RU2007885C1 - Device for reception of signals having linear frequency modulation - Google Patents
Device for reception of signals having linear frequency modulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2007885C1 RU2007885C1 SU4936600A RU2007885C1 RU 2007885 C1 RU2007885 C1 RU 2007885C1 SU 4936600 A SU4936600 A SU 4936600A RU 2007885 C1 RU2007885 C1 RU 2007885C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- filter
- frequency
- broadband
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи и радиотелеметрии, где широко применяются широкополосные сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). The invention relates to radio engineering and can be used in radio communication systems and radio telemetry, where broadband signals with linear frequency modulation (LFM) are widely used.
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией [1] . Of the known devices, the closest to the proposed device is for receiving broadband signals with linear frequency modulation [1].
Указанное устройство обеспечивает подавление зеркального канала приема. The specified device provides suppression of the mirror channel of the reception.
Однако с точки зрения расширения диапазона рабочих частот целесообразно не подавлять зеркальный канал приема, а использовать его. However, from the point of view of expanding the operating frequency range, it is advisable not to suppress the mirror receiving channel, but to use it.
Целью изобретения является расширение частотного диапазона устройства. The aim of the invention is to expand the frequency range of the device.
Цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные первый перемножитель, к входам которого подключены вторые входы первого и второго гетеродинов, узкополосный фильтр, второй перемножитель, к второму входу которого подключен выход второго широкополосного фильтра, третий широкополосный фильтр, сумматор, второй частотный детектор, второй дифференцирующий блок, второй формирователь импульсов и второй решающий блок, фазоинвертор, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого широкополосного фильтра, который подключен к входу первого частотного детектора, и с вторым входом сумматора, третий сжимающий фильтр, вход и выход которого соединены соответственно с выходом сумматора и с вторым входом второго решающего блока, и последовательно соединенные четвертый широкополосный фильтр, к входу второго подключен выход второго смесителя, третий частотный детектор, третий дифференцирующий блок, третий формирователь импульсов, и третий решающий блок, к второму входу которого подключен выход, второго сжимающего фильтра, вход которого соединен с выходом четвертого широкополосного фильтра. The goal is achieved by the fact that the first multiplier is connected in series to the device, to the inputs of which the second inputs of the first and second local oscillators are connected, a narrow-band filter, the second multiplier, to the second input of which the output of the second broad-band filter, the third broad-band filter, adder, and the second frequency detector are connected, a second differentiating unit, a second pulse shaper and a second decision unit, a phase inverter, the input and output of which are connected respectively to the output of the first broadband fil three, which is connected to the input of the first frequency detector, and with the second input of the adder, the third compression filter, the input and output of which are connected respectively to the output of the adder and the second input of the second decision unit, and the fourth broadband filter is connected in series, the output of the second is connected to the input of the second a mixer, a third frequency detector, a third differentiating block, a third pulse shaper, and a third decision block, to the second input of which an output is connected, a second compression filter, the input of which is connected inen with the fourth broadband filter output.
На фиг. 1 представлена структуpная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - частотная диаграмма, иллюстрирующая образование дополнительных каналов приема; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in FIG. 2 is a frequency diagram illustrating the formation of additional receive channels; in FIG. 3 is a timing diagram explaining the operation of the device.
Устройство для приема широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией содержит приемник 1, первый и второй смесители 2 и 3, первый и второй гетеродины 4 и 5, первый перемножитель 6, узкополосный фильтр 7, первый, второй и третий широкополосные фильтры 8, 9 и 10, первый сжимающий фильтр 11, первый частотный детектор 12, первый дифференцирующий блок 13, первый формирователь 14 импульсов, первый решающий блок 15, второй сжимающий фильтр 16, второй частотный детектор 17, второй дифференцирующий блок 18, второй формирователь 19 импульсов, второй решающий блок 20, второй перемножитель 21, четвертый широкополосный фильтр 22, фазоинвертор 23, сумматор 24, третий сжимающий фильтр 25, третий частотный детектор 26, третий дифференцирующий блок 27, третий формирователь 28 импульсов и третий решающий блок 29. Причем к выходу приемника 1 последовательно подключены смеситель 2, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 4, широкополосный фильтр 8, частотный детектор 12, дифференцирующий блок 13, формирователь 14 импульсов и решающий блок 15, второй вход которого через сжимающий фильтр 11 соединен с выходом широкополосного фильтра 8. К выходу приемника 1 последовательно подключены смеситель 3, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 5, широкополосный фильтр 10, частотный детектор 17, дифференцирующий блок 18, формирователь 19 импульсов и решающий блок 20, второй вход которого через сжимающий фильтр 16 соединен с выходом широкополосного фильтра 10. К второму выходу гетеродина 4 последовательно подключены перемножитель 6, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина 5, узкополосный фильтр 7, перемножитель 21, второй вход которого через широкополосный фильтр 9 соединен с выходом смесителя 3, широкополосный фильтр 22, сумматор 24, второй вход которого через фазоинвертор 23 соединен с выходом широкополосного фильтра 8, частотный детектор 26, дифференцирующий блок 27, формирователь 28 импульсов и решающий блок 29, второй вход которого через сжимающий фильтр 25 соединен с выходом сумматора 24. A device for receiving broadband signals with linear frequency modulation comprises a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
С выхода приемника 1 на первые входы смесителей 2 и 3 поступает принимаемый сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) Uo(t)= Vo˙cos(2πfot+πγt2+φo),
0≅t≅To, где Vo, fo, φo, To - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и длительность сигнала;
γ= - скорость изменения частоты внутри импульса;
Δfg - девиация частоты.From the output of the
0≅t≅T o , where V o , f o , φ o , T o - amplitude, initial frequency, initial phase and signal duration;
γ = - rate of change of frequency inside the pulse;
Δf g - frequency deviation.
На вторые входы смесителей 2 и 3 с первых выходов гетеродинов 4 и 5 подаются напряжения
Uг1(t)= Vг1˙cos(2πfг1t+φг1),
Uг2(t)= Vг2˙cos(2πfг2t+φг2), где Vг1, Vг2, fг1, fг2, φг1, φг2 - амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов.Voltage is applied to the second inputs of the
U g1 (t) = V g1 ˙cos (2πf g1 t + φ g1 ),
U r2 (t) = V r2 ˙cos (2πf r2 r2 t + φ) where V r1, V r2, f r1, f r2, φ r1, φ r2 - amplitude, frequency and initial phase of oscillators stresses.
Причем частоты fг1 и fг2 гетеродинов 4 и 5 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты (см. фиг. 2)
fг2 - fг1= 2fпр и выбраны симметричными частоте fo основного канала
fo - fг1= fг2-fo= fпр. Это обстоятельство приводит к появлению второго зеркального канала на частоте fg2.Moreover, the frequencies f g1 and f g2 of the local oscillators 4 and 5 are spaced apart by a double value of the intermediate frequency (see Fig. 2)
f r2 - f r1 = 2f and straight symmetrical selected frequency f o fundamental channel
f o - f g1 = f g2 -f o = f ave . This circumstance leads to the appearance of a second mirror channel at a frequency f g2 .
Частота настройки fн1 и полоса пропускания Δ f1широкополосного фильтра 9 выбраны из выражений (см. фиг. 3а) fн1= fпр; Δf1= 2fпр. H1 tuning frequency f and the bandwidth Δ f 1 9 broadband filter chosen from the expressions (see Figure 3a..) F H1 = f ave; Δf 1 = 2f ave .
Частота настройки fн2 и полоса пропускания Δ f2 широкополосных фильтров 8, 10 и 22 выбраны из выражений
fн2= 3fпр; Δf2= 2fпр.The tuning frequency f n2 and the passband Δ f 2 of the broadband filters 8, 10 and 22 are selected from the expressions
f 2n = 3f straight; Δf 2 = 2f ave .
Частота настройки fн и полоса пропускания Δ f узкополосного фильтра 7 выбраны из выражений
fн= 2fпр ; Δf= fпр. В смесителях 2 и 3 принимаемый ЛЧМ сигнал преобразуется в напряжения следующих частот (см. фиг. 3а):
fo1= fo+γt-fг1= fпр+γt;
fo2= fг2-fo-γt= fпр-γt. где первый индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал:
второй индекс обозначает номер гетеродина, участвующего в преобразовании несущей частоты принимаемого сигнала. Однако только напряжение с частотой fo2 попадает в полосу пропускания Δ f1широкополосного фильтра 9:
Uпр1(t)= Vпр1˙cos(2πfпрt-
-πγt2+φпр1); 0≅t≅To где U= K1Uo·U,
К1 - коэффициент передачи смесителей;
fпр= fг2-fo - промежуточная частота;
φпр1= φг2-fo. Это напряжение поступает на первый вход перемножителя 21. Напряжение Uг1(t) и Uг2(t) с вторых выходов гетеродинов 4 и 5 одновременно поступают на два входа перемножителя 6, на выходе которого образуется напряжение Uг(t)= Vг˙cos(4πfпрt+φг), где Uг= K2·UU,
К2 - коэффициент передачи перемножителя;
2fпр= fг2-fг1;
φг= φг2-φг1, которое выделяется узкополосным фильтром 7 и подается на второй вход перемножителя 21, на выходе которого образуется напряжение
U1(t)= V1˙cos(6πfпрt-
-πγt2+φ1);
0≅t≅To, где U1= K2·Uпр·Uг,
φ1= φпр1+φг, которое выделяется широкополосным фильтром 22 и подается на первый вход сумматора 24. Так как в полосу пропускания Δ f2 широкополосного фильтра 8 напряжение не попадает, то на втором входе сумматора 24 напряжение отсутствует. Напряжение U1(t) с выхода широкополосного фильтра 22 через сумматор 24 одновременно поступает на входы сжимающего фильтра 25 и частотного детектора 26. На выходе частотного детектора 26 образуется напряжение соответствующей формы, которое подается на вход дифференцирующего блока 27. На выходе последнего образуются прямоугольные импульсы. На выходе формирователя 28 импульсов образуются короткие импульсы в моменты времени, соответствующие моментам смены знака наклона функции частотной модуляции ЛЧМ-сигнала. Эти импульсы вместе с информационными импульсами с выхода сжимающего фильтра 25 поступают на соответствующий вход решающего блока 29, обеспечивая тактовую синхронизацию при приеме решения.The tuning frequency f n and the passband Δ f of the narrow-band filter 7 are selected from the expressions
f n = 2f straight; Δf = f pr In
f o1 = f o + γt- f r1 = f ave + γt;
f o2 = f r2 -f o -γt = f ave -γt. where the first index indicates the channel through which the signal is received:
the second index denotes the number of the local oscillator involved in the conversion of the carrier frequency of the received signal. However, only the voltage with a frequency f o2 falls into the passband Δ f 1 of the broadband filter 9:
U pr1 (t) = V pr1 ˙cos (2πf pr t-
-πγt 2 + φ pr1 ); 0≅t≅T o where U = K 1 U o · U ,
To 1 - gear ratio of the mixers;
f CR = f g2 -f o - intermediate frequency;
pr1 cp = φ r2 -f o. This voltage is supplied to the first input of the multiplier 21. The voltage U g1 (t) and U g2 (t) from the second outputs of the local oscillators 4 and 5 are simultaneously fed to the two inputs of the multiplier 6, the output of which produces the voltage U g (t) = V g ˙ cos (4πf pr t + φ g ), where U g = K 2 · U U ,
K 2 is the transmission coefficient of the multiplier;
2f ave = f r2 -f r1;
φ g = φ g2 -φ g1 , which is allocated by a narrow-band filter 7 and is fed to the second input of the multiplier 21, the output of which is generated
U 1 (t) = V 1 ˙cos (6πf pr t
-πγt 2 + φ 1 );
0≅t≅T o , where U 1 = K 2 · U pr · U g ,
φ 1 = φ pr1 + φ g , which is allocated by the broadband filter 22 and supplied to the first input of the adder 24. Since the voltage does not enter the passband Δ f 2 of the broadband filter 8, there is no voltage at the second input of the adder 24. The voltage U 1 (t) from the output of the broadband filter 22 through the adder 24 simultaneously enters the inputs of the compression filter 25 and the frequency detector 26. At the output of the frequency detector 26, a voltage of the corresponding form is generated, which is fed to the input of the differentiating unit 27. At the output of the latter, rectangular pulses are generated . At the output of the pulse shaper 28, short pulses are formed at time instants corresponding to moments of changing the sign of the slope of the frequency modulation function of the chirp signal. These pulses together with information pulses from the output of the compression filter 25 are fed to the corresponding input of the decision unit 29, providing clock synchronization when making a decision.
Описанная работа устройства соответствует случаю приема ЛЧМ сигналов по основному каналу на частоте fo.The described operation of the device corresponds to the case of receiving LFM signals on the main channel at a frequency f o .
Если ЛЧМ-сигнал принимается по первому зеркальному каналу на частоте fз1, Uз1(t)= Vз1˙cos(2πfз1t+πγt2+φз1); 0≅t≅Tз1, то в смесителях 2 и 3 он преобразуется в напряжения следующих частот (см. фиг. 3б):
f11= fг1-fз1-γt= fпр-γt;
f12= fг2-fз1-γt= 3fпр-γt.If the chirp signal is received by the first image channel at frequency f P1, U P1 (t) = V P1 ˙cos (2πf P1 t + πγt 2 + φ P1); 0≅t≅T P1, the
f 11 = f r1 -f P1 -γt = f ave -γt;
f 12 = f r2 -f P1 -γt = 3f straight -γt.
Однако только напряжение с частотой f12 попадает в полосу пропускания Δ f2 широкополосного фильтра 10: Uпр2(t)= Vпр2˙cos(6πfпрt-πγt2+
+φпр2); 0≅t≅Tз1, где U= K1·UU,
φпр2= φг2-φз1.
Это напряжение через сжимающий фильтр 16 поступает на информационный вход решающего блока 20 и через последовательно включенные частотный детектор 17, дифференцирующий блок 18 и формирователь 19 импульсов на вход синхронизации решающего блока 20.However, only a voltage with a frequency f 12 misses the bandwidth Δ f 2 broadband filter 10: U np2 (t) = V np2 ˙cos (6πf pr t-πγt 2+
+ φ pr2 ); 0≅t≅T P1, where U = K 1 · U U ,
WP2 cp = φ -φ r2 P1.
This voltage is supplied through the compression filter 16 to the information input of the deciding unit 20 and through the series-connected frequency detector 17, the differentiating unit 18 and the pulse shaper 19 to the synchronization input of the deciding unit 20.
Если ЛЧМ-сигнал принимается по второму зеркальному каналу на частоте fз2, Uз2(t)= Vз2˙cos(6πfз2t+πγt2+
+φз2); 0≅t≅Tз1, то в смесителях 2 и 3 он преобразуется в напряжения следующих частот (см. фиг. 3в):
f22= fз2+γt-fг2= fпр+γt;
f21= fз2+γt-fг1= 3fпр+γt. Эти напряжения попадают в полосы пропускания Δf1 и Δf2широкополосных фильтров 9 и 8 соответственно:
Uпр3(t)= Vпр3cos(2πfпрt+πγt2+
+φпр3); Uпр4(t)= Vпр4˙cos(6πfпрt+πγt2+
+φпр4); 0≅t≅Tз2, где U K1·UU
U= K1·UU
φпр3= φз2-φг2;
φпр4= φз2-φг1. Напряжение Uпр3(t) с выхода широкополосного фильтра 9 поступает на первый вход перемножителя 21, на второй вход которого подается напряжение Uг(t) с выхода узкополосного фильтра 7. На выходе перемножителя 21 образуется напряжение
U2(t)= V2˙cos(6πfпр+πγt2+
+φ2); 0≅t≅Tз2, где U2 = K2·UUг;
φ2= φпр3+φг, которое выделяется широкополосным фильтром 22 и подается на первый вход сумматора 24.If the LFM signal is received via the second mirror channel at a frequency f s2 , U s2 (t) = V s2 ˙cos (6πf s2 t + πγt 2 +
+ φ z2 ); 0≅t≅T P1, the
f 22 = f s2 + γt-f r2 = f ave + γt;
f 21 = f s2 + γt-f r1 = 3f pr + γt. These voltages fall into the passband Δf 1 and Δf 2 of the broadband filters 9 and 8, respectively:
PR3 U (t) = V PR3 cos (2πf ave t + πγt 2+
+ φ pr3 ); U pr4 (t) = V pr4 ˙cos (6πf pr t + πγt 2 +
+ φ pr4 ); 0≅t≅T s2, where U K 1 · U U
U = K 1 · U U
φ pr3 = φ z2 -φ g2 ;
φ pr4 = φ s2 -φ g1 . The voltage U pr3 (t) from the output of the broadband filter 9 is supplied to the first input of the multiplier 21, the second input of which is supplied with the voltage U g (t) from the output of the narrow-band filter 7. A voltage is generated at the output of the multiplier 21
U 2 (t) = V 2 ˙cos (6πf pr + πγt 2+
+ φ 2 ); 0≅t≅T s2, where U 2 = K 2 · U U g ;
φ 2 = φ pr3 + φ g , which is allocated by the broadband filter 22 and fed to the first input of the adder 24.
Напряжение Uпр4(t) с выхода широкополосного фильтра 8 через сжимающий фильтр 11 поступает на информационный вход решающего блока 15 и через последовательно включенные частотный детектор 12, дифференцирующий блок 13 и формирователь 14 импульсов - на вход синхронизации решающего блока 15. Напряжение Uпр4(t) с выхода широкополосного фильтра 8 одновременно поступает на вход фазоинвертора 23, на выходе которого образуется напряжение Uпр5(t)= -Vпр4˙cos(6πfпрt+πγt2+
+φпр4), которое поступает на второй вход сумматора 24. Напряжения U2(t) и Uпр5(t), поступающие на два входа сумматора 24, на его выходе компенсируются.The voltage U CR4 (t) from the output of the broadband filter 8 through the compression filter 11 is supplied to the information input of the decision block 15 and through the series-connected frequency detector 12, the differentiating block 13 and the pulse shaper 14 to the synchronization input of the decision block 15. The voltage U CR4 (t ) output from wideband filter 8 simultaneously input to phase inverter 23, the output of which is formed np5 voltage U (t) = -V WP4 ˙cos (6πf ave t + πγt 2+
+ φ CR4 ), which is supplied to the second input of the adder 24. The voltages U 2 (t) and U CR5 (t) supplied to the two inputs of the adder 24 are compensated at its output.
Если ЛЧМ-сигналы одновременно поступают по основному каналу на частоте fо, по первому зеркальному каналу на частоте fз1 и по второму зеркальному каналу на частоте fз2, то в смесителях 2 и 3 они преобразуются в напряжения следующих частот:
fo1= fo+γt-fг1= fпр+γt;
fo2= fг2-fo-γt= fпр-γt;
f11= fг1-fз1-γt= fпр-γt;
f12= fг2-fз1-γt= 3fпр-γt;
f22= fз2+γt-fг2= fпр+γt;
f21= fз2+γt-fг1= 3fпр+γt, которые попадают в полосы пропускания Δf1 и Δf2 широкополосных фильтров 9, 8 и 10. В этом случае в работе участвуют все блоки устройства.If the LFM signals simultaneously arrive through the main channel at a frequency f o , through the first mirror channel at a frequency f s1 and through a second mirror channel at a frequency f s2 , then in
f o1 = f o + γt- f r1 = f ave + γt;
f o2 = f r2 -f o -γt = f ave -γt;
f 11 = f r1 -f P1 -γt = f ave -γt;
f 12 = f r2 -f P1 -γt = 3f straight -γt;
f 22 = f s2 + γt-f r2 = f ave + γt;
f 21 = f s2 + γt-f r1 = 3f pr + γt, which fall within the bandwidth Δf 1 and Δf 2 broadband filters 9, 8 and 10. In this case, the work involved in all blocks of the device.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает расширение диапазона рабочих частот в 3 раза за счет использования первого и второго зеркальных каналов приема. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1109936, кл. Н 04 L 27/00, 1983. Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides an extension of the range of operating frequencies by 3 times due to the use of the first and second mirror receiving channels. (56) 1. USSR author's certificate N 1109936, cl. H 04 L 27/00, 1983.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4936600 RU2007885C1 (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Device for reception of signals having linear frequency modulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4936600 RU2007885C1 (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Device for reception of signals having linear frequency modulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007885C1 true RU2007885C1 (en) | 1994-02-15 |
Family
ID=21574717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4936600 RU2007885C1 (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Device for reception of signals having linear frequency modulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2007885C1 (en) |
-
1991
- 1991-05-16 RU SU4936600 patent/RU2007885C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2007885C1 (en) | Device for reception of signals having linear frequency modulation | |
RU2262802C1 (en) | Device for transmitting and receiving broadband signals, modulated by phase and frequency | |
RU2336634C1 (en) | Device for transmission and reception of phase- and frequency-shift broadband signals for mobil objects equipped with radio burst control line locks | |
JPS6028170B2 (en) | Code synchronization method for reception of spread spectrum signals | |
RU2025737C1 (en) | Device for measuring input signal frequency of panoramic radio receiver | |
SU1555896A2 (en) | Device for reception of wide-band signals with linear frequency modulation | |
SU1658412A2 (en) | Device for wideband ramp-frequency-keyed signals | |
SU1626436A1 (en) | Device for receiving wide-band linear frequency-modulated signals | |
SU1109936A2 (en) | Device for receiving wide-band signals with linear frequency modulation | |
SU1713102A1 (en) | Phase-lock loop | |
SU809643A1 (en) | Device for receiving signals with combined frequency and relative phase manipulation | |
SU771901A1 (en) | Device for receiving broad-band signals with linear frequency modulation | |
SU451163A1 (en) | Device for parallel filtering of frequency modulated radio pulses | |
SU882025A1 (en) | Device for transmitting television signal in reduced frequency band | |
SU1628218A1 (en) | Synchronously keyed signal receiver | |
SU873452A1 (en) | Frequency-phase manipulated signal receiving device | |
SU1234995A2 (en) | Device for reception of broad-band signals with linear frequency modulation | |
SU1104657A1 (en) | Filter | |
RU2228576C2 (en) | Device for transmitting and receiving phase- and frequency- modulated signals | |
RU2210861C1 (en) | Signal receiving device using pseudorandom operating frequency control | |
SU1042188A1 (en) | Digital frequency synthesizer | |
RU2217867C1 (en) | Signal-delay search method using pseudorandom operating frequency tuning | |
SU1083390A1 (en) | Digital-analog device for tracking delay of pseudorandom pulse sequence | |
RU2197064C2 (en) | Phase-keyed signal receiving device | |
SU429559A1 (en) | DECODER |