на второй вход которого поступает сигнал с выхода преобразователя 5. Следовательно, при однократной фазовой манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение образуется только на выходе элемента И 16.

51536

( Для распознавания сигналов с многократной фаговой манипуляцией исполь- | зуется индикатор 24 с круговой разверткой, причем круговая развертка формируется с помощью генератора 19 опорного напряжения, частота f0 которого выбирается равной промежуточной частоте f„„ принимаемого сигнала

Р } „ . ......-.

fe fn,

Если на вход устройства поступает сигнал с многократной фазовой манипуляцией

Uc(t)Vc. cos 2frfc -KpK(t) + ,

О : t 6 Тс,

де Vc, Јe, JC , Te (t)

амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала 20 манипулируемая составляющая фаза, отображающая закон фазовой манипуляции, при- 25 чем (t) const при

кЈп t (к+1)Јп

и может изменять

fnp г

Напряжение Unp

5

0 5

К - коэффициент передачи

смесителя, - промежуточная частота,4V .

(t) с выхода усилителя 27 одновременно поступает на входы анализатора 2 и умножителя 3 частоты на два.

С помощью анализатора 2 измеряется ширина спектра ufc принимаемого сигнала, которая определяется длительностью элементарных посыпок Јn (ufc

J-) .. t-n

Если на вход устройства поступает

ТГ3

) 0, 2

то на выходе умножителя 3 частоты на два образуется ОФМн сигнал О, , 2, 37J ширина спектра uf| которого также определяется длительностью элементарных посылок

„

(uf, ™) и измеряется анализаL и

тором 8 спектра.

Если на вход устройства поступает

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в устройствах для обнаружения и автоматического распознавания амплитудно-модулированных, частотно-модулированных и фазомодулированных радиосигналов с речевым и телеграфным сообщением, а также широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией и является усовершенствованием устройства по авт.св. N1193819. Цель изобретения - повышение достоверности визуального распознавания сигналов с многократной фазовой манипуляцией при нестабильности их несущей частоты путем формирования устойчивой осциллограммы. Устройство для распознавания радиосигналов содержит частотный детектор 1, анализаторы 2,6,8 и 13 мгновенного спектра, умножитель 3 частоты, амплитудный детектор 4, преобразователи 5,10,14 аналог-код, блоки 7,11 сравнения, блок 9 клиппирования, детектор 12 знака, элементы И 15,16, блок 17 логической обработки, нуль-орган 18, генератор 19 опорного напряжения, ключ 20, первый усилитель 21 вертикальной развертки, фазовращатель 22 на 90°, второй усилитель 23 горизонтальной развертки, электронно-лучевой индикатор 24, преобразователь частоты, состоящий из смесителя 26, усилителя 27 промежуточной частоты и гетеродина 28, делитель 29 частоты на восемь, узкополосный фильтр 30, фазовый детектор 31, управляющий элемент 32 и умножитель 33 частоты на восемь. 3 ил.

IMN

ся скачком при t кЈп, т.е. на границах между элементарным посылками (К 1,2,3,..., N) длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью ТС(ТС ),

он поступает на первый вход смесителя 26, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 28

Ur(t) Vr, соз(21Г ),

где Up, fг, Lfr - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина .

На выходе смесителя 26 образуются напряжения комбинационных частот.

Усилителем 27 выделяется напряжение промежуточной частоты ITnp(t) Vnp. .p

- vnp. иь

. О te Тс, где Vnp j- К VcVr

4(t)

5

0

0

ТФМн сигнал

Т1 о

п - 4 -Т °. 4 2 4

то на выходе

)

3 7лЛ 2

умножителя 3 на два образуется ДФМн к(0 37, IIT,

5

4

сигнал

О, |,

57

Следовательно, если на вход устройства поступает сигнал с многократной фазовой манипуляцией, то на входы блока 7 сравнения поступают одинаковые значения ширины спектра принимаемого сигнала на основной &fc и удвоенной uf, частотах ( ufc if,).

Указанное равенство фиксирует

нуль-орган 18, выдавая сигнал, который открывает ключ 20. Ключ 20 в исходном состоянии всегда закрыт. Напряжение генератора 19 опорного напряжения через открытый ключ 20 поступает через усилитель 21 вертикальной развертки на вертикальный электрод индикатора 24, а через фазовращатель 22 на 90° и усилитель 23 горизонтальной развертки - на горизонтальный

электрод индикатора 24. Одновременно напряжение генератора 19 опорного напряжения через открытый ключ 20 поступает на первый вход фазового детектора.

Напряжение Unp(t) с выхода усилителя 27 одновременно поступает на управляющий электрод индикатора 24 и на вход умножителя 33 частоты на восемь, на выходе которого образуется гармоническое колебание

U,(t)-VnpCos(167fnpt+84 np), О fe t Тс .

Так как 8 lf«(t) 0,4t, 8fr, 12 в случае приема ДФМн сигнала и 8lp(t) - 0, 27, 47, 67-, 8fr, 10s 12 Т, 14 If в случае приема ТФМн, то в указанном колебании фазовая манипуляция отсутствует. Ширина спектра kf гармонического колебания определяется длительностью сигнала Тс (Af/2

1 ч

-), т.е. ширина спектра гармони1Сческого колебания стала в N раз мень

ше ширины спектра ufc входного

/ &fcxi

сигнала (-гт- N).

uii

Следовательно, при умножении частоты на восемь осуществляется свертка спектра входного сигнала.

Гармоническое колебание U, (t) подается на вход делителя 29 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение

Ut(t)-Unp- cos(27f t+ О Ј t fc Tc ,Г

которое выделяется узкополосным фильтром 30 и поступает на второй вход фазового детектора 31. Если под влиянием различных дестабилизирующих факторов промежуточная частота f„. ока- зывается не равной частоте f0 генератора 19 опорного напряжения (fn,ff0), то напряжения, поступающие на два входа фазового детектора 31, отличаются друг от друга по фазе. При этом на выходе фазового детектора 31 образуется управляющее напряжение, амплитуда и полярность которого зависят от степени и направления отклонения

5

5

0

0

5 0

промежуточной частоты Јпр от частоты f0 генератора 19 опорного напряжения. Управляющее напряжение через управляющий элемент 32 воздействует на гетеродин 28, изменяя его частоту fr так, чтобы сохранялось равенство fпр о- На экране индикатора 24 в этом случае образуется устойчивое изображение в виде нескольких точек, расположенных на окружности. Количество точек соответствует кратности фазовой манипуляции принимаемого сигнала. По устойчивой осциллограмме на экране индикатора 24 можно визуально оценить кратность фазовой манипуляции принимаемого сигнала и осуществить его достоверное распознавание.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом обеспечивает повышение достоверности визуального распознавания сигналов с многократной фазовой манипуляцией при нестабильности их несущей частоты. Это достигается использованием системы фазовой автоподстройки частоты, которая обеспечивает формирование устойчивой осциллограммы на экране электронно-лучевого индикатора. Формула изобретения

Устройство для распознавания радиосигналов по автосв. № 1193819, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности устройства, в него введен узел фазовой автоподстройки частоты, выполненный на преобразователе частоты, управляющем элементе, фазовом детекторе, фильтре, делителе частоты и умножителе частоты, выход которого через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу ключа, выход фазового детектора через управляющий элемент соединен с управляющим входом преобразователя частоты, информационный вход которого подключен к входу устройства, выход преобразователя частоты соединен с входом частотного детектора и умножителя частоты.

а

ДФМн

фигЛ

ДфМн

s ТФМн

Фа г. 2

Л

M(f) .

Mf)

ж

Uc

t