Устройство для приема сигналов с синхронной манипуляцией Советский патент 1991 года по МПК H04L27/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в комплексных системах радиосвязи и радионавигации .

Цель изобретения - обеспечение приема сигналов с частотно-фазовой

манипуляцией.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит синхронный детектор 1, дискриминатор 2, фильтр 3 нижних частот, генератор 4 опорных сигналов, перемножитель 5, блок 6

автоподстройки фазовой частоты, делитель 7 частоты, фазовращатель 8, усилитель 9 с управляемым коэффициентом усиления, блок 10 яычисления оценки случайной задержки, блок 6 состоит из фазового детектора 11, инвертора 12 с управляемым коэффициентом передачи, фильтра 13 нижних частот, управляемого генератора 14 первого, второго фазовращателей 15, 16.

Устройство работает следующим образом.

О

ю

00

к

00

Пусть на вход приемника поступает аддитивная смесь

y(t) S(t,fc) + n(t);

(1)

где n(t) - широкополосный шум канала со спектральной плотностью N„/2; S(t,Ј) - полезный сигнал с частот-

но-фазовой манипуляцией, который в пределах периода Т следования импульсов можно представить в виде

г

S(t) A0f(t -tCcosJGD t -С) -),.(2)

где А 0 - амплитуда сигнала;

f(t) - огибающая сигнала единич- ной амплитуды и длительности Сц «Ј Т; Ј(t) - случайная задержка сигнала;

(t) - фаза сигнала, определяемая законом фазовой манипуляции;

C0k ( + mkuG) СО о - несущая частота, располо

женная в центре спектра сигнала;

- последовательность, определяющая закон частотной манипуляции; ДСО - дискрет частоты.

Принятая смесь полезного сигнала с шумом на промежуточной частоте СОПр СЭ1с-СОГ(после гетеродинирования (03Гц- частоты, формируемые синтезатором частот в приемном устройстве в соответствии с известным видом последовательности Јщ) поступает на входы синхронного детектора 1 и перемножителя 5. Полезный сигнал в пределах периода будет иметь вид

Sk(t,Ј) A0f(t -с) cos C0n(,t - (t -Ј) (3)

Для осуществления приема сигнала

с синхронной манипуляцией в устройстве необходимо осуществлять оценку значения случайной фазы (0 или, что эквивалентно, оценку случайной задержки Ј . Повышение помехоустойчивости и точности оценки с в устройстве, как и в прототипе, достигается использованием информации о задержке,

5

®

5

0

5

0 45

содержащейся как в огибающей, так и в высокочастотном (ВЧ) заполнении сигнала. Известно, что особенность такого подхода состоит в том, что в подобных устройствах апостериорная плотность вероятности (АПВ) случайной задержки получается полимодальной. Для учета полимодальности АПВ используется метод дополнительной переменной (МДП). Методика, применения этого метода, которая была использована при синтезе прототипа, состоит в том, что задержки огибающей л и ВЧ заполнения i рассматриваются раздельно, причем изменение U, строго совпадает с изменением и0 далее задача синтеза решается в расширенном пространстве переменных P(5U , u$v и, наконец, рассчитывается итоговая оценка Ј из найденных оценок |Ј0 , Јj J-. Для данного случая модифицируем стандартную методику применения МДП, для чего отнесем часть фазового набега ВЧ заполнения в комплексную огибающую, тогда выражение (3) для сигнала с частотно- фазовой манипуляцией примет вид

SK(t,Ј) A0f(t -C0) cosjpnpt - -0npV(-CVЈ0 +((t V 4

ч

Выражения для оценок задержек огибающей и ВЧ заполнения, полученные на основе марковской теории оптимальной нелинейной фильтрации в соответствии с критерием минимума среднего квадрата ошибки, будут иметь вид

ЈoH + )(t-C)x (t -Јp-(wK-oonp)C; +

+ v t ,(5)

Ј K(P)y(t)f(t -))np(t -)-(wK-conp)(t -6,(6)

где K&(P), K,(P) - передаточные функ- ции фильтров в схемах оценки С0 к Јг соответственно с.

Для упрощения реализации устройства при записи выражения (6) отброшено слагаемое, пропорциональное выходному сигналу дискриминатора, которое практически не вносит вклад в оцен «

516

Обработка смеси полезного сигнала (4) и шума осуществляется в устройстве в соответствии с полученными алгоритмами (5), (6). В перемно- жителе 5 входное колебание перемножается с видеосигналом генератора 4, в результате чего на выходе перемножителя 5 выделяется колебание промежуточной частоты, фаза которого

(f fflnpCt -%) - (Ык-Чр)- в бло ке 6 осуществляется синхронизация опорного сигнала по фазе и частоте с выходным сигналом перемножителя 5. При этом с выхода инвертора 12 с уп- равляемым коэффициентом передачи, равным Qup /СОк, на управляемый генератор 14 воздействует управляющее напряжение, пропорциональное значению фазы

(OflpftjjL в результате чего генератор вырабатывает опорное колебание промежуточной частоты, сдвинутое по фазе на величину (р. В фазовращателе 15 осуществляется доворот фазы опорного колебания промежуточной частоты на величину (м -(W| -GJ|7p)Ј# определяемую выходным напряжением усилителя 9 с управляемым коэффициентом усиления, равным ((Ок-0)пр)

С выхода дискриминатора 2 напряжение, пропорциональное временному рассогласованию между дсмодулированным сигналом и импульсами генератора 4, поступает через фильтр 3 нижних частот на усилитель 9 с управляемым коэффициентом усиления и на управляющий вход фазовращателя 8, изменяя тем самым период опорного колебания тактовой частоты, которое формирует- ся делителем 7 из колебания промежуточной частоты блока 6. Управление коэффициентом усиления усилителя 9 и (коэффициентом передачи инвертора 12 осуществляется через управляющие вхо ды с синтезатора частот, который на фиг.1 не приводится.

Использование предложенного технического решения позволяет без ухуд- шения помехоустойчивости и точности слежения за задержкой обеспечить в устройстве синхронный прием сигналов с частотно-фазовой манипуляцией.

, Q

5

0

5

а

5

0 5

0

18 6

Формула изобретения

1.Устройство для приема сигналов с синхронной манипуляцией, содержащее синхронный детектор, первый вход которого и первый вход перемножителя являются входом устройства,выход синхронногс детектора через последовательно соединенные дискриминатор и фильтр нижних частот соединен с первым входом фазовращателя, выход которого соединен

с входом генератора опорных сигналов, первый и второй выходы которого- соединены соответственно с вторыми входами дискриминатора и перемножителя, выход которого соединен с первым входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с вторым входом синхронного детектора, первым входом блока вычиспения оценки случайной задержки и через делитель частоты с вторым входом фазовращателя, выход которого соединен с вторым входом блока вычисления оценки случайной задержки, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью обеспечения приема сигналов с частотно-фазовой манипуляцией, введен усилитель с управляемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, а выход - с вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты, второй вход усилителя с управляемым коэффициентом и третий вход блока фазовой автоподстройки частот являются дополнительным входом устройства.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок фазовой автоподстройки частоты содержит последовательно соединенный фазовый детектор, инвертор с управляемым коэффициентом передачи, Фильтр нижних частот, управляемый генератор, первый и второй фазовращатели, вькод второго фазовращателя соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого является первым входом блока фазовой автоподстройкн частот, вторым и третьим входами которого являются соответственно второй вход первого фазовращателя и второй вход инвертора с управляемым коэффициентом передачи.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - обеспечение приема сигналов с частотно-фазовой манипуляцией. Устр-во содержит синхронный детектор 1, дискриминатор 2, фильтр 3 нижних частот, г-р 4 опорных сигналов, перемножитель 5, блок 6 автоподстройки фазовой частоты, делитель 7 частоты, фазовращатель 8, усилитель 9 с управляемым коэффициентом усиления и блок 10 вычисления оценки случайной задержки о С выходом дискриминатора 2 напряжение, пропорциональное временному рассогласованию между демодулированным сигналом и импульсами г-ра 4, поступает через фильтр 3 на усилитель 9 с управляемым коэффициентом усиления и на управляющий вход фазовращателя 8, изменяя тем самым период опорного колебания тактовой частоты, которое формируется делителем 7 из колебания промежуточной частоты блока 6. Цель достигается введением усилителя 9. Блок 6 может состоять из фазового детектора 11, инвертора 12 с управляемым коэффициентом передачи, фильтра 13 нижних частот, управляемого г-ра 14 и фазовращателей 15 и 16. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. о (Л