Дискриминатор временной задержки сигналов с частотной и частотно- фазовой манипуляцией Советский патент 1980 года по МПК H04B1/06 H04L27/18 

I

Изобретение относится к системам связи и управления.

Известен дискриминатор временной задержки сигналов с частотной и частотно-фазовой манипуляцией, содержащий входной смеситель сигналов, к опорному входу которого подключен выход генератора копии сигнала, задающий тактовый генератор и последовательно соединенные фильтр и детектор 1.

Однако известное устройство обладает невысокой помехоустойчивостью, а также малой щириной (апертурой) дискриминационной характеристики при использовании сложных сигналов с частотной и частотно-фазовой манипуляцией с больщими базами.

Цель изобретения - повыщение помехоустойчивости.

Для этого Б дискриминатор временной задержки сигналов с частотной и частотно-фазовой минипуляцией, содержащий входной смеситель сигналов, к опорному входу которого подключен выход генератора копии сигнала, задающий тактовый генератор и последовательно соединенные фильтр и детектор, введены последовательно соединенные управляемый делитель частоты, коммутатор и блок памяти и последовательно соединенные блок управления и формирователь выходного сигнала, при этом дополнительный выход управляемого делителя частоты подключен к входу генератора копии сигнала, выход входного смесителя сигналов

5 подключен к другому входу блока памяти, выход которого подключен к входу фильтра, выход детектора подключен к входу формирователя выходного сигнала и к входу блока управления, выход которого и другой выход коммутатора соединен с первым вхо0 дом управляемого делителя частоты, к второму входу которого подключен выход задающего тактового генератора.

На фиг. 1 изображена функционэльная схема дискриминатора временной задержки сигналов с частотной и частотно-фазовой манипуляцией; на фиг. 2 а, б, в - виды дискриминационных характеристик. Дискриминатор содержит входной смеситель 1 сигналов, фильтр 2, детектор 3, генератор 4 копии сигнала (ГКС), задающий тактовый генератор (ЗТГ) 5, блок 6 памяти в виде замкнутого регистра сдвига на приборах с зарядовой связью (ПЗС), коммутатор 7, управляемый делитель 8 частоты, блок 9 управления, формирователь 10 выходного сигнала. Принимаемый сигнал и опорный сигнал с генератора 4 копии сигнала перемножаются в входном смесителе 1 сигналов. Результат перемножения записывается в блоке 6 памяти, из которого он затем считывается с демодуляцией по фазе, которая осуществляется режекцией или добавлением тактовых импульсов считывания с помощью управляемого делителя.8 частоты по команде с блока 9 управления. После осуществления (т-ь 1)-го считывания формирователь 10 выходного сигнала запоминает номер считывания п, при котором результат свертки был максимальным, и формирует выходной сигнал в зависимости от того, какой из трех видов дискриминационной характеристики необходимо получить. Особенность рассматриваемого класса сигналов заключается в том, что при рассогласовании по задержке между принимаемым и опорным сигналами, меньщем ti, где ti- вполне определенная для данного сигнала величина, много большая ширины основного пика АКФ. результатом их перемножения является процесс с более узкой, чем у принимаемого сигнала, полосой энергетического спектра, и следовательно, с меньщей базой, что позволяет применить для его обработки элементы дискретной техники. Для сигналов с частотной манипуляцией TI - длительность частотного дискрета, а для сигналов с частотно-фазовой манипуляцией ti - длительность фазового дискрета. При рассогласовании по задержке между принимаемым и опорным сигналами в пределах т результат перемножения, записанный в память, представляет собой радиосигнал с модуляцией по фазе через интервал, равный длительности частотного дискрета. Скачки фазы ср„ зависят от величины частотного сдвига и ДР и рассогласования по задержке At , где ЛРм (N-Nn)A{ ; N 1, Nfi-номер средней частоты; L -количество частот; Д -дискрет частоты. Записанный в памяти сигнал многократного ускорения считывается, а начальная фаза каждого частотного дискрета изменяется на величину (-lf 23ГД5ДГ1(-1), где j номер цикла считывания; 2Ata -допустимая ощибка слежения за задержкой причем j 1,2,...,(пц- 1), где m Т. е. осуществляется m + 1 считывание с демодуляцией и фильтрацией и запоминание номера считывания, при котором результат свертки был максимальным. Если этот номер четный, то на выходе дискриминатора сигнал положительный, а если нечетный - отрицательный. Таким образом, дискриминационная характеристика в этом случае будет релейной (см. фиг. 2а). Ширина апертуры такой характеристики будет равна длительность частотного дискрета для ЧМ сигналов; длительность фазового дискрета для 4 ФМ сигналов. Для получения дискриминационной характеристики вида, показанного на фиг. 26, осуществляется (т + 1) считывание с демодуляцией и фильтрацией, запоминание номера считывания, при котором результат свертки максимален, и если этот номер It. где ta - щирина основного пика АКФ принимаемого сигнала, то осуществляется еще два считывания с изменением начальной фазы каждого частотного дискрета при первом считывании на р 2эrAFNДтз (n-f 1), а при втором считывании на Cpjj.., 2лДР|дДсЗ(П-1). А формирователь выходного сигнала формирует сигнал в виде -U«Lr ylL где Ко-масщтабный безразмерный коэффициент;Ui-результат свертки при первом считывании;и -результат свертки при втором считывании;и максимальное значение результата свертки. А если п Р четном выходной сигнал формирователя положительный, а при п нечетном - отрицательный. В результате этого формируется дискриминационная характеристика, показанная на фиг. 26. Ширина апертуры такой дискриминационной характеристики 2т1, а ширина линейно изменяющегося участка 2tt Выражение для дискриминационной характеристики в пределах линейного участка А КДт; при K i rТретьим видом дискриминационной характеристики является характеристика, линейно изменяющаяся на всей ширине апертуры (2ti) дискриминационной характеристики (см. фиг. 2 в).

В этом случае формирователь выходного сигнала формирует сигнал вида

и + KnAciSignU,

(1) 1

где К - требуемая крутизна дискриминационной характеристики; К,- крутизна АКФ в пределах основного пика;

П номер считывания, при котором результат свертки максимален и равен U;

и - результат свертки при п считывании.

Дискриминационная характеристика, как функция от At записывается в этом случае в виде

А Ки +

К К(Дт-nArasignU) X

X г J- + ,

К К(ЛГ-пйТг,

К (At-nATasignU)-i+ KnArasignU КАг,

т. е. при формировании выходного сигнала дискриминатора по алгоритму (1) получается дискриминационная характеристика, линейно изменяющаяся на всей ширине апертуры (2-) (см. фиг. 2в). Одновременно с

расширением апертуры дискриминационных характеристик всех трех видов повышается помехоустойчивость предлагаемого дискриминатора по сравнению с известным двухканальным дискриминатором.

Повышение помехоустойчивости происходит благодаря отсутствию удвоения мощности шу.мов, что имеет место в сум.маторе двухканального дискриминатора,и отсутствию дополнительных шумов дискриминатора, обусловленных неидентичностью каналов двухканального дискриминатора.

Формула изобретения

Дискриминатор временной задержки сигналов с частотной и частотно-фазовой манипуляцией, содержащий входной смеситель сигналов, к опорному входу которого подключен выход генератора копии сигнала, задающий тактовый генератор и последовательно соединенные фильтр и детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены последовательно соединенные управляемый делитель частоты, коммутатор и блок памяти и последовательно соединенные блок управления и формирователь выходного сигнала, при этом дополнительный выход управляемого делителя частоты подключен к входу генератора копии сигнала, выход входного смесителя сигналов подключен к другому входу блока памяти, выход которого подключен к входу фильтра, выход детектора подключен к входу формирователя выходного сигнала и к,входу блока управления, выход которого и другой выход коммутатора соединен с первым входом управляемого дели. теля частоты, к второму входу которого подключен выход задающего тактового генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тузов Г. И. Статистическая теория приема сложных сигналов. М., «Сов. радио, 1976, с. 192 (прототип).

-T

0

T, 4t

Г,

uz.2