DE3403187C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen HF-Empfänger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solcher Empfänger ist bereits aus dem Artikel "Empfangskonzept für einen digitalen Empfänger" von K.-R. Fink und F. Hölzel, in: ntz Archiv, 1983, Heft 12, Seiten 353 bis 358 bekannt.

Der Einsatz von digitaler Technik in Hochfrequenzempfängern ermöglicht auch die bevorzugte digitale Auswertung in Rechnern und gewährleistet einen reproduzierbaren Aufbau des digitalen Teils eines Empfangskanals, was insbesondere bei Empfängern mit mehreren parallelen Empfangskanälen von Bedeutung ist. Insbesondere die Hauptselektionsfilter werden vorteilhafterweise als digitale Filter nach dem Analog/Digital-Wandler angeordnet, da die Filterbandbreite auf diese Weise digital einstellbar und veränderbar ist, und da die Filtereigenschaften in mehreren parallelen Kanälen exakt reproduzierbar sind.

Der von K.-R. Fink und F. Hölzel beschriebene HF-Empfänger beispielsweise ist mit einem A/D-Wandler zur Erzeugung einer Folge von Digitalwerten konstanter Folgefrequenzen aus den Empfangssignalen, mit Hauptselektionsfiltern einstellbarer Bandbreite und mit Einrichtungen zur Frequenzumsetzung der Empfangssignale ins Basisband mittels Quadraturdemodulation ausgerüstet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen derartig aufgebauten HF-Empfänger auf vorteilhafte Weise für an sich bekannte Signalklassifikationen auszugestalten.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Einstellung der Abtastfrequenz nach Maßgabe der gewählten Filterbandbreite und die Anpassung der Zeitdauer für die Beobachtung liefert in den Klassifikationseinrichtungen Wertesätze mit einer immer gleichen Zahl von Abtastwerten, die in einem dadurch von der gewählten Bandbreite unabhängigen Merkmalsextraktor eine bezogen auf die Filterbandbreite konstante Frequenzauflösung ermöglichen.

Nach dem Abtasttheorem sind die ins Basisband transponierten Folgen von Digitalwerten in beiden parallelen Signalwegen mit einer Abtastfrequenz, die mindestens gleich der Filterbandbreite ist, abzutasten. Vorteilhaft insbesondere hinsichtlich der Extraktion der Phaseninformation ist es, die Abtastfrequenz gleich dem 1,5fachen bis 2,5fachen, vorzugsweise dem zweifachen der Filterbandbreite zu wählen.

Da die Merkmalsextraktion bandbreitenunabhängig erfolgt, wird der Merkmalsextaktor vorteilhafterweise in Nicht-Echtzeit (off-line) betrieben und die während der Dauer einer Beobachtungszeit aufgenommenen Abtastwerte werden hierzu in den Klassifikationseinrichtungen gespeichert.

Die Klassifikation von HF-Empfangssignalen ist an sich bekannt und beispielsweise in einem Simulationsmodell zur Klassifikation binär modulierter Signale in Informatik-Fachberichte, Band 49 (1981), Seiten 41-47 beschrieben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Abbildung noch an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Dabei werden die über eine Antenne 1 empfangenen HF-Signale einem Empfangskanal E zugeführt und dort vorgefiltert, verstärkt und auf eine erste Zwischenfrequenz f₁=200 kHz umgesetzt. Diese zwischenfrequenten Analogsignale werden in dem mit einer Taktfrequenz von 88,8 . . . kHz betriebenen A/D-Wandler in Digitalwerte umgeformt und auf eine zweite Zwischenfrequenz f₂=22,2 . . . kHz umgesetzt. Durch digitale Mischung dieser mit einer Folgefrequenz von 88,8 . . . kHz auftretenden Digitalwerte in zwei in parallelen Signalwegen angeordneten Mischern 4 mit einer Mischfrequenz f₂, die den beiden Mischern mit 90° Phasenunterschied zugeführt ist, werden die digitalisierten Empfangssignale ins Basisband frequenztransponiert. Die Tiefpaßfilter 5 trennen höhere Frequenzanteile ab und gestatten eine Reduktion der Folgefrequenz der Digitalwerte. Die Hauptselektionsfilter 6 mit einstellbarer Filterbandbreite filtern die gewünschten Nutzsignalanteile des entsprechenden Signalsbandes der Bandbreite B (z. B. 2 kHz) aus. Über die Koppeleinrichtung 8 wird nach Maßgabe der eingestellten Bandbreite die Abtastfrequenz f_a=2B (=4 kHz) zur Betätigung der Abtasteinrichtungen 7 erzeugt. Eine festgelegt Anzahl n von Abtastwerten, die über die Abtastfrequenz die Beobachtungszeit τ=n/f_A für die Klassifikation festlegt, wird von den Klassifikationseinrichtungen in einen Zwischenspeicher 9 übernommen. Nach Ablauf der Beobachtungszeit werden die n gespeicherten Werte aus dem Zwischenspeicher 9 an den Merkmalsextraktor 10 ausgelesen, der daraus einen Merkmalsvektor M extrahiert.

Die Hauptselektionsfilter können auch als analoge Filter im Empfangskanal E angeordnet sein. Die Folgefrequenz der Digitalwerte kann durch Bandbegrenzung nach der Quadraturmischung herabgesetzt sein.

Claims (3)

1. Hochfrequenz-Empfänger mit einem A/D-Wandler zur Erzeugung einer Folge von Digitalwerten konstanter Folgefrequenz aus den Empfangssignalen, mit Hauptselektionsfiltern einstellbarer Bandbreite und mit Einrichtungen zur Frequenzumsetzung der Empfangssignale ins Basisband mittels Quadraturdemodulation, gekennzeichnet durch Abtasteinrichtungen (7) zur Abtastung der ins Basisband umgesetzten Digitalwerte mit einer Abtastfrequenz f_A, die kleiner ist als die Folgefrequenz der Digitalwerte,
durch eine Kopplungseinrichtung (8) zwischen Hauptselektionsfiltern (6) und Abtasteinrichtungen (7), die automatisch die Abtastfrequenz f_A in Abhängigkeit von der Bandbreite B einstellt,
und durch Klassifikationseinrichtungen (11), die über eine zur Abtastfrequenz umgekehrt proportionale Zeitdauer Abtastwerte aufnehmen und einem Merkmalsextraktor (10) zuführen.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfrequenz doppelt so groß ist wie die Bandbreite der Hauptselektionsfilter (6).

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassifikationseinrichtungen (11) die aufgenommenen Abtastwerte speichern und der Merkmalsextraktor (10) off-line arbeitet.