Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной манипуляцией Советский патент 1991 года по МПК H04L27/14 

О

сл

00

Ј ю

1Ю

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосвязи и радиотелеметрии и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1246402.

Цель изобретения - обеспечение приема сигналов с фазовой манипуляцией.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма.

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной манипуляцией содержит приемник 1, смесители 2 и

3,гетеродины 4 и 5, сжимающие фильтры 6

и 7, решающий блок В, частотный детектор 9, дифференцирующий блок 10, формирователь 11 импульсов, амплитудные ограничители 12 и 13, перемножитель 14, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 16, блок 17 регистрации, усилители 18 и 19 промежуточ- ной частоты, удвоители 20 и 21 частоты, делители 22 и 23 частоты на два, дополнительные полосовые фильтры 24 и 25, линия 26 задержки, перемножитель 27, фильтр 28 иижних частот, однополярный вентиль 29 и триггер 30.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства основана на выделении информации, передаваемой с помощью амплитудной манипуляции (AM), линейной частотной манипуляции (ЛЧМ) и фазовой манипуляции (ФМ). Причем амплитудная манипуляция (AM) у принимаемого АМ- ЛЧМ-ФМ-сигнала устраняется путем амп- литудного ограничения, линейная частотная манипуляция (ЛЧМ) устраняется путем перемножения принимаемого АМ-ЛЧМ-ФМ- сигналасобразованным

ЛЧМ-ФМ-сигналом, а фазовая манипуляция (ФМ) устраняется путем умножения и деления частоты преобразованного сигнала на два. Выделение AM сигнала и его синхронное детектирование осуществляется на разностной частоте, равной частоте гетеродина

4.Выделение дискретной информации, заложенной в ФМ-сигнале. осуществляется путем автокорреляционной обработки ЛЧМ-ФМ-сигнаяа.

Принимаемый сигнал с комбинированном амплитудной манипуляцией линией частотной манипуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ЛЧМ-ФМ) ue()-UH +m(t))(t)+fO, osx-т,,

где Uc jok , Тс, fkr амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигнала;

у а. у Тс

скорость изменения частоты

внутри импульса, девиация частоты;

m(t) - моделирующая функция амплитудной манипуляции;

y(t) 0д- манипулирующая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом М (т)(фиг. 2а), причем (t) при Ктп t (К 4- 1)тп и может изменяться скачком при t Krn, т.е. на границах между элементарными посылками (К- 1. 2...N-1);

тп .N- длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс (Тс N тп), с выхода приемника 1 одновременно поступает на входы смесителей 2 и 3 и перемножителя 14. На вторые входы смесителей 2 и 3 выходов гетеродинов 4 и 5 подаются соответственно напряжения

Un(t) Uh cos (Writ + рм) :

Uf(t) Ua cos (Ur2t + pri); где Un , Ur , , , . фъ - амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов;

Шг2 - сои .

В смесителях 2 и 3 внутриимпульсная частота заполнения сдвигается по частотной оси в область промежуточной частоты омр « 7-uJfc fiJfc-ftVi.

На выходах смесителей 2 и 3 образуются напряжения комбинированных частот. Усилителями 18 и 19 выделяются напряжения промежуточной частоты:

(0-U,,(1 + (t) ooela n yt1-. (O+fHil. и„ж(т) - СЦ,,1 4 m (.)}- сое а ч- у I + f, (,) - . о s, s т.

где

Unpi UcUn ;

Unp2 -T) Kl Uc Ur2

Ki - коэффициент передачи смесителей 2иЗ,

омр uJt-avi ft)r2-oJt- промежуточная частота,

pc - pr. phP2 pc - Ръ , которые поступают на входы амплитудных ограничителей 12 и 13. На выходах последних образуются напряжения (фиг. 2 б). UiW-UcoileJhpt+xy +fkW-l-fhp,).

Ui(t)-U,co$IoJhp«- y - t(t)-(Phpj. Ost STt

которые представляют собой сигналы с комбинированной линейной частотной манипуляций и фазовой манипуляцией (ЛЧМ-ФМ).

Эти напряжения поступают на входы удвоителей 20 и 21 частоты, на выходах которых образуются напряжения:

Us (0 - Ц cos t -f 2л у t2 + ,

UA (t) U cos 2Whp t - 2л у t2 - lifrn. 0 S t S Tc

Так как 2 y (t) 0,2П, то в указанных напряжениях фазовая манипуляция отсутствует. Напряжения Ua(t) и Щт) поступают на входы делителей 22 и 23 частоты на два, на выходах которых образуются ЛЧМ-сигна- лы (фиг. 2 в)

Us(t) U,cos (oihpt + лу12 ):

Ue(t) U.cos(wnPt -яух2 -упю):0 ЈTC

которые выделяются полосовыми фильтрами 24 и 25 и через сжимающие фильтры 6 и 7 поступают на соответствующие входы ре- шающего блока 8, а затем на первый вход блока 17 регистрации.

Одновременно сигналы Us(t) и Ue(t) с линейной частотной манипуляцией с выходов полосовых фильтров 24 и 26 поступают на частотный детектор и преобразуются в напряжение соответствующей формы. Это напряжение подается и мод дифференцирующего блока 10. на выходе которого образуется прямоугольные импульсы. На выходе формирователя 11 импульсов возникают импульсы в моменты времени, соответствующие моментам смены знака наклона функции частотной модуляции сигналов. Эти импульсы вместе с информационными им- пульсами с выходов сжимающих фильтров 6 и 7 поступают на соответствующие входы решающего блока 8, обеспечивая тактовую синхронизацию при приеме решения.

Принимаемый АМ-ЛЧМ-ФМ-сигнал Uc (т,)лостулает также на первый вход пере- множителя 14, на второй вход которого подается ЛЧМ-ФМ-сигнал Ui(t) (фиг. 26) с выхода амплитудного ограничителя 12.В результате перемножения указанных сигна- лов на выходе перемножителя 14 образуется результирующее колебание

Uj(t) +m(t))a(a |t-ff,) +

ИМ 1 4-т(|)оя(2мс )l -Hiryt1 1ff-f }. OS ST«

где

Ui KaUcUo,

«2 - коэффициент 14 передачи перемножителя, которое поступает на вход полосового фильтра 15 с частотой настройки Юн -йАи . Полосовым фильтром 15 из результирующего колебания UЈ (т)выделяет- ся АМ-сигнал:

5

10

-c

Q

.

5

0

0

5

U (t) Ui 1 + m (t) COS (ад, t + jft, , 0 Ј t TC ,

который поступает на информационный вход синхронного детектора 16, на опорный вход которого подается напряжение Uri(t) с выхода гетеродина 4. В результате синхронного детектирования образуется низкочастотное напряжение

UHi(t) + m(t)J.

где UHi jK3UiUn,

Кз коэффициент передачи синхронного детектора 16, пропорциональное модулирующей функции амплитудной манипуляции m(t), которое поступает на второй вход блока 17 регистрации.

Сигнал 1И(0(фиг. 26) с выхода амплитудного ограничителя 12 одновременно поступает на первый вход перемножителя 27 и на вход линии 26 задержки, на выходе которого образуется напряжение

Ue (t) - Ui (t - Г,) U0 COS OMp (t - Г,) + + y(t -Г,)2 + , (t -Г,) +fJhp, , 0 St ЈТС

где гэ- время задержки линии 26 задержки. Это напряжение поступает на второй вход линии 27 задержки. Результатом перемножения в перемножителе 27 являются 5и- ения с высокочастотным заполнением, огибающая которых выделяется фильтром 28 нижних частот (фиг. 2 д)

11н2(0 Ц«2 ().

где UH2 jK2UL

Указанная огибающая представляет собой произведение двух одинаковых модулирующих функций М (t) (фиг. 2 а) и М (t - гэ) (фиг. 2 г), сдвинутых во времени на величину задержки гэ.

Следует отметить, что число отрицательных импульсов в напряжении UM2(t) равно количеству скачков фазы m принимаемого сигнала (фиг. 26), причем длительность отрицательных импульсов равна величине задержки гэ и не зависит от длительности элементарных посылок гп.

Напряжение UH2(t) с выхода фильтра 28 нижних частот поступает на вход однопо- лярного вентиля 29, который пропускает только отрицательные импульсы (фиг. 2 е). Эти импульсы поступают на вход триггера 30. Причем каждый поступающий импульс перебрасывает триггер 30 в противоположное состояние. На выходе триггера 30 формируется аналог модулирующей функции М (t) (фиг. 2а) в прямом MI (t) (фиг. 2ж) или обратном Мг(1)(фиг. 2з) кодах в зависимости от первоначального состояния триггера 30.

Однако это не принципиально, в каком коде анализируется модулирующая функция М (t). В этом и другом случаях обеспечивается возможность для измерения длительности гп и количества N элементарных посылок, а также определения закона фазовой манипуляции принимаемого сигнала.

Напряжение UH2 (t) с выхода триггера 30 поступает на третий вхрд блока 17 регистрации.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность приема сигналов с комбинированной амплитудной манипуляцией линейной частотной манипуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ЛЧМ- ФМ).

Формула изобретения

Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной манипуляцией по авт. св. № 1246402. отличаю- щ е е с я тем, что, с целью обеспечения приема сигналов с фазовой манипуляцией,

введены два удвоителя частоты, два делителя частоты на два, два дополнительных полосовых фильтра, триггер, однополярный вентиль, фильтр нижних частот, дополнительный перемножитель и линия задержки, выход которой соединен с первым входом дополнительного перемножителя, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот, однополярный

вентиль и триггер подключен к дополнительному входу блока регистрации, при этом выход каждого амплитудного ограничителя через последовательно соединенный удвоитель частоты, делитель частоты на два

и дополнительный полосовой фильтр подключен к входу соответствующего сжимающего фильтра и к соответствующему входу частотного детектора, а выход каждого смесителя через соответствующий усилитель

промежуточной частоты соединен с входом соответствующего амплитудного ограничителя, вход линии задержки соединен с вторым входом дополнительного перемножителя и с вторым входом пере

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - обеспечение приема сигналов с фазовой манипуляцией. Устройство содержит приемник 1, смесители 2, 3, гетеродины 4, 5, сжимающие фильтры б, 7, решающий блок 8, частотный детектор 9. дифференцирующий блок 10, формирователь 11 импульсов, амплитудные ограничители 12 и 13. перемножители 14, 27, полосовые фильтры 15, 24, 25, синхронный детектор 16, блок 17 регистрации, усилители 18, 19 промежуточной частоты, удвоители 20, 21 частоты, делители 22. 23 частоты на два, линию 26 задержки, фильтр 28 нижних частот, однополярный вентиль 29 и триггер 30. Работа устройства основана на выделении информации, передаваемой с помощью амплитудной манипуляции (AM), линейной частотной манипуляции (ЛЧМ) и фазовой манипуляции (ФМ); причем AM у принимаемого АМ-ЛЧМ-ФМ-сигнала устраняется путем амплитудного ограничения. ЛЧМ устраняется путем перемножения принимаемого АМ-ЛЧМ-ФМ-сигнала с образованным ЛЧМ-ФМ-сигналом. ФМ устраняется путем умножения и деления частоты преобразованного сигнала на два. Выделение АМ- сигнала и его синхронное детектирование осуществляется на разностной частоте, равной частоте гетеродина 4. Дискретную информацию, заложенную в ФМ-сигнале, выделяют путем автокорреляционной обработки ЛЧМ-ФМ-сигнала. 2 ил. ё

Unit)

F