Устройство демодуляции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией Советский патент 1991 года по МПК H04L27/32 

а о

ции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией содержит первый, второй смесители 1, 18, управляемый генератор 2, первый, второй усилители, 3, 19 промежуточной частоты, первый, второй амплитудные ограничители 4, 20, первый, второй удвоители 8, 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорных напряжений, первый, второй фазовые детекторы 12, 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первую, вторую антенны 16,17, коррелятор 21, состоящий из линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блок 25 сравнения, генератор 26 тактовых импульсов, первый, второй, третий регистры 27, 31, 32 сдвига, элемент И 28, блок 29 задержки, счетчик 30, компаратор 33. Цель достигается введением линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блока 25 сравнения, регистров сдвига 27, 31, 32, генератора 26 тактовых импульсов, элемента И 28, блока 29 задержки, счетчика 30 и компаратора 33. 1 ил.

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема, демодуляции и пеленгации сигналов. Цель изобретения - повышение точности пеленгации источника излучения. Устройство демодуляции сигналов с комбинированной амплитудой модуляцией и фазовой манипуляцией содержит первый, второй смесители 1, 18, управляемый генератор 2, первый, второй усилители 3, 19 промежуточной частоты, первый, второй амплитудные ограничители 4, 20, первый, второй удвоители 8, 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорных напряжений, первый, второй фазовые детекторы 12, 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первую, вторую антенны 16, 17, коррелятор 21, состоящий из линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блок 25 сравнения, генератор 26 тактовых импульсов, первый, второй, третий регистры 27, 31, 32 сдвига, элемент И 28, блок 29 задержки, счетчик 30, компаратор 33. Цель достигается введением линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блока 25 сравнения, регистров сдвига 27, 31, 32, генератора 26 тактовых импульсов, элемента И 28, блока 29 задержки, счетчика 30 и компаратора 33. 1 ил.

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема демодуляции и пеленгации сигналов,

Цель изобретения - повышение точности пеленгации источника излучения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый смеситель

I,управляемый генератор 2, первый усилитель 3 промежуточной частоты, первый амплитудный ограничитель 4, второй удвоитель 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорных напряжений, первый удвоитель 8 частоты, второй фазовый детектор 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель

II,первый фазовый детектор 12, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первая 16, вторая 17 антенны, второй смеситель 18, второй усилитель 19 промежуточной частоты, второй амплитудный ограничитель 20, коррелятор 21, состоящий из линии 22 задержки блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блок 25 сравнения, генератор 26 тактовых импульсов, первый регистр 27 сдвига, элемент И 28, блок 29 задержки, счетчик 30, второй 31, третий 32 регистры сдвига, компаратор 33,

Устройство работает следующим образом.

Принимаемые сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн)

U i(t) Vc 1+ m (t+ TO )}cos cot (t+r0 ) + + f.(t+T0 ) + фс };

U2(t) - m (t)cos ftfct + (рк (t) + pc ;

0 t Tc,

где VC( (DC , Те, рс - амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигналов;

0

5

0

5

0

5

0

m(t) - модулирующая функция амплитудной модуляции;

рк (t) 0, л:- манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующей функцией, причем р (t) const при k ти t (k + 1) - TU и может изменяться скачком при t k TU, т.е. на границах между элементарными посылками (К 1,2,...,N-1) TU, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью ТС(ТС N ти); r0 - время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 16 по отношению к сигналу, приходящему на антенну 17,

поступают на первые входы перемножителя 13, смесителей 1 и 18 с выходов антенн 16 и 17 соответственно. На вторые входы смесителей 1 и 18 подается напряжение управляемого генератора 2

Uf{t) Vr COS(CDrT+pr ).

где Vr, (Or, (ft - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 2.

На выходах смесителей 1 и 18 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 3 и 19 выделяются напряжения промежуточной частоты Unpi(t) + m (t+ T0)cos Упр(т+г 0 ) + + p (t+ TO ) + pnP ;

UnP2(t) m (t) cost uJnpt+ рк (t) -t +

0 t . Tc;

VnP1 |kiVcVr

где ki - коэффициент передачи смесителей;

ftMp Уе-uJ промежуточная частота.

Напряжения Unpi(t) и Unp2(t) с выходов усилителей 3 и 19 промежуточной частоты поступают соответственно на входы амплитудных ограничителей 4 и 20, на выходах которых образуются напряжения U3(t) Vi cos Unp (t+ TO ) (t+To ) -fipnp ;

L)4(t) Vi cos япр t + PK (t) + pnp ;

0 t Tc,

где Vi - порог ограничения, в котором амплитудная модуляция устранена.

Напряжение Ua(t) с выхода амплитудного ограничителя 4 поступает на второй вход перемножителя 13, на первый вход фазового детектора 12 и на вход удвоителя 5, на выходе которого образуется следующее гармоническое колебание:

Us(t) Vi (t+ To) + 2 рк (t+ TO) +

+ 2 tpnp Vi C0s 2tonp(t+ To ) + ,

где 2 рк(г+ To) 0, 2я, в котором манипуляция фазы уже отсутствует. Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 6 и поступает на первый выход фазового детектора 9.

Опорное напряжение генератора 7

Uo(t) VQ COS( WQ t + фа),

где Vo, , po амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 7(), поступает на вход удвоителя 8 частоты, на выходе которого образуется напряжение

Ue(t) V0 cos(2cOo t + .

Это напряжение подается на второй вход фазового детектора 9, где оно сравнивается по фазе с напряжением U5(t), поступающим с выхода узкополосного фильтра 6. Если указанные напряжения отличаются друг от друга по фазе, то на выходе фазового детектора 9 выделяется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения удвоенной промежуточной частоты от удвоенной частоты генератора 7 опорного напряжения ( 2а)0). Управляющее напряжение через фильтр 10 нижних частот воздействует на управляемый генератор 2, изменяя его частоту о,- так, чтобы сохранялось равенство %

Опорное напряжение Uo(t) генератора 7 через фазовращатель 11 поступает на второй вход фазового детектора 12. Фазовращатель 11 служит для компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства.

На выходе фазового детектора 12 образуется низкочастотное напряжение

UHl(t) VH1 (М- То),

где Vni

X2 - коэффициент передачи фазового детектора 12,

которое содержит полезную информацию о законе фазовой манипуляции принимаемого сигнала.

В результате перемножения сигналов Ui(t) и LJ3(t) на выходе перемножителя 13 образуется результирующее колебание

U g,(t) - m (t+ TO ) cos (avt+ + m (t+ T0) cos(2 ft) t 42

0 t TC;

где V2 - Ј K3VcVi

16 - коэффициент передачи перемножи- теля,

из которого полосовым фильтром 14 выделяется напряжение разностной частоты UXt) m (t+To) cos(Ur t ). Это напряжение поступает на информа- ционный вход синхронного детектора 15, на опорный вход которого подается напряжение с выхода управляемого генератора 2. В результате синхронного детектирования на выходе синхронного детектора 15образует- ся низкочастотное напряжение lMt) (t+r0),

Где н2 К.

Юг-коэффциент- . передачи синхронно- го детектора 15, пропорциональный модулирующей функции m(t).

Следовательно, если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн),товработеучаствуе сикуронный 15 и фазовый 12 детекторы. Если на вход устройства поступает только сигнал с амплитудной модуляцией (AM) или только сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн), то полезное низ

кочастотное напряжение появляется на

выходе синхронного 15 или фазового 12 де- гекторз.

Напряжение Ua(t)c выхода амплитудного ограничителя 4 одновременно поступает

0 через линию 221 (,2п) на блок 23i, на

другой вход которого подается напряжение L)4(t) с выхода амплитудного ограничителя 20. На выходе 1-го элемента 231 перемножителя образуется напряжение, которое имеет

5 максимум при условии, что сигнал 1)з(х) задержан на величину тз Т0 . Блоком 241 фильтров нижних частот выделяются напряжения разностной частоты, пропорциональные корреляционные функции Н(т). Причем

0 напряжение максимальное только при Тз (T0), Т0 Jo, где J0-истинный пеленг, С выхода коррелятора 21 напряжения с соответствующих каналов поступают на входы многоканального блока 25 сравнения, ко- торый состоит из п аналоговых компараторов. Каждый компаратор представляет собой аналоговый элемент сравнения, в котором сравниваются два напряжения - входное VBK и опорное Von. В случае превышения входного напряжения над опорным (VBx V0n) (на выходе компаратора 25) формируется напряжение, соответствующее логической 1. Напряжения с выходов каналов коррелятора

21 подаются на ко мпараторы 25 (1 1,2),

Что на два соседних компаратора подается одно и то же напряжение.Причем на один из компараторов в качестве входного напряжения (Vex), а на другой - опорного (V0n). taKHM образом, на выходах компараторов образуется параллельный двоичный код, в котором 1 соответствует превышению напряжения Ь(1+1)-м канале коррелятора 21 над напряжением в l-ом канале. Последовательность единиц двоичного кода соответст- вует возрастанию корреляционной функции R(T), а последовательность нулей соответствует спаду корреляционной функции R(T). Следовательно, последняя единица в двоичном коде соответствует пику корреляционной функции R(TO. Подсчитав количество единиц двоичного кода (N), можно определить номер канала, в котором гз ть , а следовательно, и значение Т0.

Параллельный двоичный код с выходов компараторов 25i поступает на регистр 27i, где он преобразуется в последовательный двоичный код. Сдвиг параллельного двоичного кода в регистр 271 осуществляется подачей на его управляющий вход (вход синхронизации) тактовых импульсов от генератора 26 тактовых импульсов. Счетные импульсы формируются с помощью элемента И 28, на один из входов которого поступают тактовые импульсы с выхода генератора 26 тактовых импульсов, а на другой последовательности двоичный код с выхода регистра 271, Последовательность счетных импульсов, количество N которых соответствует числу 1 двоичного кода, поступает на вход счетчика 30, где производятся подсчеты числа 1, Счет прекращается по окончании последовательности единиц двоичного кода с выхода сдвигового регистра 27i, т.е. при переводе от уровня 1 к уровню О. По окон- чании счета его результат необходимо записать в регистр 31, а затем перевести счетчик 30 в нулевое состояние. Запись в регистр 30 осуществляется одновременно с окончанием счета управляющим сигналом с выхода сдвигового регистра 271. Для перевода счетчика 30 в нулевое состояние - именно после записи результата счета в регистр 31. Управляющий сигнал с выхода сдвигового регистра 27i задерживается эле- ментами 29 задержки и поступает на вход сброса счетчика 30.

Значение двоичного кода, записанного в регистре 31, сравнивается со значением

двоичного кода, имеющегося в регистре 32, с помощью компаратора 33. Это делается для исключения повторной записи одного и того же значения двоичного кода, соответствующего одному и тому же истинному пеленгу j. В случае несовпадения сравниваемых двоичных кодов на выходе компаратора 33 формируется сигнал, соответствующий уровню логической 1, который поступает на управляющий вход регистра 32, разрешая запись нового значения двоичного кода. Если сравниваемые коды равны, то повторной записи в регистре 32 не производится. Следовательно, на выходе регистра 32 формируется двоичный код, равный числу единиц в коде, поступающем с выхода сдвигового регистра 27i, Указанный код соответствует ту Т0, т.е. значению задержки, при котором корреляционная функция R(TO) имеет максимальное значение

Г0 N Тэ1,

где N - число единиц в двоичном коде, соответствующее номеру элемента многоотводной линии задержки.

ты,- величина задержки одного элемента многоотводной линии задержки.

Формула изобретения Устройство демодуляции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, содержащее последовательно соединенные первую антенну, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный ограничитель и первый фазовый детектор, выход которого является первым выходом устройства, последовательно соединенные генератор опорного напряжения, первый удвоитель частоты, второй фазовый детектор, фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход первой антенны через последовательно соединенные перемножитель и полосовой фильтр соединен с первым входом синхронного детектора, выход которого является вторым выходом устройства, последовательно соединенные вторую антенну, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты и второй амплитудный ограничитель, выход управляемого генератора соединен с вторыми входами первого и второго смесителей и синхронного детектора, второй выход генератора опорного напряжения через фазовращатель соединен с вторым входом первого фазового детектора, выход первого амплитудного ограничителя соединен с вторым входом перемножиталя и через последовательно соединенные второй удвоитель частоты и узкополосный фильтр с вторым входом второго фазового детектора,

отличающееся тем, что, с целью повышения точности пеленгации источника излучения, введены линия задержки, блок перемножителей, блок фильтрор нижних частот, блок сравнения, первый, второй и третий регистры сдвига, генератор тактовых импульсов, элемент И, блок задержки, счетчик и компаратор, причем выходы линии задержки через блок перемножителей соединены с входами блока фильтров нижних частот, выходы которых соединены с соответствующими входами блока сравнения, выходы которого соединены с соответствующими входами первого регистра сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подключенным к первому входу элемента И, второй вход ко

5

торого соединен с выходом первого регистра сдвига, подключенным к входу блока задержки и первому входу второго регистра сдвига, второй вход которого соединен с выходом счетчика, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока задержки и выходом элемента И, выход второго регистра сдвига соединен с первыми входами третьего регистра сдвига и компаратора, выход которого соединен с вторым входом третьего регистра, выход которого соединен с вторым входом компаратора и является третьим выходом устройства, выход второго амплитудного детектора соединен с входом блока перемножителей, выход первого амплитудного ограничителя соединен с входом линии задержки.