SU1709552A2 - Устройство дл приема сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипул цией - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам передачи дискретной информации по радиоканалам и  вл етс  дополнительным к основному авт.св. № 1363523. Цель изобретени  - пЬвышение помехоустойчивости путем подавлени  помех по зеркальному икомбинационным каналам и обеспечение пеленгации источников сигналов. С этой целью в устройство введены первый дополнительный смеситель 26, первый дополнительный полосовой фильтр 27, амплитудный детектор 28, второй дополнительный смеситель 29, второй дополнительный полосовой фильтр 30, первый фазовращатель 31, фазовый детектор 32, блок 33 регистрации, второй фазовращатель 34, ключ 35 и сумматор 36. Дл  подавлени  помех, принимаемых по зеркальному каналу, использован фазо- компенсационный метод, а дл  помех по комбинационным каналам - метод преобразовани  сигнала с последующей узкополосной фильтрацией. Пеленгаци  источника сигнала осуществл етс  фазовым Методом. Зил.^ё

Description

ч

(Л

ел

N

ю

Фиг. Изобретение относитс  к системам передачи дискретной информации по радиоканалам и  вл етс  дополнительным к основному авт.св. № 1363523. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости путем подавлени  помех по зеркальному и комбинационным каналам и обеспечение пеленгацут источников сигналов . На фиг.1 представлена структурна  9лектрич|вска  схема устройства дл  приема ёйталов с комбинированной частотой и фазовой манипул цией; на фчлг.2 и 3 - временные диаграмм1 |, по сн ющие принцип его функционировани . Устройство дл  приема сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипул цией содержит полосовой фильтр 1, первый - третий перемножйтели 2-4, первый и второй фильтры 5 и в нижних частот, опорный генератор 7, частотнцй дискриминатор 8, пе})вый и второй фильтры 9 и 10 частот мгиздпул ции, первый и второй формирователм 11 и 12 выходного сигнала, формирователь 13 управл ющего сигнала, гетеро/ Ц4н 14, смеситель 15, удвоитель 16 частоты, первый и вт(юй блоки 17 и 18 фазовой зетоподстройки частоты, первый и второй делители 19 и 20 частоты, четвертый леремножител 21, фильтр 22 разностной частоты, фильтр 23 суммарной частоты, и трётмй и четвертый делители 24 и 25 чаСтоты« а также содержит (изреый дополнительный смеситель 26, первый дополнительный по осоеой фильтр 27, амплитудный детектор 128, второй дополнительный смеситель 29, второй дополнительный полосовой фильтр 30, первый фазоц щатель 31, фазовый детектор 32, блок 33 регистрации, второй фазовращатель 34, ключ 35 и сумматорЗв . Устройство дл  приема сигналов с комбинирова 1ной частотной и фазовой манипул цией работает следук}| 4м образом. . Принимаемые радиосигналы с комбинированной частотной и фазовой манипул цией (ЧМн-ФМн) (фиг.36) аналитически описываютс  выражени ми: Ui(t) Vc cos(2   iFKt + 4- р), U2(t) Vc -COSP WfKt + )t OStSTc. где Vc, TC - амплитуда и длительность сигнала; fK - манипулируема  частота, отображающа  закон частотной манипул ции в соответствии с модулирующим кодом Mi(t) (фиг.За), причем fK const при (п+1)Гп и может измен тьс  скачком при t К Гп, т.е. на границах между элементарными посыпками (,2, ,2,...,N-1); 0 ,л: - манипулируема  составл юща  фазы, отображающа  закон фазовой манипул ции в соответствии с модулирующим кодом М2( (фиг.Зб), причем yjR const при п (n+l) TH может измен тьс  скачком при Гн, т.е. границах между злементарными посылками (,2,.2,...N-1); fi fcp - -г-- - символьна  частота, соответствующа  символу +1 (фиг.Зг): 1 - символьна  частота, соответствующа  символу -1 (фиг.Зе); fcp - -п средн   (несуща ) частота сигнала (фиг.Зд): Гн , N -длительность и количество элемент1арных посылок (символьных интервалов ), из которых составлен сигнал длительность Те(Тс N Гн). Индексы 1 и 2 дл  частот и фаз соответствует символам, передаваемым в частотном и фазовом подканалам: M.i(t) +1, -1 последовательность информационных символов (модулирующий код), в соответствии с которыми манипулируетс  частота сигнала (фиг.За); M2(t), последовательность информацирнных символов (модулирующий код), в соответствии с которыми манипулируетс  фаза сигнала (фиг.Зб). Указанные сигналы с антенн Bxi и Вх2 поступают на первые входы смесителей 15, 26 и 29. На вторые входы смесителей 15 и 29 с выходов гетеродина 14 и фазовращател  34 на 90° подаютс  напр жени : ( Jri(t) Vr cos(2jr frt-v рг); Ur2(t) Vr cos(2   itt (рг + где Vr, fr, (ft- - амплитуда, частота и начальна  фаза йапр жени  гетеродина. На выходах смесителей 15 и 29 образуютс  напр жени  комбинационных частот. Частота настройки fni и полоса пропускани  Afi полосовых фильтров 1 и 30 выбираютс  следующим образом: Afl yfnp fnl - fnp Частота настройки f«2 и полоса пропускани  Д f2 полосового фильтра 27 выбираютс  следующим образом: fH2 fr, Д fa - fnp. Попосоеыми фильтрами 1 и 30 выдел ютс  напр жени  разностной (промежуточной ) частоты: Unpi(t) VHP cos(2 jr fnpt + утк + ); Unp2(t) Vnp COS(2   fnpt + -f- y)np2 -90° ), TC, где Vnp Y -VC- Vr; Ki - коэффициент передачи смесител ; fnp fcp - fr - промежуточна  частота; pi 1 - . Напр жение Onpi(t) с выхода полосового фильтра 1 подаетс  на второй вход омесител  26, на выходе которого образуетс  напр жение Unp3(t) Vnpi cos(2 л: frt + -f ЛV). О t Тс, где Vnpi -х- KI Vc- Vnp, Д - 1 - фазовый сдвиг, определ ющий направление на источник излучени  сигналов. Это напр жение выдел етс  полосовым фильтром 27, детектируетс  амплитудным детектором 28 и поступает на управл ющий вход ключа 35, открыва  его. В исходном состо нии ключ 35 всегда закрыт. При этом напр жение Unpi(t) с выхода полосового фильтра 1 через открытый ключ 35 поступает на первый вход сумматора 36. Напр жение Unp2(t) с выхода полосового фильтра 30 поступает на вход фазовращател  31 на 90°, на выходе которого образуетс  напр жение Unp4(t) Vnp COS(2 П fnpt + -f р1 - 90° + 90°) Vnp c6s(2 TTfnpt + K +ynpi, Это напр жение поступает на второй вход сумматора 36, на выходе которого образуетс  суммарное напр жение Ut(t) Vs: cos(2 л: fnpt + y)), где Vx 2 Vnp. Это напр жение с выхода сумматора 36 поступает одновременно на входы частотного дискриминатора 8, удвоител  16 частоты и Иеремножител  3. Частотна  демодул ци  принимаемого ЧМн-ФМн сигнала осуществл етс  обычным способом в частотном дискриминаторе 8 и фильтре 9 частот манипул ции. Результат частотной демодул ции поступает на формирователь 11 выходного сигнала Mi (t), который поступает к получателю информации (фиг.Зж). Дл  фазовой демодул ции принимаемого ЧМн-ФМн сигнала напр жение Uc W подводитс  к первому входу перемножител  3 и удвоител  16 частоты. Удвоитель 16 частоты, блоки 17 и 18 фазовой автоподстройки частоты, делители 19, 20, 25 и 24 частоты , фильтр 22 разностной частоты и фильтр 23 суммарной частоты образуют системы символьной синхронизации, необходимую дл  когерентной демодул ции. Символьна  синхронизаци  основана на том, что в энергетическом спектре ЧМнФМн сигнала с индексом манипул ции Д°1 присутствуют дискретные составл ющие на символьных частотах. Сигнал с индексом манипул ции формируетс  из принимаемого ЧМн-ФМн сигнала с помощью удвоител  16 частоты. С помощью блоков 17 и 19 фазовой автоподстройки частоты осуществл етс  фильтраци  дискретных составл ющих , а делители 19 и 20 частоты предназначены дл  приведени  в соответствие частот сигналов синхронизации и принимаемого сигнала. На выходе делителей 19 и 20 частоты образуютс  гармонические напр жени  соответственно (фиг.Зг, е): U3{t) V3cos(2 JTfiit + yJnpi): U4(t) V4COS(2 Jrf22t + pl), 0 t Tc, где fii, f22 - символьные частоты, которые поступают на входы перемножител  21. На выходе перемножител  26 образуетс  напр жение U5(t) U3(t) U-l(t) Vs (f22- fii)t + V3 л:(f22 + fii)t, 0 t Tc, гдeV5 - K2V3 V4; K2 - коэффициент передачи перемножител . Фильтром 23 суммарной частоты выдел етс  напр жение U6(t) Vs (fl1 + f22)t,. о t TC .

Фильтром 22 разностной частоты выдел етс  напр жение

U7(t)-Vs cos{2;r(f22-fii)tj, О t :S Тс.

На выходах делителей 25 и 24 частоты образуютс  следующие напр жени  соответственно:

/f22-fl1

L)t.

U8(t)-V5cpsw2(Afa

VB COS 2 n

t;

7Г

U9(t) V5COS2 jr(+fe2)t:

Vs cos2   fnpt;

где Afд f22-fii - девиаци  частоты.

Напр жение U9(t) поступает на второй вход перемножител  3, на выходе которого образуетс  сигнал разностной частоты Mf(t) M2(t) |hгл- , 1 1 Ve cos(2 () -1 -1 Ve cosI2 Ve COSI2 n py t + -1 1 /f22-fl1 t+, 1 1 VB n I 2 ) где Ve Ka Vj Vs; 0 t Тс Так как f22 - fii vjfc, то сигнал Uio(t) можно записать в виде Uio(t) Ve t + j. 0 . Таким образом, в сигнале Uio(t) разностной частоты образующемс  на выходе перемножител  3, отсутствует, частотна  манипул ци . Сигнал Uio(t) с фазовой манипул цией (ФМн) выдел етс  фильтром 5 нижних частот и поступает на первый вход перемножител  4, на второй вход которого подаетс  напр жение Ue(t) с выхода делител  25 частоты. На выходе перемножител  4 образуютс  напр жени  разностной и суммарной частот

Ull(t) V7 COS +

f V cos 2jrAfat-b j

0 t Тс,

где Vy I К2 Vs Ve.

Фильтром 10 частот манипул ции выдел етс  напр жение разностной частоты

Ui2(t) Vy cos ptn, которое  вл етс  аналогом М:(г)(фиг.3ж), модулирующего кода Mi(t} (фиг.За). Результат фазовой демодул ции поступает на ф|0рмирователь 12 выходного сигнала, который поступает к получателю

информации (фиг.Зж).

Напр жение Unp3(t) с выхода полосово-. го фильтра 27 одновременно поступает на первый вход фазового детектора 32, на второй вход которого подаетс  Uri(t) с выхода

гетеродина 14. На выходе фазового детектора 32 образуетс  низкочастотное напр жение

Claims (1)

1. UH(t) VH cos А ; 30 35 40 45 50 55 гдeV„ KsVnpiVr: Кз - коэффициент передачи фазового детектора: . . „ d А(р -(р 2 УГу COS у, d - рассто ние между антеннами (измерительна  база); А-длина волны; у-угол прихода радиоволн; которое фиксируетс  блоком 33 регистрации . Дл  обеспечени  симметричности частот f 11 и f22 относительно частоты f опорного генератора 7 используетс  система фазовой автоподстройки частоты, состо ща  из опорного генератора 7, перемножител  2, фильтра б нижних частот и формировател  13 управл ющего сигнала. Последовательно соединенные перемножитель 2 и фильтр 6 нижних частот образуют фазовый детектор. Напр жение опорного генератора 7 Uo(t) Vo cos(2   fot + ро} и напр жение U9(t) делител  25 частот поступают на входы перемножител  2 (фазового детектора) и сравниваютс  по фазе. Если указанные напр жени  отличаютс  друг от друга по фазе, то на выходе фильтра б нижних частот выдел етс  управл ющее напр жение. Причем амплитуда и пол рность зтого напр жени  завис т от степени и направлени  отклонени  промежуточной частоты fnp от частоты fo опорного генератора 7. Управл ющее напр жение через формирователь 13 управл ющего сигнала воздействует на гетеродин 14, измен   его частоту так. чтобы сохранилось симметричность частоты опорного генератора 7 относительно частот f ц и f22(fo fnp). Описанна  выше работа устройства соответствует случаю, приема сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипул цией по основному каналу на частоте fc. Если ложные сигналы (помехи) принимаютс  пр зеркальному каналу на частоте fs U3i(t) V3i cos(2л:fзt+ 1). U32(t) V32 cos{2 л:fзt + 2). где V31. V32. f3. pз, у)з2 - амплитуда, частота и начальные фазы сигналов, то полосовые фильтры 1 и 30 выдел ют следующие напр жени : Unp5(t) Vnp COS(2 jrfnpt + p2); Unp6(t) Vnp2 COS(2 ЛГ fnpt « pnp2 + 90°), гдёУпр2 KiV3iVr; fnp fr - f3 - промежуточна  частота рпр2 Р31-. Напр жение Unp5(t) с выхода полосового фильтра 1 поступает на второй вход смесител  26, на первый вход которого подаетс  ложный сигнал (помеха) U32(t)C антенны Вх2. На выходе смесител  26 образуетс  напр жение Unpi(t)Vnp3cos(2jrfrt+ ). где Vnp3 2 KI V32 Vnp2, 2 - 1 , которое выдел етс  полосов(м фильтром 27, детектируетс  амплитудным детектором 28 и поступает на управл ющий вход ключа 35, открыва  его. При этом напр жение Unp5(t)c выхода полосового фильтра 1 через открытый ключ 35 поступает на первый вход сумматора 36, Напр жение Unp6(t) с выхода полосового фильтра 30 поступает на вход фазовращател  31 на 90°, на выходе которого образуетс  напр жение Unp8(t) Vnp2 cos(2 л: fnpt + р2 -t- 90° + 90°) -Упр2С08( yJnpz). Это напр жение подаетс  на второй вход сумматора 36. Напр жени  Unp5(t) и Unp8(t), поступающие на два входа сумматора 36, на его выходе компенсируютс . Следовательно , ложные сигналы (помехи). 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 принимаемые по зеркальному каналу на частоте f3, подавл ютс . Если ложные сигналы (помехи) принимаютс  по первому комбинационному каналу на частоте fKi, то на выходе смесител  26 образуетс  напр жение Unp9(t) Vnp3 cos(4  : frt + ), которое не попадает в полосу пропускани  полосового фильтра 27. Ключ 35 не Открываетс  и ложные сигналы (помехи), принимаемые по первому комбинационному каналу на частоте fKi подавл ютс . По аналогичной причине подавл ютс  и ложные сигналы ( помехи), принимаемые по второму комби национному каналу на частоте . Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение помехоустойчивости. Это достигаетс  подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным (зеркальному и комбинационным) каналам. Пеленгаци  источника излучени  сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипул цией осуществл етс  фазовым методом. При этом напр жение Unp3(t) Vnpi cos(2 л: frt + + Д), Тс, где А(р - фазовый сдвиг, определ ющий направление на источник излучени  сигналов; с выхода полосового фильтра 27 поступает на вход фазового детектора 31, на другом входе которого действует сигнал с гетеродина 14 Uri(t) Vr cos(2 frt + ysi-+ А0. Ha выходе фазового детектора 32, образованного из перемножител  и фильтра нижних частот по вл етс  посто нное напр жение UH УН cosAy , А - V 2 л: J cosy, где d - рассто ние между антеннами,Я - длина волны принимаемого сигнала; у-угол прихода радиоволн. Это напр жение измер етс  блоком 33 регистрации. Формула изобретени  Устройство дл  приема сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипул цией по авт.св. ISfe 1365523, отл ичающ е ё с   тем, что, с целъю повышени  помехоустойчивости путем подавлени  по