Устройство распознавания радиосигналов

 

Изобретение относится к обработке и распознаванию сигналов и может быть использовано в радиотехнических устройствах для обнаружения и автоматического распознавания узкополосных и широкополосных радиосигналов. Технический результат - повышение достоверности распознавания широкополосных радиосигналов с фазовой модуляцией. Устройство содержит частотный 1 и амплитудный 4 детекторы, анализаторы 2, 6, 8, 13, 28, 29 мгновенного спектра, умножители частоты на два 3, на четыре 26 и на восемь 27, преобразователь 5, 10, 14, 15, 16, 34, 35 аналог-код, блоки 7, 11, 30, 31 сравнения, блок 9 клиппирования, детектор 12 знака и блок 17 логической обработки, который включает инверторы 18 и 19, элементы 20 - 25, 36, 37 И, пороговые элементы 32, 33, элементы НЕ 38 - 40. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к обработке и распознаванию сигналов. Предлагаемое устройство может быть использовано в радиотехнических устройствах для обнаружения и автоматического распознавания амплитудно-модулированных (AM), частотно-модулированных (ЧМ) и фазомодулированных (ФМ) радиосигналов с речевым и телеграфным сообщением.

Известно устройство для распознавания радиосигналов (А. С. СССР N 997244, H 03 К 13/00 от 24.09.82, бюл. N 3), которое содержит частотный детектор, первый, второй, третий и четвертый анализаторы мгновенного спектра, умножитель частоты на два, амплитудный детектор, первый, второй, третий, четвертый и пятый преобразователи аналог-код, первый и второй блоки сравнения, блок клиппирования, детектор знака, первый и второй инверторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И. Указанное устройство позволяет распознавать радиосигналы с амплитудной (AM) и частотной (ЧМ) модуляцией и манипуляцией (АМ_Н, ЧМ_Н) и широкополосные радиосигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и однократной фазовой манипуляцией (ОФМ_Н). Однако известное устройство не позволяет распознавать широкополосные сигналы с многократной фазовой манипуляцией.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому устройству по технической сущности является устройство для распознавания радиосигналов (А. С. СССР N 1069149, H 03 К 13/00, публикация от 23.01.84, N 3). Устройство-прототип содержит частотный детектор, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой анализаторы мгновенного спектра, умножители частоты на два, на четыре и на восемь, амплитудный детектор, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой преобразователи аналог-код, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок клиппирования, детектор знака, первый и второй инверторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, первый и второй пороговые элементы. Внешний сигнал поступает на вход устройства, к которому подключены входы частотного и амплитудного детекторов, а также входы первого анализатора мгновенного спектра и умножителей частоты на два, на четыре и на восемь. Выход частотного детектора в параллель подключен к входу первого преобразователя аналог-код, к первому входу второго анализатора спектра и к первому входу блока клиппирования. Выход амплитудного детектора подключен к второму входу второго анализатора мгновенного спектра, к второму входу блока клиппирования и к входу второго преобразователя аналог-код. Выход первого преобразователя аналог-код подключен к вторым входам первого и второго элементов И, а также к первым входам третьего, четвертого, седьмого и восьмого элементов И. Выход второго анализатора мгновенного спектра подключен к первому входу второго блока сравнения. Выход блока клиппирования подключен к входу четвертого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения. Выход второго преобразователя аналог-код подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И. Выход второго блока сравнения подключен к входу третьего преобразователя аналог-код, выход которого подключен к входам первого и второго инверторов, а также к первым входам второго и пятого элементов И. Выход первого инвертора подключен к первому входу первого элемента И, выход второго инвертора подключен к первому входу шестого элемента И. Выходы первого, второго, пятого и шестого элементов И являются соответственно выходами устройства "Частотная манипуляция" ("ЧМ_Н"), "Частотная модуляция" ("ЧМ"), "Амплитудная манипуляция" ("АМ_Н"), "Амплитудная модуляция" ("AM"). Выход первого анализатора мгновенного спектра подключен к вторым входам первого, третьего и четвертого блока сравнения. Выход умножителя частоты на два подключен к входу третьего анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения. Выход первого блока сравнения подключен к входу детектора знака. Первый выход детектора знака подключен к входу четвертого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И. Второй выход детектора знака подключен к входу пятого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И. Выходы третьего и четвертого элементов И являются соответственно выходами устройства "Линейная частотная модуляция" ("ЛЧМ") и "Однократная фазовая манипуляция" ("ОФМ_Н"). Выход умножителя частоты на четыре подключен к входу пятого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения. Выход умножителя частоты на восемь подключен к входу шестого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу четвертого блока сравнения. Выходы третьего и четвертого блоков сравнения подключены соответственно к входам первого и второго пороговых элементов. Выход первого порогового элемента подключен к входу шестого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И. Выход второго порогового элемента подключен к входу седьмого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И. Выходы седьмого и восьмого элементов И являются соответственно выходами устройства "Двухкратная фазовая манипуляция" ("ДФМ_Н"), "Трехкратная фазовая манипуляция" ("ТФМ_Н"). Описанное устройство обеспечивает распознавание узкополосных радиосигналов с AM, АМ_Н, ЧМ, ЧМ_Н и широкополосных радиосигналов с ЛЧМ, ОФМ_Н, ДФМ_Н, ТФМ_Н.

Недостатком данного устройства для распознавания радиосигналов является относительно низкая достоверность распознавания широкополосных радиосигналов с многократной ФМ, что проявляется в появлении мешающих сигналов на выходах "ЛЧМ", "ОФМ_Н", "ДФМ_Н" и "ТФМ_Н".

Действительно, пусть на вход устройства поступает сигнал с OФM_нU_c(t) = U₀ cos(ω_ct+πδ(t)), где δ(t) - модулирующее колебание, тогда на выходах умножителей частоты на два, на четыре и на восемь образуются гармонические колебания: В указанных колебаниях манипуляция фазы отсутствует, поэтому ширина спектра ФМ сигнала на входах третьего, пятого и шестого АМС стала в N раз уже ширины спектра входного сигнала с ОФМ_Н: Δf_c/Δf₁ = Δf_c/Δf₂ = Δf_c/Δf₃ = N. Напряжения U₁, U₂, U₃, пропорциональные Δf₁, Δf₂, Δf₃, соответственно, с выходов третьего, пятого и шестого АМС поступают на первые входы первого, третьего и четвертого блоков сравнения, на вторые входы которых подается напряжение U с выхода первого АМС, пропорциональное Δf_c. Так как U>U₁, U>U₂, U>U₃, то на выходе первого, третьего и четвертого блоков сравнения образуются положительные импульсы, которые через соответствующие пороговые элементы и преобразователи аналог-код поступают на вторые входы четвертого, седьмого и восьмого элементов И. Таким образом, указанное устройство при поступлении на его вход радиосигнала с ОФМ_Н формирует выходные сигналы одновременно на трех выходах "ОФМ_Н", "ДФМ_Н" и "ТФМ_Н", при этом сигналы на выходах "ДФМ_Н" и "ТФМ_Н" являются мешающими.

Когда на вход данного устройства поступает сигнал с ДФМ_Н U₀(t) = U₀ cos(ω_ct+πδ(t)/2), нa выходах умножителей частоты на четыре и на восемь образуются гармонические колебания U₂(t) = U₀ cos4ω_ct; U₃(t) = U₀ cos2ω_ct. B этих колебаниях манипуляция фазы отсутствует, поэтому ширина спектра на входах пятого и шестого АМС в N раз уже спектра входного сигнала: Δf_c/Δf₂ = Δf_c/Δf₃ = N. Следовательно, формируется единичное напряжение на выходах "ДФМ_Н", "ТФМ_Н" устройства для распознавания радиосигналов. При этом информационный сигнал "ТФМ_Н" является мешающим, увеличивая неоднозначность распознавания.

В то же время на выходе умножителя частоты на два формируется широкополосное колебание, ширина спектра которого больше ширины спектра входного сигнала: Δf₁ > Δf_c. Напряжения U и U₁ с выходов первого и третьего АМС поступают на второй и первый входы первого блока сравнения. Так как U₁ > U (Δf₁ > Δf_c), то на выходе первого блока сравнения образуется отрицательное напряжение, которое через соответствующий выход детектора знака и четвертый преобразователь аналог-код подается на второй вход третьего элемента И. Следовательно, формируется единичное напряжение на выходе "ЛЧМ" устройства, что свидетельствует об ошибочном распознавании сигнала с ДФМ_Н как сигнала с ЛЧМ.

При поступлении на вход устройства радиосигнала с ТФМ_Н U₀(t) = U₀ cos(ω_ct+πδ(t)/4), широкополосные колебания формируются только на выходах умножителей частоты на два и на четыре, что приводит к появлению мешающего сигнала на информационном выходе "ЛЧМ".

Результаты распознавания указанным устройством радиосигналов с ФМ представлены в табл. 1, математическое описание рассмотренных выше процессов приведено в приложении 1.

Целью предлагаемого изобретения является построение устройства распознавания радиосигналов, обеспечивающего более высокую достоверность распознавания широкополосных сигналов с однократной, двухкратной и трехкратной фазовой модуляцией.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для распознавания радиосигналов, содержащее частотный детектор, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой анализаторы мгновенного спектра, умножители частоты на два, на четыре и на восемь, амплитудный детектор, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой преобразователи аналог-код, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок клиппирования, детектор знака, первый и второй инверторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, первый и второй пороговые элементы, дополнительно введены первый, второй и третий элементы НЕ, причем третий и восьмой элементы И выполнены четырехвходовыми, а седьмой элемент И выполнен трехвходовым.

Входы частотного и амплитудного детекторов, первого анализатора мгновенного спектра, умножителей частоты на два, на четыре и на восемь подключены к входу устройства. Выход частотного детектора подключен к входу первого преобразователя аналог-код, к первому входу второго анализатора спектра и к первому входу блока клиппирования. Выход амплитудного детектора подключен к второму входу второго анализатора мгновенного спектра, к второму входу блока клиппирования и к входу второго преобразователя аналог-код. Выход первого преобразователя аналог-код подключен к вторым входам первого и второго элементов И, а также к первым входам третьего, четвертого, седьмого и восьмого элементов И. Выход второго анализатора мгновенного спектра подключен к первому входу второго блока сравнения. Выход блока клиппирования подключен к входу четвертого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения. Выход второго преобразователя аналог-код подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И. Выход второго блока сравнения подключен к входу третьего преобразователя аналог-код, выход которого подключен к входам первого и второго инверторов, а также к первым входам второго и пятого элементов И. Выход первого инвертора подключен к первому входу первого элемента И. Выход второго инвертора подключен к первому входу шестого элемента И. Выходы первого, второго, пятого и шестого элементов И являются соответственно выходами устройства "Частотная манипуляция", "Частотная модуляция", "Амплитудная манипуляция", "Амплитудная модуляция". Выход первого анализатора мгновенного спектра подключен к вторым входам первого, третьего и четвертого блока сравнения. Выход умножителя частоты на два подключен к входу третьего анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения. Выход первого блока сравнения подключен к входу детектора знака. Первый выход детектора знака подключен к входу четвертого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И. Второй выход детектора знака подключен к входу пятого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и к входу первого элемента НЕ. Выход первого элемента НЕ подключен к третьему входу седьмого элемента И и к третьему входу восьмого элемента И. Выход умножителя частоты на четыре подключен к входу пятого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения. Выход умножителя частоты на восемь подключен к входу шестого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу четвертого блока сравнения. Выходы третьего и четвертого блоков сравнения подключены соответственно к входам первого и второго пороговых элементов. Выход первого порогового элемента подключен к входу шестого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И и к входу второго элемента НЕ. Выход второго элемента НЕ подключен к четвертому входу третьего элемента И и к четвертому входу восьмого элемента И. Выход второго порогового элемента подключен к входу седьмого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И и к входу третьего элемента НЕ. Выход третьего элемента НЕ подключен к третьему входу третьего элемента И. Выходы третьего, четвертого, седьмого и восьмого элементов И являются соответственно выходами устройства "Линейная частотная модуляция", "Однократная фазовая манипуляция", "Двухкратная фазовая манипуляция" и "Трехкратная фазовая манипуляция".

Такое построение устройства распознавания радиосигналов в отличие от прототипа обеспечивает формирование только одного выходного сигнала, соответствующего входному широкополосному ФМ сигналу, тем самым обеспечивается необходимая достоверность распознавания.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна". Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует уровню патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленное устройство поясняется чертежом, где показана общая схема устройства распознавания радиосигналов.

В табл. 2 представлено формирование результата распознавания в предлагаемом устройстве.

Устройство распознавания радиосигналов содержит частотный детектор 1, первый 2, второй 6, третий 8, четвертый 13, пятый 28 и шестой 29 анализаторы мгновенного спектра, умножители частоты на два 3, на четыре 26 и на восемь 27, амплитудный детектор 4, первый 5, второй 10, третий 14, четвертый 15, пятый 16, шестой 34 и седьмой 35 преобразователи аналог-код, первый 7, второй 11, третий 30 и четвертый 31 блоки сравнения, блок клиппирования 9, детектор знака 12, первый 18 и второй 19 инверторы, первый 20, второй 21, третий 22, четвертый 23, пятый 24, шестой 25, седьмой 36 и восьмой 37 элементы И, первый 32 и второй 33 пороговые элементы, первый 38, второй 39 и третий 40 элементы НЕ.

Входы частотного 1 и амплитудного 4 детекторов, первого 2 анализатора мгновенного спектра, умножителей частоты на два 3, на четыре 26 и на восемь 27 подключены к входу устройства. Выход частотного детектора 1 подключен к входу первого 5 преобразователя аналог-код, к первому входу второго 6 анализатора спектра и к первому входу блока клиппирования 9. Выход амплитудного детектора 4 подключен к второму входу второго 6 анализатора мгновенного спектра, к второму входу блока клиппирования 9 и к входу второго 10 преобразователя аналог-код. Выход первого 5 преобразователя аналог-код подключен к вторым входам первого 20 и второго 21 элементов И, а также к первым входам третьего 22, четвертого 23, седьмого 36 и восьмого 37 элементов И. Выход второго 6 анализатора мгновенного спектра подключен к первому входу второго 11 блока сравнения. Выход блока клиппирования 9 подключен к входу четвертого 13 анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к второму входу второго 11 блока сравнения. Выход второго 10 преобразователя аналог-код подключен к вторым входам пятого 24 и шестого 25 элементов И. Выход второго 11 блока сравнения подключен к входу третьего 14 преобразователя аналог-код, выход которого подключен к входам первого 18 и второго 19 инверторов, а также к первым входам второго 21 и пятого 24 элементов И. Выход первого 18 инвертора подключен к первому входу первого 20 элемента И. Выход второго 19 инвертора подключен к первому входу шестого 25 элемента И. Выходы первого 20, второго 21, пятого 24 и шестого 25 элементов И соответственно являются выходами устройства "ЧМ_Н", "ЧМ", "АМ_Н", "AM". Выход первого 2 анализатора мгновенного спектра подключен к второму входу первого 7 блока сравнения, к второму входу третьего 30 блока сравнения и к второму входу четвертого 31 блока сравнения. Выход умножителя частоты на два 3 подключен к входу третьего 8 анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу первого 7 блока сравнения. Выход первого блока сравнения 7 подключен к входу детектора знака 12. Первый выход детектора знака подключен к входу четвертого 15 преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу третьего 22 элемента И. Второй выход детектора знака 12 подключен к входу пятого 16 преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу четвертого 23 элемента И и к входу первого 38 элемента НЕ. Выход первого 38 элемента НЕ подключен к третьему входу седьмого 36 элемента И и к третьему входу восьмого 37 элемента И. Выход умножителя частоты на четыре 26 подключен к входу пятого 28 анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу третьего 30 блока сравнения. Выход умножителя частоты на восемь 27 подключен к входу шестого 29 анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу четвертого 31 блока сравнения. Выходы третьего 30 и четвертого 31 блоков сравнения подключены соответственно к входам первого 32 и второго 33 пороговых элементов. Выход первого 32 порогового элемента подключен к входу шестого 34 преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу седьмого 36 элемента И и к входу второго 39 элемента НЕ. Выход второго 39 элемента НЕ подключен к четвертому входу третьего 22 элемента И и к четвертому входу восьмого 37 элемента И. Выход второго 33 порогового элемента подключен к входу седьмого 35 преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу восьмого 37 элемента И и к входу третьего 40 элемента НЕ. Выход третьего 40 элемента НЕ подключен к третьему входу третьего 22 элемента И. Выходы третьего 22, четвертого 23, седьмого 36 и восьмого 37 элементов И являются соответственно выходами устройства "ЛЧМ", "ОФМ_Н", "ДФМ_Н" и "ТФМ_Н".

Все составные элементы предлагаемого устройства реализуются из конструктивно известных элементов.

Схемы построения частотного и амплитудного детекторов известны и могут быть выполнены как показано, например, на рис. 5.22 и 5.29 главы 5 справочного пособия "Радиоприемные устройства./В. Н.Банков, Л.Г.Барулин, М.И.Жодзинский, И.В.Малышев, В.В.Петрусинский; Под ред. Л.Г.Барулина." - М.: Радио и связь, 1984. - 272 с.

Схемы построения анализаторов мгновенного спектра известны; они могут быть выполнены, например, по схеме, приведенной на рис. 4.27 главы 4 справочного пособия "Радиоприемные устройства./В. Н. Банков, Л.Г.Барулин, М.И. Жодзинский, И.В.Малышев, В.В. Петрусинский; Под ред.Л.Г.Барулина." - М.: Радио и связь, 1984. - 272 с., допускающей одно- либо двухвходовое исполнение.

Схемы построения умножителей частоты на два, четыре и восемь известны и могут быть выполнены, например, как показано на рис. 5.16 главы 5 справочного пособия "Радиоприемные устройства./В. Н.Банков, Л.Г.Барулин, М.И.Жодзинский, И. В.Малышев, В.В.Петрусинский; Под ред.Л.Г.Барулина." - М.: Радио и связь, 1984. - 272 с.

Схемы построения преобразователей аналог-код известны; они могут быть выполнены, например, как формирователи импульсов на основе двустороннего последовательного ограничителя по схеме диодного ключа, рис. 3.7, глава 3, Гольденберг Л.М."Импульсные и цифровые устройства. Учебник для вузов." - М.: Связь, 1973. - 496 с.

Схемы построения блоков сравнения известны; они могут быть выполнены, например, на основе операционных усилителей общего назначения по схеме дифференциального усилителя, рис. 12.13, глава 12, Кауфман М., Сидман А. Г. "Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-х т. T. 1: Пер. с англ. /Под ред. Ф.Н.Покровского." - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 368 с.

Схема построения блока клиппирования известна; он может быть выполнен, например, по схеме одностороннего ограничителя напряжения, как показано на рис. 3.3 главы 3 учебника: Гольденберг Л.М. "Импульсные и цифровые устройства. Учебник для вузов." - М.: Связь, 1973. - 496 с.

Схемы построения детектора знака известны; он выполняется, например, по схеме транзисторного ключа-звезды, рис. 2.28, глава 2, Гольденберг Л.М. "Импульсные и цифровые устройства. Учебник для вузов." - М.: Связь, 1973. - 496 с.

Схемы инверторов, а также элементов НЕ известны и описаны, например, в справочнике "Справочная книга радиолюбителя-конструктора: В 2-х книгах. Кн. 2 / Р.Г.Варламов, В.Я.Замятин, Л.М.Капчинский и др.; Под ред. Н.И.Чистякова. " - М. : Радио и связь, 1993. - 336 с. Они могут быть реализованы за счет использования цифровой микросхемы К155ЛН1(К133ЛН1) либо К155ЛН5 (К133ЛН5), таблица 3.101 данного справочника.

Элементы И известны и описаны в справочнике "Справочная книга радиолюбителя-конструктора: В 2-х книгах. Кн. 2 /Р.Г.Варламов, В.Я.Замятин, Л.М. Капчинский и др.; Под ред. Н.И.Чистякова." - М.: Радио и связь. 1993. - 336 с. Они могут быть выполнены за счет использования микросхем К155ЛИ1 (К133ЛИ1), таблица 3.101 данного справочника.

Схемы построения пороговых элементов известны. Они могут быть выполнены, например, на основе интегральных компараторов напряжения общего назначения 521СА1 (μА0711) по схеме рис. 9.6, глава 9, Агаханян Т.М. "Интегральные микросхемы: Учебное пособие для вузов." - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 464 с.

Предлагаемое устройство распознавания радиосигналов работает следующим образом.

Принятый радиосигнал, вид модуляции которого необходимо определить, одновременно поступает на вход частотного детектора 1, амплитудного детектора 4, анализатора мгновенного спектра 2, умножителей частоты на два 3, на четыре 26 и на восемь 27.

При поступлении на вход сигнала с ЧМ на выходе частотного детектора 1 выделяется напряжение, которое параллельно подается на один из входов второго 6 анализатора мгновенного спектра, на один из входов блока клиппирования 9 и на вход первого 5 преобразователя аналог-код. С выхода первого 5 преобразователя аналог-код сформированное напряжение, соответствующее уровню логической единицы, поступает параллельно на вторые входы первого 20 и второго 21 элементов И, а также на первые входы третьего 22, четвертого 23, седьмого 36 и восьмого 37 элементов И. С выхода блока клиппирования сигнал подается на второй вход четвертого 13 анализатора мгновенного спектра. Сформированные на выходах второго 6 и четвертого 13 анализаторов мгновенного спектра отклики поступают на соответствующие входы второго 11 блока сравнения, на выходе которого, в случае если входной сигнал имеет ЧМ, появляется напряжение, а в случае частотной манипуляции, напряжение отсутствует. Следовательно, на выходе третьего 14 преобразователя аналог-код в первом случае формируется единица, а во втором - ноль. Логическая единица с выхода третьего 14 преобразователя аналог-код поступает на входы первого 18 и второго 19 инверторов, а также на первые входы второго 21 и пятого 24 элементов И. Так как только второй 21 элемент И имеет логические единицы на всех входах, то только на его выходе появляется единичное напряжение, свидетельствующее об обнаружении частотной модуляции. В случае частотной манипуляции единичное напряжение появляется на всех входах только первого 20 элемента И, следовательно на выходе устройства появится отклик "ЧМ_Н".

Распознавание AM и АМ_Н сигналов происходит аналогичным образом. При этом единичное напряжение формируется соответственно только на выходах пятого 24 и шестого 25 элементов И.

Для распознавания сигналов с ЛЧМ, ОФМ_Н, ДФМ_Н, ТФМ_Н в устройстве производится сравнение ширины амплитудных спектров принятого сигнала на основной частоте и после умножения частоты на два, на четыре и на восемь. При этом используется то обстоятельство, что ширина спектра при ЛЧМ на удвоенной частоте в два раза больше ширины его спектра на основной частоте, а спектры сигналов с ОФМ_Н, ДФМ_Н, ТФМ_Н после умножения частоты на 2, на 4 и на 8 соответственно в N = T/τ раз уже спектра этого же сигнала на основной частоте. Ширина амплитудного спектра принятого сигнала Δf_c определяется с помощью первого 2 анализатора мгновенного спектра и после умножения частоты на 2, на 4 и на 8 - третьим 8, пятым 28 и шестым 29 анализаторами мгновенного спектра (соответственно Δf₁, Δf₂, Δf₃. На выходах анализаторов формируется напряжение, пропорциональное ширине спектра соответствующего сигнала, которое поступает на блоки сравнения для принятия решения о виде модуляции широкополосного сигнала.

Если распознаваемый сигнал имеет ЛЧМ, то на выходе первого 7 блока сравнения образуется отрицательное напряжение (т. к. Δf_c ≪ Δf₁), которое через первый выход детектора знака 12 поступает на вход четвертого 15 преобразователя аналог-код. На выходе данного преобразователя аналог-код формируется напряжение, соответствующее уровню логической единицы, которое поступает на второй вход третьего 22 элемента И. На выходах третьего 30 и четвертого 31 блоков сравнения также формируется отрицательное напряжение (т.к. Δf_c ≪ Δf₂ и Δf_c ≪ Δf₃), которое поступает на первый 32 и второй 33 пороговые элементы. Так как пороговые элементы срабатывают только при определенном положительном уровне входного напряжения, то на их выходах устанавливается напряжение, равное нулю, которое затем поступает на входы шестого 34 и седьмого 35 преобразователей аналог-код. Напряжение, соответствующее уровню логического нуля, с выхода преобразователей аналог-код поступает параллельно на вторые входы седьмого 36 и восьмого 37 элементов И, а также на входы второго 39 и третьего 40 элементов НЕ. Положительное напряжение, соответствующее уровню логической единицы, с выхода второго 39 элемента НЕ поступает на четвертый вход, а с выхода третьего 40 элемента НЕ - на третий вход третьего 22 элемента И. Таким образом, на выходе устройства единичное напряжение появляется только на одном выходе "ЛЧМ".

Если на вход устройства поступает сигнал с ОФМ_Н, то как было показано выше формируется положительное напряжение уровня логической единицы на выходах пятого 16, шестого 34 и седьмого 35 преобразователей аналог-код (табл. 2). Единичное напряжение с выхода пятого 16 преобразователя аналог-код поступает параллельно на второй вход четвертого 23 элемента И и на вход первого 38 элемента НЕ, с выхода которого напряжение логического нуля подается на третий вход седьмого 36 и третий вход восьмого 37 элементов И, предотвращая появление информационных сигналов "ДФМ_Н" и "ТФМ_Н". Следовательно, на выходе устройства единичное напряжение появляется только на одном выходе "ОФМ_Н".

Если на вход устройства поступает сигнал с ДФМ_Н, то формируется положительное напряжение уровня логической единицы на выходах четвертого 15, шестого 34 и седьмого 35 преобразователей аналог-код (табл. 2). Единичное напряжение с выхода шестого 34 преобразователя аналог-код поступает параллельно на второй вход седьмого 36 элемента И и на вход второго 39 элемента НЕ, с выхода которого напряжение логического нуля подается на четвертый вход третьего 23 и четвертый вход восьмого 37 элементов И, предотвращая появление мешающих сигналов на выходах "ЛЧМ" и "ТФМ_Н". Таким образом, на выходе устройства единичное напряжение появляется только на одном выходе "ДФМ_Н".

Если на вход устройства поступает сигнал с ТФМ_Н, то формируется положительное напряжение уровня логической единицы на выходах четвертого 15 и седьмого 35 преобразователей аналог-код (табл. 2). Единичное напряжение с выхода седьмого 35 преобразователя аналог-код поступает параллельно на второй вход восьмого 37 элемента И и на вход третьего 40 элемента НЕ, с выхода которого напряжение логического нуля подается на третий вход третьего 23 элемента И, блокируя появление мешающего сигнала на выходе "ЛЧМ". Следовательно, на выходе устройства единичное напряжение появляется только на одном выходе "ТФМ_Н".

Формула изобретения

Устройство распознавания радиосигналов, содержащее частотный детектор, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой анализаторы мгновенного спектра, умножители частоты на два, на четыре и на восемь, амплитудный детектор, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой преобразователи аналог-код, первый, второй третий и четвертый блоки сравнения, блок клиппирования, детектор знака, первый и второй инверторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, первый и второй пороговые элементы, входы частотного и амплитудного детекторов, первого анализатора мгновенного спектра, умножителей частоты на два, на четыре и на восемь подключены к входу устройства, выход частотного детектора подключен к входу первого преобразователя аналог-код, к первому входу второго анализатора спектра и к первому входу блока клиппирования, выход амплитудного детектора подключен к второму входу второго анализатора мгновенного спектра, к второму входу блока клиппирования и к входу второго преобразователя аналог-код, выход первого преобразователя аналог-код подключен к вторым входам первого и второго элементов И, а также к первым входам третьего, четвертого, седьмого и восьмого элементов И, выход второго анализатора мгновенного спектра подключен к первому входу второго блока сравнения, выход блока клиппирования подключен к входу четвертого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, выход второго преобразователя аналог-код подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И, выход второго блока сравнения подключен к входу третьего преобразователя аналог-код, выход которого подключен к входам первого и второго инверторов, а также к первым входам второго и пятого элементов И, выход первого инвертора подключен к первому входу первого элемента И, выход второго инвертора подключен к первому входу шестого элемента И, выходы первого, второго, пятого и шестого элементов И являются соответственно выходами устройства "Частотная манипуляция", "Частотная модуляция", "Амплитудная манипуляция", "Амплитудная модуляция", выход первого анализатора мгновенного спектра подключен к вторым входам первого, третьего и четвертого блока сравнения, выход умножителя частоты на два подключен к входу третьего анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, выход первого блока сравнения подключен к входу детектора знака, первый выход детектора знака подключен к входу четвертого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, второй выход детектора знака подключен к входу пятого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И являются соответственно выходами устройства "Линейная частотная модуляция", "Однократная фазовая манипуляция", выход умножителя частоты на четыре подключен к входу пятого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения, выход умножителя частоты на восемь подключен к входу шестого анализатора мгновенного спектра, выход которого подключен к первому входу четвертого блока сравнения, выходы третьего и четвертого блоков сравнения подключены соответственно к входам первого и второго пороговых элементов, выход первого порогового элемента подключен к входу шестого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И, выход второго порогового элемента подключен к входу седьмого преобразователя аналог-код, выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И, выходы седьмого и восьмого элементов И являются соответственно выходами устройства "Двухкратная фазовая манипуляция", "Трехкратная фазовая манипуляция", отличающееся тем, что дополнительно введены первый, второй и третий элементы НЕ, причем третий и восьмой элементы И выполнены четырехвходовыми, а седьмой элемент И выполнен трехвходовым, входы первого, второго и третьего элемента НЕ соответственно подключены к выходам пятого, шестого и седьмого преобразователя аналог-код, выход первого элемента НЕ подключен к третьему входу седьмого элемента И и к третьему входу восьмого элемента И, выход второго элемента НЕ подключен к четвертому входу третьего элемента И и к четвертому входу восьмого элемента И, выход третьего элемента НЕ подключен к третьему входу третьего элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10