Устройство демодуляции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией

 

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема, демодуляции и пеленгации сигналов. Цель изобретения - повышение точности пеленгации источника излучения. Устройство демодуляции сигналов с комбинированной амплитудой модуляцией и фазовой манипуляцией содержит первый, второй смесители 1, 18, управляемый генератор 2, первый, второй усилители 3, 19 промежуточной частоты, первый, второй амплитудные ограничители 4, 20, первый, второй удвоители 8, 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорных напряжений, первый, второй фазовые детекторы 12, 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первую, вторую антенны 16, 17, коррелятор 21, состоящий из линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блок 25 сравнения, генератор 26 тактовых импульсов, первый, второй, третий регистры 27, 31, 32 сдвига, элемент И 28, блок 29 задержки, счетчик 30, компаратор 33. Цель достигается введением линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блока 25 сравнения, регистров сдвига 27, 31, 32, генератора 26 тактовых импульсов, элемента И 28, блока 29 задержки, счетчика 30 и компаратора 33. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (54)5 Н 04 1 27/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720004/09 (22) 12.07.89 (46) 23.07.91. Бюл. hb 27 (72) В.И.Дикарев, В.К.Завируха, В,Д.Плотников и Г.Г.Щукин (53) 621.376,4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1494243, кл. Н 04 1 27/22, 1987, „„5U„, 1665531 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЕМОДУЛЯЦИИ СИГНАЛОВ С КОМБИНИРОВАННОЙ АМПЛИТУДНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ И ФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема, демодуляции и пеленгации сигналов, Цель изобретения — повышение точности пеленгации источника излучения. Устройство демодуля1665531 ции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией содержит первый, второй смесители 1, 18, управляемый генератор 2, первый, второй усилители, 3, 19 промежуточной частоты, первый, второй амплитудные ограничители 4, 20, первый, второй удвоители 8, 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорных напряжений, первый, второй фазовые детекторы 12, 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор

15, первую, вторую антенны 16, 17, корреляИзобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема демодуляции и пеленгации сигналов, Цель изобретения — повышение точности пеленгации источника излучения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый смеситель

1, управляемый генератор 2, первый усилитель 3 промежуточной частоты, первый амплитудный ограничитель 4, второй удвоитель

5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорных напряжений, первый удвоитель 8 частоты, второй фазовый детектор 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель

11, первый фазовый детектор 12, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первая 16, вторая 17 антенны, второй смеситель 18, второй усилитель 19 промежуточной частоты, второй амплитудный ограничитель 20, коррелятор 21, состоящий из линии 22 задержки блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блок 25 сравнения, генератор 26 тактовых импульсов, первый регистр 27 сдвига, элемент И 28, блок 29 задержки, счетчик 30, второй 31, третий 32 регистры сдвига, компаратор 33, Устройство работает следующим образом.

Принимаемые сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (AM-ФМн)

Ut(t) - Ч,(1+ m(t+ Г.))со.(в. (t+to )+

+ Ук(t+g )+y, );

Uz(t) - Я1+ m (t)cos(а,т + (t) + p );

0 t Т„ где V, с, Тс, у — амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигналов;

40 тор 21, состоящий из линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блок 25 сравнения, генератор 26 тактовых импульсов, первый, второй, третий регистры 27, 31, 32 сдвига, элемент И 28, блок 29 задержки, счетчик ЗО, компаратор 33. Цель достигается введением линии 22 задержки, блока 23 перемножителей, блока 24 фильтров нижних частот, блока 25 сравнения, регистров сдвига 27, 31, 32, генератора 26 тактовых импульсов, элемента И 28, блока 29 задержки, счетчика

30 и компаратора 33. 1 ил, m(t) — модулирующая функция амплитудной модуляции;

p< (t) = О, тг — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующей функцией, и ричем (t) = const npu

k т„< t < (k + 1). tu è может изменяться скачком при t = k г, т.е. на границах между элементарными посылками {К = 1,2,...,N-1) то, N — длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т,{Тс = N гц); г — время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 16 по отношению к сигналу, приходящему на антенну 17, поступают на первые входы перемножителя

13, смесителей 1 и 18 с выходов антенн 16 и

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

0,«) = Ч соз(со, t + p ), где Мг, и, p — амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 2.

На выходах смесителей 1 и 18 образуются напряжения комбинационных частот.

Усилителями 3 и 19 выделяются напряжения промежуточной частоты

Unpl(t) Ynpt(1 + m (t+ то))соя(апр{т+го ) +

+ P((t+ t o ) + фп р );

Uppp(t) = Чпр)(1+ m {t)) cos(03ppt + рс (t) 4

+ Ppt)

0 t GTe, Ap1 = " Фс1/г

1 где k1 — коэффициент передачи смесителей;

Млр = й)с — й3г — промежуточная частота.

Напряжения U„p1(t) и Unpre(t) с выходов усилителей 3 и 19 промежуточной частоты поступают соответственно на входы амплитудных ограничителей 4 и 20, на выходах которых образуются напряжения

Ua(t) - V> cos(N,p (t+ t,)+ @, «+т ) +р,р );

1665531

U4(t) = Ч1 cos(ЙЬр t + pc (t) + pnp );

0 1 Тс, где V< — порог ограничения, в котором амплитудная модуляция устранена.

Напряжение Оз(с) с выхода амплитудного ограничителя 4 поступает на второй вход перемножителя 13, на первый вход фазового детектора 12 и на вход удвоителя 5, на выходе которого образуется следующее гармоническое колебание;

Оф) = Ч1 соз(2шпр (t+ го) + 2 у» (t+ Tp) +

+ 2 fop = Vi cos(2QJnp(t+ Tp)+ 2 0пр), где 2 pc(t+ го ) = О, 2л, в котором манипуляция фазы уже отсутствует, Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 6 и поступает на первый выход фазового детектора 9.

Опорное напряжение генератора 7

Uo(t) = Vo сов(в, с+ р,), где Vo, в,, ро — амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 7(04= tripp), поступает на вход удвоителя 8 частоты, на выходе которого образуется напряжение

Ug(t) = Vp сов(2й)о t + 2ipp )

Это напряжение подается на второй вход фазового детектора 9, где оно сравнивается по фазе с напряжением Ug(t), поступающим с выхода узкополосного фильтра 6.

Если указанные напряжения отличаются друг от друга по фазе, то на выходе фазового детектора 9 выделяется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения удвоенной промежуточной частоты от удвоенной частоты генератора 7 опорного напряжения (2Wp A 2и)о). Управляющее напряжение через фильтр 10 нижних частот воздействует на управляемый генератор 2, изменяя его частоту ok так, чтобы сохранялось равенство Щр = соо.

Опорное напряжение Uo(t) генератора 7 через фазовращатель 11 поступает на второй вход фазового детектора 12. Фазовращатель 11 служит для компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства, На выходе фазового детектора 12 образуется низкочастотное напряжение

Ug1(t) = Vpt cosp<(t го), 1

ГдЕ Чл = gk2V>Vp

k2 — коэффициент передачи фазового детектора 12, которое содержит полезную информацию о законе фазовой манипуляции принимаемого сигнала.

35 ао

В результате перемножения сигналов

U>(t) и Оф) на выходе перемножителя 13 образуется результирующее колебание

U у,(t) - Ч2(1+ m (t+ rp )) cos (аИ+ p ) +

tV2(1+ m (t+ г„)) cos((2 со,— вг ) t 2 pc j

0

l6 — коэффициент передачи перемножителя, из которого полосовым фильтром 14 выделяется напряжение разностной частоты

Ugt) = Ч2(1+ m (t+tp )) СОВ(аг t +р г ).

Это напряжение поступает на информационный вход синхронного детектора 15, на опорный вход которог.- подается нгпряжение с выхода управляемого генератора 2. В результате синхронно о детектирования на выходе синхронного детектора 15 образуется низкочастотное напряжение

Up2(t) = Ч2(1+ гп {t+ г,)), Где Ъ н2 = .р;К4Ч2Чг

К4-коэффциент- . передачи синхронного детектора 15, пропорциональный модулирующей функции m(t).

Следовательно, если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой ма:ипуляцией (АМ-Ф Ми), то в работе участвуе- синхронный 15 и фазовый12 детекторы, Если на входустройства поступает только сигнал с амплктудной модуляцкей (AM) или только сигнал с фазовой манипуляцией (ФУн), то полезное низкочастотное напряжение появляется на выходе синхронного 15 или фазового 12 детектора, Напряжение Uz(t) с выхода амплитудно о ограничителя 4 одновременно поступает через линию 22i (i=1,2,...,n) на блок 23i, на другой вход которого подается напряжение

О4(т) с выхода амплитудного ограничителя

20. На выходе 1-го элемента 23! перемножителя образуется напряжение, которое имеет максимум при условии, что сигнал Оф) задержан на величину гз = zp . Блоком 24) фильтров нижних частот выделяются напряжения разностной частоты, пропорциональные корреляционные функции R(t). Причем напряжение максимальное только при гз=

= то (R(го ), tp = J p, где! Π— истинный пеленг, С выхода коррелятора 21 напряжения с соответствующих каналов поступают на входы многоканального блока 25i сравнения, который состоит из и анало -овых компараторов.

Каждый компаратор представляет собой аналоговый элемент сравнения, в котором сравниваются два напряжения — входное Vs» u опорное Vp<, В случае превышения входно7

1665531 окончанием счета управляющим сигналом с 50 выхода сдвигового регистра 27!. Для перевода счетчика 30 в нулевое состояние— именно после записи результата счета в регистр 31. Управляющий сигнал с выхода сдвигового регистра 27! задерживается элементами 29 задержки и поступает на вход сброса счетчика 30.

Значение двоичного кода, записанного в регистре 31, сравнивается со значением го напряжения над опорным (Ysx > Yon) (на выходе компаратора 25!) формируется напряжение, соответствующее логической "1". Напряжения с выходов каналов коррелятора

91 подаются на компараторы 25! (i= 1,2,...,), что на два соседних компаратора подается одно и то же напряжение. Причем на один из компараторов в качестве входного напряжения (Ygx), а на другой — опорного (Чад).

Таким образом, на выходах компараторов образуется параллельный двоичный код, в котором "1" соответствует превышению напряжения b(i+1)-м канале коррелятора 21 над напряжением в i-ом канале, Последовательность единиц двоичного кода соответствует возрастанию корреляционной функции

В(г), а последовательность нулей cooTBBTGT вует спаду коррел я цион ной фун кци и В(ф

Следовательно, последняя единица в двоичном коде соответствует пику корреляционной функции R(To). Подсчитав количество единиц двоичного кода (N), можно определить номер канала, в котором тз = го, а следовательно, и значение ò.

Параллельный двоичный код с выходов компараторов 25! поступает на регистр 27i, где он преобразуется в последовательный двоичный код, Сдвиг параллельного двоичного кода в регистр 27! осуществляется подачей на его управляющий вход (вход синхронизации) тактовых импульсов от генератора 26 тактовых импульсов. Счетные импульсы формируются с помощью элемента

И 28, на один из входов которого поступают тактовые импульсы с выхода генератора 26 тактовых импульсов, а на другой последовательности двоичный код с выхода регистра

27l, Последовательность счетных импульсов, количество N которых соответствует числу "1" двоичного кода, поступает на вход счетчика 30, где производятся подсчеты числа "1", Счет прекращается по окончании последовательности единиц двоичного кода .с выхода сдвигового регистра 27i, т.е. при переводе от уровня "1" к уровню "0", По окончании счета его результат необходимо записать в регистр 31, а затем перевести счетчик 30 в нулевое состояние, Запись в регистр 30 осуществляется одновременно с

45 двоичного кода, имеющегося в регистре 32, с помощью компаратора 33, Это делается для исключения повторной записи одного и того же значения двоичного кода, соответствующего одному и тому же истинному пеленгу

j. В случае несовпадения сравниваемых двоичных кодов на выходе компаратора 33 формируется сигнал, соответствующий уровню логической "1", который поступает на управляющий вход регистра 32, разрешая запись нового значения двоичного кода, Если сравниваемые коды равны, то повторной записи в регистре 32 не производится, Следовательно, на выходе регистра 32 формируется двоичный код, равный числу единиц в коде, поступающем с выхода сдвигового регистра

27!. Указанный код соответствует гз= го, т,е. значению задержки, при котором корреляционная функция R(To) имеет максимальное значение то= М гз, где N — число единиц в двоичном коде, соответствующее номеру элемента многоотводной линии задержки. тз1,— величина задержки одного элемента многоотводной линии задержки.

Формула изобретения

Устройство демодуляции сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, содержагцее последовательно соединенные первую антенну, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный ограничитель и первый фазовый детектор, выход которого является первым выходом устройства, последовательно соединенные генератор опорного напряжения, первый удвоитель частоты, второй фазовый детектор, фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход первой антенны через последовательно соединенные перемножитель и полосовой фильтр соединен с первым входом синхронного детектора, выход которого является вторым выходом устройства, последовательно соединенные вторую антенну, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты и второй амплитудный ограничитель, выход управляемого генератора соединен с вторыми входами первого и второго смесителей и синхронного детектора, второй выход генератора опорного напряжения через фаэовращатель соединен с вторым входом первого фазового детектора, выход первого амплитудного ограничителя соединен с вторым входом перемножителя и через последовательно соединенные второй удвоитель частоты и узкополосный фильтр с вторым входом второго фазового детектора, 1665531

Составитель Н. Лазарева

Техред M,Moðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор M. Бланар

Заказ 2400 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности пеленгации источника излучения, введены линия задержки, блок перемножителей. блок фильтров нижних частот, блок сравнения, первый, второй и третий регистры сдвига, генератор тактовых импульсов, элемент И, блок задержки, счетчик и компаратор, причем выходы линии задержки через блок перемножителей соединены с входами блока фильтров нижних частот, выходы которых соединены с соответствующими входами блока сравнения, выходы которого соединены с соответствующими входами первого регистра сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подключенным к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, подключенным к входу блока задержки и первому входу второго регистра сдвига, второй вход которого соединен с

5 выходом счетчика, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока задержки и выходом элемента И, выход второго регистра сдвига соединен с первыми входами третьего регистра сдвига

10 и компаратора, выход которого соединен с вторым входом третьего регистра, выход которого соединен с вторым входом компаратора и является третьим выходом устройства, выход второго амплитудного детектора сое15 динен с входом блока перемножителей, выход первого амплиту, ного ограничителя соединен с входом линии задержки,