Устройство для определения числа амплитудно-модулированных процессов Советский патент 1990 года по МПК H04B3/46 

3

Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано в радиосвязи с целью контроля и обеспечения требуемой электромагнитной об становки, а также в радиоастрономии для определения числа радиоизлучаю- щих объектов.

Цель изобретения - обеспечение измерения как модулированных, так и немодулированных сигналов с различными центральными частотами.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства определения числа амплитудно-моду- лированных процессов; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения числа амплитудно-модулированных процессов содержит входной согласующий блок 1 электронный ключ 2, генератор 3 тактовых импульсов, первый 4, второй 5 ждущие мультивибраторы, первую дисперсионную линию 6 задержки, усили- тель-ограничитель 7, вторую диспер- сионную линию 8 задержки, детектор огибающей, полосовой фильтр 10, второй перемножитель 11, второй интегртор 12, первый перемножитель 13, первый интегратор 14, блок 15 вычитания, решающий блок 16.

Устройство работает следующим образом.

Входной процесс UBX(t), представляющий собой аддитивную смесь одновременно поступающих и не совпадающих по частоте амплитудно-модулированных и немодулированных процессов (для определенности и простоты анализа работы положим, что ибХ(О представляет собой смесь одного модулированного и одного немодулированного сигнало-в, а модулирующая функция - гармоническое колебание), имеет вид

U6)((t) A0,cos(co0 t + %) + + + mcos(C2.t + tp, ) #cos(W02t + cf2), ,oo,

AJ,, Ам, С00,,СОС2- амплитуды и центральные частоты немодулированного и модулированного колебаний соответственно;

5

. начальные фазы; И - частота модулирующей функции; m - индекс амплитудной модуляции. UB),(t) поступает на электронный

„

0

ключ 2 через входной согласующий блок 1 , обеспечивающий заданный динамический диапазон амплитуд и частот, дис- кретизируется по времени с частотой генератора 3 тактовых импульсов. Частота дискретизации выбирается из требования неперекрытия откликов на выходе первой дисперсионной линии задержки (ДЛЗ) 6, если входной процесс предварительно не подвергается операции обработки колебанием с линейно- частотной модуляцией. Если сигналы подвергаются этой обработке, то частота дискретизации выбирается из условия наименьших потерь информации, т.е. длительность Т импульса генератора 3 тактовых импульсов выбирается равной перепаду времени группового запаздывания дисперсионной линии задержки йЈЛ5 (фиг. 2а).

Выборки сигналов UBX (t) (фиг. 26) тогда имеют вид

UBX(t) A01cos(coolt + ) + + + mcos(Q.t + q, N ) cos(CD01t +Cf2), te 0, T ,

где Т - длительность выборки, на ве- личину которой также накладывается ограничение k 27/52 Т 6 , k 7 - 10,

это условие означает, что за время Т должно уложиться 7-10 периодов самого низкочастотного модулирующего колебания, поступают на вход первой ДЛЗ 6, отклик (фиг. 2в) на ее выходе представляет собой прямое преобразование Фурье, т.е.

sin (W - С001 )Т/2

UM () Ап Т

а

О1

(со -Q« ) т/2

sin ( W - CDOZ )T/2 AtoraT

+ AozT+ -2

(СО -СОи)Т/2

- (О.- )T/2A02Tm

и.в---.,„ А,t

Щ-И- «. .. щ.

О - (Q-CD02) Т/22

sin CO - (Q +C004 )T/2

оэ- (сг+ад т/2

где &СОАг - полоса пропускания ДЛЗ

СО 2 |Ut;

(U Д0„ /&ЈА,

После разделения процессов UB(CO) появляется возможность провести нормировку неизвестных амплитуд ТА0) ,

ТА

02.

и A Tm/2. Для этого в усилите- 7 нижний предел ограле-ограничителеничения UH...-U4 выбирается из заданной вероятности ложной тревоги или из заданного наименьшего коэффициента модуляции т. Например, при ТАО, 1 величина первого бокового лепестка составляет 0,21, тогда полагая, что ТА - тоже равно 1, находят из усло10й

вия

ТА

01

та.

т

ТА

0,21

Отсюда порог ограничения выбирается из условия mwv1HЈ.0,21,

Это неравенство означает, что усиливаются только те боковые лепестки, у которых индекс модуляции больше тми({. Таким образом, на выходе усилителя-ограничителя 7 получают отклик изображенный на фиг. 2г, где 1 - отклик немодулированного процесса, 2 - основной отклик АМ-процессов, 2,2, 2,2 - отклики модулирующих функций с га 0,21.

После этого пронормированные процессы поступают на вторую ДЛЗ 8, осуществляющую совмещение процессов во времени (это аналогично операции обратного преобразования Фурье, фиг. 2д)

Необходимость второй ДПЗ 8 обусловлена тем, что при априори неизвестных амплитудах и законах модулирующих функций энергии процессов различны, |Т.е. в этом случае невозможно установить постоянными пороги решающих блоков.

Таким образом, на выходе второй ДЛЗ 8 (фиг. 2д) имеют

Аон cos (QOI t + CpJ ) +

ф cosfoyz-Kf ss

+ raucos(Q t +

H

А

ом

п

оч

- нормированные амплитуда и индекс амплитудной модуляции.

Ug(t)

Одновременно с этим напряжение

поступает на детектор 9 огибаю щей, где восстанавливается огибающая суммарной модулирующей функции U«(-t) (фиг. За):

U3o(t)

VOH

+ mHcos( nt 4- q,1)

и после прохождения полосового фильтра 10 (фиг, 2ж), причем полоса про-1 пускания выбирается из условия йдлакс Д35:ЯМИН , гцеЙмаКС1 змин-наибольшая и наименьшая частоты модулирующих сигналов-- (функций), второго перемножителя 11 Ug(t) и второго интегратора 12 (фиг. 2з) выделяется энергия модулирующих функций

ТАонтн

ч

5

Одновременно в первом перемножителе 13, первом интеграторе 14 определяется суммарная энергия

ТА™ ТА о„ Aim

он

он

т

и

В результате этих преобразований на первый вход блока 15 вычитания поступает напряжение, пропорциональное Э2., (фиг. 2з), а к второму входу напряжение, пропорциональное (фиг. 2е), отклик блока 15 вычитания (фиг. 36) представляет собой постоянное напряжение, равное сумме энергий двух сигналов с известными амплитудами и инвариантными к законам амплитудных модулирующих функций. Сказанное легко распространяется на N процессов.

Решающий блок 16 (фиг. Зд) представляет собой N-пороговое устройство, пороги которого соответствуют опорным напряжениям UOT 1 , U0(r 4,.. ., U н, причем величина этих порогов пропорциональна энергиям 1,2,...tN процессов и устанавливается заранее, исходя из значений известных параметров Аон, иуо, UH, -UH, N, шмин . После изготовления устройства желательно провести калибровку этих порогов в режиме обучения устройства.

Таким образом, пороги решающего блока 16 не зависят от амплитуд сигналов и их модулирующих функций.

Для обеспечения необходимого вре- ,мени индикации числа амплитудно-моду- лированных процессов введены первый

4 и второй 5 ждущие мультивибраторы, которые обеспечивают сброс интеграторов по истечению времени Тп - . Величина fc выбирается из величины постоянной интеграторов 12 и .14. Первый ждущий мультивибратор 4 (фиг. Зв) запускается фронтом генератора 3 тактовых импульсов (фиг. 2а). Второй ждущий мультивибратор 5 (фиг. Зг) за- пускается задним фронтом импульса первого ждущего мультивибратора 4. Тем самым обеспечивается необходимое время индикации и сброса интеграторов.

Формула изобретения

Устройство для определения числа амплитудно-модулированных процессов, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, электронный ключ, первую дисперсионную линию задержки, усилитель-ограничитель, вторую дисперсионную линию задержки, первый перемножитель, второ вход которого соединен с выходом вто- рой дисперсионной линии задержки,

первый интегратор и решающий бпок, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения как модулированных, так и немодулированных сигналов с различными центральными частотами, введены последовательно соединенные детектор огибающей, вход которого соединен с выходом второй дисперсионной линии задержки, полосовой фильтр, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, второй интегратор и блок вычитания, другой вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход подключен к входу решающего блока, последовательно соединенные первый ждущий мультивибратор и второй ждущий мультивибратор, выход которого подключен к другим входам первого и второго интеграторов, входной согласующий блок, выход которого подключен к второму входу электронного ключа, первый вход которого соединен с входом первого ждущего мультивибратора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - обеспечение измерения как модулированных, так и немодулированных сигналов с различными центральными частотами. Устройство для определения числа амплитудно-модулированных процессов содержит электронный ключ 2, г-р 3 тактовых импульсов, дисперсионные линии задержки 6 и 8, усилитель-ограничитель 7, перемножитель 13, интегратор 14, решающий блок 16. Для достижения цели в устройство введены входной согласующий блок 1, ждущие мультивибраторы 4 и 5, детектор 9 огибающей, полосовой фильтр 10, перемножитель 11, интегратор 12 и блок вычитания 15, с помощью которых обеспечивается выделение энергии модулирующих ф-ций и формируется отклик, представляющий собой постоянное напряжение, равное сумме энергий двух сигналов с известными амплитудами и инвариантными к законам амплитудных модулирующих ф-ций. 3 ил.

О Д

ж

си.

Фиг.З