Устройство для передачи и приема фазоманипулированных сигналов Советский патент 1993 года по МПК H04L27/18 

Изобретение относится к радиоэлектронике.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит на передающей стороне генератор 1 сигнала несущей частоты, электронный ключ 2, источник 3 сигнала, преобразователь 4 кода, манипулятор 5 фазы, полосовой усилитель 6 мощности, датчик 7 сигнала, на приемной стороне - блок 8 усилителей, когерентный накопитель 9, выделитель 10 сигнала несущей частоты, фазовый детектор 11, фильтр 12 нижних частот, видеорегенератор 13, индикатор 14 количества ошибок, обнаружитель 15 ошибок, дифференциальный декодер 16, согласующий блок 17, получатель 18 сигнала.

Когерентный лакопитель 9 состоит из рециркуляторов 19, 20 и элемента связи 21. Рециркулятор (фиг.2) содержит активный элемент 22, широкополосную линию 23 задержки, аттенюатор 24, сумматор 25.

Устройство работает следующим образом.

Исходный двоичный сигнал от источника 3 сообщений - ЭВМ - поступает на преобразователь кода 4, преобразующий сигнал из двоичного кода в код Миллера. Полученный сигнал в коде Миллера состоит из последовательности импульсов с длительностью

(п 2, 3, 4),

где Т - период тактовой частоты информа- ционного.сигнала.

Длительность пауз между импульсами также имеет три дискретных значения, равных длительности импульсов сигнала в коде Миллера. Имеющая место избыточность кода обеспечивает возможность контроля коэффициента ошибок в передаваемом сигнале без перерыва связи. Дифференциальные свойства кода Миллера позволяют использовать информационный сигнал в данном коде в качестве манипуляционного сигнала при формировании сигнала с ФРМ.

В качестве манипулятора фазы 5 используется цифровая схема - сумматор по модулю 2 - на вход которого подается информационный сигнал и сигнал несущей частоты.

Сигнал несущей частоты формируется на элементах цифровой техники. Генератор 1 работает по трехточечной схеме, частота его колебаний стабилизирована кварцевым резонатором.

Колебания несущей частоты на манипулятор фазы подаются через электронный ключ 2 управляемый от датчика 7 наличия сигнала на входе передатчика. Работа электронного ключа 2 обеспечивает отсутствие сигнала на выходе манипулятора фазы 5 при паузе информационного сигнала. С выхода манипулятора фазы 5 прямоугольное колебание поступает на вход полосового усилителя 6 обеспечивающего пропускание и усиление двух полос информационного сигнала, расположенных симметрично относительно несущей частоты в полосе, численно равной скорости передачи информации в

5 канале. Полосовой усилитель 6 может быть выполнен в виде полосового фильтра с линейной фазовой характеристикой, например фильтра Гаусса, и линейного усилителя мощности,

0 в качестве среды передачи используется коаксиальный кабель с повышенным экранированием (например, кабели типов КГКЭ, КСКПЭ, КСКЭ),

Сигнал из среды передачи воспринима5 ется блоком 8 имеющим высокоомный вход и, после предварительного усиления, поступает на полосовой усилитель в основе которого лежит полосовой фильтр, идентичный фильтру на передаче.

0 Восстановление спектра сигнала с ФРМ, прошедшего полосный канал в предлагаемом устройстве осуществляется когерентным накопителем 9 состоящим из двух рециркуляторов 19, 20 жестко связанных

5 между собой действием суммарного напряжения на элементе связи 21. Каждый из рециркуляторов 19, 20 состоит из активного элемента 22 усиливающего, ограничивающего и инвертирующего сигнал, широкопо0 лосной линии задержки 23 на длительность, равную половине периода несущей частоты, аттенюатора 24 и сумматора 2.5.

Скорость переключений (длительность фронтов прямоугольного колебания) опре5 деляется частотными свойствами усиливающего элемента и широкополосностью цепи ОС.

Инерционность - длительность удержания записанной в рециркулятор- информа0 ции - определяется временем задержки сигнала в линии задержки, которая является памятью когерентного накопителя.

Работу когерентного накопителя можно представить как работу генератора прямо5 угольных импульсов захваченного по частоте и фазе приходящим на его вход информационным сигналом.

Процесс отслеживания фазы информационного сигнала и компрессии подробно приведен в описании способа, по которому

реализовано данное устройство. Здесь лишь следует еще раз отметить, что когерентный накопитель осуществляет своеобразный когерентный прием информационного сигнала и обеспечивает выигрыш в от- ношении с/ш в точке отсчета не менее 6 дБ.

На выходе когерентного накопителя 9 формируется прямоугольное напряжение не зависящее по амплитуде от амплитуды приходящих информационных сигналов и соответствующее по фазе - фазе несущего колебания радиоимпульса.

Данное напряжение подается на вход фазового детектора 11 и выделитель 10, в которой осуществляется снятие фазовой модуляции сигнала путем возведения сигнала в квадрат и последующего деления частоты сигнала на два. После фазового детектирования и прохождения фильтра 12 нижних частот на входе видеорегенератора 13 формируются импульсы информационного сигнала трапециоидальной формы со скругленной вершиной трапеции.

Видеорегенератор 13 производит сравнение сигнала с эталонным напряжением в моменты времени (точке Отсчета), соответствующие максимальному раскрыву глаз- диаграммы.

На выходе видеорегенератора 13 формируются прямоугольные импульсы инфор- мационного сигнала в коде Миллера, которые в дальнейшем поступают на обна ружитель 15 ошибок и декодер 16.

Обнаружение ошибок осуществляется путем выявления запрещенных комбинаций импульсов для кода Миллера. Для обеспечения индикации импульсы с обнаружителя ошибок увеличиваются по длительности и отсекается часть импульсов, соответствующих ошибкам в сигнале при вхождении уст- ройства в рабочий режим.

В качестве индикатора 14 ошибок может быть применен светодиод по количеству вспышек которого в единицу времени можно сделать заключение о частности ошибок в сигнале.

Декодер 16 преобразует сигнал из кода Миллера в двоичный код. В основу работы декодера 16 положено обратное дифференциальному кодированию преобразование сигнала и правильная установка фазы по комбинации приходящих символов О 1 О или 10 1.

Двоичный сигнал с выхода декодера 16 через согласующий блок 17 поступает получателю 18 сообщения.

Формула изобретения Устройство для передачи и приема фа- зоманипулированных сигналов, содержащее на передающей стороне последовательна соединенные источник сигнала, датчик сигнала и электронный ключ, управляющий вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора сигнала несущей частоты и с управляющим входом манипулятора фазы, выход которого подключен к входу полосового усилителя мощности, а на приемной стороне - блок усилителей и последовательно соединенные выделитель сигнала несущей частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот и видеорегенератор, выход которого подключен к входам обнаружителя ошибок и дифференциального декодера, выходы которых соединены соответственно с входами индикатора количества ошибок и согласующего блока, выход которого подключен к входу получателя сигнала, при этом сигнальные входы фазового детектора соединены с сигнальными входами выделителя сигнала несущей частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне введен преобразователь кода, вход и выход которого соединены соответственно с выходом источника сигнала и с сигнальным входом манипулятора фазы, а на приемной стороне введен когерентный накопитель, входы и выходы которого соединены соответственно с выходами блока усилителей и с сигнальными входами фазового детектора.

Iff

23

Сущность изобретения: устройство содержит на передающей стороне один генератор сигнала несущей частоты 1. один электронный ключ 2, один источник сигнала 3, один преобразователь кода 4, один манипулятор фазы 5, один полосовой усилитель мощности 6, один датчик сигнала 7, на приемной стороне - один блок усилителей 8, один когерентный накопитель 9, один выделитель сигнала несущей частоты ТО, один фазовый детектор 11, один фильтр нижних частот 12, один видеорегенератор 13, один индикатор количества ошибок 14, один обнаружитель ошибок 15, один дифференциальный декодер 16, один согласующий блок 17, один получатель сигнала 18.3-4-5-6-8- 9-10-11-12-13-16-17-18, 13-15-14, 3-7- 2-5, 1-2, 9-11.2 ил.

25

22

Фиг2