RU2459353C1 - Method of receiving radio signal - Google Patents

Method of receiving radio signal Download PDF

Info

Publication number
RU2459353C1
RU2459353C1 RU2011118695/08A RU2011118695A RU2459353C1 RU 2459353 C1 RU2459353 C1 RU 2459353C1 RU 2011118695/08 A RU2011118695/08 A RU 2011118695/08A RU 2011118695 A RU2011118695 A RU 2011118695A RU 2459353 C1 RU2459353 C1 RU 2459353C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
signal
radio signal
band
conversion
Prior art date
Application number
RU2011118695/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Березовский (RU)
Владимир Александрович Березовский
Илья Давыдович Золотарев (RU)
Илья Давыдович Золотарев
Сергей Александрович Лапшин (RU)
Сергей Александрович Лапшин
Денис Дмитриевич Привалов (RU)
Денис Дмитриевич Привалов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП")
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 "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП")
Priority to RU2011118695/08A priority Critical patent/RU2459353C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459353C1 publication Critical patent/RU2459353C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: method of receiving a radio signal involves filtration with noise suppression of the received radio signal, wherein the radio signal is converted to a signal of the frequency band of modulating signals; the entire scanning band is selected using an input filter at the output of an antenna; the scanning band is compressed via multistep frequency conversion using a frequency synthesiser, while breaking the scanning band at each conversion step by ordering the main and image reception channels, wherein the frequency spacing of the frequency synthesiser is selected equal to 2Δωϕi and the width of each reception window for the main and image channels is equal to Δωϕi, where i is the number of conversion,
Figure 00000024
so as to facilitate folding of each reception channel into one transmission band Δωϕi.
EFFECT: enabling instantaneous signal scanning in a wide frequency band without a priori information on the signal bandwidth.
2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке систем мониторинга источников излучения в широком диапазоне частот.The invention relates to radio engineering and can be used in the development of monitoring systems for radiation sources in a wide frequency range.

Известны способы приема радиосигналов с помощью радиоприемных устройств, содержащих несколько гетеродинов. В [1, 2] рассматривается способ применения синтезатора частот (СЧ) в качестве гетеродина.Known methods for receiving radio signals using radio receivers containing several local oscillators. In [1, 2], a method of using a frequency synthesizer (MF) as a local oscillator is considered.

Недостатком данного способа является отсутствие использования зеркальных каналов в качестве дополнительных каналов приема.The disadvantage of this method is the lack of use of mirror channels as additional reception channels.

Наиболее близким к предлагаемому способу приема радиосигнала является способ подавления шума принимаемого радиосигнала, который преобразуется в радиосигнал полосы частот модулирующих сигналов, заключающийся в том, что формируют радиосигнал и фильтруют радиосигнал полосы модулирующих радиосигналов с использованием первой ширины полосы, если уровень радиосигнала выше первого порогового значения, и с использованием второй ширины полосы, меньшей, чем первая ширина полосы, если уровень радиосигнала ниже второго порогового значения [3].Closest to the proposed method of receiving a radio signal is a method of suppressing noise of a received radio signal, which is converted into a radio signal of a frequency band of modulating signals, which consists in generating a radio signal and filtering the radio signal of a band of modulating radio signals using the first bandwidth if the radio signal level is higher than the first threshold value, and using a second bandwidth smaller than the first bandwidth if the radio signal level is below the second threshold value [3].

Недостатком способа-прототипа является то, что реализуемая в этом способе фильтрация сигнала полосы частот модулирующих сигналов с использованием первой ширины полосы, если уровень сигнала выше первого порогового значения, и с использованием второй ширины полосы, меньшей, чем первая ширина полосы, если уровень сигнала ниже второго порогового значения, хотя и обеспечивает обнаружение источников радиоизлучения, однако при необходимости расширения диапазона полосы обзора потребует принципиальных переделок схемы обнаружителя, что ограничивает частотный диапазон его применения.The disadvantage of the prototype method is that implemented in this method, the filtering of the signal bandwidth of the modulating signals using the first bandwidth if the signal level is higher than the first threshold value, and using a second bandwidth less than the first bandwidth if the signal level is lower the second threshold value, although it provides the detection of radio emission sources, however, if it is necessary to expand the range of the span, it will require fundamental alterations of the detector circuit, which It clears the frequency range of its application.

Задача изобретения - обеспечение мгновенного обзора сигналов в широкой полосе частот при отсутствии априорной информации о ширине спектра сигналов.The objective of the invention is the provision of instant review of signals in a wide frequency band in the absence of a priori information about the width of the spectrum of the signals.

Поставленная задача достигается тем, что в способе приема радиосигнала, включающем фильтрацию с подавлением шума принимаемого радиосигнала, в котором радиосигнал преобразуется в сигнал полосы частот модулирующих сигналов, согласно изобретению выделяют всю полосу обзора, используя входной фильтр на выходе антенны, сжимают полосу обзора многоступенчатым преобразованием частот с помощью синтезатора частот, разбивая полосу обзора на каждом шаге преобразования чередованием основных и зеркальных каналов приема, при этом шаг сетки частот синтезатора частот выбирают равным 2Δωфi, а ширину каждого окна приема для основного и зеркального каналов - равной Δωфi, где i - номер преобразования,

Figure 00000001
с тем, чтобы обеспечить сворачивание каждого канала приема в одну полосу пропускания Δωфi...The problem is achieved in that in a method for receiving a radio signal, including filtering with noise suppression of the received radio signal, in which the radio signal is converted into a signal of a frequency band of modulating signals, according to the invention, the entire field of view is isolated using an input filter at the output of the antenna, and the field of view is compressed by multi-stage frequency conversion using a frequency synthesizer, dividing the field of view at each conversion step by alternating the main and mirror receiving channels, while the frequency grid step the frequency synthesizer is chosen equal to 2Δω fi , and the width of each receive window for the main and mirror channels is equal to Δω fi , where i is the conversion number,
Figure 00000001
in order to ensure the folding of each reception channel into a single passband Δω phi ...

Достигаемым техническим результатом изобретения является быстрый обзор заданной полосы частот использованием СЧ (многочастотного гетеродина) как для основных, так и для зеркальных каналов приема.Achievable technical result of the invention is a quick overview of a given frequency band using the midrange (multi-frequency local oscillator) for both the main and mirror receiving channels.

На фиг.1 представлена схема радиоприемного устройства, обеспечивающего работу предлагаемого способа. Рассмотрим предлагаемый способ (фиг.1). Принимаемый сигнал на антенну 1 через широкополосный входной фильтр 2, полоса пропускания которого охватывает всю полосу обзора, подается на первый преобразователь частоты 4, на второй вход которого подается сигнал с первого синтезатора частоты 3 (первого многочастотного гетеродина), выход первого преобразователя 4 соединен с входом первого фильтра промежуточной частоты 5, полоса пропускания которого в µ1 раз меньше всей полосы обзора, с выхода фильтра 5 сигнал поступает на первый вход второго преобразователя частоты 7, к второму входу которого подключен второй синтезатор частот 6, с выхода второго преобразователя частоты 7 сигнал поступает на фильтр 8, полоса которого уже полосы обзора в µ12, где µ1 - сжатие при первом преобразовании частоты, а µ2 - сжатие полосы обзора при втором преобразовании частоты, после чего сигнал поступает на пороговое устройство 9, где принимается решение об обнаружении или отсутствии сигнала. В общем случае увеличение числа преобразователей частот и соответственно синтезаторов частот позволяет увеличить сжатие полосы обзора в М раз, где

Figure 00000002
, N - число преобразований. Для i-го преобразования сжатие с учетом зеркальных каналов приема µi=2ni, где ni - число частот СЧ на данном преобразовании.Figure 1 presents a diagram of a radio receiving device that ensures the operation of the proposed method. Consider the proposed method (figure 1). The received signal to the antenna 1 through a broadband input filter 2, the passband of which covers the entire field of view, is fed to the first frequency converter 4, to the second input of which a signal is supplied from the first frequency synthesizer 3 (first multi-frequency local oscillator), the output of the first converter 4 is connected to the input the first filter of intermediate frequency 5, the passband of which is µ 1 times smaller than the entire span, from the output of filter 5, the signal goes to the first input of the second frequency converter 7, to the second input of which A second frequency synthesizer 6 is connected, from the output of the second frequency converter 7, the signal is fed to a filter 8, the band of which is already the span in µ 12 , where µ 1 is the compression during the first frequency conversion, and µ 2 is the compression of the span during the second conversion frequency, after which the signal enters the threshold device 9, where a decision is made about the detection or absence of a signal. In the general case, an increase in the number of frequency converters and, accordingly, frequency synthesizers makes it possible to increase the compression of the span in M times, where
Figure 00000002
, N is the number of transformations. For the ith transform, compression taking into account the mirror channels of reception is µ i = 2n i , where n i is the number of frequencies of the midrange on this transform.

Число частот для каждого СЧ определяется характеристиками фильтров после соответствующего преобразования. При этом с каждым последующим преобразованием частоты шаг сетки частот СЧ уменьшается и в конечном случае он определяется узкополосностью выходных фильтров.The number of frequencies for each midrange is determined by the characteristics of the filters after the corresponding conversion. In this case, with each subsequent frequency conversion, the step of the midrange frequency grid decreases and in the final case it is determined by the narrow-band output filters.

Рассмотрим некоторые соотношения по выбору частот СЧ.Consider some relationships for the selection of midrange frequencies.

Обозначим через Δωобз полосу обзора, а Δωф полосу пропускания фильтра. Для того чтобы перекрыть всю разведываемую полосу обзора, требуется использовать СЧ с количеством частотDenote by Δω obz the span , and Δω f the passband of the filter. In order to cover the entire reconnaissable field of view, it is required to use midrange with the number of frequencies

Figure 00000003
Figure 00000003

где n>>1. В выражении (1) множитель 1/2 учитывает использование дополнительного зеркального канала приема. Важным достоинством такого подхода является использование наряду с основными каналами, так и зеркальных каналов в полосе обзора, что упрощает требования к схеме и к синтезатору частот. В этом случае число требуемых составляющих сигнала СЧ уменьшается в два раза. Иллюстрация преобразования сигналов в полосе частот приведена на фиг.2. Участки полосы обзора, проходящие по основному и зеркальному каналам, обозначены «О» и «3», соответственно. Индексы определяют номер составляющей сигнала гетеродина, обеспечивающей прохождение сигналов в данной области полосы обзора. Для простоты рассуждений будем полагать фильтр после преобразования частоты с прямоугольной АЧХ.where n >> 1. In expression (1), the factor 1/2 takes into account the use of an additional mirror receive channel. An important advantage of this approach is the use, along with the main channels, of mirror channels in the field of view, which simplifies the requirements for the circuit and for the frequency synthesizer. In this case, the number of required components of the midrange signal is halved. An illustration of the conversion of signals in the frequency band is shown in Fig.2. The portions of the span of view passing through the main and mirror channels are designated “O” and “3”, respectively. The indices determine the number of the component of the local oscillator signal, which ensures the passage of signals in a given region of the field of view. For simplicity of reasoning, we will assume a filter after frequency conversion with a rectangular frequency response.

Согласно фиг.2 основные и зеркальные каналы в полосе обзора занимают следующие области частот:According to figure 2, the main and mirror channels in the field of view occupy the following frequency ranges:

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где первая сумма соответствует окнам частоты, занимаемым основными каналами, а вторая сумма соответствует окнам, занимаемым зеркальными каналами, ширина каждого окна Δωф, 1(ω) - единичный скачок. Таким образом, сочетание основного и зеркального каналов обеспечивает обзор всей полосы частот.where the first sum corresponds to the frequency windows occupied by the main channels, and the second sum corresponds to the windows occupied by the mirror channels, the width of each window Δω ф , 1 (ω) is a single jump. Thus, the combination of the main and mirror channels provides an overview of the entire frequency band.

Рассмотрим некоторые соотношения для схемы на фиг.1. Пусть сигнал основного канала с номером λ на входе обнаружителя имеет видConsider some of the relationships for the circuit in figure 1. Let the signal of the main channel with number λ at the detector input have the form

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
- амплитуда сигнала,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
- частота,
Figure 00000009
- начальная фаза сигнала.Where
Figure 00000006
- the amplitude of the signal,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
- frequency
Figure 00000009
- the initial phase of the signal.

Сигналы с синтезатора частотFrequency synthesizer signals

Figure 00000010
Figure 00000010

ФГλ(t)=(ωГ1+(λ-1)·2ΔωФ)t+ψГλ,Ф Гλ (t) = (ω Г1 + (λ-1) · 2Δω Ф ) t + ψ Гλ ,

где 2ΔωФ - шаг сетки частот СЧ, равный сумме полос пропускания зеркального и основного каналов, umГλ - амплитуда, ωГλГ1+(λ-1)·2ΔωФ) - частота, ψГλ - начальная фаза сигнала гетеродина с номером λ, при этом для основного канала с номером λ для определенности принято условие

Figure 00000011
,
Figure 00000012
Шаг сетки частот, равный 2Δωф, обеспечивает перекрытие всей полосы обзора за счет использования как основных, так и зеркальных каналов приема.wherein 2Δω F - Step mesh midrange frequencies equal to the sum of the bandwidths of specular and main channels, u mGλ - amplitude, ω = ω r1 + (λ-1) · 2Δω O) - frequency, ψ - the initial phase of the local oscillator signal with the number λ, while for the main channel with number λ, for definiteness, the condition
Figure 00000011
,
Figure 00000012
The frequency grid pitch equal to 2Δω f provides for the overlap of the entire viewing band due to the use of both the main and mirror receiving channels.

Рассматриваем преобразователь частоты как безинерционный перемножитель. На выходе преобразователя частоты имеемWe consider the frequency converter as an inertialess multiplier. At the output of the frequency converter we have

Figure 00000013
Figure 00000013

Предположим, что фильтр после преобразования для λ-той составляющей гетеродина выделяет разностную промежуточную частоту, тогда (4) можно переписать в виде:Suppose that the filter after conversion for the λ-th component of the local oscillator selects the difference intermediate frequency, then (4) can be rewritten in the form:

Figure 00000014
Figure 00000014

Теперь рассмотрим сигнал зеркального канала приема с номером λ на входе обнаружителяNow consider the signal of the reception mirror channel with number λ at the detector input

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
.
Figure 00000016
.

Для зеркального канала с номером λ выполняется условие

Figure 00000017
, при этом
Figure 00000018
, т.е. частота приема зеркального канала отличается от основной частоты приема на удвоенное значение промежуточной частоты.For a mirror channel with number λ, the condition
Figure 00000017
, wherein
Figure 00000018
, i.e. the frequency of reception of the mirror channel differs from the main frequency of reception by twice the value of the intermediate frequency.

На выходе преобразователя частоты для зеркального канала имеемAt the output of the frequency converter for the mirror channel, we have

Figure 00000019
Figure 00000019

Как и в предыдущем случае фильтр после преобразования для λ-той составляющей гетеродина выделяет разностную промежуточную частоту для зеркального канала, т.е.As in the previous case, the filter after conversion for the λ-th component of the local oscillator selects the difference intermediate frequency for the mirror channel, i.e.

Figure 00000020
Figure 00000020

Перед каждым преобразованием с использованием СЧ имеем чередование основных и зеркальных каналов.Before each conversion using the midrange, we have an alternation of the main and mirror channels.

Источники информацииInformation sources

1. Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. радио, 1968, 444 с.1. Vakin S.A., Shustov L.N. Fundamentals of radio countermeasures and electronic intelligence. M .: Sov. Radio, 1968, 444 p.

2. Пилягин В.В. Теория n-мерного преобразования частоты с идеальным нелинейным активным сопротивлением. - Радиотехника, 1966, т.21, 38, с.37-42.2. Pilyagin V.V. Theory of n-dimensional frequency conversion with perfect non-linear resistance. - Radio engineering, 1966, v.21, 38, p. 37-42.

3. Заявка №2004115738, Н04В 1/00, опубл. 27.03.2005.3. Application No. 2004115738, Н04В 1/00, publ. 03/27/2005.

Claims (1)

Способ приема радиосигнала, включающий фильтрацию с подавлением шума принимаемого радиосигнала, в котором радиосигнал преобразуется в сигнал полосы частот модулирующих сигналов, отличающийся тем, что выделяют всю полосу обзора, используя входной фильтр на выходе антенны, сжимают полосу обзора многоступенчатым преобразованием частот с помощью синтезатора частот, разбивая полосу обзора на каждом шаге преобразования чередованием основных и зеркальных каналов приема, при этом шаг сетки частот синтезатора частот выбирают равным 2Δωфi, а ширину каждого окна приема для основного и зеркального каналов - равной Δωфi, где i - номер преобразования,
Figure 00000021
, с тем, чтобы обеспечить сворачивание каждого канала приема в одну полосу пропускания Δωфi.
A method of receiving a radio signal, including filtering with noise suppression of the received radio signal, in which the radio signal is converted into a signal of a frequency band of modulating signals, characterized in that the entire field of view is isolated using an input filter at the output of the antenna, the field of view is compressed by multi-stage frequency conversion using a frequency synthesizer, dividing the field of view at each step of the conversion by alternating the main and mirror receiving channels, while the frequency grid pitch of the frequency synthesizer is chosen equal to 2Δω φi , and the width of each receive window for the main and mirror channels is equal to Δω fi , where i is the transformation number,
Figure 00000021
, in order to ensure the folding of each receiving channel into one passband Δω fi .
RU2011118695/08A 2011-05-10 2011-05-10 Method of receiving radio signal RU2459353C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118695/08A RU2459353C1 (en) 2011-05-10 2011-05-10 Method of receiving radio signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118695/08A RU2459353C1 (en) 2011-05-10 2011-05-10 Method of receiving radio signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2459353C1 true RU2459353C1 (en) 2012-08-20

Family

ID=46936846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011118695/08A RU2459353C1 (en) 2011-05-10 2011-05-10 Method of receiving radio signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2459353C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2543554C1 (en) * 2013-11-12 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") Method of filtering radio signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158935C2 (en) * 1995-10-17 2000-11-10 Секстант Авионик Receiver for position detection using satellite communication network
RU2004115738A (en) * 2001-10-25 2005-03-27 Квэлкомм Инкорпорейтед (US) NOISE REDUCTION FILTRATION IN THE RADIO COMMUNICATION SYSTEM
RU2341038C2 (en) * 1993-09-30 2008-12-10 Интердиджитал Текнолоджи Корпорейшн Radio telephone system for remote user groups
US20090023404A1 (en) * 2006-03-01 2009-01-22 Marko Leinonen Controlling a Receiver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2341038C2 (en) * 1993-09-30 2008-12-10 Интердиджитал Текнолоджи Корпорейшн Radio telephone system for remote user groups
RU2158935C2 (en) * 1995-10-17 2000-11-10 Секстант Авионик Receiver for position detection using satellite communication network
RU2004115738A (en) * 2001-10-25 2005-03-27 Квэлкомм Инкорпорейтед (US) NOISE REDUCTION FILTRATION IN THE RADIO COMMUNICATION SYSTEM
US20090023404A1 (en) * 2006-03-01 2009-01-22 Marko Leinonen Controlling a Receiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧИСТЯКОВ Н.И., СИДОРОВ В.М. РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА. / ПОД ОБЩЕЙ РЕДАКЦИЕЙ Н.И.ЧИСТЯКОВА. СВЯЗЬ. - М., 1974, с.333-339. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2543554C1 (en) * 2013-11-12 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") Method of filtering radio signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6694128B1 (en) Frequency synthesizer using universal frequency translation technology
JP4881997B2 (en) Spectrum analyzer and spectrum analysis method
US9450598B2 (en) Two-stage digital down-conversion of RF pulses
RU2459353C1 (en) Method of receiving radio signal
US7623989B2 (en) System and method for pulsed signal device characterization utilizing an adaptive matched filterbank
JP5148581B2 (en) Spectrum analyzer
US6933791B2 (en) Frequency synthesizing circuit having a frequency multiplier for an output PLL reference signal
US9448280B2 (en) Circuit test system and method using a wideband multi-tone test signal
WO2007013302A1 (en) Frequency component measuring device
RU172814U1 (en) HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS
CN103296972A (en) Downconversion of comb spectrum
EP3683967A1 (en) Signal source
RU2427969C1 (en) Demodulator of communication system with double phase modulation
RU184346U1 (en) FREQUENCY SYNTHESIZER
KR102302227B1 (en) Method for signal reconstruction
RU135468U1 (en) FAST FREQUENCY SYNTHESIS
Ilyin et al. The effect of increasing the bandwidth of a two-channel receiver on noise-immunity
Shakhtarin et al. Analysis of chaotic synchronization of cascade coupled systems for phase-locked loop using wavelet analysis
US20230387935A1 (en) Analog-to-information conversion using analog pre-processing sensing of multi-band signals
WO2021040561A1 (en) Method for signal extraction with frequency shift keying using square components and compensation of combination components
KR101004792B1 (en) Apparatus for evasion in band spurious of spectrum analyzer
KR20160060880A (en) Frequency converting apparatus and rf transmitter comprising thereof
JP2008520120A (en) Image cancellation in frequency converters for spectrum analyzers.
RU2755680C1 (en) Method for multichannel detection of pulse signals with unknown parameters in interference
CN115882983B (en) Digital channelized realization method and device and electronic equipment