RU1841299C - Способ приема фазомодулированного сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области радиопротиводействия системам наведения, а именно к способам приема сигналов с фазокодовой модуляцией. Техническим результатом является повышение точности извлечения информации о законе изменения фазы во входном сигнале. Заявленный способ предусматривает введение квадратурного канала (со сдвигом фазы 90°). Сигналы с выхода основного и квадратурного каналов суммируются. Отличием является образование напряжения, пропорционального обратной функции колебаний разностной частоты, и суммирование выборок. 3 ил.

Description

В последние годы получили распространение РЛС со сложными видами зондирующих сигналов. К ним относятся сигналы с фазокодовой модуляцией (ФКМ)_.

При радиопротиводействии системам наведения использующий сигналы с ФКМ, необходимо прежде всего подтвердить наличие в принимаемом сигнале ФКМ. Факт приема на защищаемом объекте ФКМ сигнала уже свидетельствует о присутствии в зоне ПВО РЛС рассматриваемого класса и должен явиться началом организации РПД этим станциям. При этом возможно создание двух типов помех: маскирующих и имитационных.

Энергетически более выгодны имитационные помехи, однако они требуют выделения кода, заложенного в сигнале РЛС.

Имеются следующие основные трудности при решении задачи выделения кода для целей РПД:

а) заранее неизвестна несущая частота облучающей РЛС;

б) класс кода заранее неизвестен;

в) требуется высокая степень соответствия между выделенным колебанием и кодом сигнала облучения.

Указанные трудности не позволили до сих пор решить задачу выделения кода в полном объеме.

Для демодуляции ФМ (и ЧМ) сигналов может быть использован принцип автогетеродинного приема. Сущность автогетеродинного приема состоит в том, что в качестве гетеродинного колебания используется принятый сигнал, но сдвинутый во времени.

Известен способ демодуляции ФКМ сигнала, основанный на введении в автогетеродинный приемник дополнительного квадратурного канала. В этом канале сигнал сдвигается по фазе примерно на π/2. Сигналы с выхода смесителей основного и квадратурного каналов суммируются, а результирующий сигнал запускает электронное реле (триггер), восстанавливающий первоначальный код.

Так как при суммировании сигналов и срабатывании триггера величина скачка фазы теряется, то этот способ используется лишь для выделения однофазных кодов с заранее известной величиной скачка фазы, например π. Сигналы с произвольным скачком фазы, а тем более с многопозиционным кодом, демодулировать таким способом нельзя.

Для выделения произвольных одно- и многопозиционного кодов необходимо дополнить указанный способ автогетеродинного квадратурного приема такими средствами, которые могут устранить искажения ФМ сигнала, вызванные его гетеродинированием, и на низкой (разностной) частоте обеспечить практически безискаженное выделение заложенного во входном сигнале кода.

Цель настоящего предложения состоит в устранении указанных искажений и выделении из совокупности квадратурных сигналов, образованных в результате гетеродинирования, колебания, совпадающего с огибающей ФМ сигнала или пропорционального ей.

Перечень фигур

Фиг. 1. Схема, поясняющая сущность способа:

1 - линия задержки, 3, 4 - смесители.

Фиг. 2. Эпюры изменения фазы и напряжения.

Фиг. 3. Блок-схема по предлагаемому способу.

Сущность предложения

Предлагается способ выделения огибающей фазы ФМ сигналов, основанный на функциональном преобразовании амплитуды двух последовательностей импульсов, образованных в результате автогетеродинного квадратурного приема, и последующем суммировании дискретных значений преобразованного сигнала.

Предположим, что сигнал частоты ω, подлежащий демодуляции, имеет вид

где

есть огибающая фазы ФКМ сигнала.

После задержки сигнала получим

В результате детектирования на выходе смесителя имеем

где

Предположим теперь, что введен еще один канал приема, в котором принятый сигнал сдвинут по фазе на π/2 (фиг. 1) На выходе смесителя 4, идентичного смесителю 3, получим

Вид сигналов (1) и (2) зависит от кода принятого колебания. Если код однофазный (однопозиционный), а длительность дискрета кода превышает время τ, то (1) и (2) представляет собой две последовательности видеоимпульсов с длительностью τ, амплитуда которых определяется величиной скачка фазы исходного сигнала и постоянным сдвигом

(фиг. 2). Следует отметить, что последовательности (1) и (2) одновременно не могут обратиться в нуль. Поэтому суммируя квадраты (1) и (2), получим импульсы, амплитуда которых не равна нулю (при

), однако при этом теряется информация о величине скачка фазы, ибо

и не зависит от

.

При поступлении на вход схемы сигнала с многопозиционным кодом фазы величина

будет изменяться во времени, а сигналы (1) и (2) будут представлять последовательности амплитудно-модулированных импульсов. Суммирование квадратов и в этом случае не дает информации о коде.

Для того чтобы из сигналов (1) и (2) получить огибающую ФКМ сигнала

, необходимо выполнить следующие операции:

1. Устранить влияние постоянного сдвига фазы

.

2. Путем функционального преобразования импульсных сигналов

получить функцию

, пропорциональную

,

3. Из функции (5) получить

.

Для устранения влияния сдвига фазы

необходимо ввести в цепь задержки дополнительный фазовый сдвиг

и притом такой величины, чтобы суммарная фаза в плече задержки была бы кратна 2π, т.е.

Учитывая, что сдвиг фазы

прямо пропорционален несущей частоте,

также будет определяться частотой ω и меняться с ее изменением.

Функциональное преобразование состоит в выработке обратной функции.

Так, воспользовавшись, например, равенством (3) при

, образуем напряжение, равное

Это и дает функцию

, знак которой определяется знаками функций

и

Наконец, необходимо из импульсной функции

получить функцию

. Можно показать, что для этого нужно просуммировать все дискретные значения функции

, отстоящие на время τ, т.е.

Процедура выделения кода отражена на фиг. 2. Принятый сигнал имеет фазовую манипуляцию, закон которой условно показан на фиг. 2а. В результате задержки сигнала во времени возникает временной сдвиг огибающей ФМ (фиг. 2б).

После смешивания принятого сигнала и сигнала, сдвинутого по фазе на π/2, с задержанным сигналом образуются две последовательности видеоимпульсов, изображенные на фиг. 2в и 2г. Амплитуда и полярность этих импульсов определяется величиной скачка фазы

.

Функциональное преобразование видеоимпульсов дает последовательность, изображенную на фиг. 2д, при этом амплитуда преобразованных импульсов приобретает величину, пропозициональную скачку фазы

. Для получения кода значения напряжения

, отстоящие на время τ, суммируются и окончательно дают напряжение

(фиг. 2е).

Блок-схема по предлагаемому способу показана на фиг. 3.

Принятый сигнал поступает на линию задержки 1 и одновременно на смесители 3 и 4, причем на смеситель 4 он подается через четвертьволновую секцию 5.

Гетеродинный сигнал после задержки подается на фазовый модулятор 2, напряжение на котором меняется в зависимости от частоты принятого сигнала. Модулятор обеспечивает необходимый сдвиг по фазе. Изменение напряжения модулятора производится каскадом 6. После усиления в усилителях 7 и 8 импульсные сигналы подводятся к функциональному преобразователю 9. Для нормирования амплитуды импульсов используется каскад 10, в котором образуется напряжение, пропорциональное сумме квадратов амплитуд канальных импульсов. Напряжение с каскада 10 подается на усилители 7 и 8. На выходе сумматора мгновенных значений 11 формируется напряжение выделенного кода.

Claims (1)

1. Способ приема фазомодулированного сигнала путем задержки входного сигнала на величину τ, преобразование его в квадратурные составляющие, отличающийся тем, что, с целью повышения точности извлечения информации о законе изменения фазы во входном сигнале, квадратурные составляющие преобразовывают в биполярные импульсы, амплитуда которых пропорциональна фазе этого сигнала, накапливают эти импульсы через период времени задержки, равный τ, и получают сигнал на выходе с амплитудой, пропорциональной закону фазовой манипуляции.

Images