RU2115251C1 - Receiver of noise-like phase-shift keyed signals - Google Patents
Receiver of noise-like phase-shift keyed signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115251C1 RU2115251C1 RU94035354A RU94035354A RU2115251C1 RU 2115251 C1 RU2115251 C1 RU 2115251C1 RU 94035354 A RU94035354 A RU 94035354A RU 94035354 A RU94035354 A RU 94035354A RU 2115251 C1 RU2115251 C1 RU 2115251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- signal
- filter
- multiplier
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах контроля и анализа шумоподобных ФМН-сигналов. The invention relates to radio engineering and can be used in devices for monitoring and analysis of noise-like FMN signals.
Известен приемник ШП ФМН-сигналов: "Перехватный приемник шумоподобных сигналов на двух боковых полосах" (патент США N 4169993, H 04 B 1/32). Этот приемник осуществляет перемножение принятого сигнала на сформированный из него сигнал с инвертированными мгновенными значениями фазы и фильтрацию в узкополосном фильтре образующейся при этом демодулированной несущей. A well-known receiver of the FSK FMN signals: "Interception receiver of noise-like signals on two side bands" (US patent N 4169993, H 04
Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость при узкополосных помехах. The disadvantage of this device is the low noise immunity with narrowband interference.
Известно "Устройство для приема ФМН псевдослучайных сигналов" по авт. св. N 1215189, H 04 L 27/22. It is known "Device for receiving FMN pseudo-random signals" by ed. St. N 1215189, H 04 L 27/22.
Устройство осуществляет выделение из принятого сигнала модулирующей ПСП, демодуляцию несущей и узкополосную фильтрацию. The device performs the separation of the received signal modulating the memory bandwidth, carrier demodulation and narrow-band filtering.
Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость, так как для выделения ПСП необходимо высокое отношение сигнал/шум. The disadvantage of this device is its low noise immunity, since a high signal-to-noise ratio is necessary for allocating the SRP.
Наиболее близким по технической сущности является устройство по а.с.N 683030, H 04 L 27/22 "Приемник шумоподобных ФМН-сигналов", содержащий заградительный фильтр 1, смеситель 2, перемножитель 3, полосовой фильтр и гетеродин 5. The closest in technical essence is a device according to AS N 683030, H 04 L 27/22 "Receiver of noise-like FMN signals", containing a
Недостатком устройства является низкая помехозащищенность при воздействии узкополосных помех, так как в приемнике не используются все потенциально полезные компоненты выходного сигнала перемножителя 3. The disadvantage of this device is the low noise immunity when exposed to narrowband interference, since the receiver does not use all potentially useful components of the output signal of the
Для повышения помехоустойчивости при воздействии узкополосных помех в приемник шумоподобных ФМН-сигналов, содержащий последовательно соединенные заградительный фильтр, переменожитель, полосовой фильтр, а также последовательно соединенные гетеродин и смеситель, второй вход которого соединен с выходом заградительного фильтра, а выход - с вторым входом перемножителя, введены последовательно соединенные первый амплитудный детектор, сумматор, пороговое устройство, выход которого является выходом устройства, три цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр и амплитудный детектор, причем выходы амплитудных детекторов соединены с входами сумматора, а входы полосовых фильтров соединены с выходом перемножителя. To increase the noise immunity when narrow-band interference is applied to the receiver of noise-like FMN signals, it contains a series-connected blocking filter, an interleaver, a bandpass filter, and also a series-connected local oscillator and mixer, the second input of which is connected to the output of the blocking filter, and the output - to the second input of the multiplier, introduced in series are the first amplitude detector, adder, threshold device, the output of which is the output of the device, three chains, each of which x comprises a serially coupled bandpass filter and amplitude detector, the amplitude detector outputs are connected to adder inputs, and the inputs of bandpass filters connected to the output of multiplier.
Структурная электрическая схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1, где обозначено:
1 - обеляющий фильтр, 2 и 3 - заградительные фильтры, 4 - смеситель, 5 - гетеродин, 6 - перемножитель, 7 - 10 - полосовые фильтры, 11 - 14 - амплитудные детекторы, 15 - сумматор, 16 - пороговое устройство, 17 - заградительный фильтр.Structural electrical diagram of the proposed device is presented in figure 1, where it is indicated:
1 - whitening filter, 2 and 3 - obstruction filters, 4 - mixer, 5 - local oscillator, 6 - multiplier, 7 - 10 - bandpass filters, 11 - 14 - amplitude detectors, 15 - adder, 16 - threshold device, 17 - obstruction filter.
Устройство содержит последовательно соединенные заградительный фильтр 17, перемножитель 6, полосовой фильтр 7, амплитудный детектор 11, сумматор 15, пороговое устройство 16, выход которого является выходом устройства. К выходу перемножителя 6 присоединены три цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 8 (9 и 10) и амплитудный детектор 12 (13 и 14). Выходы амплитудных детекторов 12 - 14 соединены с входами сумматора 15. Заградительный фильтр 17 содержит последовательно соединенные обеляющий фильтр 1, первый заградительный фильтр 2 и второй заградительный фильтр 3. Выходы полосовых фильтров 7 - 10 являются выходами устройства. The device contains a series-connected
Приемник работает следующим образом. The receiver operates as follows.
В обеляющем фильтре 1 осуществляется подавление узкополосных помех путем режекции участков полосы приема, занятых помехами. Заградительный фильтр 2 осуществляет режекцию помех на частотах fo+fт/2 и fо-fт/2, заградительный фильтр 3 режектирует помеху на частоте fо.In the
Здесь fо - центральная частота полосы приема, равная частоте несущей сигнала, а fт - тактовая частота модулирующей ПСП сигнала.Here f about - the center frequency of the reception band, equal to the frequency of the carrier signal, and f t - the clock frequency of the modulating SRP signal.
В смесителе 4 происходит сдвиг сигнала по частоте. Частота несущей на его выходе соответствует частоте fг-fо, fг - частота гетеродина.In the
В перемножителе 6 происходит сжатие спектра сигнала, поскольку мгновенная фаза сигнала удваивается и сдвиг фазы при модуляции бинарной ПСП на 0 и π становится одинаковым (0 и 2π). In the
На выходе перемножителя 6 образуется немодулированный сигнал на частоте fг-2fо, соответствующей частоте несущей сигнала.At the output of the
Кроме того, если спектр сигнала (или полоса приема) ограничен главным лепестком спектра или большей его частью, в перемножителе 6 образуются еще три немодулированные сигнальные компоненты на частотах fг-(2fо+fт), fг-(2fо-fг), fг-fт.In addition, if the signal spectrum (or the reception band) is limited by the main lobe of the spectrum or most of it, in the
Указанные четыре компоненты выделяются полосовыми фильтрами 7-10. These four components are highlighted by bandpass filters 7-10.
В амплитудных детекторах 11-14 выделяются огибающие выходных сигналов полосовых фильтров 7-10, которые суммируются в сумматоре 15. Выходной сигнал сумматора 15 сравнивается в пороговом устройстве 16 с порогом обнаружения, где в случае превышения порога фиксируется обнаружение сигнала, а выходные сигналы полосовых фильтров 7-10 используются для дальнейшей обработки. In the amplitude detectors 11-14, the envelopes of the output signals of the bandpass filters 7-10 are allocated, which are summed in the
Предлагаемое устройство имеет более высокую помехоустойчивость, чем устройство-прототип, вследствие того, что используются дополнительные сигнальные компоненты, возникающие в перемножителе 6. Они имеют достаточно большую энергию и взаимно некоррелированные шумы. При некогерентном сложении в сумматоре они обеспечивают энергетический выигрыш. The proposed device has a higher noise immunity than the prototype device, due to the fact that additional signal components are used that occur in the
Преимущество предлагаемого устройства растет с увеличением загрузки полосы приема узкополосными помехами. The advantage of the proposed device grows with increasing load of the reception band of narrowband interference.
Наибольшее преимущество предлагаемое устройство имеет в наиболее сложной помеховой обстановке, когда в обеляющем фильтре подавляется значительная часть спектра сигнала и оставшая часть спектра не содержит симметрично расположенных относительно fо составляющих.The proposed device has the greatest advantage in the most difficult interference environment, when a significant part of the signal spectrum is suppressed in the whitening filter and the remaining part of the spectrum does not contain components symmetrically located with respect to f о .
В этих ситуациях основная компонента с частотой fг-2fо не образуется и устройство-прототип вообще не принимает сигнал. А в предлагаемом устройстве прием происходит за счет дополнительных компонент, так как они образуются из-за другой симметрии фазового спектра бинарного ФМН-сигнала (см.Варакин Л. Е Системы связи с шумоподобными сигналами. М.:Радио и связь, 1985) и наличие симметричных относительно fо составляющих спектра не требуется.In these situations, the main component with a frequency f g -2f about is not formed and the prototype device does not receive a signal at all. And in the proposed device, reception occurs due to additional components, since they are formed due to different symmetry of the phase spectrum of the binary FMN signal (see Varakin L. E Communication systems with noise-like signals. M.: Radio and communication, 1985) and the presence symmetric with respect to f about the components of the spectrum is not required.
Компонента с частотой fг-(2fо+fт) образуется из-за симметрии фазового спектра верхней боковой полосы сигнала относительно частоты fо-fт/2.A component with a frequency f g - (2f о + f t ) is formed due to the symmetry of the phase spectrum of the upper sideband of the signal relative to the frequency f о -f t / 2.
Компонента с частотой fг-(2fо-fт) образуется из-за симметрии фазового спектра нижней боковой полосы сигнала относительно частоты fо-fт/2.A component with a frequency f g - (2f о -f t ) is formed due to the symmetry of the phase spectrum of the lower sideband of the signal relative to the frequency f о -f t / 2.
Компонента с частотой fт образуется вследствие постоянства разности фаз спектральных составляющих, отстоящих друг от друга по частоте на величину fт.A component with a frequency f t is formed due to the constancy of the phase difference of the spectral components that are spaced apart in frequency by f t .
На фиг.2 показаны примеры режекции спектра сигнала в обеляющем фильтре, когда отсутствует компонента с частотой fг-2fо. Там указаны частоты существующих в каждом случае дополнительных компонент.Figure 2 shows examples of the notch signal spectrum in the whitening filter when there is no component with a frequency f g -2f about . The frequencies of the additional components existing in each case are indicated there.
Часть схемы предлагаемого устройства, содержащая смеситель 4, гетеродин 5 и перемножитель 6, осуществляет сжатие спектра широкополосного шумоподобного сигнала путем перемножения принимаемого сигнала на его копию, полученную путем смещения его по частоте, в результате чего на выходе перемножителя 6 на частоте fг-2fо образуется немодулированный сигнал в числе других компонент.Part of the circuit of the proposed device, comprising a
Особенность преобразования состоит в том, что сигнал на частоте fг-fо образуется из всех спектральных составляющих принимаемого шумоподобного сигнала, а не только из составляющей на частоте fо, вклад амплитуды которой по сравнению с суммарным вкладом остальных спектральных составляющих сигнала очень мал.The conversion feature is that the signal at a frequency f g -f о is formed from all spectral components of the received noise-like signal, and not only from the component at a frequency f o , whose amplitude contribution is very small compared to the total contribution of the remaining spectral components of the signal.
Это позволяет исключить спектральную составляющую fо в фильтре 3 практически без потери энергии принимаемого сигнала.This allows you to exclude the spectral component f about in the
Само же исключение этой составляющей производится только для того, чтобы не допустить приема немодулированных или узкополосных сигналов, которые для устройства приема шумоподобных сигналов являются помехой, а не полезным сигналом. The very exclusion of this component is made only in order to prevent the reception of unmodulated or narrow-band signals, which for the device for receiving noise-like signals are a hindrance, and not a useful signal.
Пусть предлагаемое устройство принимает фазоманипулированный сигнал вида Acos(ω0t+φ0+φм) , где ω0 - частота несущей, t - текущее время, φ0 - начальная фаза, φм - значение сдвига фазы при манипуляции, равное 0 или 180 град., A - амплитуда.Let the proposed device accept a phase-shifted signal of the form Acos (ω 0 t + φ 0 + φ m ), where ω 0 is the carrier frequency, t is the current time, φ 0 is the initial phase, φ m is the phase shift during manipulation, equal to 0 or 180 deg., A - amplitude.
Если нет никаких помех, то фильтр 1 не искажает сигнал и, если не учитывать пока фильтры 2 и 3, то после смесителя 4 сигнал имеет вид Acos(ωгt-ωct+φг-φ0-φм) , где fг и φг - частота и фаза гетеродинного сигнала, а после перемножителя 6:
Так как 0 и 360 град. для гармонической функции равнозначны, манипуляция фазы устраняется, сигнал стал немодулированным узкополосным и выделяется из шума и других помех фильтром 7.If there is no interference, then
Since 0 and 360 degrees. for a harmonic function are equivalent, phase manipulation is eliminated, the signal has become unmodulated narrow-band and is allocated from the noise and
Но, если на входе приемного устройства присутствует немодулированный сигнал, он проходит точно также до фильтра 7 и выделяется им как широкополосный ФМН-сигнал. But, if an unmodulated signal is present at the input of the receiving device, it passes exactly the same to filter 7 and is allocated to it as a broadband FMN signal.
Чтобы не принимать узкополосные сигналы, в предлагаемое устройство введен фильтр 3, который не пропускает немодулированные сигналы или несущие узкополосных сигналов на частоте fо.In order not to accept narrowband signals, a
При этом у широкополосного ФМН-сигнала также вырезается узкая часть спектра на частоте fо, но это практически не влияет на его прием. Во-первых, несущая в спектре ФМН-сигналов значительно меньше других спектральных составляющих, и во-вторых, в образовании сигнала на частоте fг-2fо участвует весь спектр сигнала в равной степени и потеря малой части спектра (независимо от ее расположения) также мала и влияет на уровень выходного сигнала фильтра 7.At the same time, a narrow part of the spectrum at a frequency f о is also cut out from the broadband FMN signal, but this practically does not affect its reception. Firstly, the carrier in the spectrum of FMN signals is much smaller than other spectral components, and secondly, the entire spectrum of the signal is equally involved in the formation of the signal at a frequency f g -2f о and the loss of a small part of the spectrum (regardless of its location) also small and affects the output level of the
В спектральном представлении при перемножении в перемножителе 6 сигнал на частоте fг-2fо образуется при суммировании большого числа гармонических компонент с этой частотой, образующихся при перемножении спектральных составляющих входных сигналов перемножителя 6, частоты которых различаются на величину fг-2fо. В силу особенностей спектров ФМН-сигналов эти гармонические компоненты имеют одинаковые фазы.In the spectral representation, when multiplying in the
Поэтому частоте fг-2fо на выходе перемножителя 6 соответствует частоте fо на входе устройства, то есть частота fо несущей входного сигнала, хотя сама спектральная составляющая сигнала на частоте fо удаляется фильтром 3.Therefore, the frequency f g -2f about at the output of the
Такую же функцию выполняет фильтр 2 в предлагаемом устройстве. Он устраняет немодулированные помехи на частотах fо-fг/2 и fо+fг/2, которые могут быть приняты за полезный сигнал на выходе фильтров 8 и 9.The same function performs the
ФМН широкополосный сигнал образует на выходе перемножителя 6 немодулированные сигналы, кроме частоты fг-2fо, на частотах fг-(2fо-fт), fг-(2fо+fт) и fг-fт. Если бы ФМН-сигнал на входе перемножителя 6 не был ограничен по спектру, то на выходе перемножителя 6 была бы только составляющая на частоте fг-2fо, что и получено выше.The FMN broadband signal generates unmodulated signals at the output of the
Но предлагаемое устройство предназначено для работы в сложных помеховых условиях, когда обеляющий фильтр 1 вырезает полосы частот, занятые мощными узкополосными помехами, вырезая тем самым и часть спектра сигнала. При этом на выходе перемножителя 6 появляются другие немодулированные компоненты. But the proposed device is designed to operate in difficult interference conditions, when the
Если спектр сигнала обрезан по краям, то есть сужен до ширины главного лепестка или меньше, то амплитуда сигнала A перестанет быть постоянной, что можно трактовать возникновением, кроме фазовой, еще и амплитудной модуляции. Поскольку изменения амплитуды связаны со скачками фазы в сигнале, а они происходят с тактовой частотой, то в спектре АМ присутствуют гармоники тактовой частоты fг.If the signal spectrum is cut off at the edges, that is, it is narrowed to the width of the main lobe or less, then the amplitude of the signal A will cease to be constant, which can be interpreted as the occurrence, in addition to phase, of amplitude modulation. Since the amplitude changes are associated with phase jumps in the signal, and they occur with a clock frequency, harmonics of the clock frequency f g are present in the AM spectrum.
В результате преобразования в блоках 4-6 сигнал освобождается от фазовой модуляции, а амплитудная модуляция остается. Она и дает дополнительные компоненты на частотах fг-(2fо+fт) fг-(2fо-fт) и fг-fт.As a result of the conversion in blocks 4-6, the signal is freed from phase modulation, and amplitude modulation remains. It gives additional components at frequencies f g - (2f о + f t ) f g - (2f о -f t ) and f g -f t .
Если же спектр сигнала режектирован несимметрично, например осталась одна верхняя половина главного лепестка, то образуется только немодулированная компонента на частоте fг-(2fо+fг), что объясняется следующим.If the signal spectrum is asymmetrically rejected, for example, one upper half of the main lobe remains, then only the unmodulated component is formed at the frequency f g - (2f о + f g ), which is explained by the following.
Фазовый спектр ФМН-сигнала (Варакин Л.Е. Системные связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985, с.40, рис.3.3) имеет периодическую структуру и разные участки спектра сигала с одинаковыми фрагментами фазового спектра, которые практически одинаково преобразуются в рассматриваемом устройстве. The phase spectrum of the FMN signal (Varakin L.E. System connections with noise-like signals. M .: Radio and communication, 1985, p.40, Fig. 3.3) has a periodic structure and different parts of the signal spectrum with identical fragments of the phase spectrum, which are practically are equally converted in the device in question.
Поэтому преобразование одной половины главного лепестка спектра приводит к появлению немодулированной компоненты на частоте fг-(2fо+fт), соответствующей центру симметрии данного участка фазового спектра, подобно тому, как преобразование всего спектра приводит к образованию немодулированного сигнала на частоте fг-2fо.Therefore, the conversion of one half of the main lobe of the spectrum leads to the appearance of an unmodulated component at a frequency f g - (2f о + f т ), corresponding to the center of symmetry of this section of the phase spectrum, similar to how the conversion of the entire spectrum leads to the formation of an unmodulated signal at a frequency f g - 2f about .
Уровень дополнительных компонент меньше, чем основной на частоте fг-2fо, но в сложных помеховых условиях основная компонента отсутствует и возможен прием только дополнительных.The level of additional components is less than the main one at a frequency f g -2f о , but under difficult interference conditions the main component is absent and only additional ones can be received.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94035354A RU2115251C1 (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Receiver of noise-like phase-shift keyed signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94035354A RU2115251C1 (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Receiver of noise-like phase-shift keyed signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94035354A RU94035354A (en) | 1997-03-10 |
RU2115251C1 true RU2115251C1 (en) | 1998-07-10 |
Family
ID=20160747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94035354A RU2115251C1 (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Receiver of noise-like phase-shift keyed signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115251C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001005112A1 (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-18 | Ben Bezalel Laboratories, Llc (Bbl) | Communication device and method for the production thereof |
RU2583706C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Воентелеком" | Method of receiving noise-like phase-shift keyed signals |
-
1994
- 1994-09-22 RU RU94035354A patent/RU2115251C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001005112A1 (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-18 | Ben Bezalel Laboratories, Llc (Bbl) | Communication device and method for the production thereof |
RU2583706C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Воентелеком" | Method of receiving noise-like phase-shift keyed signals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94035354A (en) | 1997-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4247939A (en) | Spread spectrum detector | |
EP0084461B1 (en) | Method of and apparatus for detecting the presence of a frequency shift keyed signal | |
JPH069348B2 (en) | Spread spectrum communication system | |
RU2152132C1 (en) | Radio communication line with three- dimensional modulation | |
US4956644A (en) | Channelized binary-level radiometer | |
RU2115251C1 (en) | Receiver of noise-like phase-shift keyed signals | |
RU2119240C1 (en) | Method and device for recovering frequency- modulated signal | |
RU2248097C2 (en) | Method for transmitting information | |
RU2479120C2 (en) | Radio receiver for detection of broadband signals with phase manipulation | |
JP2000013342A (en) | Radio transmitter, radio receiver and radio communication system | |
JP2752565B2 (en) | Spread spectrum radio | |
RU2113062C1 (en) | Reference-wave shaper for detecting phase-keyed signals | |
RU2115250C1 (en) | Device for detection of signals with frequency-shift keying | |
SU1376252A1 (en) | Broadband automatic correlation system for discrete data transmission | |
SU743209A1 (en) | Adaptive radio noise suppressor | |
SU745005A1 (en) | Device for evaluating signal amplitude at the background of noise | |
SU1753600A1 (en) | One band compacted signals receiver | |
SU1109935A1 (en) | Device for receiving signals with linear frequency modulation | |
SU1021014A2 (en) | Noise-like phase-modulated signal receiver | |
SU828424A1 (en) | Device for processing broad-band frequency-modulated signals | |
RU2207433C1 (en) | Electronic lock | |
RU2099894C1 (en) | Method for carrier separation from angle-modulation signal | |
RU2205507C1 (en) | Noise suppressing device | |
SU1187281A1 (en) | Communication system | |
RU2143783C1 (en) | Noise suppression device for code-division satellite communication systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090923 |