Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов

Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема , демодуляции и пеленгации сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и является усовершенствованием изоберетения по авторскому свидетельст

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 H 04 L 27/22 (", )111й

Ь .

E ьЛ "1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНбМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"7 ) (s) ГОСУД4РСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Я И ГКНТ СССР (61) I494243 (21) 4646747/09 (22) 03.02.89 (46) 07. 02.91. Бюл. h 5 (72) Б.Р.Альжанов, В.И.Дикарев и В.В.Федоров (53) 621,376.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1494243, кл. Н 04 L 27/22, 1987.

SU 1626439 A 2

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЕМОДУЛЯЦИИ ФАЗОИА

НИЛУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для приема, демодуляции и пеленгации сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и является усовершенствованием изоберетения по авторскому свидетельст1626439

0)< t. Т, где 7ф(, Q(. э т,, с, Ц)„(1) =О, II ву 1(1494243. Цель изобретения - повьппение чувствительности и точности демодуляции при малых фазовых сдвигах. Цля достижения указанной цели в устройство введены коррелятор 27, пороговый блок 28, дополнительный фазонращатель 29, первый квадратор

30, масштабирующий перемножитель 31, второй квадратор 32, ключ 33, третий 10 и четвертьп квадраторы 34 и 35, вычитатель 36 и сумматор 37.При максиИзобретение относится к радиосвязи, может использоваться для приема, демодуляции и пеленгации сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и является усовершенствованием изобретения по авт. св. h 1494243. 25

Цель изобретения — повьппение чувствительности и точности демодуляции при малых фазовых сдвигах.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства демодуляции фазоманипулированных сигналов.

Устройство демодуляции фазоманипулнрованных сигналов содержит смесите b 1, управляемый генеРатор 2, уси- 35 литель 3 промежуточной частоты, ампамплитудный ограничитель 4, первый удвоитель 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорного напряжения, второй удвоитель 8 частоты, 40 первый фазовый детектор 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, второй фазовый детектор 12, перемнопитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первую 16 и вто- 45 рую 17 антенны, первый дополнительный 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, дополнительный узкополосный фильтр 25 и дополнительный фазовый детектор 26, а также содер)((ит коррелятор 27, пор(говый б)лок 28, дополнительный фаэо) ращатечь ?9, первьп квадратор 30, мальном напряжении на выходе коррелятора 27 выходной сигнал порогового блока 28 открывает ключ 33. При этом фазовый сдвиг в сигнале с выхода дополнительного фазового детектора 26 увеличивается в 4 раза за счет блоков 29-32 и 34-37, что равносильно такому же увеличению разноса антенн

16 и 17 или повышению чувствительности и точности демодуляции. 1 ил. масштабирующий перемножитель 31, вторые квадратор 32, ключ 33, третий квадратор 34, четвертьп квадратор 35, вычитатель 36 и сумматор 37.

Устройство работает следующим образом.

На первую 16 и вторую 17 антенны поступают сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМН) Ui (<) = v< (! + m(t)g. cos1 р,, t К )(() + с ) э с, U<(t) vc () + m(t)). сое(У;,L +

+Чк() 43; — амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигналов;

- модулирующая функция амплитудной модуляции3 — манипулируемая сэставляющая фазы, отображающая закон фазовой .манипуляции в соответствии с модулирующей функцией, причем

Ц„() = const npu

Е < г. (1<+1) ь „, и может изменяться скачком при

= 1с(я, т.е. на и границах между элементарными посьлкамп (k =

1,2...N-l) 5 1626439 6

N — длительность и коли- вторые входы которых подается напря(г чество элементарных жение управляемого генератора 2 посыпок, иэ которых (t) = V„cos(G3I t + (I I-) г составлен сигнал дли5 тельностью Тс (Тe = „V g и начал ьная фа за

6(— фа з о вый сдвиг, опр е4 напряжения генератоделяющий направление ра. на источник излучения. 10 На выходе смесителей 1 и 18 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 3 и 19 выделяются напряжения первой промежуточной частоты

С выходов антенн 16 и 17 эти сигналы поступают на первые входы смесителей 1 и 18 соответственно, на, (t) = (444, ((+ m(t)7 coo((esp, t + ((„(о) 4(p ор7

U„(t) = Vs (l + m(t)) соя((24 t + (Ps(t) +(P„p, +О(4), О сат,, 1

21

1 ()) пр) =(()с

Юпр) =(о) ЖU (t) 4 соз1ц3п t + (1) (),+(у

U4it) = 42, cos(CJsp t + (p (t) 4g 24(р), 06(t(TÑp

U<(t) = Н cos(2C t + 2(Ps(t) + и(), 2(Ps )= V, сон(2(44,С

+ Нп ),)в

U6(tj = Vo cos2(rgpt + Чо) 1„() = Чо с )я(()) t + g ), гДе 1)о (.2)о Чо ами ьнтуда, частота и начальная фаза напряжения генерагде 7 — порог ограничения, в котором амплитудная модуляция устранена.

Напряжение U (t) с выхода амплитудного ограничителя 4 поступает на второй вход перемножителя 13, на первый где 2(p<(t) = 0, 2 ((, в котором манипуляция фазы уже отсутствует. Это напряжение вьделяется узкополосным фильтром 6 и поступает на первый вход первого фазового детектора 9.

Напряжение генератора 7 опорного напряжения

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

35 вход второго фаэов ro дете(()pз )2 и на вход первого удвоителя 5 частоты, н; выходе когоротo образуется следующее гармоническое колебание: тора 7 (Я = CO(pl) I), поступает на вход второго удвоителя 8 частоты, на выходе которого образуется наг4ряжеш. е

Это напряжение подается на второй вход первого фазового детектора 9, где оно сравнивается по фазе с напряжением U (t), поступающим с вьлоца узкополосного фильтра ;. Если казанные напряжения отличаются друг oò друга по фазе, то на выходе первого

162Ь439

;!)азоного детектора 9 вьщеляечся управпяющee напряжение р Причем амплитуда н полярность этого напряжения зависят от степени и направления откло5 !! e!!!!:. Удвоенно>*. первой промежуто > ной к)стр)1ь) от удноеннои частоты генератг>р» 7 опорного напряжения (2 (й и>, ф ф 2 Я ), Уп >авляющее напряжение -ej> eз фильтр 1,) нижних частот воздейст- »Q !

>«еТ на управляемый генератор 2, из,«i.!;i, сг-; ч.)стоту ЯГ так, чтобы сохра»zinc! равенство Я „р> = !до .

Ч„, = -1с Ч1Ч

1>> (t) = V<(1 + ml» j созЯ>t +Ц ) +

V., !! р m(t>J сор>>?Ыр — Mt)t р 2>> ->> ), 1 Т, 1

Ъ 1 . 1 с,>1 ;ледовательно, если нз вход устройства поступает сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией н фаэовой манип пяцией (ЛИ вЂ” ФМН), то в ра3U боте участвуют синхронный 15 и фазовый 12 детекторы. Если на вход устройства постуг>ает только сигнал с амплитудной модуляцией (ЛИ) или только сигнал с фазовой манипуляцией

, >г1Н), то полезное низкочастотное напряжение появляегся на выходе синхронного 1э или фазового 12 детекто>>а р

1апряжение U>(t) с выхода дополни,1п тельного ампльтудного ограничителя

?О поступает па перный вход второго дополните.-.ьного смесителя 21, на второй вход которого подается напряженнР напр .",>«èå (t) =,)„, 1 + m(t)g, 1 (! .> 4 2 Г»

»рр >t) =. v> срр((р)р?, с t >р,. р) („р dy) 0а (Т,» ()пГ)рное н>а))ряжение П (t) генерато-!.;. 7 ерс з фазовращатель поступает на

I),;>o! . вход второго фазового детек):)>::: 1 р. с1зо>зр ащатР:) ь 1 служ.iT Для

1c — коз, фнциен T передачи пере,ЧО . i E Я пз:.ото!.;г ) полос<.ным филырс . 14 вы- »«) ч еTc:4 !! э)>1) >>женпР рязнос т но). чаев г i ь!

">

Ч 1+в)(! )) соз((>3, + ф. ) .

"т > напряже Гие поступае г «а инфор>,Г> цнон))ый вход синхронного д; тсктора ! ),: а Г)порньг>) вход кото;.ого поцается

>; >прлженне !..>!- (t J с выхода vI .d> âëÿêìîгене»атора 2, В результате синх-!

>: »;>ГГ цетектирсвания на выходе деrt)>гора 1) о>>разуется низкочастотное

k — коэффициент передачи с»нх4 ронногг детектора, пропорциональное модулнру ащей функции m(t)„ компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства.

На выходе второго фазового детектора 12 образуется низкочастотное напряжение U >,!(t) = V >, сosg>(t), где

k — коэффициент передачи фазового детектора, которое содержит полезную информацию о законе фазовой манипуляции принимаемого сигнала, Б результате перемножения сигналов

Б»(t) и U (t) на выходе перемножи геля !3 образуется результирующее колебание с выхода делителя 22 частоты на два„

На выходе смесителя 21 образ лотся напряжения комбинационных частот. Усилителем 23 выщеля ется ч пр>:.жение второй промеж точной частоты

1626439 множителя 24, на второй вход которого подается напряжение U (t) с выхо3 да амплитудного ограничителя 4. На

5 выходе перемножителя 24 образуется результирующее колебание () V<, (gt Ч М)

+»4 сов((2(д >+ -Ио)t +q„t + 2(p„, — -g +d(p), o t q, 1 где Ч = «2k>V> Ч

15 лосным фильтром 25 выделяется напряжение разностной частоты

UZ(t) = V4. cos((,),t + g, +Д(), O t a т .

1 1

Пн (t) Чн3 зЦ»

1 где V11З = 2kЧ4 пропорциональное фазовому сдвигу h(P, определяющему направление на источник 35 излучения где d — расстояние между антенчами 40 (измерительная база);

%р — длина волны; — угол прихода радиоволн.

Следовательно, определение фазового сдвига (осуществляется на фиксиро- 45

1 ванной частоте — Я . При этом осущест2

N

1 где Дй

"ч ширина спектра принимаемых сигналов; 55

Qf

О т

C ширина спектра гармонического колебания

9(1

V> 21 1 ЧИЧЧО»

63 р 2 = Ю рр 2 Яо вторая про межуточная частота, которое поступает на первый вход дополнительного переиз которого дополнительным узкопоНапряжение У (t) поступает на первый вход дополнительного фазового детектора 26, на второй вход которого подается напряжение U (t) с выхода де8 лителя "2 частоты на два. На выходе фазового детектора 26 образуеися низкочастотное напряжение вляется свертка спектра принимаемых сигналов в N раз

Дополнительный узкополосный фильтр

25 выделяет. гармоническое колебание

У9(С) и отфильтровывает значительную часть шума. Это обстоятельство позволяет повысить реальную чувствительность устройства при пеленгации источника излучения при малом отношении сигнал/шул:.

Одновременно напряжения П р (t)

Р ( и Upp+(t) с выходов усилителей 3 и 19 первой промежуточной частоты поступа/ ют на два входа коррелят ра 27, ла i ы.

R(l ) . При этом время корреляции, соответствует однозначному значению разности фаэ Qg а выходное напряжение коррелятора 27 будет л аксимальным только при (о = г где — нс гнк— v0» Ц0 ный пеленг. Причем пороговый уровень

Чрр в пороговом блоке 28 превътшается только при максимальном значении корл реляционной функции К(с )» а следовательно, при максимальном выхо;;ном напряжении ЧА, коррелятора 27 (Ч, „ ) Vnop ), и не превышается при значениях, соответствующих боковым лепесткам корреляционной функции

R(c) (Ч Чрр ) При превышении порогоI вого уровня Чррр в пороговом блоке 28 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 33, открывая его. В исходном состоянии ключ 33 закрыт.

Напряжспие U < (t) с выхода дополнительного фазового детектора 26 через открытый ключ 33 поступает на

1626439

Ui7 (t)4 = U (tJ + U 6 (t)

< cos 5g — 6V > cos ц, sin (+

4- . 4 4 4

+ Ví . sin hq = /нъ ccos ДЧ. н вход умножителя угла, включающего группу блоков, выделенных пунктиром, и реализующего функцию умножения в соответствии с выражением

На в; ходе третьего квадратора 34 образуется напряжение

U o () = V „° cos Д(. ние чувствительности при измерении малых фазовых сдвигов. Увеличение фазового сдвига в 4 раза равносильно увеличению измерительной базы во столько же раэ без фактического разноса антенн в пространстве, а следовательно, и точности демодуляции при пеленгации источника излучения.

Это напряжение поступает на вход четвертого квадратора 35, на выходе которого образуется напряжение

4 4

U, (t) = V„ cos Ц .

Одновременно напряжение U „ (t) с выхода ключа 33 поступает на вход дополнительного фазовращается 29 на

90, на выходе которого формируется о напряжение о ,2 (t) 11н cos(5g+ 90 ) = Ч1» к х sinking, 25 которое поступает на вход первого квадратора 30, на выходе которого образуется напряжение

2 . 2

U1 (t) — V„> sin ЛЧ °

На.:ряжсния U,s (с) и U g (t) поступают на два входа вычитателя 36, на выходе которого формируется напряжение

U . (t) = UU (t) — 01 (), 4.

15 q= П „=. 2И

g cps hg — 6Ч, cos д(, sin Ч1.

45

4 . 4

U«(t) = 1/ з-и Ь .

V s (t) поступают

37, на выходе конапряжение

Составитель В.

Техред М.дидык

15 ( на входы сумма т ор а торого формируется

Корректор H.Ревская

Редактор Н. Тупица

Заказ 288 Тираж 380 Подпис кое

ВНИИ11И Государственного комитета по иэобретс-ниям и открытиям при ГКНТ CC(. P

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

11рои з водстве нно-издательский комбинат "Патент, r . Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

cns g g-.cos k — бсоз р(sin g + sin g,.

4 2 . 2 .4

Напряжение U» (с) с выхода первого квадратора 30 поступает на вход второго квадратора 32, на выходе которого формируется напряжение

Таким образом, измеряемьй фазовый сдвиг в 4 раза больше, чем у принимаемых сигналов. Тем самым в предлагаемом устройстве по сравнению с известным

10 обеспечивается значительное повыше20

Формула изобретения

Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов по авт. св.

М- 1494243, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .повышения чувстBHTEJlbHocTH и точности демодуляции при малых фазовых сдвигах, введены последовательно соединенные коррелятор и пороговый блок, последовательно соединенные дополнительный фазовращатель, первый квап,>атор и масштабирующий перемножитель и второй квадратор, причем выход дополнительного фазо. ого детектора соединен с третьим выходом устройства через после-овательно соединенный ключ, третий квадратор, четвертый квадратор, вычитатель и сумматор, при этом выход первого квадратора соединен с входом второго квадратора, вход дополнительного фаэонращателя и первый и второй входы коррелятора подключены к выходам соответственно ключа, первого дополнительного усилителя промежуточной частоты и усилителя промежуточной частоты,.а выходы порогового блока, масштабирующего перемножителя и вто рого квадратора соедин ены с соответствующими входами ключа, вычитателя и сумматора соответственно.

Зенкин