Устройство для распознавания импульсных сигналов с внутриимпульсной модуляцией Советский патент 1990 года по МПК H04B1/06 

Изобретение относится к области электросвязи, может найти применение в радиоприемных системах для обнаружения, автоматического и визуального распознавания сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1515372.

Целью изобретения является повышение достоверности распознавания сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией путем визуального контроля их основных параметров.

На фиг,1 изображена структурно- электрическая схема устройства} на фиг. 3 - эпюры напряжений, поясня ющие его работу.

УстройствЬ содержит усилитель 1 высокой частоты, преобразователь 2 частоты, широкополосный усилитель 3 промежуточной частоты, амплитудный детектор 4, основной частотный детек тор 5, основное дифференцирующее звено 6, элемент 7 совпадения, накопитель 8, пороговый элемент 9, основной блок 10 задержки, смеситель 11, усилитель 12 промежуточной частоты, блок 13 вычитания, дополнительное дифференцирующее звено 14, основной блок 15 индикации, основной ключ 16, дополнительный блок 17 задержки, дополнительный частотный детектор 18, выпрямитель 19, генератор 20 опорного напряжения, первый усилитель 21, втррой усилитель 22, фазовращатель 23, дополнительный блок 24 индикации, дополнительный ключ 25, первый умножитель 26 частоты, первый делитель 27 частоты, блок 28 регулируемой задержки, перемножитель 29, поло совой фильтр 30, второй умножитель 31 частоты, второй делитель 32 часто1 ты, узкополосный фильтр 33, фазовый детектор 34 и управляющий блок 35, причем основной блок 15 индикации со держит электронно-лучевую трубку 35 и генератор 37 пилообразного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемый импульсный сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией ч фазовой манипуляцией

uc(t)uc cos{coct4.,

0Ј t Јtu ,

10

15

20

25

30

35

где Uc , cdc ,

Ц),, Ј ц - амппитуда, начальная

частота и длительность сигнала соответственно

- Af

--и. -

X 0 t-u

скорость изменения частоты внутри импульса ;

Ufa - девиация частоты сигнала;

CfK - манипулируемая составляющая фазы сигнала, отображающая закон фа- зовой манипуляции, в

соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.За), причем Ц const при (1с-Н)с и может изменяться скачком при t и.С э, т.е. на границах между элементарными посылками (,2,..., N-1), ,

Ј%| длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Сц ( Су

NЈ),

через усилитель 1 высокой частоты поступает одновременно на Входы основного блока 10 задержки и преобразователя 2 частоты. На выходе основного блока 10 задержки появляется сигнал

U,(t)Uc(t-T3l)Uacos a c(t-Ј3l) +

+fty(t-C5l)zHpK+, ,

где С, - время задержки основного блока 10 задержки,

который поступает на первый вход сме-

сителя 11. На второй вход смесителя

11 подается напряжение гетеродина, входящего в состав преобразователя 2 частоты:

Un(t) Ur- cos(Uг t + Cff),

где Ur,Qr, срг - амплитуда, частота

и начальная фаза напряжения гетеродина. Б преобразователе частоты и смесителе 11 внутриимпульсная частота заполнения сдвигается по частотной оси в область промежуточной частоты

При этом широкополосным уси- 3 промежуточной частоты выделяется колебание

яр лителем

Unp,(t)«Wnp-co8(OOnpt+ t +Cfr+Cfy),

где Un

Р

ц

Мс°г.

k. 1

коэффициент передачи преобразователя частоты} промежуточная частота1,

промежуточная начальная фаза.

Одновременно на выходе смесителя

появляется колебание

«пр С-СОГ Ус-Чг

Unpz(t)Unp t- G)cЈ3« + (t-Cj,)2, ,

частота которого

0)

.)

np+27j(t- , в полосу

СО

,)

пропускания частоты.

уси Вепромежуточноизадержки Т5, выбирается тако

не попадает лителя 12 личина

чтобы преобразованный по частоте сигнал Unp2(t) не попадал в полосу пропускания усилителя 12 промежуточной частоты. Напряжения шумов и помех, несущая частота которых не меняется во времени, попадают в полосу пропускания усилителя 12 промежуточной частоты. В результате на выходе широкополосного усилителя 3 промежуточной частоты присутствуют колебани преобразованного по частоте сигнала Unp, (t), и шумов и помех, а на выходе усилителя 12 промежуточной частоты - только колебания шумов и помех. В результате операции вычитания на выходе блока 13 вычитания осуществляется компенсация шумов и помех. Степень компенсации зависит от величины Ј31 и тем больше, чем меньше величина з«

Преобразованный по частоте сигнал Upp| (t) фиг.2а), значительно очищенный от шумов и помех, с выхода блока 13 вычитания поступает на входы амплитудного 4 и основного частотного

0

5

0

5

5 детекторов. Амплитудный детектор 4 выделяет огибающую сигнала U (фиг.2в), которая поступает на первый вход элемента 1 совпадения. С выхода основного частотного детектора 5 видеосигнал U У (фиг.2г), форма которого соответствует закону изменения частоты сигнала (фиг.2б), а короткие разнополяр- ные импульсы соответствуют моментам скачкообразного изменения фазы принимаемого сигнала (фиг.2а), поступает на вход дифференцирующего звена 6, выходной сигнал (фиг.2д) которого подается на второй вход элемента 7 совпадения. На выходе последнего появляется сигнал (фиг.2е), поступающий затем в накопитель 8, где он интегрируется с целью уменьшения числа ложных срабатываний. Выходное напряжение накопителя 8 действует на -входе порогового элемента 9, где оно сравнивается с -пороговым уровнем Upop, и в момент времени t,, в который оно превышает этот уровень (фиг.2ж), формируется выходной сигнал (фиг.2з), являющийся признаком присутствия на входе устройства импульсного сигнала с внутриимпульсной модуляцией.

Если на вход устройства поступают сигналы с внутриимпульсной частотной модуляцией или внутриимпульсной фазовой модуляцией, то пороговый элемент 9 не срабатывает.

Следовательно, устройство осущест- селекцию импульсных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией среди сигналов с другими законами модуляции.

Выходной сигнал амплитудного детектора 4 (фиг.2в) одновременно поступает на вход дополнительного диф5 ференцирующего звена 14, где он преобразуется в два коротких раэнополяр- ных импульса (фиг.Зи). Причем положительным коротким импульсом запускается, а отрицательным закрывается ге0 нератор 37 пилообразного напряжения. Выходное напряжение последнего (фиг.2к) используется для формирования горизонтальной развертки электронно-лучевой трубки 36. В результате этого на экране последней образуется осциллограмма в виде правильного прямоугольного импульса с короткими разнополярными импульсами на его вершине. Причем длительность им0

5

0

пульса пропорциональна длительности Сч принимаемого импульсного сигнала, амплитула импульса пропорциональна скорости изменения частоты у внутри - импульса, а площадь импульса про- пйрциональна девиации частоты A f & у -Си принимаемого сигнала.

Число коротких разнополярных импульсов равно количеству скачков фа- зы m принимаемого сигнала, Между количеством скачков фазы tn и количест- в|ом элементарных посыйок N существует следующая аналитическая зависимость:

N 0V5 (m+1).

Подсчитав количество скачков фазы т, можно определить количество элементарных посылок N.

Оценив и N, можно определить длительность Сэ элементарных посыпок:

-Э- ffДля визуальной оценки величины скачков фазы UCf и кратности п фазовой манипуляции распознаваемого сигнала используется дополнительный 30 блок 24 «ндиквции, выполненный в виде электроняо-лучевой трубки с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора 20 сдаорног0 напряжения, часто- $$ та G)o которого выбирается приблизительно равной частоте биений (ОЭ0 GJЈ). Напряжение генератора 20 поступает через первый усилитель 21 на вертикаяьный; электрод, а через фаз о- 4а

вращатедй 23 на

и второй усилитель 22 - на горизонтальный электрод дополнительного блока 24 индикации.

Преобразованный по частоте сигнал Ипр-, (fc) (фиг.2а), значительно очищен- ный от шумов и помех, с выхода блока 13 вычитания одновременно поступает на первый вход первмиожителя 29 и че- рез открытый дополнительный ключ 25 йа вход первого умножителя 26 частоты jaa восемь. На выходе последнего образуется напряжение

URp5 (t)U,y coe{8 СОПр t+87Ј t +

8lfnp , .

Так как ,SlT- при однократной фазовой манипуляции, ,47,8 n при двухкратной фазовой манипуляции, 8(f,0,2f, 4, 6 7,87,107,127,14 - при трехкратной фазовой манипуляции, то в указанном напряжении манипуляция фазы уже отсутствует. Напряжение Unp3(t) поступает на вход первого делителя 27 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение

)unp cos(COppt+ yta+C|p), ,

представляющее собой линейный частотно-модулированный сигнал промежуточной частоты. Напряжение Upn.Ct) поступает на первый вход блока 28 регулируемой задержки, на выходе которого образуется напряжение

)-Un(t-0-Unp.(t-«)(t-«)a + cfJi , 5

0 $$ 4а

45 JQ

л.

где с/ - время задержки блока 28 регулируемой задержки, которое поступает на второй вход перемножителя 29. На выходе последнего образуется

напряжение биений (фиг.36)

и& ( cos tOst+(V KPj)

где U& - - k2Unp ;

k2 - коэффициент передачи перемножи- теля%,

2 у с - частота биений; - в У - начальная фаза

биений,

которое представляет собой фазомани- пулированный сигнал на частоте биений. Причем частота биений определяется скоростью изменения частоты Y сигнала и величиной задержки 6.

Напряжение Ug,(t) выделяется полосовым фильтром 30 и поступает на вход дополнительного детектора 1U., на выходе которого образуется последовательность коротких разнополярных импульсов (фиг.Зв), временное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы фазо- манипулироваиного сигнала на частоте биений (фиг.Зб). На выходе выпрямителя 19 образуется последовательность положительных коротких импульсов

9158

(фиг.Зг), которая подается на модулирующий электрод дополнительного блоке 24 индикации и осуществляет моду- ля-цию ее электронного луча по яркости, Щря этом на экране дополнительного блока 24 индикации образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности. Колш$ество точек определяет кратность п фазовой манипуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы ДСР принимаемого сигнала.

10

Если указанные напряжения отличаются одна от другого по частоте и фазе, то на выходе фазового детектора 24 образуется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и на- равления отклонения частоты биений tog- от частоты С00 генератора 20 опорного напряжения. Управляющее напряжение с помощью управляющего блока 35 воздействует на блок 28 регулируемой задержки, изменяя величину задержки Ј

так, чтобы выполнялось равенство

Изобретение относится к электросвязи и может найти применение в радиоприемных системах для обнаружения, автоматического и визуального распознания сигналов с комбинированной линейно частотной модуляцией и фазовой манипуляцией. Цель изобретения является повышение достоверности распознавания сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией путем визуального контроля их основных параметров. Поставленная цель достигается за счет введения первого усилителя 21, генератора 20 опорного напряжения, фазовращателя 23, второго усилителя 22, дополнительногоблока индикации 24, дополнительного ключа 25, первого умножителя частоты 26, первого делителя частоты 27, блока 28 регулируемой задержки, перемножителя 29, полосового фильтра 30, дополнительного частотного детектора 18, выпрямителя 19, второго умножителя частоты 31, второго делителя частоты 32, узкополосного фильтра 33, фазового детектора 34 и управляющего блока 35. Устройство осуществляет селекцию импульсных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией среди сигналов с другими законами модуляции. 3 ил.

Еря неравенстве частот С0Ј

COg ( C30t- COg) яркостные метки двигаются по окружности с разностной частотой.

Для получения устойчивой осциллограммы на экране дополнител-ьного бло ка 24 индикации используется система фазовой автоподстройки частоты, состоящая из блока 28 регулируемой за- держЛи перемножителя 29, полосового фильтра 38, второго умножителя 31 частоты не восемь, второго делителя 32 частоты на восемь, узкополосного фильтра 33, фазового детектора 34 и управляющего блока 35.

Напряжение U((t) (фиг.36) с вы- хода полосового фильтра 30 поступает на вход умножителя 31 частоты на восемь, ка выходе которого образуется гармоническое напряжение (фиг«3д)

и& (O-Ifc-coeteWjt+eCfu+ecfj)

Uj-c0B(8eOjt-Kfs), ,

в котором фазовая манипуляция устранена. Напряжение Uj2(t) поступает на вход вяхзрого делителя 32 частоты на воеем, на выходе которого образуется налфтекение (фиг.Зе)

ug (t)-Ug-cos(coj t+q), ,

«

выделяющееся узкополосным фильтром 33 и поступающее на первый вход фазового детектора 34, на второй вход которого додается напряжение с выхода ге- нерл-рора 20 опорного напряжения

c°s(co0t+q 0),

где UQ, G)0, - амплитуда, частота

и начальная фаза напряжения генератора 20.

15

GO С00.

0 5

о

5

0

5

0

5

Г

Время задержки с Зг дополнительного блока 17 задержки выбирается таким, что можно визуально оценить основные параметры принимаемого сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах блоков 15 и 24 индикации. По истечении этого времени напряжение с выхода дополнительного блока 17 задержки поступает на вход сброса накопителя 8 и сбрасывает его содержимое на нулевое значение. При этом ключи 16 и 25 закрываются, т.е. переводятся в свое исходное состояние, и устройство готово к приему следующего сигнала.

Формула изобретения

Устройство для распознавания импульсных сигналов с внутриимпульсной модуляцией по авт. св. № 1515372, отличающееся тем, чтог с целью повышения достоверности распознавания сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией путем визуального контроля их основных параметров, введены первый усилитель, последовательно соединенные генератор опорного напряжения, фазовращатель, второй усилитель и дополнительный блок индикации, последовательно соединенные дополнительный ключ, первый умножитель частоты, первый делитель частоты, блок регулируемой задержки, пе- ремножитель, полоеовой фильтр, дополнительный частотный детектор и выпрямитель, последовательно соединенные второй умножитель частоты, второй делитель частоты, узкополосный фильтр, фазовый детектор и управляющий блок, выход которого подключен к второму входу блока регулируемой задержки,

выход генератора опорного напряжения подключен к второму входу фазового детектора и входу первого усилителя, выход которого подключен к второму дополнительного блока индикации, третий вход которого соединен с выходом выпрямителя, выход блока

W/Vift)

/ fntfjl 1

6

U

Фиг, 2

вычитания подключен к второму входу перемножителя и первому входу дополнительного ключа, второй йход которого соединен с выходом порогового блока, а выход полосового фильтра подключен к входу второго умножителя частоты.

Фиг.З