Устройство приема дискретных частотных сигналов Советский патент 1991 года по МПК H04L27/26 

Фие.1

i

Изобретение относится к радиосвя-- зи и может использоваться а «радио- системах передачи информации для приема и демодуляции дискретных час- тотных сигналов (ДЧС)„

Целью изобретения является упрощение устройства за счет исключения нескольких каналов обработкис

На фиг„ 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг о 2-4 частотно-временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит полосовой фильтр 1, смеситель 2, линейный час- тотно-модулированный (ЛЧМ) генератор 3, дисперсионную линию 4 задержки (ДЛЗ), детектор 5 огибающей, ключ 6, блок 7 формирования порогов, состоящий из первого 8 и второго 9 коммутаторов и блоков 10 вычисления порогов, компаратор 11, распределитель 12 импульсов, блоки 13 счетчиков, многоразрядный регистр 14, цифровой согласованный фильтр 15, пороговый блок 16, регистрирующий блок t7, синхронизатор 18, состоящий из задающего генератора 19, генератора 20 тактовых импульсов, первого 21 и второго 22 двоичных счетчиков, дешифратора 23 и счетчика 24.

Устройство приема дискретных частотных сигналов работает следующим образом,,

На вход полосового фильтра 1 по- ступает радиосигнал, представляющий собой сумму помех и ДЧС, передаваемых последовательностью радиоимпульсов длительностью Т (фиг. 2а). Несущие частоты радиоимпульсов ДЧС f j, left , могут иметь произвольные (не равные), но известные интервалы разнесения. Количество несущих частот равно N, С выхода фильтра 1, ограничивающего спектр помех и име- ющего полосу пропускания, несколько превышающую полосу частот, занимаемую ДЧС, радиосигнал поступает на первый вход смесителя 2„ На второй вход смесителя 2 подаются колебания от ЛЧМ-генератора 3, запускаемого короткими импульсами от синхронизатра 18 через интервалы времени с « Т (фиг, 26). Девиация частоты ЛЧМ-генератора 3 примерно равна полосе пропу кания полосового фильтра 1, а мгновенная частота изменяется от своего минимального до максимального значения за время С, С (фиг. 2в, За).

При помощи колебаний ЛЧМ-генератора 3 сумма помех и радиоимпульсов ДЧС преобразуется смесителем 2 в непрерывные последовательности элементарных ЛЧМ-радиоимпульсов промежуточной частоты. Например, при попадании в полосу пропускания фильтра 1 помехи частотой fn частотно-временной график элементарных ЛЧМ радиоимпульсов на выходе смесителя 2 имеет вид, представленный на фиг„ 2г„

Сигнал с выхода смесителя поступает на вход ДЛЗ 4. Для частотно-временного преобразования и гарантированного обнаружения входных радиоимпульсов ДЛЗ является согласованным фильтром для элементарных ЛЧМ-радиоимпульсов. Различные частотные составляющие одного элементарно ЛЧМ- радиоимпульса распространяются в ДЛЗ с разными скоростями из-за ее дисперсионных свойств и складываются когерентно В результате на выходе ДЛЗ образуются сжатые во времени (укороченные, по длительности) в коэффициент сжатия К раз радиоимпульсы (фиг. 36). Амплитуда этих радиоимпулсов пропорциональна и уровню частотных составляющих помех и радиоимпульсов ДЧС, и поэтому содержит информацию о мощности помех и радиоимпульсов ДЧС, так как ДЛЗ 4 предсталяет собой линейный согласованный фильтр„ Величина задержки сжатых радимпульсов от момента начала ЛЧМ-им- пульса генератора 3 определяется налчием соответствующих частотных состаляющих, поступающих с выхода полосового фильтра 1„

Детектор 5 снимает внутреннюю модуляцию и выделяет огибающую сжатых радиоимпульсов (фиг„ Зв, 2д)„ Сигнал с выхода детектора огибающей поступает на первый вход ключа 6„ На второй его вход в течение каждого интервала времени /t поступают N импульсов опроса от синхронизатора 18 в точ,но рассчитанные моменты времени появления огибающей сжатых радиоимпульсов от каждой несущей частоты ДЧС (фиг, Зг). Огибающие сжатых радиоимпульсов от помех, частоты которых не совпадают с несущими частотами радиоимпульсов ДЧС, расположены между импульсами опроса синхронизатора, через ключ 6 не проходят и в дальнейшем во внимание не принимаются., На выход ключа 6 последовательно пропускаются только огибающие сжатых радиоимпульсов, соответствующие всем возможным несущим частотам ft (фиг„ Зд) , чем и осуществляется частотная селекция ДЧС.

С выхода ключа 6 сигнал поступает на первый вход компаратора 11 и блок 7 формирования пороговых напряженийu Блок 7 предназначен для вычисления пороговых уровней для каждой несущей частоты радиоимпульсов ДЧС0 Коммутаторы 8 и 9, переключаемые цифровым кодом (фиг, Зе, 4 г), от синхронизатора 18, последовательно подключают N блоков 10 к выходу ключа 6 и второму входу компаратора И0 Поскольку помехи, попадающие в полосу фильтра 1, MorVT иметь различную мощность, а радиоимпульсы ДЧС могут подвергаться замираниям, каждый из N блоков 10 вычисляет пороговый уровень на основе выборочных значении амплитуды импульсов огибающей суммарной мощности сигнала и помех только для сгпей несущей частоты f , На вход каждого блока 10 поступают выборки огибающей суммарной мощности сигнала и помех (фиг „ Зж) в моменты времени прихода импульса опроса синхронизатора 18 к подключения блока 10 коммутатором 8 к выходу детектора. Каждый блок 10 определяет среднее значение амплитуды входных импульсов m в течение времени интегрирования Т.. (Т,.

ц

т 1

а затем

абсолютный уровень порога, который за-

висит от т,; и InN2 ч

Компаратор, сравнивая пороговые уровни (фиг„ Зз) с выходными сигналами ключа 6 (фиг о Зд), по знаку разности выносит импульсные решения о наличии радиоимпульсов ДЧС или их отсутствии на интервале 0, (фиг., Зи) „ За зремя действия одного ЛЧМ-импульса генератора 3 выносится N решений„ Выходные импульсы компаратора 11 поступают на первые (счетные) входы каждого из N счетчиков 13 (фиг0 Зк) через распределитель 12 импульсов, переключение которого осуществляется синхронно с коммутаторами 8 и 9 от синхронизатора 18 (фиг. Зе, 4г) „ Вторые (установочные) входы блока 13 счетчиков объединены между собой и соединены с записывающим входом многоразрядного регистра 14, на который поступают короткие импульсы от синхронизатора 18 с периодом Тй (Т0 Ј Т) Положительным фронтом этого ттульса содержимое всех счетчиков блока 13

-

1622953

10

20

25

ЗС

,

35

40

45

50

55

записывается в регистр 14, а отрицательным Фронтом происходит установка всех счетчиков блока 13 в нулевое состояние0 Каждый счетчик блока 13 представляет собой интегратор и осуществляет счет импульсов, поступающих от компаратора 11, для своей несущей частоты , Значения выходного кода счетчиков прямо пропорциональны времени превышения сигнала над порогом за время Т

Цифровой код с многоразрядного регистра 14 поступает на цифровой согласованный фильтр 15, который вычленяет взаимокорреляционную функцию принятого и опорного ДЧС о Выходной сигнал цифрового согласованного фильтра 15 поступает на пороговый блок 16, который может представляеть собой компаратор, а решения принимать при превышении максимума взанмокорреля- ционной функции порогового уровня, определяемого вероятностями ложной тревоги, стирания или трансформации при приеме ДЧС„ Выходной сигнал блока 16 поступает на регистрирующий блок 17,

Управление реей работой устройства приема ДЧС осуществляет синхро- iH TiTrp 18 .

Синхронизатор работает следующим образом. Короткие импульсы от зада- пщегс генератора 19 Сфиг0 4а) поступают на ЛЧМ-генератор 3 и на первые входы двоичных счетчиков 21 и 22, устанавливая их в нулевые состояния, Состояние счетчика 21 увел гчивается под воздействием поступающей на его второй (счетный) вход импульсов тактовой частоты (фиго 4б) от генератора 20о При этом частота импульсов генератора 20 намного выше частоты зада- юшего генератора 19 и определяет необходимую разрешающую способность частотно-временного преобразования ДЧС. Цифровой код счетчика 21 прямо пропорционален временному интервалу от начала формирования ЛЧМ-импульса генератора 3.Подключенный к этому счетчику дешифратор 23 формирует импульсы опроса (фиг. 4в, Зг) для ключа 6 в моменты времени, точно совпадающие с огибающими сжатых радиоимпульсов несущих частот ДЧС. Одновременно импульсы опроса поступают на счетный вход счетчика 22, который работает по отрицательному фронту. Выходной код этого счетчика поступает

Помеха

Фиг.2

f

N

Cx

rs

d

I

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в радиосистемах передачи информации для приема дискретных частотных сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства за счет исключения нескольких каналов обработки,, Устройство приема дискретных частотных сигналов содержит полосовой фильтр 1, смеситель 2, дисперсионную линию 4 задержки, линейный частотно-модулированный генератор 3, детектор 5 огибающей, ключ 6, блок 7 формирования порогов, компаратор 11, распределитель 12 импульсов, блоки 13 счетчиков, многоразрядный регистр 14, цифровой согласованный фильтр 15, пороговый блок 16, регистрирующий блок 17 и синхронизатор 18„ Работа устройства основана на частотно -временном преобратованги радиосигнала с помощью дисперсионной линии 4 задержки, смесителя 2 и генератора 3 с линейной частотной модуляцией, временной селекции радиоимпульсов и последующей демодуляции дискретного частотного сигнала 4 ил. а S (Л о ю ьо со |сд со