Устройство когерентного сложения фазоманипулированных сигналов Советский патент 1982 года по МПК H04B7/04 

(54) УСТРОЙСТВО КОГЕРЕНТНОГО СЛОЖЕНИЯ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

I

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи дискретной информации для разнесенного приема сигналов с фазовой манипуляцией.

Известно устройство для приема разнесенных сигналов, содержащее сумматор, к входам которого подключены перемножители, к другим входам перемножителей подключены узкополосные фильтры 1.

Однако помехозащищенность этого устройства ниже, чем при оптимальном приеме вследствие зависимости регулирующих напряжений от напряжения сигнала в других ветвях разнесения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство когерентного сложения фазоманипулированных сигналов, содержащее сумматор, к входам которого подключены N каналов обработки, каждый из которых содержит последовательно соединенные фильтр, первый перемножитель, измерительный фильтр и второй перемножитель, другой вход которого соединен с выходом фильтра, между выходом сумматора и точкои соединения других входов первых перемножителей включен ограничитель 2.

Однако присложении сигналов, мощность которых меньще мощности помех, отнощение сигнал-щум на выходе измерительных фильтров оказывается недооаточным, что приводит к уменьщению точности, взвещивания фазоманипулированных сигналов. На, выходе измерительных фштьтров этого устройства имеется компонента помехи, которая не может быть устранена или уменьщена путем сужения полосы пропускания этого фильтра. Эта компонента образуется при любом виде помех и влияет на величину весового коэффициента, снижая помехоустойчивость известного устройства разнесенного приема.

Цель изобретения - повыщение помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство когерентного сложения фазоманипулированных сигналов, содержащее сумматор, к входам которого подключены N каналов обработки, каждый из которых содержит соедиленные последовательно фильтр, первый пе3j ремножитель, измерительный фильтр и второй перемножитель, другой вход которого соедин с выходом фильтра, между выходом суммато ра и точкой соединения других входов первы перемножителей включен ограиичитель, введен дополиительньт сумматор, выход которого является выходом устройства, между выходом первого перемножителя каждого ка нала обработки и соответствующим входом .дополнительного сумматора включены послед вательно дополнительный измерительный филь и дополнительный перемножитель, другой вхо которого соединен с выходом фильтра того ж канала обработки. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство когерентного сложения фазоманипулированных сигналов содержит фильтры 1, первые перемножители 2, измерительные фильтры 3, вторые перемножители 4, сум матор 5, ограничитель 6, дополнительные измеригельные фильтры 7, дополнительные перемножители 8 и дополнительный сумматор 9 Устройство работает следующим образом. Фазоманипулированный сигиал промежуточной частоты в смеси с аддетивиым шумом поступает на фильтры 1, полоса которых согласована с спектром сигнала. С выхода фильтров I входное напряжение поступает на первые перемножители 2, вторые перемножители 4 и дополнительные перемножители 8. После корректировки фаз и взвешивания ,во вторых перемножителях 4 сигналы, а также напряжения шумов складываются в сумматоре 5, а затем через ограничитель 6 подаются на первые перемножители 2. Таким образом, на входах первых перемножителей 2 действует полезный сигнал i-ой ветви Uj(t) и суммарный сигнал U(t), которые в общем виде можно записать Ui{t) А|со5ф, U(t) Acos ф и соответствующие напряжения шумов, вида ишК1) Bi(t)cosS ; U;(t) B-(t)cos 4 Результат перемножения этих колебаний в первых перемножителях 2 можно представить в виде Ц-()иЧъ) А А|со5(ф,-ф)-сс() Uj.a)u4t)-- B,(4i-H) Ч-С05(%-.«-Г) . Текущую фазу ф&зоманипулировашюго сиг нала- можно записать в виде 0 sa/-t -klt fY. где К 0,1. Из принципа работы устройства сложения на основе когератора следует, то текущая фаза суммарного сигнала определяется следующим выражением Ф-Сг/i+KtC-KfJ тогда выражение для произведения напряжения входного сигнала i-ой ветви и суммарного можно представить в виде Ц Ш1/а1-- jA Ajco ;(ct/-cy)i+i/ if 4. «Coe(oy -a9t -27c:K+f 4- f При фазоманипулированноМ сигнале в обоих составляющих с разностной и суммарной частотой манипуляция снимается, т.е. результатом перемножения сигнала i-ой ветви и суммарного сигнала является два одинаковых синусоидальных напряжения с частотами Uj-s-iu И tu -Kju. Рассмотрим текущую фазу входного шумового напряжения. Для узкополосного шума текущую: фазу можно представить в виде ), где ©({;) медленно меняющаяся (по сравнению с частотой) фаза. Тогда выражение для произведения входного и суммарного щумов запишется в виде (t) и а) - { EjBkos (ш -оуЯ -V С09 Сш-«-шН- - 10(t)) Под суммарным шумом понимается только компонента, обусловленная напряжением шумов, действующих в рассматриваемой i-ой ветви, т.е. компонента, коррелированная с напряжением шумов i-ой ветви. В колебании с разностной частотой отсутствует медленно меняющаяся фаза (t) , т.е. она представляет собой амплитудно модулированное колебание, имеющее дискретную составляющую на частоте , которая вьзделена на выходе измерительного фильтра 3, настроенного на разностную частоту входного и суммарного колебаний. Шумовое колебание с суммарной частотой является фазоманипулированным колебанием с индексом угловой модуляции в два раза большим, чем у входного колебания. Такое колебание имеет непрерывный спектр и поэтому будет почти полностью отфильтровано дополнительным измерительным фильтром 7, настроенным на суммарную частоту входного и суммарного колебания. Шумовые напряжения других ветвей также взаимодействует, с шумовым напряжением 5 i-ой ветви, а также с полезным сигналом i-ой ветви, но результат взаимодействия не образует дискретной компоненты ни на разностной ни на суммарной частоте и поэтому не влияет на взвешивающий коэффициент. С выхода дополнительных измерительных фильтров 7 напряжение подается на дополнительные перемножители, где происходит взве шивание и фазирование сигналов i-ых ветвей и затем суммирование их в дополнительном сумматоре 9. На выходе дополнительных измерительных фильтров 7 отсутствует компо нента любой помехи с несимметричным относительно центральной частоты сигнала спект ром (тогда как полезный сигнал с однократной фазовой манипуляцией, имеющий симметричный спектр, создает на выходе дополнител ного измерительного фильтра 7 взвешивающее напряжение), поэтому отношение сигналшум на выходе дополнительных измерительных фильтров 7 существенно больше, чем на выходах измерительных фильтров 3, что повы шает точность взвешивания и фазирования сигналов i-bix ветвей в дополнительных перемножителях 8 и повышает помехозащищенность устройства в целом. При воздействии помех с несимметричным относительно центральной частоты сигнала спектром предлагаемое устройство позволяет уменьшить влияние как коррелированных, так и некоррелированных помех на фазирование и взвешивание сигналов ветвей в дополнительных перемножителях 8. В результате применения предлагаемого устройства 8 повышена помехоустойчивость разнесенного приема фазоманипулированных сигналов. Формула изобретения Устройство когерентного сложения фазоманипулированных сигналов, содержащее сумматор, к входам которого подключены N каналов обработки, каждый из которых содержит соединенные последовательно фильтр, первый перемножитель, измерительный фильтр и второй перемножитель, другой вход которого соединен с выходом фильтра, между выходом сумматора и точкой соединения других входов первых перемножителей включен ограничитель, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, введен дополнительный сумматор, выход которого является выходом устройства, между выходом первого перемножителя каждого канала обработки и соответствующим входом дополнительного сумматора включены последовательно дополнительный измерительный фильтр и дополнительный перемножитель, другой вход которого соединен с выходом фильтра того же канала обработки. Источники информации, принятые во внимание- при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №415813, кл. Н 04 В 7/04, 1971. 2.Сартасов И. А. Коротковолновые магистральные радиоприемные устройства. М., Связь, 1971, с. 187 (прототип).