RU2540840C1

RU2540840C1 - Apparatus for detecting periodic sequence pulse carrier frequency modulation

Info

Publication number: RU2540840C1
Application number: RU2014100080/08A
Authority: RU
Inventors: Борис Григорьевич Катков; Дмитрий Борисович Сотышев
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2015-02-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: apparatus for detecting periodic sequence pulse carrier modulation comprises two processing channels, each including series-connected multiplier and integrator, as well as a comparator, a delay line and a squaring unit. The delay time in the delay line is equal to the sequence period, and the decision on the presence of modulation is made if the inequality U_out.1<U_out.2 holds for any two sequence pulses.

EFFECT: enabling unambiguous detection of periodic sequence pulse carrier frequency modulation.

1 dwg

Description

Устройство относится к области электронной обработки сигналов и предназначено для использования в радиоприемных системах.The device relates to the field of electronic signal processing and is intended for use in radio receiving systems.

Известно устройство определения (измерения) начальной фазы электрического импульсного сигнала (см., например, Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. - М.: Сов. радио, 1978, с.58). Все параметры импульсного сигнала считаются известными, кроме начальной фазы, которая может принимать два значения 0 или π. Устройство включает два канала обработки, параллельно подключенные к входу устройства. В состав каждого канала входят последовательно соединенные устройство умножения сигналов (умножитель) и интегратор (коррелятор). На первый вход каждого умножителя подается входной импульсный сигнал, а на второй - импульсный сигнал от опорного генератора. Сигналы от опорного генератора идентичны входному импульсу и могут отличаться только начальной фазой (0 или π). В каждом канале формируется корреляционный интеграл входного и опорного сигналов. Выходы первого и второго каналов (выходы соответствующих интеграторов) подсоединены к устройству сравнения, в котором сравниваются значения корреляционных интегралов, соответствующих начальным фазам (0 или π), и по максимальному из интегралов определяется, какое значение начальной фазы было у принятого импульса.A device is known for determining (measuring) the initial phase of an electric pulse signal (see, for example, Varakin L.E. Theory of signal systems. - M .: Sov. Radio, 1978, p. 58). All parameters of the pulse signal are considered known, except for the initial phase, which can take two values 0 or π. The device includes two processing channels connected in parallel to the input of the device. Each channel includes serially connected signal multiplier (multiplier) and an integrator (correlator). An input pulse signal is supplied to the first input of each multiplier, and a pulse signal from the reference generator is supplied to the second. The signals from the reference oscillator are identical to the input pulse and can differ only in the initial phase (0 or π). In each channel, a correlation integral of the input and reference signals is formed. The outputs of the first and second channels (outputs of the corresponding integrators) are connected to a comparison device in which the values of the correlation integrals corresponding to the initial phases (0 or π) are compared, and the maximum of the integrals determines which value of the initial phase the received pulse had.

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности обнаружения модуляции (манипуляции) несущей частоты импульсов импульсной последовательности.The disadvantage of this device is the lack of detection of modulation (manipulation) of the carrier frequency of the pulses of the pulse sequence.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство обнаружения модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности (см. патент RU С1, 2497143, опубл. 27.10.2013 г.). Устройство содержит два канала обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные перемножитель, первый вход которого является входом устройства, и интегратор, а также устройство сравнения, подключенное к выходам интеграторов каждого канала, а выход является выходом устройства, и линию задержки, подключенную между входом устройства и вторым входом перемножителя первого канала, а второй вход перемножителя второго канала объединен с входом устройства, время задержки в линии задержки равно периоду последовательности, а решение о наличии модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности принимается при условии выполнения неравенства U_вых.1<U_вых.2 для любых двух импульсов последовательности, где U_вых.1 и U_вых.2 - выходные сигналы интеграторов первого и второго каналов соответственно.The closest in technical essence to the claimed device is a device for detecting modulation of the initial phase of the pulses of a periodic sequence (see patent RU C1, 2497143, publ. 10.27.2013). The device contains two processing channels, each of which includes a multiplier connected in series, the first input of which is the input of the device, and an integrator, as well as a comparison device connected to the outputs of the integrators of each channel, and the output is the output of the device, and a delay line connected between the input of the device and the second input of the multiplier of the first channel, and the second input of the multiplier of the second channel is combined with the input of the device, the delay time in the delay line is equal to the period of the sequence, and shenie the presence of the initial phase modulate a periodic sequence of pulses is accepted provided that the inequality _chan.1 U <U _chan.2 for any two sequences of pulses, wherein U and U _chan.1 _chan.2 - the output signals of the integrators first and second channels respectively.

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности однозначного обнаружения модуляции несущей частоты импульсов периодической последовательности.The disadvantage of this device is the inability to unambiguously detect modulation of the carrier frequency of the pulses of the periodic sequence.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности однозначного обнаружения модуляции несущей частоты импульсов импульсной последовательности.The technical result of the invention is the possibility of unambiguous detection of modulation of the carrier frequency of the pulses of the pulse sequence.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве обнаружения модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности, содержащем два канала обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные перемножитель и интегратор, а также устройство сравнения, первый и второй входы которого подключены к выходам интеграторов каждого канала, а выход является выходом устройства, и линию задержки, выход которой подключен к второму входу перемножителя первого канала, а вход объединен с первым входом перемножителя первого канала, время задержки в линии задержки равно периоду последовательности, а решение о наличии модуляции принимается при условии выполнения неравенства U_вых.1<U_вых.2 для любых двух импульсов последовательности, в устройство введен блок возведения в квадрат, вход которого является входом устройства, а выход параллельно подключен к первому входу перемножителя первого канала, входу линии задержки, а также первому и второму входам перемножителя второго канала.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for detecting modulation of the initial phase of pulses of a periodic sequence containing two processing channels, each of which includes a series-connected multiplier and an integrator, as well as a comparison device, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the integrators of each channel, and the output is the output of the device, and a delay line, the output of which is connected to the second input of the multiplier of the first channel, and the input is combined with the first input first multiplier home channel, the delay time in the delay line is equal to the period of the sequence, and a decision taken about the presence of modulation provided that the inequality _chan.1 U <U _chan.2 for any two pulse sequence is entered into the device unit squaring an input of which is the input of the device, and the output is connected in parallel to the first input of the multiplier of the first channel, the input of the delay line, as well as the first and second inputs of the multiplier of the second channel.

Сущность изобретения состоит в следующем. Каждый импульс входной последовательности проходит установленный на входе блок возведения в квадрат, где осуществляется его квадратичное преобразование. Затем импульсы делятся на два канала. В 1-м канале формируется взаимокорреляционная функция квадрата i+1-го и квадрата i-го импульсов входной последовательности, где i=1…I, I - количество импульсов входной последовательности, а во 2-м канале - автокорреляционная функция квадрата i+1-го импульса входной последовательности. Если импульсы входной периодической последовательности имели модуляцию начальной фазы (0, π), то при возведении в квадрат начальные фазы всех импульсов станут одинаковыми и равными 0 или 2π, т.е. фазовая модуляция пропадет. Частотная же модуляция несущей частоты импульсов остается,но значение несущих частот увеличиваются в два раза. Очевидно, что если несущие частоты квадратов i+1-го и i-го импульсов одинаковы (модуляция несущей частоты импульсов последовательности отсутствует), то амплитуды выходных сигналов каналов будут одинаковыми, а если несущие частоты разные (модуляция несущих частот импульсов присутствует), то амплитуда выходного сигнала второго канала будет больше, чем амплитуда выходного сигнала первого канала.The invention consists in the following. Each pulse of the input sequence passes a squaring block installed at the input, where its quadratic transformation is performed. Then the pulses are divided into two channels. In the 1st channel, the cross-correlation function of the square of i + 1 and the square of the i-th pulse of the input sequence is formed, where i = 1 ... I, I is the number of pulses of the input sequence, and in the 2nd channel is the autocorrelation function of the square i + 1 th pulse of the input sequence. If the pulses of the input periodic sequence had modulation of the initial phase (0, π), then when squaring the initial phases of all pulses will become the same and equal to 0 or 2π, i.e. phase modulation will disappear. The frequency modulation of the carrier frequency of the pulses remains, but the value of the carrier frequencies doubles. Obviously, if the carrier frequencies of the squares of the i + 1th and i-th pulses are the same (there is no modulation of the carrier frequency of the pulses of the sequence), then the amplitudes of the output signals of the channels will be the same, and if the carrier frequencies are different (modulation of the carrier frequencies of the pulses is present), then the amplitude the output signal of the second channel will be greater than the amplitude of the output signal of the first channel.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Предлагаемое устройство содержит: 1 - блок возведения в квадрат; 2 - линия задержки; 3.1, 3.2 - перемножители первого и второго каналов соответственно; 4.1, 4.2 - интеграторы первого и второго каналов соответственно; 5 - устройство сравнения.The proposed device contains: 1 - block squaring; 2 - delay line; 3.1, 3.2 - multipliers of the first and second channels, respectively; 4.1, 4.2 - integrators of the first and second channels, respectively; 5 is a comparison device.

Вход устройства соединен с блоком возведения в квадрат 1. Выход блока возведения в квадрат 1 соединен с входом перемножителя первого канала 3.1, линией задержки 2, двумя входами перемножителя второго канала 3.2. Выход линии задержки 2 соединен с вторым входом перемножителя первого канала 3.1. Выход перемножителя первого канала 3.1 соединен с входом интегратора первого канала 4.1. Выход перемножителя второго канала 3.2 соединен с входом интегратора второго канала 4.2. Выходы первого и второго интеграторов 4.1 и 4.2 соединены с первым и вторым входами устройства сравнения 5 соответственно.The input of the device is connected to the squaring unit 1. The output of the squaring unit 1 is connected to the input of the multiplier of the first channel 3.1, the delay line 2, two inputs of the multiplier of the second channel 3.2. The output of the delay line 2 is connected to the second input of the multiplier of the first channel 3.1. The output of the multiplier of the first channel 3.1 is connected to the input of the integrator of the first channel 4.1. The output of the multiplier of the second channel 3.2 is connected to the input of the integrator of the second channel 4.2. The outputs of the first and second integrators 4.1 and 4.2 are connected to the first and second inputs of the comparison device 5, respectively.

Устройство работает следующим образом. Входная последовательность импульсов преобразуется в блоке возведения в квадрат 1 и поступает на первый вход перемножителя 3.1 и на первый и второй входы перемножителя 3.2. На второй вход перемножителя 3.1 поступают квадраты импульсов входной последовательности, задержанные на величину, равную периоду повторения импульсов в последовательности. Таким образом, когда в первом канале на выходе перемножителя 3.1 формируется произведение квадратов i+1-го и i-го импульсов, то во втором - квадрат квадратов i+1-го импульса. Произведение квадратов импульсов первого канала интегрируется по времени в интеграторе 4.1 первого канала, а квадрат квадратов i+1-го импульса - в интеграторе 4.2 второго канала. Результаты интегрирования поступают на первый и второй входы устройства сравнения 5 соответственно. Если амплитуды выходных сигналов интеграторов первого и второго каналов одинаковы, то это свидетельствует о том, что несущие частоты импульсов в последовательности одинаковы, а если выходной сигнал интегратора первого канала меньше выходного сигнала интегратора второго канала, то присутствует модуляция несущих частот импульсов последовательности.The device operates as follows. The input pulse sequence is converted into a squaring block 1 and fed to the first input of the multiplier 3.1 and to the first and second inputs of the multiplier 3.2. The second input of the multiplier 3.1 receives the squares of the pulses of the input sequence, delayed by an amount equal to the pulse repetition period in the sequence. Thus, when in the first channel at the output of the multiplier 3.1 a product of the squares of the i + 1th and i-th pulses is formed, then in the second - the square of the squares of the i + 1-th pulse. The product of the squares of the pulses of the first channel is integrated over time in the integrator 4.1 of the first channel, and the square of the squares of the i + 1th pulse is integrated in the integrator 4.2 of the second channel. The integration results are fed to the first and second inputs of the comparison device 5, respectively. If the amplitudes of the output signals of the integrators of the first and second channels are the same, then this indicates that the carrier frequencies of the pulses in the sequence are the same, and if the output signal of the integrator of the first channel is less than the output signal of the integrator of the second channel, then there is modulation of the carrier frequencies of the pulses of the sequence.

Для реализации предлагаемого устройства могут быть использованы широко известные радиотехнические элементы, выпускаемые промышленностью.To implement the proposed device can be used widely known radio engineering elements manufactured by industry.

Claims

A device for detecting modulation of the carrier frequency of pulses of a periodic sequence containing two processing channels, each of which includes a series-connected multiplier and an integrator, as well as a comparison device, the first and second inputs of which are connected to the output of the integrator of the corresponding channel, and the output is the output of the device, and a delay line the output of which is connected to the second input of the multiplier of the first channel, and the input is combined with the first input of the multiplier of the first channel, as well as with the first and second by the inputs of the second channel multiplier, the delay time in the delay line is equal to the period of the sequence, and the decision on the presence of modulation is made provided that the inequality _Uout.1 < _{Uout.2 is satisfied} for any two pulses of the sequence, characterized in that an erection block is inserted into the device a square whose input is the input of the device, and the output is connected in parallel to the first input of the multiplier of the first channel, the input of the delay line, as well as the first and second inputs of the multiplier of the second channel.