Автокорреляционный измеритель параметров псевдослучайного фазоманипулированного сигнала Советский патент 1990 года по МПК H04B3/46 

f 49

сяа % заданном частотном диапазоне псевдослучайного сигнала с многократной фа- зоной манипуляцией (ФМ) при малом отношении С/Ш. Поставленная цель достигается введением в устр-во трех умножителей 24. 1 - 24.3, четырех анализаторов 25.1 - 25.4, трех блоков 26.1 - 26,3 сравнения, трех пороговых блоков 27,1 - 27.3, элемента ИЛИ 28, коммутатора 29, ключа 30, г-ра 31 пилообразного напряжения и дополнительного элемента 32 задержки. Просмотр задан- ного диапазона частот и поиск сигналов с многократной ФМ осуществляется с помощью г-ра 31э который лериоди

5

чески с периодом Т по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 23. При умножении частоты однократного ФМ сигнала на 2, 4 и 8 его спектр сворачивается во столько раз, во сколько ширина спектра ОФМ-сигнала больше ширины спектра соотв. гармоники. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ОФМ-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе измерителя меньше мощности шумов. Время задержки элемента 32 выбирается таким, чтобы можно было автоматически измерить основные параметры обнаруженного сигнала с многократной ФМ. 2 ил.

Изобретение относится к электросвязи, м.б.использовано в устр-вах приема и обработки фазоманипулированных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения обнаружения в заданном частотном диапазоне псевдослучайного сигнала с многократной фазовой манипуляцией (ФМ) при малом отношении С/Ш. Поставленная цель достигается введением в устр-во трех умножителей 24.1-24.3, четырех анализаторов 25.1-25.4, трех блоков 26.1-26.3 сравнения, трех пороговых блоков 27.1-27.3, элемента ИЛИ 28, коммутатора 29, ключа 30, г-ра 31 пилообразного напряжения и дополнительного элемента 32 задержки. Просмотр заданного диапазона частот и поиск сигналов с многократной ФМ осуществляется с помощью г-ра 31, который периодически с периодом TN по пилообразному закону перекстраивает частоту гетеродина 23. При умножении частоты однократного ФМ-сигнала 2,4 и 8 его спектр "сворачивается" во столько раз, во сколько ширина спектра ОФМ-сигнала больше ширины спектра соотв.гармоники. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ОФМ-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе измерителя меньше мощности шумов. Время задержки элемента 32 выбирается таким, чтобы можно было автоматически измерить основные параметры обнаруженного сигнала с многократной ФМ. 2 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в устройствах приема и обработки фазомани- пулированных (ФМ) сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения обнаружения в заданнбм частотном диапазоне псевдослучайного сигнала с многократной фазовой манипуляцией при малом отношении сигнал - гаум.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного измерителя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Автокорреляционный измеритель содержит блок 1 умножения, элемент 2 задержки, полосовой фильтр 3, нелинейный элемент 4, фильтр 5 нижних частот, генератор 6 скорости перестрой- ки, второй фильтр 7 нижних частот, первый 8 и второй 9 измерители частоты, дополнительный блок 10 умножения, третий фильтр 11 нижних частот, вентиль 12, счетчик 53 импульсов, измеритель 14 базы сигнала, измеритель 15 длительности посылок, арифметический блок 16, блок 17 регистрации, смеситель 18, усилитель 19 промежуточной частоты, перемножитель 20, четвертый фильтр 21 нижних частот, управляющий элемент 22, перестраиваемый гетеродин 23, первый 24.1, второй 24.2 и третий 24.3 умножители частоты, первый 25.1, второй 25.2 и третий 25.3 и четвертьй 25.4 анализаторы спектра, первый 26.1, второй 26.2 и третий 26.3 блоки сравнения первый 27.1, второй 27.2 и третий 27.3 пороговые бло- KHjэлемент ИЛИ 28, коммутатор 29, ключ

5

0

5

0

5

0

5

30, генератор 31 пилообразного напряжения и дополнительный элемент 32 задержки.

Измеритель работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот и поиск сигналов с многократной фазовой манипуляцией осуществляется с помощью генератора 31 пилообразного напряжения,- который периодически с периодом Тп по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 23.

Если на вход измерителя поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией (ОФМ), он поступает на первый (Вход смесителя 18, на второй вход которого подается напряжение перестраиваемого гетеродина 23 линейно изменяющейся частоты. На выходе смесителя 18 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 5 выделяется напряжение только промежуточной частоты, которое одновременно поступает на вход четвертого анализатора 25.4 спектра и на входы умножителей 24.1, 24.2, 24.3 частоты. Так как умножители 24.1э 24.2 и 24.3 частоты осуществляют умножение соответственно на 2, 4 и 8, то в колебаниях на их выходах манипуляция фазы отсутствует. Ширина спектра второй, четвертой и восьмой гармоник определяется длительностью сигнала Тс, тогда как ширина спектра ОФМ-сигнала определяется длительно- ,стыо его элементарных посылок, т.е. ширина спектра указанных гармоник стала меньше ширины спектра входного сигналао Следовательно, при умножении частоты 0 ьм-сигнала на два, четыре и

восемь его спектр сворачивается во столько раз, во сколько ширина спектра ОФМ-сигнала больше ширины спектра соответствующей гармоники. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ОФМ- сигнал даже тогда, когда его мощность на входе измерителя меньше мощности шумов. Ширина спектра входного сигнала измеряется с помощью четвертого анализатора 25.4 спектра, ширина спектра второй, четвертой и восьмой гармоник сигнала измеряется с помощью анализаторов 25.1, 25.2 и 25.3 спектэлемента 2 задержки определяет переходную частоту.

Если промежуточная частота сигнал

ра. Напряжения, пропорциональные ти- 15 кратен 1Г/2, напряжение на выходе рине спектров гармоник, с выходов ана- фильтра 2 равно нулю. Третий отвод лизаторов 25.1, 25.2 и 25.3 спектра поступают на первые входы блоков 26.1, 26.2 и 26.3 сравнения, на вторые входы которых подается напряжение с вы- 2о на входе элемента 2 задержки не рав- хода четвертого анализатора 25.4 спек- на переходной частоте, то на выходе тра, пропорциональное ширине входного сигнала. Так как последнее напряжение больше, то на выходе блоков 26.1, 26.2 и 26.3 сравнения образуются положительные импульсы, которые превыфильтра 21 нижних частот появляется напряжение ошибки, которое через управляющий элемент 22 воздействует на

25 частоту перестраиваемого гетеродина 23 таким образом, чтобы выполнялось равенство этих частот.

шают пороговый уровень в пороговых блоках 27.1, 27.2 и 27.3 и через элемент ИЛИ 28 поступают на вход дополнительного элемента задержки 32, на управляющий вход генератора 31 пилообразного напряжения, выключая его, на управляющий вход ключа 30, открывая его, и на управляющий вход коммутато30 кочастотным заполнением, которые про™ проходят через полосовой фильтр 3 и нелинейный элемент 4. Фильтры 5 и 7 нижних частот соединены с измерителями 8 и 9 частоты, на вторые входы

ра 29, переводя его в другое состоя- которых поступает выходное пилообраз-- ние, при котором вход перестраиваемо- J Hoe напряжение с генератора 6. В ре- го гетеродина 23 оказывается подклю- зультате с выхода измерителя 8 часто- ченным к выходу управляющего элемента ты снимается информация о значении 22. В исходном состоянии ключ ЗО.всег- тактовой частоты (фиг. 26), ас выхода закрыт.40 да измерителя 9 частоты - о значении При выключении генератора 31 пило- промежуточной частоты, которое вместе

с частотой перестраиваемого гетеродина 23 позволяет определить несущую частоту принимаемого ОФМ-сигнала.

Результатом перемножения в дополнительном блоке 10 умножения также являются биения с высокочастотным заполнением, огибающая которых выделяется фильтром 11 нижних частот.

Указанная огибающая представляет собой произведение (фиг. 2д) двух одинаковых модулирующих функций (фиг. 2а, г), сдвинутых во времени на величину задержки, образующуюся

45

образного напряжения и переключении коммутатора 29 усилителем 19 промежуточной частоты выделяется напряжение (фиг. 26)-, которое через открытый ключ 30 одновременно поступает на пер- вые входы блоков 1 и 10 умножения и перемножителя 20 непосредственно, а на их вторые входы через соответствующие отводы элемента 2 задержки. При gg чем величина задержки, образующаяся на первом отводе (первом выходе) элемента 2 задержки, изменяется по линейному закону скорости перестройки при помощи генератора 6, вырабатываю- gg на втором отводе элемента 2 задержки, щего периодическое пилообразное на- Число отрицательных импульсов в пряжение управления. Величина задерж- сигнале равно числу скачков фазы при- ки, образующаяся на втором отводе нимаемого ОФМ-сигнала, причем дли- (втором выходе) элемента 2 задержки, тельность отрицательных импульсов

400136

устанавливается постоянной и меньшей длительности элементарных посылок. Величина задержки образующаяся на третьем отводе третьем выходе элемента 2 задержки, устанавливается постоянной и меньшей величины задержки на втором отводе.

Часть элемента 2 задержки, перемно- 10 житель 20 и фильтр 21 нижних частот выполняют функции частотного дискриминатора. Если набег фазы за время задержки, образующийся на третьем отводе элемента задержки 2, равен или

элемента 2 задержки определяет переходную частоту.

Если промежуточная частота сигнала

кратен 1Г/2, напряжение на выходе фильтра 2 равно нулю. Третий отвод на входе элемента 2 задержки не рав- на переходной частоте, то на выходе

кратен 1Г/2, напряжение на выходе фильтра 2 равно нулю. Третий отвод на входе элемента 2 задержки не рав- на переходной частоте, то на выходе

фильтра 21 нижних частот появляется напряжение ошибки, которое через управляющий элемент 22 воздействует на

частоту перестраиваемого гетеродина 23 таким образом, чтобы выполнялось равенство этих частот.

Результатом перемножения в блоке 1 умножения являются биения с высокочастотным заполнением, которые про™ проходят через полосовой фильтр 3 и нелинейный элемент 4. Фильтры 5 и 7 нижних частот соединены с измерителями 8 и 9 частоты, на вторые входы

которых поступает выходное пилообраз-- Hoe напряжение с генератора 6. В ре- зультате с выхода измерителя 8 часто- ты снимается информация о значении тактовой частоты (фиг. 26), ас выхода измерителя 9 частоты - о значении промежуточной частоты, которое вместе

45

g

равна временному сдвигу модулирующих функций и не зависит от длительности элементарных посылок. Напряжение (фиг. 2д) с выхода фильтра 11 нижних частот поступает на вход однополярно- го вентиля 12, на выходе которого появляются только отрицательные импуль - сы (фиг. 2е). Эти импульсы подсчитываются счетчиком 13. Число скачков

фазы за время длительности принимаемого ОФМ-сигнала на единицу превышает количество его элементарных посылок.

Число скачков фазы, подсчитанное счетчиком 13, поступает на вход изме- рителя 14 базы сигнала, где и определяется база сигнала. Информация о значении тактовой частоты с выхода измерителя 8 частоты поступает на измеритель 15, где формируются тактовые импульсы (фиг. 2в), с помощью которых определяется длительность элементарных посылок. Измеренные значения базы сигнала и длительности элементарных посылок подаются в арифметический блок 16, где определяется длительность ОФМ-сигнала.

Пороговьй уровень в пороговых блоках 27.1, 27.2 и 27.3 выбирается таким, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи.

Время задержки дополнительного элемента 32 задержки выбирается таким чтобы можно было автоматически измерить основные параметры обнаруженного сигнала с многократной фазовой манипуляцией. По истечении этого времени напряжение с выхода дополнительного элемента 2 задержки поступает на входы сброса пороговых блоков 27.1, 27.2 и 27.3 и сбрасывает их содержимое на нулевое значение. При этом коммутатор 29 переводится в свое исходное состояние, при котором гетеродин 23 оказывается подключенным к выходу генера- тора 31 пилообразного напряжения, который в это время опять включается, а ключ 30 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние. С этого момента просмотр заданного ча- стотного диапазона и поиск фазомани- пулированных сигналов продолжается, В случае обнаружения следующего ОФМ- сигнала работа измерителя происходит аналогичным образом.

Если на вход измерителя поступает сигнал с двухкратной фазовой манипуляцией, то на выходе умножителя 24.1 частот образуется ОФМ-сигнал, а на

$ 0 о 5

0

« 0 5 л

выходе умножителей 24.2 и 24.3 частоты - гармонические колебания, т.е. г указанных каналах осуществляется свертка спектра входного сигнала.

Если на вход измерителя поступает сигнал с трехкратной фазовой манипуляцией, то свертка спектра осущест- вляется только на выходе умножителя 24.3 частоты на восемь. При этом положительное напряжение формируется только на выходе блока 26.3 сравнения.

Формула изобретения

Автокорреляционный измеритель параметров псевдослучайного фазоманипу- лированного сигнала по авт. св. № 1252954, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения обнаружения в заданном частотном диапазоне псевдослучайного сигнала с многократной фазовой манипуляцией при малом отношении сигнал - шум, в него введены дополнительный элемент задержки, последовательно соединенные первый умножитель частоты, первый анализатор спектра, первый блок сравнения, первой пороговый блок, элемент ИЛИ и генератор пилообразного напряжения, последовательно соединенные второй умножитель частоты, второй анализатор спектра, второй блок сравнения и второй пороговый блок, последовательно соединенные третий умножитель частоты, третий анализатор спектра, третий блок сравнения и третий пороговый блок, четвертый анализатор спектра, при этом выход усилителя промежуточной частоты подключен к входу перемножителя через введенный ключ выход управляющего элемента подключен к входу перестраиваемого гетеродина через введенный коммутатор, второй сигнальный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с управляющими входами ключа и коммутатора и с входом дополнительного элемента задержки, выход которого подключен к входам сброса первого, вторбго и третьего пороговых блоков, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, а сигнальный вход ключа соединен с входами первого, второго и третьего умножителей часто-

91540013 0

ты и четвертого анализатора спектра, входам первого, второго и третьего выход которого подключен к вторым блоков сравнения.

J U LJ

Составитель Б. Слепаков Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор М. Кучерявая

Заказ 231

Тираж. 51 9

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

D U U

фиё.2

t

Подписное