RU2197064C2 - Phase-keyed signal receiving device - Google Patents

Phase-keyed signal receiving device Download PDF

Info

Publication number
RU2197064C2
RU2197064C2 RU2001105566/09A RU2001105566A RU2197064C2 RU 2197064 C2 RU2197064 C2 RU 2197064C2 RU 2001105566/09 A RU2001105566/09 A RU 2001105566/09A RU 2001105566 A RU2001105566 A RU 2001105566A RU 2197064 C2 RU2197064 C2 RU 2197064C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
mixer
synchronizer
signal
Prior art date
Application number
RU2001105566/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001105566A (en
Inventor
И.Г. Безгинов
И.И. Малышев
Г.С. Нахмансон
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Воронежский НИИ связи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Воронежский НИИ связи filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Воронежский НИИ связи
Priority to RU2001105566/09A priority Critical patent/RU2197064C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2197064C2 publication Critical patent/RU2197064C2/en
Publication of RU2001105566A publication Critical patent/RU2001105566A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering; data reception over communication channels of mainly mobile objects. SUBSTANCE: newly introduced in device are series- connected voltage-controlled generator 24 and sixth mixer 23 whose second input is connected to output of reference generator 82 incorporated in synchronizer and output of adder 24 is connected to second input of synchronizer 8; generator 24 is connected to output of phase detector 16. These measures enable preventing hold-off of signal received and reference signal in case of Doppler effect. EFFECT: enhanced operating reliability of device. 2 dwg

Description

Устройство относится к радиотехнике и может быть использовано для приема информации по каналам связи, преимущественно на подвижных объектах. The device relates to radio engineering and can be used to receive information via communication channels, mainly on moving objects.

Известны беспоисковые приемные устройства, построенные на базе согласованных фильтров или многоканальных корреляторов. Время поиска сигнала в таких устройствах соизмеримо с периодом используемой двоичной последовательности. Однако реализовать на практике такие приемные устройства при больших базах сигнала задача весьма проблематичная (см. "Теория и применение псевдослучайных сигналов". Алексеев А.И., Шереметьев А.Г., Тузов Г.И., Глазов Б.И. -М.: Наука, 1969 г.). Known searchless devices built on the basis of matched filters or multi-channel correlators. The signal search time in such devices is commensurate with the period of the used binary sequence. However, to implement such receiving devices in practice at large signal bases is a very problematic task (see "Theory and Application of Pseudorandom Signals." Alekseev AI, Sheremetyev AG, Tuzov GI, Glazov BI-M .: Science, 1969).

Известно также приемное устройство широкополосных сигналов по а.с. 1109915, содержащее линейный тракт, согласованный фильтр, квадратурный перемножитель, интегратор, блок выбора и запоминания на такт, ФНЧ; управляемый фазовращатель, детектор огибающей, весовой сумматор и решающий блок. It is also known to receive a broadband signal A. 1109915, comprising a linear path, a matched filter, a quadrature multiplier, an integrator, a block for selecting and memorizing per clock, low-pass filter; controlled phase shifter, envelope detector, weight adder and decision block.

Недостатком этого устройства является то, что при наличии на его входе структурной помехи резко падает помехоустойчивость по отношению к другим видам помех, а при достаточно большом уровне этой помехи наступает срыв связи. The disadvantage of this device is that if there is structural interference at its input, the noise immunity drops sharply in relation to other types of interference, and when a sufficiently high level of this interference occurs, communication breakdown occurs.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является приемное устройство ФМ-сигнала по а.с. RU 2085036, принятое за прототип. The closest in technical essence to the proposed device is the receiving device of the FM signal for A. with. RU 2085036, adopted as a prototype.

Функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где введены следующие обозначения:
1 - первый смеситель;
2 - первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ);
3 - блок корреляторов;
4 - демодулятор;
5 - получатель информации;
6 - первый гетеродин;
7 - генератор опорных сигналов;
8 - синхронизатор;
9 - блок автоматической подстройки частоты - АПЧ;
10 - коммутатор;
11,21 - второй и третий смесители;
12,22 - второй и третий УПЧ;
13,17 - второй и третий гетеродины;
14,19 - четвертый и пятый смесители;
15,20 - первый и второй фильтры;
16 - фазовый детектор;
18 - фазовращатель на 90o.The functional diagram of the prototype device is shown in figure 1, where the following notation is introduced:
1 - the first mixer;
2 - the first intermediate frequency amplifier (IFA);
3 - block correlators;
4 - demodulator;
5 - recipient of information;
6 - the first local oscillator;
7 - reference signal generator;
8 - synchronizer;
9 - block automatic frequency adjustment - AFC;
10 - switch;
11.21 - second and third mixers;
12.22 - the second and third HRO;
13.17 - second and third local oscillators;
14.19 - fourth and fifth mixers;
15.20 - the first and second filters;
16 - phase detector;
18 - phase shifter 90 o .

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные первый смеситель 1, первый УПЧ 2, блок корреляторов 3, демодулятор 4 и получатель информации 5; последовательно соединенные 2-ой смеситель 11, второй УПЧ 12, четвертый смеситель 14, первый фильтр 15, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 16 и вторым входом коммутатора 10. Кроме того, содержит последовательно соединенные фазовращатель 18, пятый смеситель 19 и второй фильтр 20, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора 16, выход которого соединен с первым входом коммутатора 10. При этом вход фазовращателя 18 соединен с выходом второго УПЧ 12. Последовательно соединенные третий смеситель 21 и третий УПЧ 22, выход которого соединен со вторыми входами четвертого 14, пятого 19 смесителей. При этом первые входы первого 1, второго 11 и третьего 21 смесителей соединены с антенной. Два выхода коммутатора 10 соединены с двумя входами блока АПЧ 9, выход которого соединен со входом первого гетеродина 6, выход которого соединен со вторым входом первого смесителя 1. Выход второго гетеродина 13 соединен со вторым входом второго смесителя 11. Выход третьего гетеродина 17 соединен со вторым входом третьего смесителя 21. Первый выход синхронизатора 8 соединен с управляющим входом второго гетеродина 13. Второй выход синхронизатора 8 соединен с управляющими входами первого 6 и третьего 17 гетеродинов. Третий выход синхронизатора 8 соединен со входом генератора опорных сигналов 7, выход которого соединен со вторым входом блока корреляторов 3. Четвертый выход синхронизатора 8 соединен с третьим входом блока корреляторов 3 и со вторым входом демодулятора 4. Вход синхронизатора 8 соединен с выходом блока корреляторов 3. The prototype device contains a series-connected first mixer 1, the first UPCH 2, the block of correlators 3, a demodulator 4 and the receiver 5; connected in series the 2nd mixer 11, the second amplifier 12, the fourth mixer 14, the first filter 15, the output of which is connected to the first input of the phase detector 16 and the second input of the switch 10. In addition, contains a series-connected phase shifter 18, the fifth mixer 19 and the second filter 20, the output of which is connected to the second input of the phase detector 16, the output of which is connected to the first input of the switch 10. The input of the phase shifter 18 is connected to the output of the second amplifier 12. Serially connected to the third mixer 21 and the third amplifier 22, the output to otorogo connected to the second inputs of the fourth 14, fifth 19 mixers. In this case, the first inputs of the first 1, second 11 and third 21 mixers are connected to the antenna. Two outputs of the switch 10 are connected to two inputs of the AFC unit 9, the output of which is connected to the input of the first local oscillator 6, the output of which is connected to the second input of the first mixer 1. The output of the second local oscillator 13 is connected to the second input of the second mixer 11. The output of the third local oscillator 17 is connected to the second the input of the third mixer 21. The first output of the synchronizer 8 is connected to the control input of the second local oscillator 13. The second output of the synchronizer 8 is connected to the control inputs of the first 6 and third 17 local oscillators. The third output of the synchronizer 8 is connected to the input of the reference signal generator 7, the output of which is connected to the second input of the correlator block 3. The fourth output of the synchronizer 8 is connected to the third input of the correlator block 3 and to the second input of the demodulator 4. The input of the synchronizer 8 is connected to the output of the correlator block 3.

Устройство-прототип работает следующим образом. The prototype device operates as follows.

Принятый сигнал поступает одновременно на входы первого 1, второго 11 и третьего 21 смесителей, на вторые входы которых поступают сигналы с гетеродинов 6,13 и 17 соответственно. Причем частота второго 13 гетеродина равна
fг2=fc-fп4,
а частота третьего 17 гетеродина равна
fг3=fc+fп4,
где fc - частота принимаемого сигнала;
fп4 - промежуточная частота, получаемая в процессе преобразования, выделяемая фильтрами УПЧ.The received signal is supplied simultaneously to the inputs of the first 1, second 11 and third 21 mixers, the second inputs of which receive signals from the local oscillators 6,13 and 17, respectively. Moreover, the frequency of the second 13 local oscillator is
f g2 = f c -f p4 ,
and the frequency of the third 17 local oscillator is
f g3 = f c + f p4 ,
where f c is the frequency of the received signal;
f p4 - the intermediate frequency obtained in the conversion process, allocated filters UPCH.

При наличии эффекта Доплера частота принимаемого сигнала будет равна
fc±fg,
где fg - частота, обусловленная эффектом Доплера.In the presence of the Doppler effect, the frequency of the received signal will be equal to
f c ± f g ,
where f g is the frequency due to the Doppler effect.

Тогда в процессе преобразования на выходах второго 11 и третьего 21 смесителей будем иметь соотношения
(fc+fg)-fг2=fп4
или
fc-fг2=fп4-fg.Then in the process of conversion at the outputs of the second 11 and third 21 mixers we will have the ratio
(f c + f g ) -f g2 = f n4
or
f c -f g2 = f n4 -f g .

Аналогично
fг3-(fc+fg)=fп4
или
fг3-fc=fп4+fg.Similarly
f g3 - (f c + f g ) = f n4
or
f g3 -f c = f n4 + f g .

На выходах смесителей, естественно, будут другие частотные комбинации, но в данном случае интересуют только эти. At the outputs of the mixers, of course, there will be other frequency combinations, but in this case only these are of interest.

Сигналы с частотами (fп4-fg) и (fп4+fg) усиливаются в усилителях промежуточной частоты 12 и 22 и выделяются фильтрами, имеющимися в данных УПЧ.Signals with frequencies (f p4 -f g ) and (f p4 + f g ) are amplified in the intermediate frequency amplifiers 12 and 22 and are isolated by the filters available in the amplifier data.

Для простоты рассуждений взят случай, когда частота принимаемого сигнала увеличивается за счет эффекта Доплера. For simplicity of reasoning, we have taken the case when the frequency of the received signal increases due to the Doppler effect.

Сигналы с выходов второго 12 и третьего 22 УПЧ поступают на входы смесителя 14, на выходе которого стоит фильтр 15, настроенный на частоту (fп4+fg)-(fп4-fg)=2fg.The signals from the outputs of the second 12 and third 22 of the amplifier are fed to the inputs of the mixer 14, the output of which is a filter 15 tuned to the frequency (f p4 + f g ) - (f p4 -f g ) = 2f g .

Сигналы с выхода УПЧ 12, кроме того, через фазовращатель 18 на 90o поступают на первый вход смесителя 19, на второй вход которого подается сигнал с выхода УПЧ 22. Фильтр 20, стоящий на выходе смесителя 19, также настроен на частоту 2fg. Таким образом, на выходах фильтров 15 и 20 имеется сигнал одинаковой частоты, но сдвинут друг относительно друга на 90o.The signals from the output of the UPCH 12, in addition, through the phase shifter 18 to 90 o are fed to the first input of the mixer 19, the second input of which receives a signal from the output of the UPCH 22. The filter 20, standing at the output of the mixer 19, is also tuned to a frequency of 2f g . Thus, at the outputs of the filters 15 and 20 there is a signal of the same frequency, but shifted relative to each other by 90 o .

Следовательно, когда частота принимаемого сигнала увеличивается за счет эффекта Доплера, на выходе УПЧ 12 будет выделяться сигнал с частотой fc-fг2= fп4-fg, а на выходе УПЧ 22 - с частотой fг3-fc=fп4+fg, а когда частота принимаемого сигнала будет уменьшаться за счет эффекта Доплера, на выходе УПЧ 12 будет выделяться сигнал с частотой (fc-fg)-fг2=fп4+fg, а на выходе УПЧ 22 - с частотой fг3-(fc-fg)=fп4-fg.Therefore, when the frequency of the received signal increases due to the Doppler effect, the signal with a frequency f c -f g2 = f p4 -f g will be allocated at the output of the IFA 12, and with the frequency f g3 -f c = f p4 + at the output of the IFA 22 f g , and when the frequency of the received signal decreases due to the Doppler effect, the signal with the frequency (f c -f g ) -f g2 = f n4 + f g will be allocated at the output of the amplifier 12, and with the frequency f at the output of the amplifier 22 g3 - (f c -f g ) = f n4 -f g .

Подавая сигнал с выходов УПЧ 12 и УПЧ 22 на смесители 14 и 19, на выходах фильтров 15 и 20 всегда будет присутствовать сигнал с двойной частотой, обусловленной эффектом Доплера. Но так как в процессе преобразования в смесителях 14 и 19 выделяется всегда разностная частота двух промежуточных частот, то кроме абсолютной величины этой разностной частоты необходимо знать еще и знак этой разности. Для определения знака сигнала с выходов фильтров 15 и 20 подаются на входы фазового детектора 16, на выходе которого выделяется постоянное напряжение того или иного знака. Напряжение с выхода фазового детектора со знаком плюс или минус поступает на управляющий вход коммутатора 10, с помощью которого коммутируется сигнал с фильтра 15 на первый или второй вход блока АПЧ 9. By supplying a signal from the outputs of the UPCH 12 and the UPCH 22 to the mixers 14 and 19, at the outputs of the filters 15 and 20 there will always be a signal with a double frequency due to the Doppler effect. But since the difference frequency of two intermediate frequencies is always allocated in the mixers 14 and 19 during the conversion process, in addition to the absolute value of this difference frequency, it is also necessary to know the sign of this difference. To determine the sign of the signal from the outputs of the filters 15 and 20 are fed to the inputs of the phase detector 16, the output of which is allocated a constant voltage of one or another sign. The voltage from the output of the phase detector with a plus or minus sign is supplied to the control input of the switch 10, with which the signal from the filter 15 is switched to the first or second input of the AFC unit 9.

Блок АПЧ 9 в своем составе содержит два управляющих элемента, один из которых подстраивает частоту гетеродина 6 вниз, а второй - вверх, в зависимости от знака напряжения на выходе фазового детектора 16. Block AFC 9 in its composition contains two control elements, one of which adjusts the frequency of the local oscillator 6 down, and the second up, depending on the sign of the voltage at the output of the phase detector 16.

Принятый сигнал одновременно поступает на вход смесителя 1 основного канала, на второй вход которого подается сигнал с гетеродина 6. На выходе смесителя 1 выделяется необходимая промежуточная частота. Сигнал промежуточной частоты с выхода смесителя 1 поступает на усилитель промежуточной частоты - УПЧ 2, где усиливается до необходимой величины и затем подается на блок корреляторов 3. The received signal is simultaneously fed to the input of the mixer 1 of the main channel, to the second input of which a signal is supplied from the local oscillator 6. At the output of the mixer 1, the necessary intermediate frequency is allocated. The intermediate frequency signal from the output of the mixer 1 is fed to an intermediate frequency amplifier - UPCH 2, where it is amplified to the required value and then fed to the block of correlators 3.

В блоке корреляторов 3, который состоит из перемножителей и интеграторов, производится оптимальная обработка этого сигнала, обеспечивающая высокую помехоустойчивость приема. На второй вход блока корреляторов 3 подается опорный сигнал с генератора 7 опорных сигналов в виде ФМ ШПС. Сигнал с выхода блока корреляторов 3 поступает в синхронизатор 8 и демодулятор 4. In the block of correlators 3, which consists of multipliers and integrators, the optimal processing of this signal is performed, which ensures high noise immunity of the reception. At the second input of the block of correlators 3, a reference signal is supplied from the generator 7 of the reference signals in the form of FM SHPS. The signal from the output of the block of correlators 3 enters the synchronizer 8 and the demodulator 4.

Синхронизатор 8 осуществляет поиск ФМ сигнала по частоте, для чего перестраивает частоту гетеродина 6 и управляет работой генератора 7 опорных сигналов для поиска сигнала по времени. После окончания поиска и вхождения в синхронизм на выходе блока корреляторов 3 будет напряжение телефонного сообщения в виде ШИМ сигнала, который подается на вход демодулятора 4. С выхода демодулятора 4 информационный сигнал - телефонное сообщение - передается получателю информации 6. Синхронизатор 8, кроме указанных выше гетеродина 6 и генератора копий сигнала 7, синхронизирует работу блока корреляторов 3 и демодулятор 4. The synchronizer 8 searches for the FM signal by frequency, for which it tunes the frequency of the local oscillator 6 and controls the operation of the reference signal generator 7 to search for the signal in time. After the search is completed and synchronization occurs, the output of the correlator block 3 will be the voltage of the telephone message in the form of a PWM signal, which is fed to the input of the demodulator 4. From the output of the demodulator 4, an information signal - a telephone message - is transmitted to the recipient of information 6. Synchronizer 8, except for the above local oscillator 6 and a copy generator of the signal 7, synchronizes the operation of the block of correlators 3 and the demodulator 4.

Но данное устройство-прототип имеет тот недостаток, что при наличии эффекта Доплера, частота гетеродина основного канала корректируется, а длительность сигнала опорного генератора не корректируется, что может вывести из синхронизма этот опорный сигнал с принимаемым сигналом. But this prototype device has the disadvantage that in the presence of the Doppler effect, the frequency of the local oscillator of the main channel is adjusted, and the signal duration of the reference oscillator is not adjusted, which can de-synchronize this reference signal with the received signal.

Указанный недостаток устраняется за счет того, что в устройство, содержащее последовательно соединенные первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, блок корреляторов, демодулятор и получатель информации, последовательно соединенные второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, четвертый смеситель и первый фильтр, выход которого соединен с первым входом фазового детектора и вторым входом коммутатора, последовательно соединенные фазовращатель на 90o, пятый смеситель, второй фильтр, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, выход которого соединен с первым входом коммутатора, при этом вход фазовращателя на 90o соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, последовательно соединенные третий смеситель и третий усилитель промежуточной частоты, выход которого соединен со вторыми входами четвертого и пятого смесителей, кроме того, входы первого, второго и третьего смесителей соединены с антенной, два выхода коммутатора соединены с соответствующими входами блока автоматической подстройки частоты, выход которого соединен со входом первого гетеродина, выход которого соединен со вторым входом первого смесителя, первый выход синхронизатора соединен с управляющим входом второго гетеродина, выход которого соединен со вторым входом второго смесителя, второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами первого и третьего гетеродина, выход которого соединен со вторым входом третьего смесителя, третий выход синхронизатора соединен со входом генератора опорного сигнала, выход которого соединен со вторым входом блока корреляторов, четвертый выход синхронизатора соединен с третьим входом блока корреляторов и вторым входом демодулятора, выход блока корреляторов соединен с первым входом синхронизатора, введены последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, и шестой смеситель. Причем вход генератора, управляемого напряжением, соединен с выходом фазового детектора, второй вход шестого смесителя соединен с выходом опорного генератора, а выход жесткого смесителя соединен со вторым входом синхронизатора.This drawback is eliminated due to the fact that in a device containing a first mixer, a first intermediate frequency amplifier, a correlator unit, a demodulator and an information receiver, a second mixer, a second intermediate frequency amplifier, a fourth mixer and a first filter, the output of which is connected to the first input of the phase detector and the second input of the switch, 90 ° phase shifter connected in series, the fifth mixer, the second filter, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the output of which is connected to the first input of the switch, while the input of the phase shifter is 90 ° connected to the output of the second intermediate frequency amplifier, the third mixer and the third intermediate frequency amplifier are connected in series, the output of which is connected to the second inputs of the fourth and fifth mixers, except the inputs of the first, second and third mixers are connected to the antenna, two outputs of the switch are connected to the corresponding inputs of the automatic frequency control unit, the output of which connected to the input of the first local oscillator, the output of which is connected to the second input of the first mixer, the first synchronizer output is connected to the control input of the second local oscillator, the output of which is connected to the second input of the second mixer, the second synchronizer output is connected to the control inputs of the first and third local oscillator, the output of which is connected to the second input of the third mixer, the third output of the synchronizer is connected to the input of the reference signal generator, the output of which is connected to the second input of the block of correlators, the fourth in move the synchronizer is coupled to a third input of block correlators and a second input of the demodulator, the correlators block output is connected to the first input synchronizer administered serially connected voltage-controlled oscillator, and a sixth mixer. Moreover, the input of the voltage-controlled generator is connected to the output of the phase detector, the second input of the sixth mixer is connected to the output of the reference generator, and the output of the hard mixer is connected to the second input of the synchronizer.

На фиг. 2 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, где обозначено:
1, 11, 21, 14, 19, 23 - первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой смеситель;
2, 12, 22 - первый, второй и третий усилитель промежуточной частоты (УПЧ);
3 - блок корреляторов;
4 - демодулятор;
5 - получатель информации, 6, 13, 17 - первый, второй и третий гетеродин;
7 - генератор опорных сигналов;
8 - синхронизатор, содержащий генератор тактовых и опорных сигналов 81 и опорный генератор 82;
9 - блок автоматической подстройки частоты;
10 - коммутатор;
15, 20 - первый и второй фильтр;
16 - фазовый детектор;
18 - фазовращатель на 90o;
24 - генератор, управляемый напряжением (ГУН).In FIG. 2 shows a functional diagram of the proposed device, where it is indicated:
1, 11, 21, 14, 19, 23 - the first, second, third, fourth, fifth and sixth mixer;
2, 12, 22 - the first, second and third intermediate frequency amplifier (IFA);
3 - block correlators;
4 - demodulator;
5 - the recipient of information, 6, 13, 17 - the first, second and third local oscillator;
7 - reference signal generator;
8 is a synchronizer comprising a clock and reference signal generator 8 1 and a reference generator 8 2 ;
9 - block automatic frequency adjustment;
10 - switch;
15, 20 - the first and second filter;
16 - phase detector;
18 - phase shifter 90 o ;
24 - voltage controlled oscillator (VCO).

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные первый смеситель 1, первый УПЧ 2, блок корреляторов 3, демодулятор 4 и получатель информации 5, последовательно соединенные второй смеситель 11, второй УПЧ 12, четвертый смеситель 14 и первый фильтр 15, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 16 и вторым входом коммутатора 10. Кроме того, содержит последовательно соединенные фазовращатель на 90o 18, пятый смеситель 19, второй фильтр 20, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора 16, выход которого соединен с первым входом коммутатора 10 и входом генератора, управляемого напряжением 24. При этом вход фазовращателя 18 соединен с выходом второго УШ 12. Последовательно соединенные третий смеситель 21 и третий УПЧ 22, выход которого соединен со вторыми входами четвертого 14 и пятого 19 смесителей. Первые входы первого 1, второго 11 и третьего 21 смесителей соединены с антенной. Два выхода коммутатора 10 соединены с соответствующими входами блока автоматической подстройки частоты 9, выход которого соединен со входом первого гетеродина 6, выход которого соединен со вторым входом первого смесителя 1.The proposed device comprises a series-connected first mixer 1, a first amplifier 2, a correlator block 3, a demodulator 4 and an information receiver 5, series-connected a second mixer 11, a second amplifier 12, a fourth mixer 14 and a first filter 15, the output of which is connected to the first input of the phase detector 16 and the second input of the switch 10. In addition, it contains a series-connected phase shifter 90 o 18, the fifth mixer 19, the second filter 20, the output of which is connected to the second input of the phase detector 16, the output of which is connected with the first input of the switch 10 and the input of the generator controlled by voltage 24. In this case, the input of the phase shifter 18 is connected to the output of the second USH 12. The third mixer 21 and the third amplifier 22 are serially connected, the output of which is connected to the second inputs of the fourth 14 and fifth 19 mixers. The first inputs of the first 1, second 11 and third 21 mixers are connected to the antenna. Two outputs of the switch 10 are connected to the corresponding inputs of the automatic frequency control unit 9, the output of which is connected to the input of the first local oscillator 6, the output of which is connected to the second input of the first mixer 1.

Первый выход синхронизатора 8 соединен с управляющим входом второго гетеродина 13, выход которого соединен со вторым входом второго смесителя 11. Второй выход синхронизатора 8 соединен с управляющими входами первого 6 и третьего 17 гетеродина, выход которого соединен со вторым входом третьего смесителя 21. Третий выход синхронизатора 8 соединен со входом генератора опорных сигналов 7, выход которого соединен со вторым входом блока корреляторов 3. Четвертый выход синхронизатора 8 соединен с третьим входом блока корреляторов 3 и вторым входом демодулятора 4. Первый вход синхронизатора соединен с выходом блока корреляторов 3. Выход генератора, управляемого напряжением 24, соединен с первым входом шестого смесителя 23, выход которого соединен со вторым входом синхронизатора 8, а второй вход шестого смесителя 23 соединен с выходом опорного генератора 82.The first output of the synchronizer 8 is connected to the control input of the second local oscillator 13, the output of which is connected to the second input of the second mixer 11. The second output of the synchronizer 8 is connected to the control inputs of the first 6 and third 17 local oscillator, the output of which is connected to the second input of the third mixer 21. Third output of the synchronizer 8 is connected to the input of the reference signal generator 7, the output of which is connected to the second input of the correlator block 3. The fourth output of the synchronizer 8 is connected to the third input of the correlator block 3 and the second input de odulyatora 4. The first input connected to the output synchronizer block correlator 3. The output of voltage controlled oscillator 24 is connected to the first input of the sixth mixer 23 whose output is connected to the second input of the synchronizer 8 and a second input of the sixth mixer 23 is coupled to the output of the reference oscillator August 2 .

Работает предлагаемое устройство следующим образом. The proposed device operates as follows.

Принятый сигнал поступает одновременно на входы первого 1, второго 11 и третьего 21 смесителей, на вторые входы которых поступают сигналы с гетеродинов 6, 13, 17 соответственно. Причем частота второго 13 гетеродина равна
fг2=fc-fп4,
а частота третьего гетеродина 17 равна
fг3=fc+fп4,
где fc - частота принимаемого сигнала;
fп4 - промежуточная частота, получаемая в процессе преобразования, выделяемая фильтрами УПЧ.The received signal is fed simultaneously to the inputs of the first 1, second 11 and third 21 mixers, the second inputs of which receive signals from the local oscillators 6, 13, 17, respectively. Moreover, the frequency of the second 13 local oscillator is
f g2 = f c -f p4 ,
and the frequency of the third local oscillator 17 is equal to
f g3 = f c + f p4 ,
where f c is the frequency of the received signal;
f p4 - the intermediate frequency obtained in the conversion process, allocated filters UPCH.

При наличии эффекта Доплера частота принимаемого сигнала будет равна fc±fg,
где fg - частота, обусловленная эффектом Доплера.In the presence of the Doppler effect, the frequency of the received signal will be equal to f c ± f g ,
where f g is the frequency due to the Doppler effect.

Тогда в процессе преобразования на выходах второго 11 и третьего 21 смесителей будет иметь соотношения
(fc+fg)-fг2=fп4
или
fc-fг2=fп4-fg.Then in the process of conversion at the outputs of the second 11 and third 21 mixers will have the ratio
(f c + f g ) -f g2 = f n4
or
f c -f g2 = f n4 -f g .

Аналогично
fг3-(fc+fg)=fп4
или
fг3-fc=fп4+fg.Similarly
f g3 - (f c + f g ) = f n4
or
f g3 -f c = f n4 + f g .

На выходах смесителей соответственно будут и другие частотные комбинации, но в данном случае интересуют только эти. At the outputs of the mixers, there will accordingly be other frequency combinations, but in this case only these are of interest.

Сигналы с частотами fп4-fg и fп4+fg усиливаются в усилителях промежуточной частоты 12 и 22 и выделяются фильтрами, имеющимися в данных УПЧ.Signals with frequencies f p4 -f g and f p4 + f g are amplified in the intermediate frequency amplifiers 12 and 22 and are isolated by the filters available in the amplifier data.

Для простоты рассуждений взят случай, когда частота принимаемого сигнала увеличивается за счет эффекта Доплера. For simplicity of reasoning, we have taken the case when the frequency of the received signal increases due to the Doppler effect.

Сигналы с выходов второго 12 и третьего 22 УПЧ поступают на входы смесителя 14, на выходе которого стоит фильтр 15, настроенный на частоту (fп4+fg)-(fп4-fg)=2fg.The signals from the outputs of the second 12 and third 22 of the amplifier are fed to the inputs of the mixer 14, the output of which is a filter 15 tuned to the frequency (f p4 + f g ) - (f p4 -f g ) = 2f g .

Сигналы с выхода УПЧ 12, кроме того, через фазовращатель 18 на 90o поступает на первый вход смесителя 19, на второй вход которого подается сигнал с выхода УПЧ 22. Фильтр 20, стоящий на выходе смесителя 19, также настроен на частоту 2fg. Таким образом, на выходах фильтров 15 и 20 имеется сигнал одинаковой частоты, но сдвинута друг относительно друга на 90o.The signals from the output of the UPCH 12, in addition, through the phase shifter 18 by 90 o is fed to the first input of the mixer 19, the second input of which is fed a signal from the output of the UPCH 22. The filter 20, which is located at the output of the mixer 19, is also tuned to a frequency of 2f g . Thus, at the outputs of the filters 15 and 20 there is a signal of the same frequency, but shifted relative to each other by 90 o .

Следовательно, когда частота принимаемого сигнала увеличивается за счет эффекта Доплера, на выходе УПЧ 12 будет выделяться сигнал с частотой fc-fг2= fп4-fg, а на выходе УПЧ 22 - с частотой fг3-fc=fп4+fg, а когда частота принимаемого сигнала будет уменьшаться за счет эффекта Доплера, на выходе УПЧ 12 будет выделяться сигнал с частотой (fc-fg)-fг2=fп4+fg, а на выходе УПЧ 22 - с частотой fг3-(fc-fg)=fп4-fg.Therefore, when the frequency of the received signal increases due to the Doppler effect, the signal with a frequency f c -f g2 = f p4 -f g will be allocated at the output of the IFA 12, and with the frequency f g3 -f c = f p4 + at the output of the IFA 22 f g , and when the frequency of the received signal decreases due to the Doppler effect, the signal with the frequency (f c -f g ) -f g2 = f n4 + f g will be allocated at the output of the amplifier 12, and with the frequency f at the output of the amplifier 22 g3 - (f c -f g ) = f n4 -f g .

Подавая сигнал с выходов УПЧ 12 на смесители 14 и 19, на выходах фильтров 15 и 20 всегда будет присутствовать сигнал с двойной частотой, обусловленной эффектом Доплера. Но так как в процессе преобразования в смесителях 14 и 19 выделяется всегда разностная частота двух промежуточных частот, то кроме абсолютной величины этой разностной частоты необходимо знать еще и знак этой разности. Для определения знака сигнала с выходов фильтров 15 и 20 сигналы подаются на входы фазового детектора 16, на выходе которого выделяется постоянное напряжение того или иного знака. Напряжение с выхода фазового детектора со знаком плюс или минус поступает на управляющий вход коммутатора 10, с помощью которого коммутируется сигнал с фильтра 15 на первый или второй вход блока АПЧ 9. By supplying a signal from the outputs of the amplifier 12 to the mixers 14 and 19, the outputs of the filters 15 and 20 will always have a signal with a double frequency due to the Doppler effect. But since the difference frequency of two intermediate frequencies is always allocated in the mixers 14 and 19 during the conversion process, in addition to the absolute value of this difference frequency, it is also necessary to know the sign of this difference. To determine the sign of the signal from the outputs of the filters 15 and 20, the signals are fed to the inputs of the phase detector 16, the output of which is allocated a constant voltage of one or another sign. The voltage from the output of the phase detector with a plus or minus sign is supplied to the control input of the switch 10, with which the signal from the filter 15 is switched to the first or second input of the AFC unit 9.

Блок АПЧ 9 в своем составе содержит два управляющих элемента, один из которых подстраивает частоту гетеродина 6 вниз, а второй - вверх, в зависимости от знака напряжения на выходе фазового детектора 16. Block AFC 9 in its composition contains two control elements, one of which adjusts the frequency of the local oscillator 6 down, and the second up, depending on the sign of the voltage at the output of the phase detector 16.

Принятый сигнал одновременно поступает на вход смесителя 1 основного канала, на второй вход которого подается сигнал с гетеродина 6. На выходе смесителя 1 выделяется необходимая промежуточная частота. Сигнал промежуточной частоты с выхода смесителя 1 поступает на усилитель промежуточной частоты - УПЧ 2, где усиливается до необходимой величины и затем подается на блок корреляторов 3. В блоке корреляторов 3, который состоит из перемножителя и интеграторов, производится оптимальная обработка этого сигнала, обеспечивающая высокую помехоустойчивость приема. На второй вход блока корреляторов 3 подается опорный сигнал с генератора 7 опорных сигналов в виде ФМ ШПС. При наличии эффекта Доплера частота гетеродина основного канала корректируется, а для корректировки длительности сигнала опорного генератора 7 сигнал с выхода фазового детектора 16 подается на генератор управляемого напряжением 24, частота которого меняется в зависимости от величины напряжения с выхода фазового детектора и знака. Этот сигнал поступает на один из входов шестого смесителя 23, на второй вход которого поступает сигнал с опорного генератора 82. Сигнал с выхода смесителя 23 подается на генератор опорных и тактовых сигналов 81. И таким образом длительность импульсов опорного сигнала меняется в ту или другую сторону в зависимости от величины и знака сигнала, обусловленного эффектом Доплера.The received signal is simultaneously fed to the input of the mixer 1 of the main channel, to the second input of which a signal is supplied from the local oscillator 6. At the output of the mixer 1, the necessary intermediate frequency is allocated. The intermediate frequency signal from the output of mixer 1 is fed to an intermediate frequency amplifier - UPCH 2, where it is amplified to the required value and then fed to the correlator block 3. In the correlator block 3, which consists of a multiplier and integrators, this signal is processed optimally, providing high noise immunity reception. At the second input of the block of correlators 3, a reference signal is supplied from the generator 7 of the reference signals in the form of FM SHPS. In the presence of the Doppler effect, the frequency of the local oscillator of the main channel is adjusted, and to adjust the duration of the signal of the reference oscillator 7, the signal from the output of the phase detector 16 is fed to a generator controlled by voltage 24, the frequency of which varies depending on the magnitude of the voltage from the output of the phase detector and the sign. This signal is fed to one of the inputs of the sixth mixer 23, the second input of which receives a signal from the reference generator 8 2 . The signal from the output of the mixer 23 is fed to a generator of reference and clock signals 8 1 . And thus, the duration of the pulses of the reference signal changes in one direction or another, depending on the magnitude and sign of the signal due to the Doppler effect.

Сигнал с выхода блока корреляторов 3 поступает в синхронизатор 8 и демодулятор 4. Синхронизатор 8 осуществляет поиск ФМ сигнала по частоте, для чего перестраивает частоту гетеродина 6 и управляет работой генератора 7 опорных сигналов для поиска сигнала по времени. После окончания поиска и вхождения в синхронизм на выходе блока корреляторов 3 будет напряжение телефонного сообщения в виде ШИМ сигнала, который подается на вход демодулятора 4. С выхода демодулятора 4 информационный сигнал - телефонное сообщение - передается получателю информации 5. Синхронизатор 8, кроме указанных выше гетеродина 6 и генератора копий сигнала 7, синхронизирует работу блока корреляторов 3 и демодулятор 4. The signal from the output of the correlator block 3 enters the synchronizer 8 and the demodulator 4. The synchronizer 8 searches for the FM signal by frequency, for which it tunes the frequency of the local oscillator 6 and controls the operation of the reference signal generator 7 to search for the signal in time. After the search is completed and synchronization is entered, the output of the correlator block 3 will be the voltage of the telephone message in the form of a PWM signal, which is fed to the input of the demodulator 4. From the output of the demodulator 4, an information signal - a telephone message - is transmitted to the recipient of information 5. Synchronizer 8, except for the above local oscillator 6 and a copy generator of the signal 7, synchronizes the operation of the block of correlators 3 and the demodulator 4.

Таким образом, если в устройстве-прототипе при наличии эффекта Доплера может выйти из синхронизма из-за разности длительностей принимаемого информационного сигнала и сигнала опорного генератора, то предлагаемое устройство устраняет этот недостаток. Thus, if in the prototype device, in the presence of the Doppler effect, it can go out of synchronism due to the difference in the durations of the received information signal and the signal of the reference generator, then the proposed device eliminates this drawback.

Claims (1)

Приемное устройство ФМ сигналов, содержащее последовательно соединенные первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, блок корреляторов, демодулятор и получатель информации, последовательно соединенные второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, четвертый смеситель и первый фильтр, выход которого соединен с первым входом фазового детектора и вторым входом коммутатора, последовательно соединенные фазовращатель на 90o, пятый смеситель, второй фильтр, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, выход которого соединен с первым входом коммутатора, при этом вход фазовращателя на 90o соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, последовательно соединенные третий смеситель и третий усилитель промежуточной частоты, выход которого соединен со вторыми входами четвертого и пятого смесителей, кроме того, входы первого, второго и третьего смесителей соединены с антенной, два выхода коммутатора соединены с соответствующими входами блока автоматической подстройки частоты, выход которого соединен со входом первого гетеродина, выход которого соединен со вторым входом первого смесителя, первый выход синхронизатора соединен с управляющим входом второго гетеродина, выход которого соединен со вторым входом второго смесителя, второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами первого и третьего гетеродинов, выход третьего гетеродина соединен со вторым входом третьего смесителя, третий выход синхронизатора соединен со входом генератора опорных сигналов, выход которого соединен со вторым входом блока корреляторов, четвертый выход синхронизатора соединен с третьим входом блока корреляторов и вторым входом демодулятора, выход блока корреляторов соединен с первым входом синхронизатора, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, и шестой смеситель, выход которого соединен со вторым входом синхронизатора, вход генератора, управляемого напряжением, соединен с выходом фазового демодулятора, второй вход шестого смесителя соединен с выходом опорного генератора.An FM signal receiver comprising a first mixer in series, a first intermediate frequency amplifier, a correlator unit, a demodulator and an information receiver, a second mixer, a second intermediate frequency amplifier, a fourth mixer and a first filter, the output of which is connected to the first input of the phase detector and the second an input switch connected in series to the phase shifter 90 o, a fifth mixer, the second filter, the output of which is connected to a second input of the phase detectors and whose output is connected to a first input of the switch, the input of the phase shifter 90 o connected to the output of the second intermediate frequency amplifier, series connected third mixer and third intermediate frequency amplifier, whose output is connected to second inputs of the fourth and fifth mixers, in addition, inputs the first, second and third mixers are connected to the antenna, two outputs of the switch are connected to the corresponding inputs of the automatic frequency control unit, the output of which is connected to the input of the first Goethe homeland, the output of which is connected to the second input of the first mixer, the first synchronizer output is connected to the control input of the second local oscillator, the output of which is connected to the second input of the second mixer, the second synchronizer output is connected to the control inputs of the first and third local oscillators, the output of the third local oscillator is connected to the second input of the third mixer, the third synchronizer output is connected to the input of the reference signal generator, the output of which is connected to the second input of the correlator block, the fourth synchronizer output connected to the third input of the correlator block and the second input of the demodulator, the output of the correlator block is connected to the first synchronizer input, characterized in that a voltage-controlled oscillator is introduced in series and a sixth mixer, the output of which is connected to the second synchronizer input, the voltage-controlled generator input, connected to the output of the phase demodulator, the second input of the sixth mixer is connected to the output of the reference generator.
RU2001105566/09A 2001-02-27 2001-02-27 Phase-keyed signal receiving device RU2197064C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105566/09A RU2197064C2 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Phase-keyed signal receiving device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105566/09A RU2197064C2 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Phase-keyed signal receiving device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2197064C2 true RU2197064C2 (en) 2003-01-20
RU2001105566A RU2001105566A (en) 2003-01-27

Family

ID=20246626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001105566/09A RU2197064C2 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Phase-keyed signal receiving device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2197064C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014168504A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Llc "Topcon Positioning Systems" Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВАРАКИН Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985, с. 18, рис. 1,9 б. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014168504A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Llc "Topcon Positioning Systems" Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
GB2527014A (en) * 2013-04-11 2015-12-09 Topcon Positioning Systems Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
US9618626B2 (en) 2013-04-11 2017-04-11 Topcon Positioning Systems, Inc. Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
GB2527014B (en) * 2013-04-11 2018-04-18 Topcon Positioning Systems Llc Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2105423C1 (en) Method for correction of local heterodynes of receiver and device which implements said method
JP3581448B2 (en) Spread spectrum communication equipment
US5825813A (en) Transceiver signal processor for digital cordless communication apparatus
US20090232197A1 (en) Pulse modulated wireless communication device
JPH0137055B2 (en)
US3769589A (en) Rate aided ranging and time dissemination receiver
RU2197064C2 (en) Phase-keyed signal receiving device
RU2216872C1 (en) Signal receiving device linearly frequency modulated from mobile transmitter
KR100232362B1 (en) Satellite signal receiver using non-coherent dll
US4532637A (en) Differential receiver
RU2085036C1 (en) Phase-modulated signal receiver
JP4126043B2 (en) Phase demodulator and mobile phone device
RU2156541C1 (en) Radio transmission line using phase-keyed noise- like signals
KR20010022059A (en) Radio receiver
RU2222111C2 (en) Device for receiving phase-keyed signals under interference conditions
RU2385542C2 (en) Receiving device of noise-like signals
JPH08335892A (en) Spread spectrum communication equipment
RU2115236C1 (en) Communication system with wide-band signals
RU2173862C2 (en) Method and device for processing radio signals of navigation satellites gps and glonass
JP2900756B2 (en) GPS receiver
RU2205508C2 (en) Transceiving device
RU2480907C1 (en) Receiver of signals of satellite and radio-navigation glonass and navstar systems
WO1993002507A1 (en) Am receiver
RU42375U1 (en) DEVICE FOR RECEIVING BROADBAND SIGNALS IN SPACE COMMUNICATION SYSTEMS
KR950007090B1 (en) The spectral spectrum code division multiple access receiver

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040228