Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов

Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиосвязи и обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет обеспечения приема сигналов с частотно-фазовой манипуляцией. Устройство содержит смесители частот 1-5, эталонный г-р б, фильтры нижних частот 7-9, фазовращатель 10, управляемый г-р 11, полосовые фильтры 12 и 13, удвоитель частоты 14, демодулятор 15, блоки 16 и 17 фазовой АПЧ, делители 18 и 19 частоты. Вновь введены блок 20 фазовой АПЧ, делитель 21 частоты, фазовые детекторы 22, 23 и 25, сумматор 24. Устройство обеспечивает прием сигналов с частотной манипуляцией и также с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН цп 4 Н 04 L 27/14

ВСЕ(;.РУЗЕ «Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1061285 (21) 4120933/24-09 (22) 23.06.86 (46) 15,02.88. Бюл. N9 6 (72) В,И.Дикарев и В.В«Шерстобитов (53) 621.394.62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1061285, кл. Н 04 L 27/14, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ЧАСТОТНОМАНИПУЛИРОВАННЬ1Х СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиосвязи и обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет

ÄÄSUÄÄ 1374442 А 2 обеспечения приема сигналов с частотно-фазовой манипуляцией, Устройство содержит смесители частот 1-5, эта- . лонный г-р 6, фильтры нижних частот 7-9, фазовращатель 10, управляемый г-р 11, полосовые фильтры 12 и 13, удвоитель частоты 14, демодулятор 15, блоки 16 и 17 фазовой АПЧ, делители 18 и 19 частоты. Вновь введены блок 20 фазовой АПЧ, делитель 21 частоты, фазовые детекторы 22, 23 и 25, сумматор

24 ° Устройство обеспечивает прием сигналов с частотной манипуляцией и также с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией. 2 ил.

1374442

=f +-— ср 4Т

30

40 м2(t) 1

Чс соз(2 "Е t+(p )

Ч cos (2 ((Е, t+4() °

Ч cos (2 ц f t+(р,), Ч, . cos(2i f, t+ Ц),), частот и фаз соот- . ветствуют символам, передаваемым в частотном и фазовом подканалах; амплитуда сигнала; где индексы 1 и 2

Ес Еэт ср ср эт

Чс

f сР 4Т

55 частота, соответствующая символу

:+1"

Изобретение относится к радиосвязи и может найти применение в устройствах для приема дискретной информации, передаваемой сигналами с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией, и является усовершенст вованием изобретения по авт.св.

9 1061285.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения приема сигналов с частотно-фазовой манипуляцией.

На фиг. 1 изображена структурноэлектрическая схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит смесители частот 1 — 5, эталонный генератор 6, фильтры нижних частот 7 — 9, фазовращатель 10, управляемый генератор

11, первый полосовой фильтр 12, второй полосовой фильтр 13, удвоитель частоты 14, демодулятор 15, первый блок фазовой автоподстройки частоты

16, второй блок фазовой автоподстройки частоты 17, первый делитель частоты 18, второй делитель частоты 19, третий блок фазовой автоподстройки частоты 20, третий делитель частоты

21, первый фазовый детектор 22, второй фазовый детектор 23,. сумматор

24 и третий фазовый детектор 25.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемый радиосигнал с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией аналитически описывается выражением (фиг.2в) — частота, соответствующая символу

"-1"

5

Т вЂ . длительность элементарных посылок (символьных интервалов), f 1+Еа

10 ср — средняя частота сигнала;

<р„=О,(((К=1,2) — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон

15 фазовой манипуляции, причем (p„ =

const при КТсй (К+1)Т и может изменяться скачком при t = КТ, т е. на границах между элементарными посылками (К=1,2,..., N-1);

25 Т, N — - длительность и количество элементарных посылок из которых составлен сигнал длительнос тью Т (Т =N Т);

N,(t)=(+1,-1j — последовательность информационных символов (модулирующий код), в соответствии с кото35 рыми манипулируется частота сигнала (фиг.2а);

Ит(С)-(т),-1) — последовательность информационных символов (модулирующий код), в соответствии с которы. ми манипулируется фаза сигнала

45 (фиг.2б).

Указанный сигнал поступает на входы смесителей частот 1 и 3. С по-мощью смесителя 1 частот, эталонного генератора 6 и первого полосового фильтра 12 осуществляется перенос спектра радиосигнала на среднюю час.тоту: где Š— частота сигнала эталонного эт генератора 6.

Смесители частот 2, 4 и 5, фильтры нижних частот 7 — 9, управляемый

1374442 генератор 11 и фазовращатель 10, осуществляющий сдвиг по фазе на 90, образующий кольцо Костаса, предназначенное для слежения за подавленной несущей. В спектре частотно-фазо-манипулированного сигнала с индексом манипуляции D = (К -f,). Т = 0,5 символьные частоты отсутствуют. Поэтому кольцо Костаса следит за "мнимой« средней частотой f, учитывая нестабильность частоты входного сигнала. Если абсолютная нестабильность принимаемого сигнала + О больше разноса между символьными частотами (Й -f,), то полосы пропускания фильтров нижних частот 7 — 9 должны быть равны .

Сигнал с индексом манипуляции

D = 1 формируется из принимаемого

25 частотно-фазо-манипулированного сигнала 0„<,() с помощью удвоителя частоты 14I

f ср ср эт °

Так как 2ср„=0,«, то в полученном гармоническом напряжении фаэовая и частотная манипуляции отсутствуют.

35 При умножении частоты на два сплошной спектр частотно-фазо-манипулированного сигнала трансформируется в три дискретные составляющие 2 f,, 2 f и 2 f>. С помощью блоков фазо40 вой автоподстройки частоты 16, 17 и

20 осуществляется фильтрация дискретных составляющих, а делители частоты

18, 19 и 20 предназначены для приведения в соответствие частот сигналов

45 синхронизации и принимаемого сигнала

U„„(t ). На выходах делителей частоты

18, 19 и 20 образуются следующие гармонические колебания (фиг.2 г, д, е):

U< (t) = V ° cos 2Тй, t

V«< cos (2«Еэт t+ (g ), Таким образом, управляемый генератор 11, заключенный в кольцо Костаса, является гетеродином с частотой

С помощью смесителя частоты 3 и второго полосового фильтра 13 осуществляется перенос спектра принима- емого радиосигнала на среднюю частоту

С помощью гетеродинирования и указанного свойства петли Костаса стабильность символьных частот существенно улучшается и определяется стабильностью частоты f эталонного генератора 6. Поэтому полосы захвата блоков фазовой автоподстройки частоты 16, 17 и 20 могут быть выбраны достаточно узкими для устранения воэможности ложных захватов и перезахватов за одну из дискретных сос тавляющих.

Если стабильность частоты Х, . эталонного генератора 6 высокая, то на выходе второго полосового фильтра

13 образуется высокостабильный частотно-фазо-манипулированный радиосигнал оказывает влияния на результат демодуляции. Указанный сигнал одновремен-. но поступает на входы удвоителя частоты 14, демодулятора 15, фазовых детекторов 22 и 23. Удвоитель частоты 14, блоки фазовой автоподстройки частоты 16, 17, 20 и делители частоты

18, 19 и 21 образуют систему символьной синхронизации, необходимую для когерентной демодуляции, которая осуществляется в демодуляторе 15 и в третьем фазовом детекторе 25.

Символьная синхронизация основана

15 на том, что в энергетическом спектре частотно-фазо-манипулированного сигнала с индексом манипуляции 0=1 присутствуют дискретные составляющие на с вольных частотах f<, f, fú, 20

+ 2 где 1 = f

Uï,ö „(t)=V«<, соя(49ий э, t + 2 )

V„<, cos 41 f эг t.

U2(t) = V, cos 2« f2t

U>(t) = V, cos 2nf,t где начальную фазу сигнала можно .полагать равной нулю, так как она не

Гармонические колебания 1.:,(t ) и

V,(t ) с выходов делителей частоты 18 и 19 совместно с сигналом U <,(t) с

1374442 выхода второго полосового фильтра 13 поступают в демодулятор 15, с выхода которого двоичная последовательность (фиг.2ж), переданная с помощью частотной манипуляции, поступает к получателю информации.

Сигнал U 0„(t) с выхода второго полосового фильтра 13 поступает на информационные входы фазовых детекторов 22 и 23, на опорные входы которых подаются соответственно гармонические колебания U;(t ) (фиг.2г) и

Uz(t ) (фиг.2д) с выхода делителей частоты 18 и 19. Причем частоты f u

Е располагаются симметрично относительно частоты f» = f, т.е. Эт 1 Эт

Фазовый детектор представляет собой последовательно соединенные . перемножитель и фильтр нижних частот.

Поэтому после перемножения и фильтрации разностных частот на выходе фазовых детекторов 22 и 23 образуются соответственно следующие напряжения

U (t )=V, соа (27 (К,„-t, )t+ 4„), 30

Ц (t)=V сов(21(Е К )Г y„), 1 где V = --- К V V

11 1 0 1

К1 — коэффициент передачи фазовых

35 детекторов.

Напряжения U<(t ) и U (t ) суммируются в сумматоре 24

+П5(С ) V,,cos (20Й» t

20(f - f ) „ 21(f -f, ) t +„j.cos

2 и поступают на информационный вход третьего фазового детектора 25, на опорный вход которого подается гармо- 45 ническое колебание U>(t ) с выхода делителя частоты 21 (фиг.2е).

В результате когерентного детектирования на выходе третьего фазового детектора 25 образуется низкочастот- 50 ное напряжение (фиг.2з) 20(f +f,)

U (t )=V cos 2 0 f t — — -- --- — t + н н (рт

+ц) = 7„сов 1„, 1 гдето= — -KVV н 2 1 1 0

f„+ f1

f, О, так как частоты и Е симметричны относительно f

Низкочастотное напряжение U1,(t) (фиг.2з) является аналогом модулирующего кода Mz(t ) (фиг.2б), в соответствии с которым изменяется фаза с „ принимаемого сигнала И,(С ). С выхода третьего фазового детектора 25 двоичная последовательность (фиг.2з), переданная с помощью фаэовой манипуляции, поступает к получателю информации.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает прием сигналов не только с частотной манипуляцией, но и с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией.

Формула изобретения

Устройство для приема частотноманипулированных сигналов по авт.св, 91061285,отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения приема сигналов с частотнофаэовой манипуляцией, введены первый фазовый детектор, последовательно соединенные второй фазовый детектор и сумматор, последовательно соединенные третий блок фаэовой автоподстройки, третий делитель частоты и третий фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, выход удвоителя частоты подключен к входам блоков фаэовой автоподстройки, выход второго полосового фильтра подключен к входам первого и второго фазовых детекторов, вторые входы которых соединены с выходами соответ- ственно первого и второго делителей частоты.

1374442

Составитель О. Андрушко корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Техред N.Äèäûê

Редактор И. Сегляник

Заказ 620/56 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4