Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией (АМ) и фазовой манипуляцией (ФМ) наряду с его демодуляцией. Устройство содержит смесители 1, 18 и 21, управляемый г-р 2, усилители 3, 19 и 23 ПЧ, амплитудные ограничители 4 и 20, удвоители 5 и 8 частоты, узкополосные фильтры 6 и 25, г-р 7 опорного напряжения, фазовые детекторы 9, 12 и 26, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножители 13 и 24, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, антенны 16 и 17 и делитель 22 частоты на два. Если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной АМ-ФМ, то в работе участвуют оба детектора 15 и 12, если только АМ или ФМ, то полезное НЧ-напряжение появляется на выходе детектора 15 или 12. Пеленгация источника излучения сигнала достигается измерением фазового сдвига Δ*98Ф, определяющего направление на источник излучения, на фиксированной частоте ω<SB POS="POST">0</SB>/2, где ω<SB POS="POST">0</SB> - частота напряжения г-ра 7. За счет свертки спектра принимаемых сигналов и узкополосной фильтрации значительная часть шума отфильтровывается, что повышает чувствительность устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) (51) 4 Н 04 L 27 22

QPc gql 1r 1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1322498 (21) 4335271/24-09 (22) 06.01.87 (46) 15.07.89. Бюл. |(- 26 (72) В.И. Дикарев и А.В. Шилков (53) 621.376.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1322498, кл. Н 04 L 27/22, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЕМОДУЛЯЦИИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЪ|Х СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения — расширение

2 функциональных возможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией (АМ) и фазовой манипуляцией (ФМ) наряду с его демодуляцией. Устройство содержит смесители 1, 18 и 21, управляемый r-p 2, усилители

3, 19 и 23 ПЧ, амплитудные ограничители 4 и 20, удвоители 5 и 8 частоты,узкополосные фильтры 6 и 25, г-р 7 опорного напряжения, фазовые детекторы 9, 12 и 26, фильтр 10 ниж3 1494243

4 них частот, фазовращатель 11, пере- источника излучения сигнала достигамнож»»тели 13 и 24, полосовой фильтр ется измерением фазового сдвига 6»4»

14, с»н»хронньп» детектор 15, антенны определяющего направление на источ16 и 17 и делитель 22 частоты на ник излучения, на фиксированной часдва. Если на вход устр-ва поступает тотем,/2, где д, — частота напряжесигнал с комбинированной AM ФМ, то ния r-ра 7. За счет свертки спектра в работе участвуют оба детектора 15 принимаемых сигналов и узкополосной и 12, если только AM или ФМ, то по- фильтрации значительная часть шума лезное НЧ-напряжение появляется на 10 отфильтровывается, что повышает чуввыходе детектора 15 или 12. Пеленгация ствительность устр-ва. 1 ил.

m(t) q„(t) =0,« ментарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью

Т (Т =N "h) фа 3ОВЫЙ СДВИГ определяющий направление на разом.

Изобретение относится к радиосвязи, может быть использовано для приема и демодуляции сигналов с комби20 нированной амплитудной модуляцией и фазовой ма»»»»пуляцие»» и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. Р 1322498.

Цель изобретения — расширение функ25 циональных возможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией наряду с его демодуляцией.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов содержит смеситель 1, управляемый генератор 2, усилитель 3 промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 4, первый удвоитель 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорного напря- 40 жения, второй удвоитель 8 частоты, первьп» фазовый детектор 9, фильтр

10 нижних частот, фазовращатель 11, второй фазовьп» детектор 12, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, син- 45 хронный детектор 15, первую 16 и вторую 17 антенны, первьп» дополнительньп» смеситель 18, первый дополнительный усилитель 19 промежуточной частоты, дополнительный амплитудный ограничитель 20, второй дополнительный смеситель 21,, делитель 22 частоты на два, второй дополнительный усилитель

23 промежуточной частоты, дополнительный перемножитель 24, дополнительньп» узкополосный фильтр 25 и дополнительный фазовый детектор 26.

Устройство работает следунзцим обПринимаемые сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМ ):

0» (t) = U, (1+ш(с)1 costa,t+q„(t)+q,J;

= "с (t+m(t)) cos(y t+g„(t) + » ), Ос с cТ где U,,С»,, Т, Ц» — амплитуда, несус щая частота, длительность и начальная фаза сигналов; модулирующая функция амплитудной модуляции; манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующей функцией, причем („()=

=const при К с„аГ(< (К+1) е„и может изменяться скачком .при t=K т.е. на границах между элементарными посылками (К=1,2,...,N-1); длительность и количество эле1494? источник из((учения; поступают на входы перемноиителя 13, смесителей 1 и 18 с выходов антенн

16 и 17 соответственно. На первые входы смесителей 1 и 18 подается напряжение управляемого генератора 2

U (t) = U ° cos(>,t +Я ), 10

Напряжение U>(t) с выхода амплитудного ограничителя 4 поступает на второй вход перемножителя 13, на вход фазового детектора 12 и на вход удвоителя 5 частоты, на выходе которого образуется следующее гармоническое колебание:

Ut(t) U соя(2() 212„(t) +

Ой йТ где 2$„(t) 0,2 (, в котором манипуляция фазы уже отсутгде U,, 4) Ц) „— амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 2.

На выходе смесителей 1 и 18 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 3 и 19 выделяются напряжения первой промежуточной частоты.

U „, (t) = U„p, (1+о(с)), соя(11„с

+g„(t) + р.р );

U „,(с) = U„(1+m(t)) cos(t1

+gq (t) +(.Р„р, +Ц() 0 t (, 1 где п1 2 (U с rs

К вЂ” коэффициент передачи смеI сителей; (2) ()р.i =

=Q --Ц вЂ” первая промежуточная частота. с r

Напряжения П „,(t) и 0()р () (р,( выходов усилителей 3 и 19 первой проме)куточной частоты поступают соответственно на выходы амплитудных or раничителей 4 и 20, на выходах которых образуются напряжения:

U,() = U, cosju„ t + q () + g„,,); .U (t) = U, сов(У t +P„(t) +

+q, +ц), 0 с т ,в которых амплитудная модуляция устранена.

43 6 ст))ует. Это (а!)ря,(ение B) l;;t лает (зкополосным фильтром 6 и lloc Tt èàå r на первый вход фазового детеьтора 9.

Опорное напряжение генератора 7

U,(t) = U,cos(u, t +(„! „ где U, И,, я — амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 7 (Я, =(д„р(), поступает »а вход удвоителя 8 частоты, на выходе которого образуется напряжение

U()(t) Uî cos 2(Я(,t +(р„) ..

Это напряжение подается на второй вход фазового детектора 9, где оно сравнивается по фазе с напряжением

U>(t), поступающим с выхода узкополосного фильтра 6. Если указанные напряжения отличаются одно от другого по фазе, то на выходе фазового детектора 9 выделяется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависит от степени и направления отклонения удвоенной первой промежуточной частоты, от удвоенной частоты генератора 7 опорного напряжения (2Я„р, ф 2 Ы, ).

Управляющее напряжение через фильтр

10 нижних частот воздействует на управляющий генератор 2, изменяя его частоту <д, так, чтобы сохранялось равенство (0 „, = 43, .

Опорное напряжение U (С) генератора 7 через фазовращатель 11 поСтупает на вход фазового детектора 12. Фазовращатель 11 служит для компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства.

На выходе фазового детектора 12 образуется низкочастотное напряжение

U н((t) = U>, cosg„(t), 1 где "н(= 2 Kz П(U„

К вЂ” коэффициент передачи фазо2 о вого детектора, которое содержит полезную информацию о законе фазовой манипуляции принимаемого сигнала.

В результате перемножения сигналов V,(t) и U5(t) на выходе перемножителя 13 образуется результирующее колебание . U (t) - (1 (1+в(С))сов(Ы,t

+g ) + U (1+m(t)Q ° cos ((2(йе

1494243

-ы,) t + 24,-q,), 0 с т

1 где Б = — К Г Б,;

К вЂ” коэффициент передачи пеь ремножителя 13; из которого полосовым фильтром 14 выделяется напряжение разностной частоты

1О

U (t) = П (1+m(t)).соя(Ы,t+p,).

30

Это напряжение поступает на информационный вход синхронного детектора

15, на опорный вход которого пода15 ется напряжение V,(t) с выхода управляемого генератора 2. В результате синхронного детектирования на выходе детектора 15 образуется низкочастотное напряжение иц () = и„, (i+m(r)g, 1 где Б„= — К Б Б,;

К вЂ” коэффициент передачи синО хронного детектора 15, про- 25 порциональное модулирующей функции m(t).

Следовательно, если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн), то в работе участвует синхронный 15 и фазовый 12 детекторы. Если на вход устройства поступает только сигнал с фра литудной модуляцией (АМ) или 35 только сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн), то,полезное низкочастотное напряжение появляется на выходе синхронного 15 или фазового 12 детектора. 40

Напряжение U (t) с выхода ампли4 тудного ограничителя 20 поступает на второй вход смесителя 21, на первый вход которого подается напряжение

Ц, сов - (()о +Чо)

45 с выхода делителя 22 частоты на два.

На выходе смесителя 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 23 выделяется напряжение второй промежуточной частоты

U „, (t) - U, co s(Cg« t+ g Ä (t) +

+gq)z +hi(), О(t(Т,, КU, Uî

2

55 (i> npg

= 03 — — 4) — вторая промежуточная о частота, которое поступает на первый вход перемножителя 24, на второй вход которого подается напряжение U (t) с выхода амплитудного ограничителя 4.

На выходе перемножителук 24 образуется результирующее колебание

1 1

U (t) = U cos(-Cd t + -P -Alp) + z 4 2 о 2 о

+ U cos ((2M„<,— — Cd, ) t + P„(t) +

+ jy — -EP+ ), 0- t т, 1

1 где Б = 2 К (1, Бз, из которого узкополосным фильтром 25 выделяется напряжение разностной частоты

1 1

U (t) = U cos(-(,) t + — (g -рл)

2 2

О t T

Напряжение U (t) поступает на пер9 вый вход фазового детектора 26, на второй вход которого подается напряжение VZ(t) с выхода делителя 22 частоты на два. На выходе фазового детектора 26 образуется низкочастотное напряжение нъ чз

14 U U4 пропорциональное фаэовому сдвигу 5g, определяющему направление на источник излучения

Щ= 2» — cos(, Фо где d — расстояние между антеннами;

3 — длина волны; — угол, определяющий направление на источник излучения °

Следовательно, определение фазового сдвига 5(P осуществляется на фиксироО

1 ванной частоте -Cd . При этом осущестО вляется свертка спектра принимаемых сигналов в N раз.

nf,/hf, - N, 1 где Д f = - — ширина спектра прини к маемык ФМн сигналов;

5f 1 ширина спектра гармонического колебания и,().

Узкополосный фильтр 25 выделяет гармоническое колебание U,(t) и отфильтровывает значительную часть шума. Это

1494243 обстоятельство позволяет повысить реальную чувствительность устройства при пеленгации источника излучения при малом отношении сигнал/шум.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает пеленгацию источника излучения ФМН-сигнала. Это достигается измерением фазового сдвига a(p определяющего направление на источник излучения, на фиксированной ча1 стоте — Я,. За счет свертки спектра

1О принимаемых сигналов и узкополосной фильтрации значительная часть шума отфильтровывается, что обеспечивает повышение реальной чувствительности устройства при пеленгации источника излучения АМ-ФМн-сигнала при малом отношении сигнал/шум.

20

Составитель О. Геллер

Корректор Э.Лончакова

Редактор М. Петрова Техред Л.Олийнык

Заказ 4132/57 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Формула изобретения

Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов по авт. 25 св. В 1322498, о тлич ающее— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем пеленгации источника излучения сигнала с комбинированной амплитудной 30 модуляцией и фазовой манипуляцией наряду с его демодуляцией, введены два дополнительных смесителя, два дополнительных усилителя промежуточной частоты, дополнительный амплитудный ограничитель, делитель частоты на два, дополнительный перемножитель, дополнительньи . фазовый. детектор и дополнительный узкополосньп< фильтр, выход которого соединен с первым входом дополнительного фазового детектора, второй вход которого подклк чен к выходу делителя частоты на два и к первому входу второго дополнительного смесителя, второй вход которого подключен к выходу дополнительного амплитудного ограничителя, вход которого соединен с выходом первого дополнительного усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу первого дополнительного смесителя, первый вход которого соединен с первым входом смесителя, выход второго дополнительного смесителя через второй дополнительный усилитель промежуточной частоты соединен с первым входом дополнительного перемножителя, выход которого подключен к входу дополнительного узкополосного фильтра, вход второго удвоителя частоты соединен с входом делителя частоты на два, выход амплитудного ограничителя подключен к второму входу дополнительного перемножителя, при этом вторые входы смесителя и первого дополнительного смесителя являются соответственно первым и вторым входами устройства, первым, вторым и третьим выходами которого являются соответственно выход второго фазового детектора, выход синхронного детектора и выход дополнительного фазового детектора.