Устройство для радиоприема Советский патент 1991 года по МПК H04L5/02 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано при приеме сигналов с перекрывающимися спектрами, излучаемых разнесенными в пространстве передатчиками.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем приема информации от двух разнесенных в пространстве передатчиков, работающих одновременно в одной полосе частот.

На фиг. 1 представлена структурно-электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-6 - схемы пространственно-корреляционного селектора, преобразователей блоков обнаружения, блоков регенарации и а втокомпе нсаторов соответстве н но.

Устройство для радиоприема содержит первый 1 и второй блоки предварительной фильтрации, пространственно-корреляционный селектор 3, первый 4 и второй 5 преобразователи, четыре блока 6-9 обнаружения, два коммутатора 10 и 11, два блока 12 и 13 регенерации.

Пространственно-корреляционный селектор 3 выполнен на автокомпенсаторах 14-16, аттенюаторах 17-19 и ограничителях 20 и 21.

Преобразователь 4 (5) состоит из перемножителей 22 и 23, фильтров 24 и 25, гетеродина 26 модулятора 27 и датчика 28 псевдослучайной последовэтельност и.

Каждый из блоков 6-9 обнаружения содержит демодулятор 29, модулятор 30, линию 31 задержки, ключи 32-34, автокомпенсатор 35, детектор 36 и пороговый- блок 37.

Блок регенерации 12 (13) образуют первый блок 38 дифференцирования, фазовый

О Ю Ю О О ON

детектор 39, реверсивный счетчик 40, дешифратор 41, делитель 42 частоты, блок 43 управления, триггер 44, второй блок 45 дифференцирования и генератор 46 импульсов. Каждый из автокомпенсаторов 14, 15 и 16 блока 3 и автокомпенсатор 35 блоков обнаружения содержит сумматоры 47 и 48, фазовращатели 49 и 50, инвертирующий усилитель 51, перемножители 52-55 и ин- т грирующие фильтры 56 и 57.

1Устройство работает следующим обра- фм.

При подготовке к ведению связи в дат- 28 псевдослучайной лоследовательно- с|ти преобразователей 4 и 5 вводятся Цшфроключи, соответствующие шифроклю- чам, установленным в соответствующих датчиках, которые входят в состав передающих устройств корреспондентов, синхронизируя датчики псевдослучайной последовательности преобразователей 4 и 5 и Датчики в передающих станциях корреспондентов по единому времени. Псевдослучай- ые изменения частоты в передающих Устройствах корреспондентов производятся вблизи несущей частоты в небольших пределах, так что база сигнала практически ме увеличивается, но создаются отличительные признаки сигнала одного корреспондента по отношению к сигналу другого. В демодуляторе 29 и модуляторе 30 блоков 6 и 7 обнаружения устанавливается режим формирования такого вида сигнала (вид модуляции, девиации частоты или фазы, скоро- Јти манипуляции), который выбран в модуляторе передающего устройства первого корреспондента, а в демодуляторе и модуляторе блоков 8 и 9 обнаружения - режим формирования такого вида сигналов, Который выбран у второго корреспондента. |3 генераторе 46 импульсов блока 12 регенерации устанавливается частота следова- ния импульсов, соответствующая Скорости манипуляции сигнала первого, а в блоке 13 - второго корреспондентов. Блоки 1 и 2 предварительной фильтрации Настраиваются на одну и ту же частоту и Подключаются к антеннам, разнесенным по Пространству или поляризации.

При ведении связи принятая антеннами смесь сигналов первого и второго корреспондентов поступает с выходов блоков 1 и

2на входы пространственно-корреляционного селектора 3, В блоке 3 происходит разделение сигналов первого и второго корреспондентов по пространственно-корреляционным признакам, так что на одном из выходов блока 3 выделяется сигнал первого корреспондента, а на другом - второго. В зависимости от постоянно меняющегося

соотношения входных уровней сигналов первого и второго корреспондентов сигналы первого, а следовательно, и второго корреспондентов могут выделится на любом

выходе пространственно-корреляционного селектора. Поэтому каждый из его выходов соединен с входами обоих преобразователей 4 и 5. В преобразователе 4, в датчик псевдослучайной последовательности , ко0 торого введены шифроключи первого корреспондента, происходит свертка сигнала первого корреспондента, а кэ сигнал второго накладывается случайное изменение частоты. В преобразователе 5, в который

5 введены шифроключи второго корреспондента, происходит свертка сигнала второго корреспондента, а случайные изменения частоты накладываются на сигнал первого корреспондента. С обоих выходов преобра0 зователя 4 сигналы поступают в блоки 6 и 7 обнаружения, а с выходов преобразователя 5 - в блоки 8 и 9 обнаружения. В блоках 6 и

7осуществляется демодуляция сигналов и определяются выходы преобразователей 4

5 и 5, на которых в данный момент присутствуют сигналы первого и второго корреспондентов. Демодулированные сигналы с второго информационного выхода блоков 6 и 7 поступают на первый и второй информа0 ционные входы коммутатора 10, а с блоков

8и 9 - на информационные входы коммутатора 11, В том из блоков 6 и 7 обнаружения, в котором появляется сигнал первого корреспондента, на управляющем выходе фор5 мируется сигнал 1, а в том, в котором этот сигнал отсутствует - О. 06s эти сигнала поступают на управляющие входы коммутатора 10 и с его помощью подключают к входу блока 12 регенерации демодулиро0 ванный информационный сигнал первого корреспондента, Аналогично в тракте преобразователя 5 с помощью блоков 8 и 9 обнаружения коммутатора 11 информационный сигнал второго корреспондента под5 ключатеся к входу блока 13, В блоках 12 и 13 регенерации формируются стробирующие импульсы, которые поступают соответственно в блоки 6-9 для повышения точности опознавания сигналов, и производится

0 регенерация информационных сигналов первого и второго корреспондентов, поступающих затем на выход устройства.

Пространственно-корреляционный селектор 3 разделяет сигналы первого и вто5 рого корреспондентов. Предположим, что на входах автокомпенсатора 14 сигнал второго корреспондента превышает сигнал первого. Тогда на выходе автокомпенсзторз 14 сигнал второго корреспондента ослаб- 1 лен, сигнал первого корреспондента превышает сигнал второго. После авторегулировки усиления в блоке 17 на вход автокомпенсатора 15 верхнего тракта поступает колебание, в котором сигнал первого корреспондента превышает сигнал второго. Одновременно на вход компенсатора 3 нижнего тракта поступает колебание, в котором сигнал второго корреспондента превышает сигнал первого. На опорные входы автоком- пенсаторэ 15 верхнего тракта с выхода автокомпенсатора 16 нижнего тракта поступает через ограничитель 21 и атенню- аггор 19 колебание, в котором сигнал второго корреспондента превышает сигнал первого. Поэтому на выходе автокомпенсатора 15 верхнего тракта сигнал второго корреспондента ослаблен в еще большей степени и на его выходе выделяется сигнал первого корреспондента, очищенный от сигнала второго корреспондента. Колебание с выхода блока 15 верхнего тракта через ограничитель 20 и аттенюатор 18 поступает на опорные входы автокомпенсатора 16 нижнего тракта, в котором подавляется сигнал первого корреспондента, так что на его выходе выделяется сигнал второго корреспондента, очищенный от сигнала первого. Таким образом осуществляется разделение сигналов первого и второго корреспондентов.

Если предположить, что на выходах приемников сигнал первого корреспондента превышает сигнал второго, то сигнал первого корреспондента появляется на выходе автокомпенсатора нижнего тракта, а второго - на выходе автокомпенсатора верхнего тракта. В каналах с замираниями возможны переходы сигналов первого и второго корреспондентов из одного тракта в другой, и они носят гистерезисный характер, так как для перехода уровень сигнала одного корреспондента в тракте должен упасть ниже уровня остатка сигнала другого корреспондента в этом тракте. Из-за таких переходов необходимо быстро и точно обнаружить тракт, в котором выделился сигнал первого корреспондента, а в котором - сигнал второго .

Преобразователи 4 и 5 предназначены для псевдослучайного преобразования частоты колебаний. Псевдослучайная последовательность, формируемая в блоке 28, модулирует с помощью модулятора 27 частоту гетеродина 26 по псевдослучайному закону. Так как псевдослучайные последовательности, формируемые в блоке 4 и в передающем устройстве первого корреспондента, синхронизированы по единому времени и имеют совпадающие шифроклю- чи, то в тракте преобразователя 4, в котором

действует сигнал первого корреспондента, происходит свертка сигнала, а в тракте, в котором действует сигнал второго корреспондента, частота выходного колебания 5 изменяется по случайному закону. Аналогично, так как псевдослучайная последовательность, формируемая в преобразователе 5, синхронизирована по единому времени и имеет совпадающие ключи с псевдослучай0 ной последовательностью второго корреспондента, на выходе блока 5, в котором действует сигнал второго корреспондента, происходит свертка сигнала, а на другом выходе частота колебаний изменяется по

5 случайному закону.

Схемы обнаружителей 6-9 идентичны. Обнаружители 6-9 предназначены для демодуляции сигналов и обнаружения наличие сигнала первого и второго коррес0 пондентов в тракте. Колебания промежуточной частоты, поступающие с выходов преобразователей 4 и 5 на первые входы обнаружителей 6 и 9(фиг. 4), в каждом из них демодулируются с помощью демодулятора

5 1 и в виде посылок постоянного тока поступают на выход и подаются на манипуляци- онный ьход манипулятора 2. В модуляторе на постоянной промежуточной частоте вновь формируется частотно- или фазомоду0 лированное колебание, которое через первый ключ 4 поступает на опорный вход автокомпенсатора 6. На основной вход автокомпенсатора б через блок задержки 3 и второй ключ поступает частотно- или фазо5 модулированное колебание промежуточной частоты, задержанное в блоке 3 ча время, равное задержке в тракте демодулятор 29 - модулятор 30. В автокомпенсаторе 35 происходит оценка степени корреляции между

0 колебаниями, поступающими на основной и опорный входы. Если на основной вход поступает информационный сигнал, соответствующий по виду сигналу ожидаемого корреспондента (в блоках обнаружения 6 и

5 7 - первого, в блоках 8 и 9 - второго) и имеющий после свертки в преобразователях постоя иную1 промежуточную частоту, то он оказывается коррелирован с колебаниями на опорном входе и эффективно подав0 ляется; выходой уровень автокомпенсатора минимизируется (устанавливается близким к 0). Если на основной вход поступает сигнал другого вида (в блоках обнаружения 6 и 7 - второго корреспондента, а в блоках 8 и

5 9 - первого), имеющий после прохождения через преобразователи 4 и 5 случайные изменения частоты, то такой сигнал оказыва: ется некоррелированным с постоянным по частоте опорным колебанием и не подавляется; на выходе появляется сигнал большого

уровня. Выходное колебание автокомпенсатора 35 проходит через третий ключ 34, детектируется в амплитудном детекторе 36 и поступает на пороговый блок 37, На второй вход порогового элемента поступает сигнал с выхода другого блока обнаружения, подключенного к второму выходу того же преобразователя. Если уровень сигнала, поступающий с другого блока обнаружения, на входе бпока 37 меньше сигнала от детектора 36, то на выходе порогового блока формируется сигнал 1, в противном случае - И0. Это свидетельствует о наличии или, со- отвественно, об отсутствии в данное тракте преобразователя сигнала того из корреспондентов, для приема которого предназначен этот тракт. Из-за действия шумов, помех и влияния многолучевого распространения края посылок принимаемые сигналы подвергаются искажению и декорреляции. Для уменьшения влияния этих искажений на точность работы устройства на входах и выходе автокомпенсаторов включены ключи, синхронно управляемые стробирующими импульсами от блоков регенерации 12 и 13. В этих блоках происходит определение границ посылок в принимаемом сигнале и фиксируется (выделяется) их центральная наименее искаженная часть, которая используется с помощью ключей 32-34 для обработки в автокомпенсаторе 35, Сигналы О или 1 с порогового блока 37 поступают через третьи выходы обнаружителей на управляющие входы коммутаторов 10 и 11.

Блоки 12 и 13 регенерации идентичны и предназначены дня синхронного управления ключами в блоках 6-9 обнаружения и для регенерации (устранения дроблений и искажений фронтов принимаемых посылок) выходных сигналов устройства. Посылки постоянного токггс демодулятором 20 (фиг. 4) из блоков 6-9 через коммутаторы 10 и 11 подаются на вход блоков 12 и 13. В блоках 12 и 13 этм посылки через блок 38 дифференцирования поступают на вход фазового дискриминатора 39. На второй вход дискриминатора подаются импульсы с выхода делителя 43, в котором частота поступающей на его вход последовательности импульсов делится в 2К раз. Выходные импульсы с блока 39 через реверсивный счетчик 40, выполняющий функцию усредняющего элемента, поступают на блок 43 управления. В блоке 43 производится добавление (вычитание) импульсов к последовательности, поступающей от генератора 46 через второй вход элемента 43 на вход делителя 42. В генераторе 46 формируется последовательность импульсов с частотой следования в 2 К раз более высокой, чем скорость модуляции

принимаемого сигнала. Если импульсы, поступающие от делителя на фазовый дискриминатор, опережают по фазе моменты модуляции, поступающие от блока 1, то на выходе блока появляется сигнал, который, воздействуя через блок 43 управления, запрещает поступление одного импульса от генератора 46 на вход делителя 42, Это приводит после деления в 2К раз к смещению 0 импульсов на выходе делителя в сторону отставания. В режиме, когда импульсы от делитепя 5 отстают по фазе от моментов модуляции, управляющий элемент добавляет один импульс ч последовательности, по- 5 ступающей на ькод делителя, вызывая смещение в сторону опережения. При достижении режима синфазное™ на вход делителе попеременно поступают импульсы добавления и вычитания, и схема удержива- 0 ет режим фазовой синхронизации. Для выборки центральной част посылок импульсы с промежуточных выходов делителя 42 поступают на дешифратор 41, с помощью которого и выделяется центральная часть 5 посылок (например, двадцатипроцентная). Эта часть посылок поступает на управляющие входы ключей в блоках 6-9 обнаружения для стробирования колебаний на входах и выходе автокомпенсатора 35. Для регене- 0 рации выходной информационной последовательности импульсы с выхода делителя 42 через блок 45 поступают на вход D-триг- гера 44, на другой вход которого подаются посылки принимаемого сигнала, 5 поступающие через коммутаторы 10 и 11 от демодуляторов 29. Моменты модуляции сигнала на выходе триггера 44 определяются тактовыми импульсами, поступающими от блока 45.

0 Автокомпенсаторы в блоках 4-9 идентичны, оценивают степень корреляции между составляющими колебаний, поступающих на основной и опорный входы, ослабляют(подавляют, компенсируют) в вы- 5 ходном колебании большую из составляющих, поступающих на опорные входы, и представляют собой схему авторегулирова- и(ля, в которой- отрицательная обратная связь замкнута через квадратурный (синх- 0 ронно-фэзовый) фильтр.

Таким образом в предлагаемом устройстве происходит разделение сигналов от двух корреспондентов, разнесенных в пространстве и работающих в перекрывающей- 5 ся - юлосе частот.

Формула изобретения Устройство для радиоприема содержащее первый и второй блоки предварительной фильтрации, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами пространственно-корреляционного селектора, первый и второй коммутаторы и преобразователь, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем приема информации от двух разнесенных в пространстве радиопередатчиков, работающих одновременно в одной полосе частот, в него введены второй преобразователь, четыре блока обнаружения и два блока регенерация, первые выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства, первые входы обоих преобразователей соединены с первым, а вторые входы - с вторым выходами пространст- аенно-корреляционного селектора, первый и второй выходы первого преобразователя соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков обнаружения, а первый и старой выходы второго преобразователя соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого

блоков обнаружения, первые выходы первого и второго блоков обнаружения соединены с вторыми входами второго блока обнаружения, а первые выходы третьего и четвертого блоков обнаружения соединены с вторыми входами соответственно третьего и четв-ертого блоков обнаружения, вторые и третьи выходы первого и второго блоков обнаружения соединены соответственно с

информационным и управляющим входами первого коммутатора, а третьего и четвертого блоков обнаружения - с информационным и управляющим входами второго коммутатора, выходы первого и второго

коммутаторов подключены к входам соответственно первого и второго блоков регенерации, второй выход первого блока регенерации соединен с третьими входами первого и второго блоков обнаружения, а

второй выход второго блока регенерации соединен с третьими входами третьего и четвертого блоков обнаружения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при приеме сигналов с перекрывающимися спектрами излучаемых разнесенными в пространстве передатчиками. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем приема информации от двух разнесенных в пространстве радиопередатчиков, работающих одновременно в одной полосе частот. Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки предварительной фильтрации, пространственно-корреляционный селектор 3, первый и второй преобразователи 4 и Б, четыре блока 6-9 обнаружения, два коммутатора 10 и 11 и два блока 12 и 13 регенерации. Разделение сигналов передатчиков осушеявляется по пространственно-корреляционному признаку с их последующей идентификацией по дополнительной частотной модуляции сигнала каждого передатчика по закону заранее известной псевдослучайной последовательности. 6 ил

Фиг.1

Фиг 2

фиг.З

Фие.в