Устройство для приема сигналов с частотно-фазовой модуляцией Советский патент 1991 года по МПК H04L27/32 

(б,) 1345370

(21)4757792/09

(22J 09.1.89

(46) 07.12.9L Бюл. №45

(71)Научно-исследовательский институт сэ- диотехнических измерений

(72)Б.И.Макаренко, М.А.Иванов, СМЛу,и нов и Г.А.Ярошенко (53)621.394.62(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N 1345370, кл. Н 04 L27/22.1986

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СМ 1 А- ЛОВ С ЧАСТОТНО-ФАЗОВОЙ МОД/ЛЯ- ЦИЕЙ

(57)Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Для достижения поставленной цели введены п управляемых фазовращателем 14 и 15, n nepc it ожителей 16 v. 7 и л допот|1ительных интеграторов 8 и 19, дс полнитеавнпя линия 20 задерж 0 , решающий бло 21. Сущность иэобре гекич состоит в повышении помехоустойчивости приема на основе конкретного вкнесения решения фазовым детектором 11 и формирования иэ основа этого решения совокупности одновременно действующих колебаний со всеми Ро -э&еннь мм ч .енирм1-. мгносг часто гы и одинаковом гчачег к -fust.-ibos нз опьно. фезъ- ivie -(ым текущ чм значении мгноненкой начальной фзяы, использовании зг;й оочо супностм - качсс ie опорных колебаний и мно-окч а .ьипм ко.а- реляциоьком приемнике для конкретноп вынесения решения о - екущек огзреыен- ном значении мгновемнсй 2 |дл

, А

i J

«

И/а./

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться для широкого класса систем высокоскоростной передачи информации и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 134537С.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - схема блока выделения несущей.

Устройство содержит частотный детектор (ЧД) 1, первый интегратор 2, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, основной генератор 4 частот, основной ключ 5, дополнительный генератор 6 частот, дополнительный ключ 7, линию 8 задержки, смеситель 9, блок 10 выделения несущей, фазовый детектор 11, второй интегратор 12, второй аналого-цифровой преобразователь 13, п управляемых фазовращателей 14 и 15 (УФВ), п перемножителей 16 и 17, п дополнительных интеграторов 18 и 19, дополнительную линию 20 задержки и решающий блок 21.

Блок 10 содержит умножитель 22 часто- ты, узкополосный фильтр 23, делитель 24 частоты, перемножитель 25, фильтр 26 нижних частот (ФНЧ),,генератор 27.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает ФЧМ- сигнал с модуляционным форматом (где п - число разрешенных значений мгновенной частоты, Ј- число разрешенных значений мгновенной начальной фазы), который можно представить в следующем виде;

Si(t) Acost (Do + ffli{t))t + j(t)r н (po}, где А - амплитуда ФЧМ-сигнала;

Wo и ро - соответственно центральная круговая частота и постоянная составляю- щая мгновенной начальной фазы ФЧМ-сигнала;

Wi(t) - закон изменения во времени мгновенной частоты несущего колебания i 1,

j(t) п - закон изменения во времени мгновенной начальной ФЧОД-сигналз

jen.i.

Данный ФЧМ-сигнал поступает на вход ЧД 1, на выходе которого по результатам приема элемента сигнала за тактовый интервал Т времени формируется напряжение, которое является функцией отклонения значения частоты оь + (t) принятого эле- мента сигнала Si (т.) от частоты подстройки ЧД 1ft,:

U4A(t) 5Д( а ь + ft(t) - соа) 5Д ед(т.}. где 5д - крутизна детекторной характеристики ЧД1.

Данное напряжение (т) поступает на вход первого интегратора 2, в котором интегрируется за время тактового интервала Т времени. На выходе интегратора 2 имеют напряжение вида

т

и,чд(т.) С 5Д j ft(t)d

о

где С - конст&ита.

Напряжение Un4fl(t)c выхода интегратора 2 поступает на вход АЦП 3 в котором преобразуется в параллельный цифровой двоичный код

Fi(t-T) i(t-T)32,

где b - представление числа в двоичной системе счисления;

i(t-T) - закон изменения во времени мгновенной частоты несущего колебания с задержкой на Т,

соответствующий текущему (с временной задержкой на T)i(t-T}-My разрешенному значению мгновенной частоты принимаемого сигнала Si(t).

Задержанный линией 8 на время Т входной сигнал

S (t) ACOS( (Do + Wi(t-T))t + j(t-T) H + фо,

где Т - длительность тактового интервала, поступает на первь(й вход смесителя 9, на второй вход которого поступает сигнал Здп (t) Bcos( ft(t-T)t + ра} с «астотой ад(т,-Т) с одного из выходов генератора 6, который из опорного колебания So(t) Hcos( do t + po) с частотой ш0 и амплитудой Н, поступающего на вход генератора б с выхода блока 10, создает сетку одновременно действующих колебаний

5дп(1) в cos (wi t ) ;

ЗдггМ В cos ( 4- ро};

i

SflmW В cos ( t 4- p0); с одинаковой амплитудой В и различными центральными частотами ал, ад,. .,ип, равными разности между разрешенными частотами ( Q)Q + Wi), ( 0)0 + UJ2},.. ,( Ш0 + )

принимаемого сигнала Si(t) и частотой , используемой для когерентной подстройки генератора 27 в блоке 10.

Выбор одного из данных колебаний осуществляется ключом 7 а соответствии с двоичным цифровым кодом Fj(i-T), поступающим на его управляющий вход с выхода АЦП 3. На выходе смесителя 9 имеем сигнал

ScM(t)A-S-cos(ib+ ))г-ЧМя+ р°1

- o;i(t-T)t - -я- A-B cosIWot + j(t-T) я.

С выхода смесителя 9 сигнал Зсм(и) с центральной частотой Юо поступает на вход умножителя 22 частоты на f, где - число разрешенных значений мгновенной

начальной фазы принимаемого сигнала (т.е. на вход блока 10), на выходе которого образуется сигнал вида Sy Mcos(f ), где М - амплитуда сигнала Sy{t).

Сигнал Sy (т.), проходя через узкополосный фильтр 23, настроенный на частоту , поступает на вход делителя 24 частоты на f, на выходе которого попучаем сигнал эида

5д (t) - Pcos( оы), где Р аг плитуда сигнала 5д СО- Тем самыл устраняется фазовая оду/г-ф ч э сигнала 5 (t).

Сигнгл S/(t шо.чт.гет на вход пер : множителя 25, на второй эход которою с ьнхода генерзгора 27 поступает сигнал :,Л) Hcos( f/y0) (где Н. ftfe и ЈЪ соответственно амплитуда, круговая часгуэ и постоянная составляющая ктнивенксу- н ч :-ьяой фазы сигнала So(t) на выхода которого б- разуется сигнал

Sx (t) -- |Р -Н -{cos(uJo - a Jt -

+ cos( + УО )t + , который поступает на вход ФНЧ 26, на выходе которого с получаем разностную составляющую сигнала Sx(t)

Ux (t) |Р Н -{cos( Wo- a)o )t - po}},

которая подстраивает генератор 27,

Таким образом, частота опорного сигнала генерируемого генератором 27 - (О0. С выхода генератора 27 So(t) поступает на вход генератора 6 и генератор 4, который создает из опорного колебания So(t), поступающего с выхода блока 10, сетку одновременно действующих колебаний Sn(t) Е -cos(( + )t + ро) с одинаковой амплитудой Е, начальным значением мгновенной фазы ра, но с различными значениями центральных частот (а)о + ). (0)0 + (Oi)( WQ + ом):

Sorl(t) ECOS(( flJo + «l)t + po)

Sor2(t) ECOS((WO + ft)t + p0);

Sorn(t) ECOS(( (Oo + )t + (f)a).

Каждое i-e колебание поступает на сигнальный вход 1-го управляемого фазовращателя (одного из 14-15) и на 1-й сигнальный вход ключа 5 и в соответствии с двоичным цифровым кодом Fi(t-T) поступает нз управляющий вход ключа 5 с выхода АЦП 3.

На выходе ключа 5 имеют колебание вида

Sn (t) Ecos(( Wo + Wi(t-T))t + ( где Е - амплитуда сигнала Sri (t). который поступает на второй вход фазового детектора 11, на первый вход которого подается сигнал S (t), имеющий вид

S (t) Acos(( (Ik, + u(t-T))t + j(t-T) jt+ ). На выходе фазового детектора 11 имеют напряжение вида

ифд(т.) - К - cos(j (t - Т)л) ,

где К - масштабный коэффициент, который является функцией разности значения мгновенной фазы принимаемого сигна- ла Sifij, задержанного на время тактового иг-ерва(а Т, и который на первом входе фа- .човсго детектора 1 приобретает вид S(t) Aci, fa -f ед т-Т1.. -1-j(t-T).T Ч f/ъ), и колеба

i.uO :-з((аъ + 6Ji(t-T))t + /)0), поступа- гоще.о с йыходз 5 на второй вход фазового детектора 1. Напряжение ифд(х) с в1,:хо/дЈ фазсгого де ектора 11 поступает на RXO.L м--тегра70ра 12, в готсром интегрирус- л зч время т-зктовоо иитерезла Т. На

л

ны.)ДЈ интегратор 1.1 получаем напряжение -j /iqa

А FT Urf0t(t)- K-C- -rf- fcos (j (t -Т )я)сК ,

о где С - константа

Напряжение выхода интегратора 12 поступает-на управляющий вход каждое г :i3 п упр ;1яе1 ч. фазовращателей и - .5 (. дг п - число разрешенных значений мгновенной чьстсть;. ,з СИЕНЗЛЬНЫЙ вход 1-го управляемого фазовращателя одного из 14-15 nocrvnaev колебание с i-ro выхода гекераторя 4

3on(t} Ecos(( ОА -f ад}г - о). На выходе всех п управляемых фазовращателей А- 15 полу 1-..х, г колебание со всеми возможными разрешенными значениями мгновенной частоты принимаемого сигнала Si(t), т.е

Зуфе1 (t) Ecos((ft -t- wi)t + j(t 2T) л+ ро);

5уфв2 (i) Есоь(,& о + ftJ2)t + j(t-2T) Л.+ p0);

Яуфвг, (t) Fcos((f% t- )t + j(t-2T) да Эо) но с одинаковом значением мгновенной на- чаль :сй фазы оавной текущему (t-2T)-My я -.эчепию Mrf овенной начальной фазы прини- Мс амогс гигнала Si(t). Информация о текущем ( значении гчсвенной начальной фа- зы nptw немого ои -пла Si(x) поступает на управлйк, .-.ми вхсд кгжгого из п УФВ 14-15 с г. интегратора 12 напряжение иифа(т)

С йь.хода i-ro одного из управляемого фазовращателя 14-15 колебание 3УФв1 С со5(( + fi)t + j(t-2T) л+ ро

поступай г -. ервый вход i-ro перемножи- теля одного из перемножителей 16-17 на второй вход которого с выхода линии 20 задержки поступает сигнал

S(t) Acos(( аъ + tM(t-2T)t + j( tp0)

В результате перемножения сигнал а 5(()и колебания 5уфв(1) на выходе 1-го перемножителя одного из перемножителей 16- 17 получают напряжение вида Uxi(t)

А Е

- cos (ад (t - 2 Т ) - а) t, являющееся функцией разности значения мгновенной частоты принимаемого, задержанного на время 2 Т, сигнала Si(t) и колебания 3УфВ( (t) и функцией разности значения мгновенной начальной фазы, принимаемого, задержанного на время 2Т, сигнала Si(t) и колебания (t), поступающие соотвекпеенно с выхода линии 20 задеряти и выхода Но управляемого фазовращатзля одного из УФЗ 14-15.

Напряжение Uxi(t) с выхода 1-го перемножителя одного из перемножителей 16- 17 поступает на вход (Н-2)-го интегратора одного из интеграторов 18-19 г.е интегрируется за время тактового интервала Т, Из выходе 0+2} го интегратора одного из интеграторов 18-19 имеют напряжение вида SMi(t

л F т jrCos(ft4()™ftOtldt «ото-

о-

рое поступает на соответствующий i-й отдельный вход решающего блока 21, на выходе которого выносится решение о текущем i(t-2T)- м разрешенном зна1 ении мгновенной частого сигнала S (t) логичным цифровым кодом Fi(t-3T) i-3T)2, где -J2 представление числа в двоичной системе счисмения;

i() e i.n.

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения обеспечивается повышение помехоустойчивости приема

0

ФЧ М-сигналов на основе формирования совокупности одновременно действующих колебаний со всеми разрешенными значениями мгновенной частоты и одинаковым значением мгновенной начальной фазы, равной текущему значению мгновенной начальной фазы принимаемого сигнала, и использование этой совокупности в качестве опорных колебаний а многоканальном корреляционном приемнике для когерентного вынесения решения о текущем разрешением значении мгновенной часто(Ы и мгновенной гэчэль- ной фазы ФЧМ-сигнал,

Формула изобретения Устройство дпя приема сигналов с частотно-фазовой модуляцией по авт .ев № 1345370, отличающее с я те что, с цепью повышения помехоустойчивости, введены п

управляемых фазовр,.1 а тел ей, п перемножителей, п дополнительных интеграторов, дополнительная линия задержки и решающий блок, причем первые входы п управляемых фазовращателей соединены с соответствующими выходами основного генератора частот, а вторые входы - с выходом второго интегратора, выход линии задержки соединен с входом дополнительной линии задержки, выход которой соединен с первыми входами п перемножителей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих управляемых фазовращателей, а выходы через соответствующие дополнительные интеграторы соединены соответствующими входами

решающего блока, выход которого является дополнительным выходом устройства,