RU2514160C2 - Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals - Google Patents
Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2514160C2 RU2514160C2 RU2012113270/28A RU2012113270A RU2514160C2 RU 2514160 C2 RU2514160 C2 RU 2514160C2 RU 2012113270/28 A RU2012113270/28 A RU 2012113270/28A RU 2012113270 A RU2012113270 A RU 2012113270A RU 2514160 C2 RU2514160 C2 RU 2514160C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- phase
- key
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области радиоэлектроники и может быть использовано для определения несущей частоты, вида модуляции и манипуляции сигналов, принимаемых в заданном диапазоне частот.The proposed device relates to the field of electronics and can be used to determine the carrier frequency, the type of modulation and manipulation of signals received in a given frequency range.
Известны способы и устройства для определения частоты, вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов (авт. свид. СССР №524138, 620907, 868614, 1000930, 1012152, 1180804, 1187045, 1272266, 1290192, 1354124; патенты РФ №2124216, 2230330, 2276375, 2361225; патенты США №4443801, 5208835; Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. Радио, 1968, с.386-396, рис.10.3 и другие).Known methods and devices for determining the frequency, type of modulation and manipulation of received signals (ed. Certificate of the USSR No. 524138, 620907, 868614, 1000930, 1012152, 1180804, 1187045, 1272266, 1290192, 1354124; RF patents No. 2124216, 2230330, 2276375, 2361225; US patents No. 4443801, 5208835; Vakin S.A., Shustov L.N. Fundamentals of radio counteraction and electronic intelligence. M: Sov. Radio, 1968, p. 386-396, Fig. 10.3 and others).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для определения частоты, вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов» (патент РФ №2361225, G01R 23/00, 2007), которое и выбрано в качестве базового объекта.Of the known devices, the closest to the proposed one is “A device for determining the frequency, type of modulation and manipulation of received signals” (RF patent No. 2361225, G01R 23/00, 2007), which is selected as the base object.
Указанное устройство обеспечивает поиск сигналов в заданном диапазоне частот путем перестройки супергетеродинного приемника, формирования частотной развертки на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), преобразования по частоте принимаемого сигнала, усиления его по напряжению, детектирования и подачу на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ. В результате на экране образуется импульс, по положению которого на частотной развертке определяют несущую частоту принимаемого сигнала. После этого последовательно определяют вид модуляции (амплитудная или угловая, фазовая или частотная) или манипуляции (амплитудная, частотная или фазовая) принимаемого сигнала.The specified device provides a search for signals in a given frequency range by tuning the superheterodyne receiver, generating a frequency sweep on the screen of a cathode ray tube (CRT), converting the frequency of the received signal, amplifying it by voltage, detecting and applying it to vertically-deflecting CRT plates. As a result, a pulse is generated on the screen, by the position of which the carrier frequency of the received signal is determined on the frequency sweep. After that, the type of modulation (amplitude or angular, phase or frequency) or manipulation (amplitude, frequency or phase) of the received signal is sequentially determined.
Одной из характерных особенностей современных и перспективных радиоэлектронных средств (РЭС) является широкое использование сложных сигналов с многократной фазовой манипуляцией.One of the characteristic features of modern and promising electronic means (RES) is the widespread use of complex signals with multiple phase shift keying.
В настоящее время известно большое количество кодов, применяемых для фазовой манипуляции (коды Баркера, Гаймюллера, Велти, Голея, Хаффмана, Френка и другие).Currently, there are a large number of codes used for phase manipulation (Barker, Gaimuller, Velty, Golei, Huffman, Frank and others).
При этом на одной несущей частоте при использовании фазовой манипуляции можно передавать сообщения от одного, двух, трех и так далее источников, добиваясь существенного повышения скорости передачи информации в канале связи.Moreover, on one carrier frequency when using phase-shift keying, you can send messages from one, two, three, and so on sources, achieving a significant increase in the speed of information transfer in the communication channel.
Если на одной несущей частоте дискретная информация передается от одного источника сообщений, то целесообразно использовать двукратную (бинарную) фазовую манипуляцию [ФМн-2, φk(t)={0,π}]. Для передачи сообщений от двух источников используется четырехкратная фазовая манипуляция 
В общем случае на одной несущей частоте одновременно можно передавать сообщения от m источников, используя для этого m-кратную фазовую манипуляцию.In the general case, messages from m sources can be transmitted simultaneously on one carrier frequency using m-fold phase shift keying.
Однако целесообразными являются двух-, четырех- и восьмикратная фазовые манипуляции, которые и нашли широкое применение на практике. Дальнейшее повышение кратности фазовой манипуляции ограничивается тем, что уменьшается расстояние между элементарными сигналами и в существенной мере снижается помехоустойчивость канала связи.However, two-, four- and eight-fold phase manipulations, which have found wide application in practice, are advisable. A further increase in the multiplicity of phase manipulation is limited by the fact that the distance between the elementary signals is reduced and the noise immunity of the communication channel is substantially reduced.
Известное устройство не позволяет определить кратность фазовой манипуляции принимаемого сигнала.The known device does not allow to determine the multiplicity of phase manipulation of the received signal.
Однако в панорамном приемнике, на котором построено известное устройство, одно и то же значение промежуточной частоты ωпр может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах ωс и ωз, т.е.However, in the panoramic receiver on which the known device is built, the same value of the intermediate frequency ω pr can be obtained by receiving signals at two frequencies ω s and ω s , i.e.
ωпр=ωг-ωс и ωпр=ωз-ωг.ω ol = ω g -ω s and ω ol = ω s -ω g .
Следовательно, если частоту настройки ωс принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота ωз которого отличается от частоты ωс основного канала на 2ωпр и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты ωг гетеродина (фиг.4). Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехоустойчивость панорамного приемника.Therefore, if the tuning frequency ω to take over the main receiving channel, along with it will be a mirror reception channel, the frequency ω which is of a different frequency ω from the main channel to the 2ω straight and located symmetrically (mirror) relative to frequency ω g oscillator ( figure 4). Conversion on the mirror channel of the reception occurs with the same conversion coefficient K ol as on the main channel. Therefore, it most significantly affects the selectivity and noise immunity of the panoramic receiver.
Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условияIn addition to the mirror, there are other additional (combinational) reception channels. In general terms, any Raman receive channel occurs when the condition
где ωki - частота i-го комбинированного канала приема;where ω ki is the frequency of the i-th combined reception channel;
m, n, i - целые положительные числа.m, n, i are positive integers.
Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частоты сигнала с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность панорамного приемника по этим каналам близка к чувствительности основного канала. Так, двум комбинационным каналам при m=1 и n=2 соответствуют частоты:The most harmful combinational reception channels are those generated by the interaction of the first harmonic of the signal frequency with the harmonics of the frequency of the local oscillator of the small order (second, third, etc.), since the sensitivity of the panoramic receiver through these channels is close to the sensitivity of the main channel. So, two combination channels with m = 1 and n = 2 correspond to frequencies:
ωк1=2ωг-ωпр и ωк2=2ωг-ωпр.ω k1 = 2ω g -ω pr and ω k2 = 2ω g -ω pr
Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости панорамного приемника и неоднозначности определения несущей частоты, вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов.The presence of false signals (interference) received through the mirror and Raman channels leads to a decrease in the noise immunity of the panoramic receiver and the ambiguity in determining the carrier frequency, the type of modulation and manipulation of the received signals.
Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости панорамного приемника и достоверности определения несущей частоты, вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.An object of the invention is to increase the noise immunity of a panoramic receiver and the reliability of determining the carrier frequency, the type of modulation and manipulation of the received signals by suppressing false signals (interference) received via additional channels.
Поставленная задача решается тем, что устройство для определения частоты, вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов, содержащее в соответствии с ближайшим аналогом последовательно включенные приемную антенну, входную цепь, усилитель высокой частоты, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, шестой амплитудный детектор, последовательно включенные устройство формирования частотной развертки и горизонтально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, управляющие входы входной цепи, усилителя высокой частоты, гетеродина и устройства формирования частотной развертки соединены с соответствующими выходами блока поиска, в качестве которого может быть использован генератор пилообразного напряжения или электрический мотор, последовательно подключенные к выходу усилителя высокой частоты первый ключ, первый амплитудный детектор, первый фильтр верхних частот, первый квадратор, первый делитель напряжений, второй вход которого через первый фильтр нижних частот соединен с выходом первого амплитудного детектора, первый блок сравнения, два выхода которого являются первым и вторым выходами устройства, последовательно подключенные к выходу первого ключа первый частотный детектор, второй фильтр нижних частот, второй квадратор и второй делитель напряжений, второй вход которого через первый анализатор спектра соединен с выходом первого ключа, а выход подключен ко второму входу первого блока сравнения, последовательно подключенные к выходу первого ключа второй ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом устройства, фазовый детектор, третий фильтр нижних частот, второй амплитудный детектор и второй блок сравнения, второй вход которого через последовательно включенные второй фильтр верхних частот и третий амплитудный детектор соединен с выходом фазового детектора, а два выхода являются третьим и четвертым выходами устройства, последовательно подключенные к выходу первого частотного детектора третий фильтр верхних частот, пятый амплитудный детектор и третий блок сравнения, второй вход которого через четвертый амплитудный детектор соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а два выхода являются пятым и шестым выходами устройства, последовательно подключенные к выходу первого ключа анализатор комплексного спектра, анализатор линейного члена фазового спектра, первый преобразователь аналог-код и первый элемент совпадения И, второй вход которого через последовательно включенные анализатор симметрии амплитудного спектра и второй преобразователь аналог-код соединен со вторым выходом анализатора комплексного спектра, а выход является седьмым выходом устройства, последовательно подключенные к выходу второго преобразователя аналог-код первый инвертор и второй элемент совпадения И, второй вход которого соединен с выходом первого преобразователя аналог-код, а выход является восьмым выходом устройства, последовательно подключенные к выходу первого преобразователя аналог-код второй инвертор и третий элемент совпадения И, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, а выход является девятым выходом устройства, последовательно подключенные к девятому выходу устройства преобразователь код-напряжение, третий ключ, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, умножитель фазы на два, второй анализатор спектра, четвертый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого анализатора спектра, третий преобразователь аналог-код и четвертый элемент совпадения И, второй вход которого соединен с выходом четвертого преобразователя аналог-код, а выход является десятым выходом устройства, последовательно подключенные к выходу третьего ключа умножитель фазы на четыре, третий анализатор спектра, пятый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого анализатора спектра, четвертый преобразователь аналог-код и пятый элемент совпадения И, второй вход которого через третий инвертор соединен с выходом третьего преобразователя аналог-код, а выход является одиннадцатым выходом устройства, последовательно подключенные к выходу третьего ключа умножитель фазы на восемь, четвертый анализатор спектра, шестой блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого анализатора спектра, пятый преобразователь аналог-код и шестой элемент совпадения И, второй вход которого через четвертый инвертор соединен с выходом четвертого преобразователя аналог-код, а выход является двенадцатым выходом устройства, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено седьмым амплитудным детектором, вторым видеоусилителем, седьмым блоком сравнения, двумя однополярными вентилями, вторым частотным детектором, дифференцирующим блоком, седьмым элементом совпадения И, четвертым и пятым ключами, причем к выходу усилителя высокой частоты последовательно подключены седьмой амплитудный детектор, второй видеоусилитель, седьмой блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого видеоусилителя, первый однополярный вентиль, пятый ключ и вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, к выходу усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй частотный детектор, дифференцирующий блок, второй однополярный вентиль, седьмой элемент совпадения И, второй вход которого соединен с выходом шестого амплитудного детектора, и четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого видеоусилителя, а выход подключен к второму входу пятого ключа.The problem is solved in that a device for determining the frequency, type of modulation and manipulation of the received signals, containing in accordance with the closest analogue a series-connected receiving antenna, input circuit, high-frequency amplifier, mixer, the second input of which is connected to the local oscillator output, an intermediate frequency amplifier, sixth amplitude detector, frequency sweep forming device and horizontally-deflecting cathode ray tube plates controlling input the input circuit, the high-frequency amplifier, the local oscillator, and the frequency sweep generation device are connected to the corresponding outputs of the search unit, which can be used as a sawtooth voltage generator or an electric motor, the first key, the first amplitude detector, the first upper filter, connected in series to the output of the high-frequency amplifier frequencies, the first quadrator, the first voltage divider, the second input of which is connected through the first low-pass filter to the output of the first amplitude detector torus, the first comparison unit, the two outputs of which are the first and second outputs of the device, connected in series to the output of the first key, the first frequency detector, the second low-pass filter, the second quadrator and the second voltage divider, the second input of which is connected to the output of the first key through the first spectrum analyzer and the output is connected to the second input of the first comparison unit, the second key is connected in series to the output of the first key, the second input of which is connected to the second output of the device, phase detector, t a third low-pass filter, a second amplitude detector and a second comparison unit, the second input of which is connected through a second high-pass filter and a third amplitude detector to the output of the phase detector, and the two outputs are the third and fourth outputs of the device, connected in series to the output of the first frequency detector a third high-pass filter, a fifth amplitude detector and a third comparison unit, the second input of which is connected to the output of the second filter through a fourth amplitude detector low frequencies, and two outputs are the fifth and sixth outputs of the device, a complex spectrum analyzer, a linear phase phase analyzer, a first analog-code converter and a first coincidence element And, the second input of which is through a series-connected amplitude symmetry analyzer, connected to the output of the first key and the second analog-to-code converter is connected to the second output of the complex spectrum analyzer, and the output is the seventh output of the device, connected in series to the output of the second converter, the analog-code is the first inverter and the second coincidence element AND, the second input of which is connected to the output of the first converter the analog-code, and the output is the eighth output of the device, the second inverter and the third coincidence element And connected to the output of the first converter the analog-code the second input of which is connected to the output of the first inverter, and the output is the ninth output of the device, the code-voltage converter, the third key, connected in series to the ninth output of the device, the second input of which is connected to the output of the first key, the phase multiplier by two, the second spectrum analyzer, the fourth comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first spectrum analyzer, the third analog-code converter and the fourth coincidence element AND, the second input of which is connected to the fourth output analog-code converter, and the output is the tenth output of the device, a four-phase multiplier connected to the output of the third key, a third spectrum analyzer, the fifth comparison unit, the second input of which connected to the output of the first spectrum analyzer, the fourth analog-to-code converter and the fifth coincidence element AND, the second input of which is connected through the third inverter to the output of the third analog-to-code converter, and the output is the eleventh output of the device, a phase multiplier connected to the output of the third key eight, the fourth spectrum analyzer, the sixth comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first spectrum analyzer, the fifth analog-to-code converter and the sixth coincidence element AND, the second the input of which through the fourth inverter is connected to the output of the fourth analog-to-code converter, and the output is the twelfth output of the device, differs from the closest analogue in that it is equipped with a seventh amplitude detector, a second video amplifier, a seventh comparison unit, two unipolar valves, and a second frequency detector that differentiates block, the seventh coincidence element AND, the fourth and fifth keys, and the seventh amplitude detector, the second form, are connected in series to the output of the high-frequency amplifier an amplifier, a seventh comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first video amplifier, a first unipolar valve, a fifth key and vertically-deflecting plates of the cathode ray tube, a second frequency detector, a differentiating unit, a second unipolar valve, the seventh are connected in series to the output of the intermediate frequency amplifier coincidence element And, the second input of which is connected to the output of the sixth amplitude detector, and the fourth key, the second input of which is connected to the output of the first video amplifier, and you od is connected to the second input of the fifth key.
Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Временные диаграммы, иллюстрирующие графическое представление сигналов с амплитудной, частотной и фазовой манипуляцией, показаны на фиг.2. Пространство признаков распознавания указанных сигналов изображено на фиг.3. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства при приеме сигналов по основному и зеркальному каналам, показаны на фиг.5 и 6. Частотная диаграмма, иллюстрирующая образование дополнительных каналов, показана на фиг.4.The structural diagram of the proposed device is presented in figure 1. Timing diagrams illustrating a graphical representation of signals with amplitude, frequency and phase shift keying are shown in FIG. The space of signs of recognition of these signals is shown in Fig.3. Timing diagrams explaining the operation of the device when receiving signals on the main and mirror channels are shown in Figs. 5 and 6. A frequency diagram illustrating the formation of additional channels is shown in Fig. 4.
Устройство содержит последовательно включенные приемную антенну 1, входную цепь 2, усилитель 4 высокой частоты, смеситель 6, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 5, усилитель 7 промежуточной частоты, шестой амплитудный детектор 8, первый видеоусилитель 9, четвертый ключ 72, пятый ключ 73 и вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 11, горизонтально-отклоняющие пластины которой соединены с выходом устройства 10 формирования частотной развертки. К выходу усилителя 4 высокой частоты последовательно подключены седьмой амплитудный детектор 64, второй видеоусилитель 65, седьмой блок 66 сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 9, и первый однополярный вентиль 67, выход которого соединен с вторым входом пятого ключа 73. К выходу усилителя 7 промежуточной частоты последовательно подключены второй частотный детектор 68, дифференцирующий блок 69, второй однополярный вентиль 10, седьмой элемент совпадения И 71, второй вход которого соединен с выходом шестого амплитудного детектора 8, и четвертый ключ 72, второй вход которого соединен с выходом первого видеоусилителя 9.The device comprises series-connected
Управляющие входы входной цепи 2, усилителя 4 высокой частоты, гетеродина 5 и устройства 10 формирования частотной развертки соединены с соответствующими выходами блока 3 поиска, в качестве которого может быть использован генератор пилообразного напряжения или электрический мотор. К выходу усилителя 4 высокой частоты последовательно подключены ключ 12, второй вход которого соединен с выходом пятого ключа 73, амплитудный детектор 13, фильтр 14 верхних частот, первый квадратор 16, первый делитель 17 напряжений, второй вход которого через первый фильтр 15 нижних частот соединен с выходом амплитудного детектора 13, и первый блок 23 сравнения, два выхода которого являются выходами устройства. К выходу ключа 12 последовательно подключены первый частотный детектор 18, второй фильтр 19 нижних частот, второй квадратор 20 и второй делитель 22 напряжений, второй вход которого через первый анализатор 21 спектра соединен с выходом ключа 12, а выход подключен ко второму входу первого блока 23 сравнения. К выходу ключа 12 последовательно подключены ключ 24, второй вход которого соединен со вторым выходом первого блока 23 сравнения, фазовый детектор 25, третий фильтр 26 нижних частот, второй амплитудный детектор 28 и второй блок 30 сравнения, второй вход которого через последовательно включенные второй фильтр 27 верхних частот и третий амплитудный детектор 29 соединен с выходом фазового детектора 25, а два выхода являются выходами устройства. К выходу первого частотного детектора 18 последовательно подключены третий фильтр 32 верхних частот, пятый амплитудный детектор 33 и третий блок 34 сравнения, второй вход которого через четвертый амплитудный детектор 31 соединен с выходом фильтра 19 нижних частот, а два выхода являются выходами устройства. К выходу ключа 12 последовательно подключены анализатор 35 комплексного спектра, анализатор 36 линейного члена фазового спектра, первый преобразователь 38 аналог-код и первый элемент совпадения И 40, выходное напряжение которого является признаком частотной манипуляции (ЧМн) принимаемого сигнала. Ко второму выходу анализатора 35 комплексного спектра последовательно подключены анализатор 37 симметрии амплитудного спектра и второй преобразователь 39 аналог-код, выход которого соединен со вторым входом первого элемента совпадения И 40. К выходу первого преобразователя 38 аналог-код подключен второй элемент совпадения 42, второй вход которого через первый инвертор 41 соединен с выходом второго преобразователя 39 аналог-код, а выходное напряжение является признаком амплитудной манипуляции (АМн) принимаемого сигнала. К выходу первого преобразователя 38 аналог-код последовательно подключены второй инвертор 43 и третий элемент совпадения И 44, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора 41, а выходное напряжение является признаком фазовой манипуляции (ФМн) принимаемого сигнала. К выходу элемента совпадения И 44 последовательно подключены преобразователь 45 цифра-напряжение, ключ 46, второй вход которого соединен с выходом ключа 12, и три канала обработки, каждый из которых состоит из последовательно включенных умножителя фазы 47 (48, 49), анализатора спектра 50 (51, 52), блока 53 (54, 55) сравнения, второй вход которого соединен с выходом анализатора 21 спектра, преобразователя аналог-код 56 (57, 58) и элемента совпадения И 61 (62, 63). Второй вход первого элемента совпадения И 61 соединен с выходом преобразователя 57 аналог-код второго канала обработки. Второй вход элемента совпадения И 62 через инвертор 59 соединен с выходом преобразователя 56 аналог-код первого канала обработки. Второй вход элемента совпадения И 63 через инвертор 60 соединен с выходом преобразователя 57 аналог-код второго канала обработки.The control inputs of the input circuit 2, the high-frequency amplifier 4, the local oscillator 5 and the frequency sweep forming device 10 are connected to the corresponding outputs of the search unit 3, for which a sawtooth voltage generator or an electric motor can be used. To the output of the high-frequency amplifier 4, a key 12 is connected in series, the second input of which is connected to the output of the fifth key 73, an amplitude detector 13, a high-pass filter 14, a first quadrator 16, a first voltage divider 17, the second input of which is connected to a low-pass filter 15 the output of the amplitude detector 13, and the first block 23 comparison, the two outputs of which are the outputs of the device. The output of the key 12 is connected in series with the first frequency detector 18, the second low-pass filter 19, the second quadrator 20 and the second voltage divider 22, the second input of which is connected to the output of the key 12 through the first spectrum analyzer 21, and the output is connected to the second input of the first comparison unit 23 . To the output of the key 12, a key 24 is connected in series, the second input of which is connected to the second output of the first comparison unit 23, a phase detector 25, a third low-pass filter 26, a second amplitude detector 28 and a second comparison unit 30, the second input of which is connected through a second filter 27 high frequencies and the third amplitude detector 29 is connected to the output of the phase detector 25, and the two outputs are the outputs of the device. To the output of the first frequency detector 18, a third high-pass filter 32, a fifth amplitude detector 33 and a third comparison unit 34 are connected in series, the second input of which is connected through the fourth amplitude detector 31 to the output of the low-pass filter 19, and the two outputs are outputs of the device. The complex spectrum analyzer 35, the analyzer 36 of the linear term of the phase spectrum, the first converter 38 are an analog code and the first coincidence element AND 40, the output voltage of which is a sign of the frequency shift keying (FMN) of the received signal. To the second output of the complex spectrum analyzer 35, an amplitude spectrum symmetry analyzer 37 and a second analog-code converter 39 are connected in series, the output of which is connected to the second input of the first coincidence element AND 40. A second coincidence element 42 is connected to the output of the first converter 38 analog-code, the second input which through the first inverter 41 is connected to the output of the second converter 39 analog-code, and the output voltage is a sign of amplitude manipulation (AMN) of the received signal. The second inverter 43 and the third coincidence element AND 44, the second input of which is connected to the output of the first inverter 41, are connected to the output of the first converter 38 analog-code, and the output voltage is a sign of phase shift keying (PSK) of the received signal. A digital-to-voltage converter 45, a key 46, the second input of which is connected to the output of the key 12, and three processing channels, each of which consists of series-connected phase multiplier 47 (48, 49), a spectrum analyzer 50, are connected in series to the output of coincidence element AND 44 (51, 52), comparison unit 53 (54, 55), the second input of which is connected to the output of the spectrum analyzer 21, an analog-to-code converter 56 (57, 58), and I 61 (62, 63) matching element. The second input of the first coincidence element AND 61 is connected to the output of the converter 57 analog-code of the second processing channel. The second input of the element of coincidence And 62 through the inverter 59 is connected to the output of the Converter 56 analog code of the first processing channel. The second input of the element of coincidence And 63 through the inverter 60 is connected to the output of the Converter 57 analog code of the second processing channel.
При этом в умножителе 47 первого канала обработки фаза умножается в два раза, в умножителе 48 фаза умножается в четыре раза и в умножителе 49 фаза умножается в восемь раз.Moreover, in the multiplier 47 of the first processing channel, the phase is multiplied by a factor of two, in the multiplier 48, the phase is multiplied by four times, and in the multiplier 49, the phase is multiplied by eight.
Появление логической единицы на выходе элемента совпадения И 61 свидетельствует о двукратной фазовой манипуляции принимаемого сигнала. Появление логической единицы на выходе второго элемента совпадения И 62 свидетельствует о четырехкратной фазовой манипуляции. Появление логической единицы на выходе элемента совпадения И 63 свидетельствует о восьмикратной фазовой манипуляции принимаемого сигнала.The appearance of a logical unit at the output of the AND 61 coincidence element indicates a twofold phase manipulation of the received signal. The appearance of a logical unit at the output of the second element of coincidence AND 62 indicates a four-fold phase manipulation. The appearance of a logical unit at the output of the AND 63 coincidence element indicates an eight-fold phase manipulation of the received signal.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Поиск сигналов в заданном диапазоне частот Дf осуществляется с помощью блока 3 поиска, который по пилообразному закону согласованно изменяет настройку входной цепи 2, усилителя 4 высокой частоты и гетеродина 5. Одновременно блок 3 поиска управляет устройством 10 формирования частотной развертки на экране электронно-лучевой трубки 11.The search for signals in a given frequency range Df is carried out using a search unit 3, which, according to a sawtooth law, consistently changes the settings of the input circuit 2, high-frequency amplifier 4 and local oscillator 5. At the same time, the search unit 3 controls the frequency sweep generation device 10 on the cathode ray tube screen 11 .
Принимаемый сигнал с выхода усилителя 4 высокой частоты поступает на вход смесителя 6, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 5 линейно-изменяющейся частоты.The received signal from the output of the high-frequency amplifier 4 is fed to the input of the
Uг(t)=νгcos(ωгt+πγt2+φг), 0≤t≤Тп,U g (t) = ν g cos (ω g t + πγt 2 + φ g ), 0≤t≤T p ,
где νг, ωг, φг, Тп - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период перестройки частоты гетеродина.where ν g , ω g , φ g , T p - amplitude, initial frequency, initial phase and period of tuning of the local oscillator frequency.
γ=Дf/Тп - скорость изменения частоты гетеродина в заданном диапазоне частот Дf.γ = D f / T p - the rate of change of the local oscillator frequency in a given frequency range D f .
На выходе смесителя 6 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 7 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частотыAt the output of the
Uпр1(t)=νпр1cos(ωпрt+πγt2+φпр1), 0≤t≤Тп,U pr1 (t) = ν pr1 cos (ω pr t + πγt 2 + φ pr1 ), 0≤t≤T p ,
где νпр1=1/2νcνг;where ν pr1 = 1/2 ν c ν d;
ωпр=ωг-ωc - промежуточная (разностная) частота (фиг.4);ω CR = ω g -ω c - intermediate (difference) frequency (figure 4);
φпр1=φг-φс,φ pr1 = φ g -φ s ,
νс, ωс, φс - амплитуда, несущая частота и начальная фаза сигнала, принимаемого по основному каналу на частоте ωс.ν s , ω s , φ s - amplitude, carrier frequency and initial phase of the signal received on the main channel at a frequency of ω s .
При этом промежуточная частота ωпр напряжения Uпр1(t) (фиг.5, а) изменяется по законам линейно-возрастающей силы (фиг.5, б). Напряжение Uпр1(t) (фиг.5, а) с выхода усилителя 7 промежуточной частоты поступает на входы амплитудного 8 и частотного 68 детекторов. Амплитудный детектор 8 выделяет огибающую сигнала (фиг.5, в), которая поступает на первый вход элемента совпадения И71 и через видеоусилитель 9 на первый вход ключа 72. В исходном состоянии ключи 72 и 73 всегда закрыты. С выхода частотного детектора 68 видеосигнал (фиг.5, г), форма которого соответствует закону изменения частоты преобразованного сигнала (фиг.5, б), поступает на вход дифференцирующего блока 69, выходной импульс которого (фиг.5, д) поступает через однополярный вентиль 70 на второй вход элемента совпадения И71. Однополярные вентили 67 и 70 пропускают только положительные импульсы. Так как импульсы с выходов амплитудного детектора 8 (фиг.5, в) и однополярного вентиля 70 (фиг.5, д) являются положительными и занимают на временной оси один и тот же интервал, то элемент совпадения И71 срабатывает и своим выходным импульсом (фиг.5, е) открывает ключ 71.In this case, the intermediate frequency ω pr voltage U pr1 (t) (Fig. 5, a) varies according to the laws of linearly increasing force (Fig. 5, b). The voltage U pr1 (t) (Fig. 5, a) from the output of the intermediate frequency amplifier 7 is supplied to the inputs of the amplitude 8 and frequency 68 detectors. The amplitude detector 8 selects the envelope of the signal (Fig. 5, c), which is fed to the first input of the coincidence element I71 and through the video amplifier 9 to the first input of the key 72. In the initial state, the keys 72 and 73 are always closed. From the output of the frequency detector 68, a video signal (Fig. 5, d), the shape of which corresponds to the law of changing the frequency of the converted signal (Fig. 5, b), is input to the differentiating unit 69, the output pulse of which (Fig. 5, d) is supplied through a unipolar gate 70 to the second input of the matching element I71. Unipolar valves 67 and 70 only allow positive pulses. Since the pulses from the outputs of the amplitude detector 8 (Fig. 5, c) and unipolar valve 70 (Fig. 5, e) are positive and occupy the same interval on the time axis, the coincidence element I71 is also triggered by its output pulse (Fig. .5, e) opens the key 71.
Если ложный сигнал (помеха)If a false signal (interference)
Uз(t)=νзcos(ωзt+φз), 0≤t≤Тз,U s (t) = ν s cos (ω s t + φ s ), 0≤t≤T s ,
принимается по зеркальному каналу на частоте ωз, то усилителем 7 промежуточной частоты выделяется напряжение (фиг.6, а)is taken through the mirror channel at a frequency of ω s , then the voltage is allocated by the amplifier 7 of the intermediate frequency (Fig.6, a)
Uпр2(t)=νпр2cos(ωпрt-πγt2+φпр2), 0≤t≤Тп, Np2 U (t) = ν np2 cos (ω ave t-πγt np2 2 + φ) 0≤t≤T n
где νпр2=1/2νзνг; np2 wherein ν = 1/2 h ν ν g;
ωпр=ωз-ωг - промежуточная (разностная) частота (фиг.4);ω CR = ω s -ω g - intermediate (difference) frequency (figure 4);
φпр2=φз-φг,φ CR2 = φ s -φ g ,
частота которого изменяется по линейно-падающему закону (фиг.6, б).whose frequency varies according to a linearly falling law (Fig.6, b).
Импульс с выхода частотного детектора 68 (фиг.6, г) поступает на вход дифференцирующего блока 69, на выходе которого формируется отрицательный прямоугольный импульс (фиг.6, д), который не пропускается однополярным вентилем 70. Ключ 72 в этом случае не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте ωз, подавляется.The pulse from the output of the frequency detector 68 (Fig.6, g) is fed to the input of the differentiating block 69, the output of which forms a negative rectangular pulse (Fig.6, d), which is not passed by the unipolar valve 70. The key 72 in this case does not open and a false signal (interference) received on the mirror channel at a frequency of ω s is suppressed.
Для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по комбинационным каналам, используется детекторный тракт, состоящий из последовательно подключенных к выходу усилителя 4 высокой частоты седьмого амплитудного детектора 64 и второго видеоусилителя 65. Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по комбинационным каналам, основано на том, что общий коэффициент усиления супергетеродинного тракта при приеме ложных сигналов (помех), принимаемых по комбинационным каналам, всегда меньше коэффициента усиления при приеме по основному или зеркальному каналам за счет дополнительных потерь в смесителе 6 при комбинационном преобразовании.To suppress false signals (interference) received via Raman channels, a detection path is used, consisting of a seventh amplitude detector 64 and a second video amplifier 65 connected in series to the output of high-frequency amplifier 4. The suppression of false signals (interference) received via Raman channels is based on the fact that the total gain of the superheterodyne path when receiving false signals (interference) received via Raman channels is always less than the gain when receiving on the main or erkalnomu channels due to additional losses in the
Если общее усиление детекторного тракта выбрать таким образом, чтобы оно было меньше усиления супергетеродинного тракта при приеме сигналов по основному и зеркальному каналам и больше при приеме сигналов по комбинационным каналам, то на выходе блока 66 сравнения в первом случае формируется положительное напряжение, а во втором - отрицательное, которое не пропускается однополярным вентилем 67. Ключ 73 не открывается и ложные (помехи), принимаемые по первому ωк1 или второму ωк2 комбинационным каналам, подавляются.If the total gain of the detector path is chosen so that it is less than the gain of the superheterodyne path when receiving signals through the main and mirror channels and more when receiving signals through combinational channels, then the positive voltage is generated at the output of the comparison unit 66, and in the second negative, which is not passed by the unipolar valve 67. The key 73 does not open and false (interference) received on the first ω k1 or second ω k2 combination channels are suppressed.
Следовательно, сигнал, принимаемый по основному каналу на частоте ωс (фиг.4), после преобразования по частоте в смесителе 6 и усиления в усилителе 7 промежуточной частоты, детектирования в амплитудном детекторе 8 и дополнительного усиления в видеоусилителе 9 через открытые ключи 72 и 73 подается на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ11, в результате чего на экране образуется импульс (частотная метка), положение которого на частотной развертке однозначно определяет несущую частоту ωс принимаемого сигнала.Therefore, the signal received through the main channel at a frequency ω s (Fig. 4), after frequency conversion in the
Одновременно напряжение с выхода ключа 73 поступает на управляющий вход ключа 12, открывая его. В исходном состоянии ключ 12 всегда закрыт.At the same time, the voltage from the output of the key 73 is supplied to the control input of the key 12, opening it. In the initial state, the key 12 is always closed.
Следовательно, первый ключ 12 открывается только при приеме сигналов по основному каналу на частоте ωс (фиг.4).Therefore, the first key 12 is opened only when receiving signals on the main channel at a frequency ω s (Fig. 4).
Сигнал, принимаемый по основному каналу на частоте ωс, с выхода усилителя 4 высокой частоты через открытый ключ 12 поступает для дальнейшей обработки, в процессе которой определяют вид его модуляции или манипуляции. При этом определение вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов основано на следующих теоретических положениях.The signal received on the main channel at a frequency ω s , from the output of the high-frequency amplifier 4 through the public key 12 is supplied for further processing, during which the type of its modulation or manipulation is determined. In this case, the determination of the type of modulation and manipulation of the received signals is based on the following theoretical provisions.
Модулированное колебание в самой общей форме может быть записано:Modulated oscillation in the most general form can be written:
Здесь ωс, φ(t) - несущая частота и фаза колебания;Here ω s , φ (t) is the carrier frequency and phase of the oscillation;
φ(t)=∫ω(t)dt+φ(t)+φc - фаза колебания;φ (t) = ∫ω (t) dt + φ (t) + φ c is the oscillation phase;
U(t)=Uc[1+m·sinΩt] - огибающая колебания;U (t) = U c [1 + m · sinΩt] - envelope of the oscillation;
где Uc - амплитуда несущей в отсутствие модуляции;where U c is the amplitude of the carrier in the absence of modulation;
m - коэффициент амплитудной модуляции;m is the coefficient of amplitude modulation;
Ω - частота модулирующей функции.Ω is the frequency of the modulating function.
Для сигнала с амплитудной модуляцией (AM) выражение (1) будет иметь вид:For a signal with amplitude modulation (AM), expression (1) will look like:
Если АМ-сигнал поступает на вход амплитудного детектора 13 с выхода усилителя 4 высокой частоты через открытый ключ 12, то на его выходе образуется напряжение:If the AM signal is fed to the input of the amplitude detector 13 from the output of the high-frequency amplifier 4 through the public key 12, then a voltage is generated at its output:
Следовательно, на выходе амплитудного детектора 13 при воздействии на его вход АМ-сигнала выделяется модулирующая функция, в которой заложена полезная информация.Therefore, at the output of the amplitude detector 13, when an AM signal is exposed to its input, a modulating function is allocated in which useful information is stored.
Если на вход амплитудного детектора 13 поступает сигнал с угловой модуляцией (УМ), то при этом U(t)=Uc=const и выражение (1) принимает вид:If the input of the amplitude detector 13 receives a signal with angular modulation (UM), then U (t) = U c = const and expression (1) takes the form:
Из полученных выражений видно, что при отсутствии паразитной УМ при амплитудной модуляции колебания и паразитной AM при угловой модуляции колебания различить амплитудно-модулированный сигнал от сигнала с угловой модуляцией можно, пропуская его через амплитудный детектор 13.It can be seen from the obtained expressions that in the absence of a parasitic PA with amplitude modulation of the oscillation and parasitic AM with angular modulation of the oscillation, it is possible to distinguish the amplitude-modulated signal from the signal with angular modulation by passing it through the amplitude detector 13.
В качестве информативных признаков распознавания сигналов с амплитудной и угловой модуляциями могут быть использованы следующие параметры:The following parameters can be used as informative signs of recognition of signals with amplitude and angular modulations:
- эффективный коэффициент амплитудной модуляции- effective coefficient of amplitude modulation
где 
M(t)=ΔU(t)·sinΩt - модулирующая функция;M (t) = ΔU (t) · sinΩt is the modulating function;
- эффективная девиация частоты- effective frequency deviation
где Т - длительность сигнала;where T is the duration of the signal;
- ширина спектра Δωс принимаемого сигнала.- spectrum width Δω from the received signal.
Для АМ-сигнала указанные признаки равны:For the AM signal, these signs are equal to:
mэф=0; 
K0≅1÷1,5; m0≅2-3.K 0 ≅1 ÷ 1.5; m 0 ≅2-3.
Для УМ-сигнала:For the UM signal:
mэф≥m0; 
Эффективный коэффициент амплитудной модуляции mэф определяется с помощью амплитудного детектора 13, фильтра 14 верхних частот, фильтра 15 нижних частот, квадратора 16 и делителя 17 напряжений.The effective amplitude modulation coefficient m eff is determined using an amplitude detector 13, a high-pass filter 14, a low-pass filter 15, a quadrator 16 and a voltage divider 17.
Эффективная девиация частоты Δωэф определяется с помощью частотного детектора 18, фильтра 19 нижних частот, второго квадратора 20 и второго делителя 22 напряжений.The effective frequency deviation Δω eff is determined using a frequency detector 18, a low-pass filter 19, a second quadrator 20 and a second voltage divider 22.
Ширина амплитудного спектра Δωс принимаемого сигнала определяется с помощью анализатора 21 спектра.The width of the amplitude spectrum Δω from the received signal is determined using the spectrum analyzer 21.
Отношение Δωс/Δωэф определяется в делителе 22 напряжений. В первом блоке 23 сравнения измеренные величины mэф и Δωс/Δωэф сравниваются с определенными численными значениями m0 и K0. По результатам сравнения определяется вид модуляции (амплитудная или угловая) принимаемого сигнала.The ratio Δω c / Δω eff is determined in the voltage divider 22. In the first comparison unit 23, the measured values of m eff and Δω c / Δω eff are compared with the determined numerical values of m 0 and K 0 . The comparison results determine the type of modulation (amplitude or angular) of the received signal.
Если принимаемый сигнал имеет угловую модуляцию, то постоянное напряжение со второго выхода блока 23 сравнения подается на управляющий вход ключа 24, открывая его. В исходном состоянии ключи 12 и 24 всегда закрыты. При этом принимаемый сигнал с угловой модуляцией с выхода усилителя 4 высокой частоты через открытые ключи 12 и 24 поступает для дальнейшей обработки.If the received signal has angular modulation, then a constant voltage from the second output of the comparison unit 23 is supplied to the control input of the key 24, opening it. In the initial state, keys 12 and 24 are always closed. In this case, the received signal with angular modulation from the output of the high-frequency amplifier 4 through the public keys 12 and 24 is received for further processing.
Следует отметить, что распознавание вида угловой (частотная или фазовая) модуляции является сложной технической задачей. Это связано с трудностью выделения информативных признаков, по которым можно отличить сигнал с частотной модуляцией (ЧМ) от сигнала с фазовой модуляцией (ФМ), так как частотная и фазовая модуляции в силу интегродифференциальной связи между частотой и фазой колебания имеют много общего друг с другом, что и оправдывает существование объединенного термина "угловая модуляция". Заметим, что в силу указанной связи частотная модуляция всегда сопровождается изменением фазы модулируемого колебания, а при осуществлении фазовой модуляции всегда имеет место изменение частоты радиосигнала. Эти изменения неразрывно связаны друг с другом и все дело в том, какое из них является первичным, т.е. какое из них пропорционально модулирующей функции. При частотной модуляции, очевидно, первичным является изменение частоты, а при фазовой модуляции - изменение фазы высокочастотных колебаний.It should be noted that the recognition of the type of angular (frequency or phase) modulation is a complex technical task. This is due to the difficulty of identifying informative features by which it is possible to distinguish a signal with frequency modulation (FM) from a signal with phase modulation (FM), since frequency and phase modulations, due to the integro-differential coupling between the frequency and phase, the oscillations have much in common with each other, which justifies the existence of the combined term "angular modulation". Note that due to this connection, frequency modulation is always accompanied by a change in the phase of the modulated oscillation, and when phase modulation is performed, there is always a change in the frequency of the radio signal. These changes are inextricably linked with each other and the whole thing is which of them is primary, i.e. which one is proportional to the modulating function. With frequency modulation, obviously, the primary is the change in frequency, and with phase modulation is the change in the phase of high-frequency oscillations.
Следует отметить, что распознавание ЧМ- и ФМ-сигналов при гармонической модулирующей функции вообще невозможно. Однако реальные колебания имеют модулирующую функцию значительно более сложную, чем гармоническая. Поэтому имеется определенная возможность для распознавания ЧМ- и ФМ-сигналов, используя в качестве признака распознавания деформацию модулирующей функции на выходе частотного 18 и фазового 25 детекторов.It should be noted that the recognition of FM and FM signals with a harmonic modulating function is generally impossible. However, real oscillations have a modulating function much more complex than harmonic. Therefore, there is a certain opportunity for the recognition of FM and FM signals using, as a sign of recognition, the deformation of the modulating function at the output of the frequency 18 and phase 25 detectors.
Пусть разложение модулирующей функции в ряд Фурье на некотором временном интервале имеет следующий вид:Let the expansion of the modulating function in a Fourier series on a certain time interval have the following form:
где Ui, ωi, φi - амплитуда, частота и начальная фаза i-й спектральной составляющей.where U i , ω i , φ i - amplitude, frequency and initial phase of the i-th spectral component.
Известно, что на выходе фазового детектора 25 будет выделяться фаза колебания:It is known that at the output of the phase detector 25, the oscillation phase will be distinguished:
а на выходе частотного детектора 18 получается дифференциал от фазы:and at the output of the frequency detector 18, the differential from the phase is obtained:
Рассмотрим случай, когда тип детектора соответствуют виду угловой модуляции принимаемого сигнала.Consider the case when the type of detector corresponds to the type of angular modulation of the received signal.
При ЧМ ω(t)=M(t), ϕ(t)=0 и на выходе частотного детектора 18 будем иметь:For FM ω (t) = M (t), ϕ (t) = 0 and at the output of the frequency detector 18 we will have:
При ФМ ω(t)=0, ϕ(t)=M(t) и на выходе фазового детектора 25 будем иметь:With FM, ω (t) = 0, ϕ (t) = M (t) and at the output of the phase detector 25 we will have:
Если тип детектора не соответствует виду угловой модуляции, то возможны следующие ситуации.If the type of detector does not match the type of angular modulation, then the following situations are possible.
Пусть на вход фазового детектора 25 поступает ЧМ-сигнал. При этом ω(t)=M(t), ϕ(t)=0 и на выходе фазового детектора 25 будем иметь:Let the FM signal be input to the phase detector 25. Moreover, ω (t) = M (t), ϕ (t) = 0 and at the output of the phase detector 25 we will have:
Анализируя формулу (11), видим, что спектр ЧМ-колебания после фазового детектора 25 претерпевает деформацию. С увеличением номера спектральной составляющей амплитуда ее будет уменьшаться, т.е. отношение амплитуд спектральных составляющих, взятых в начале частотной оси, к амплитуде спектральных составляющих, взятых на некотором расстоянии от начала оси, будет больше 1.Analyzing formula (11), we see that the spectrum of FM vibrations after phase detector 25 undergoes deformation. With increasing number of the spectral component, its amplitude will decrease, i.e. the ratio of the amplitudes of the spectral components taken at the beginning of the frequency axis to the amplitude of the spectral components taken at a certain distance from the beginning of the axis will be more than 1.
Теперь рассмотрим прохождение ФМ-колебания через частотный детектор 18.Now we consider the passage of the FM oscillation through the frequency detector 18.
При ФМ ω(t)=0, ϕ(t)=M(t) и на выходе частотного детектора 18 будем иметь:For FM, ω (t) = 0, ϕ (t) = M (t) and at the output of the frequency detector 18 we will have:
Из формулы (12) видно, что спектр ФМ-колебания на выходе частотного детектора 18 также претерпевает деформацию. С увеличением номера спектральной составляющей амплитуда ее будет увеличиваться, т.е. отношение амплитуд спектральных составляющих, взятых в начале частотной оси, к амплитудам спектральных составляющих, взятых на некотором расстоянии от начала оси, будет меньше 1.From formula (12) it is seen that the spectrum of the FM vibration at the output of the frequency detector 18 also undergoes deformation. With an increase in the number of the spectral component, its amplitude will increase, i.e. the ratio of the amplitudes of the spectral components taken at the beginning of the frequency axis to the amplitudes of the spectral components taken at a certain distance from the beginning of the axis will be less than 1.
Принимаемый УМ-сигнал с выхода усилителя 4 высокой частоты через открытые ключи 12 и 24 поступает на входы частотного 18 и фазового 25 детекторов. Фильтры 19 и 26 нижних частот выделяют спектральные составляющие, расположенные в начале частотной оси. Фильтры 27 и 32 верхних частот выделяют спектральные составляющие, расположенные на некотором расстоянии от начала оси. Амплитудные детекторы 28, 29, 31 и 33 выделяют огибающие соответствующих спектральных составляющих. Блоки 30 и 34 сравнения определяют отношение амплитуд спектральных составляющих, взятых в начале частотной оси, к амплитудам спектральных составляющих, взятых на некотором расстоянии от начала частотной оси, на выходах фазового 25 и частотного 18 детекторов. В зависимости от указанного отношения принимается решение о виде угловой (частотная или фазовая) модуляции принимаемого сигнала.The received UM signal from the output of the high-frequency amplifier 4 through the public keys 12 and 24 is fed to the inputs of the frequency 18 and phase 25 detectors. Low-pass filters 19 and 26 emit spectral components located at the beginning of the frequency axis. High-pass filters 27 and 32 emit spectral components located at some distance from the beginning of the axis. Amplitude detectors 28, 29, 31, and 33 extract the envelopes of the corresponding spectral components. Blocks 30 and 34 of the comparison determine the ratio of the amplitudes of the spectral components taken at the beginning of the frequency axis to the amplitudes of the spectral components taken at a certain distance from the beginning of the frequency axis, at the outputs of the phase 25 and frequency 18 detectors. Depending on the indicated relationship, a decision is made on the form of the angular (frequency or phase) modulation of the received signal.
Если на выходе фазового детектора 25 указанное отношение больше единицы, а на выходе частотного детектора 18 указанное отношение приблизительно равно единице, то принимаемый сигнал имеет частотную модуляцию.If the specified ratio is greater than unity at the output of the phase detector 25, and the indicated ratio is approximately equal to unity at the output of the frequency detector 18, then the received signal has frequency modulation.
Если на выходе частотного детектора 18 отношение амплитуд спектральных составляющих, взятых в начале частотной оси, к амплитудам спектральных составляющих, взятых на некотором расстоянии от начала частотной оси, будет меньше единицы, а на выходе фазового детектора 25 указанное отношение приблизительно равно единице, то принимаемый сигнал имеет фазовую модуляцию.If at the output of the frequency detector 18 the ratio of the amplitudes of the spectral components taken at the beginning of the frequency axis to the amplitudes of the spectral components taken at a certain distance from the beginning of the frequency axis is less than unity, and at the output of the phase detector 25 this ratio is approximately equal to unity, then the received signal has phase modulation.
При манипуляции высокочастотного колебания по амплитуде, частоте и фазе модулирующей функцией M(t) (двухполярными посылками постоянного тока) манипулированные сигналы будут иметь вид, показанный на фиг.2.When manipulating high-frequency oscillations in amplitude, frequency and phase with the modulating function M (t) (bipolar DC packages), the manipulated signals will have the form shown in FIG. 2.
Для распознавания указанных сигналов можно использовать спектральный метод, который основан на особенностях амплитудных и фазовых спектров амплитудно-манипулированных (АМн), частотно-манипулированных (ЧМн) и фазоманипулированных (ФМн) сигналов, получаемых в реальном масштабе времени. При этом в качестве признаков распознавания указанных сигналов используются симметрия амплитудного спектра и наличие линейного фазового члена. При частотной манипуляции амплитудный спектр не обладает свойством симметрии, а при амплитудной и фазовой манипуляции он является четно-симметричной функцией частоты. Обозначив данный признак через α, получимTo recognize these signals, you can use the spectral method, which is based on the characteristics of the amplitude and phase spectra of amplitude-manipulated (AMn), frequency-manipulated (FMN) and phase-shifted (FMN) signals obtained in real time. Moreover, symmetry of the amplitude spectrum and the presence of a linear phase term are used as signs of recognition of these signals. In frequency manipulation, the amplitude spectrum does not have the symmetry property, while in amplitude and phase manipulation it is an evenly symmetric function of frequency. Denoting this feature by α, we obtain
αАМн=0, αЧМн=0, αФМн=0.α AMn = 0, α FMN = 0, α FMN = 0.
По данному признаку можно различить два класса сигналов: ЧМн-сигналы и АМн (ФМн) сигналы.On this basis, two classes of signals can be distinguished: FMN signals and AMn (FMn) signals.
Фазовые спектры АМн- и ЧМн-сигналов характеризуются наличием линейного члена.The phase spectra of AMn and FMN signals are characterized by the presence of a linear term.
Обозначив данный признак через β, получимDenoting this sign by β, we obtain
βАМн=0, βЧМн=1, βФМн=0.β AMn = 0, β FMN = 1, β FMN = 0.
По этому признаку можно отличить АМн-, ЧМн-сигналы от ФМн-сигнала.On this basis, it is possible to distinguish AMn, FMN signals from the FMN signal.
Следует отметить, что в пространстве указанных признаков рассматриваемые классы сигналов не пересекаются, т.е. их распознавание можно производить с высокой достоверностью (фиг.3).It should be noted that in the space of the indicated features, the considered signal classes do not intersect, i.e. their recognition can be performed with high reliability (figure 3).
Принимаемый манипулированный сигнал с выхода усилителя 4 высокой частоты через открытый ключ 12 поступает на вход анализатора 35 комплексного спектра, а затем на входы анализатора 36 линейного члена, фазового члена и анализатора 37 симметрии амплитудного спектра. Измеренные признаки распознавания поступают на входы преобразователей 38 и 39 аналог-код, где они преобразуются в цифровые коды, которые поступают в блок логической обработки, состоящий из элементов совпадения И 40, 42, 44 и инверторов 41 и 43. Появление напряжений на выходах элементов совпадения И 40, 42, 44 свидетельствует о частотной, амплитудной и фазовой манипуляции соответственно.The received manipulated signal from the output of the high-frequency amplifier 4 through the public key 12 is fed to the input of the complex spectrum analyzer 35, and then to the inputs of the linear term analyzer 36, phase term, and amplitude spectrum symmetry analyzer 37. The measured recognition features are fed to the inputs of the analog and code converters 38 and 39, where they are converted to digital codes, which enter the logical processing unit, consisting of coincidence elements AND 40, 42, 44 and inverters 41 and 43. The appearance of voltages at the outputs of the coincidence elements And 40, 42, 44 indicates frequency, amplitude and phase manipulation, respectively.
Если на вход панорамного приемника поступает сложный сигнал с двукратной фазовой манипуляциейIf a complex signal with double phase shift keying is input to the panoramic receiver
uc(t)=Uc·cos[ωct+φk(t)+φc], 0≤t≤Tc,u c (t) = U c · cos [ω c t + φ k (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,
где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отражающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase, which reflects the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t), and φ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc (Tc=N·τэ),τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T c (T c = N · τ e ),
то логическая единица образуется на выходе элемента совпадения И 44. Эта единица преобразуется в преобразователе 45 код-напряжение в постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 46 и открывает его. В исходном состоянии ключ 46 всегда закрыт.then a logical unit is formed at the output of the AND element 44. This unit is converted in the code-voltage converter 45 to a constant voltage, which is supplied to the control input of the key 46 and opens it. In the initial state, key 46 is always closed.
При этом принимаемый сигнал Uc(t) с выхода усилителя 4 высокой частоты через открытый ключ 12 и 46 поступает на входы трех каналов обработки.In this case, the received signal U c (t) from the output of the high-frequency amplifier 4 through the public key 12 and 46 is fed to the inputs of the three processing channels.
В этом случае на выходе умножителей фазы на два 47, четыре 48 и восемь 49 образуются следующие гармонические колебания соответственно:In this case, at the output of phase multipliers by two 47, four 48 and eight 49, the following harmonic oscillations are formed, respectively:
U1(t)=Uccos(2ωct+2φс),U 1 (t) = U c cos (2ω c t + 2φ s ),
U2(t)=Uccos(4ωct+4φс),U 2 (t) = U c cos (4ω c t + 4φ s ),
U3(t)=Uccos(8ωct+8φс), 0≤t≤Tc,U 3 (t) = U c cos (8ω c t + 8φ s ), 0≤t≤T c ,
так как 2φk(1)={0,2π}, 4φk(t)={0,4π}, 8φk(1)={0,8π}, то в указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует.since 2φ k (1) = {0.2π}, 4φ k (t) = {0.4π}, 8φ k (1) = {0.8π}, phase manipulation is already absent in the indicated oscillations.
Ширина спектра второй Δf2, четвертой Δf4 и восьмой Δf8 гармоник сигнала определяется его длительностью (Δf2=1/Tc, Δf4=1/Tc, Δf8=1/Tc), тогда как ширина спектра ФМн-сигнала определяется длительностью элементарных посылок τэ (Δfc=1/τэ), т.е. ширина спектра указанных гармоник сигнала в N раз меньше ширины сигнала входного сигнала:The width of the spectrum of the second Δf 2 , fourth Δf 4 and eighth Δf 8 harmonics of the signal is determined by its duration (Δf 2 = 1 / T c , Δf 4 = 1 / T c , Δf 8 = 1 / T c ), while the width of the spectrum of FMN the signal is determined by the duration of the elementary premises τ e (Δf c = 1 / τ e ), i.e. the spectrum width of the indicated harmonics of the signal is N times smaller than the width of the signal of the input signal:
Ширина спектра Δfc входного ФМн-сигнала Uc(t) измеряется с помощью анализатора спектра 21. Ширина спектра второй Δf2, четвертой Δf4 и восьмой Δf8 гармоник сигнала измеряется анализаторами спектра 50, 51 и 52 соответственно. Напряжения U2, U4, U8, пропорциональные Δf2, Δf4, Δf8 соответственно, с выходов анализаторов спектра 50, 51 и 52 поступают на первые входы блоков 53, 54 и 55 сравнения, на вторые входы которых подается напряжение с выхода анализатора спектра 21, пропорциональное U1. Так как U1>>U2, U1>>U4, U1>>U8, то на выходе блоков 53, 54 и 55 сравнения образуются положительные напряжения, которые через соответствующие преобразователи аналог-код 56, 57 и 58 поступают на первые входы элементов совпадения И 61, 62 и 63. На второй вход элемента совпадения И 61 подается логическая единица с выхода второго преобразователя аналог-код 57. Второй вход элемента совпадения И 62 через инвертор 59 соединен с выходом преобразователя аналог-код 56 первого канала обработки. Второй вход элемента совпадения И 63 через инвертор 40 соединен с выходом преобразователя аналог-код 57 второго канала обработки.The width of the spectrum Δf c of the input QPSK signal U c (t) is measured using a spectrum analyzer 21. The spectrum width of the second Δf 2 , fourth Δf 4 and eighth Δf 8 harmonics of the signal is measured by spectrum analyzers 50, 51 and 52, respectively. Voltages U 2 , U 4 , U 8 proportional to Δf 2 , Δf 4 , Δf 8, respectively, from the outputs of the spectrum analyzers 50, 51 and 52 are fed to the first inputs of the comparison blocks 53, 54 and 55, the second inputs of which are supplied with voltage spectrum analyzer 21, proportional to U 1 . Since U 1 >> U 2 , U 1 >> U 4 , U 1 >> U 8 , then positive voltages are generated at the output of comparison units 53, 54 and 55, which are supplied through the corresponding analog-code converters 56, 57 and 58 to the first inputs of the matching elements And 61, 62 and 63. The logical unit from the output of the second converter analog-code 57 is fed to the second input of the matching element And 61. The second input of the matching element And 62 through the inverter 59 is connected to the output of the analog-code 56 converter of the first channel processing. The second input of the coincidence element AND 63 through the inverter 40 is connected to the output of the analog-code converter 57 of the second processing channel.
Следовательно, при двукратной фазовой манипуляции [φk(t)=[0, π}] логическая единица образуется только на выходе элемента совпадения И 61.Therefore, with a double phase manipulation [φ k (t) = [0, π}], a logical unit is formed only at the output of the AND 61 coincidence element.
Если на вход панорамного приемника поступает сигнал с четырехкратной фазовой манипуляцией ФМн-4 
Если на вход панорамного приемника поступает сигнал с восьмикратной фазовой манипуляцией ФМн-8 
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости панорамного приемника и достоверности определения несущей частоты, вида модуляции и манипуляции принимаемых сигналов. Это достигается за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.Thus, the proposed device in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provides increased noise immunity of the panoramic receiver and the reliability of determining the carrier frequency, type of modulation and manipulation of received signals. This is achieved by suppressing false signals (interference) received through the mirror and Raman channels.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012113270/28A RU2514160C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012113270/28A RU2514160C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012113270A RU2012113270A (en) | 2013-10-10 |
| RU2514160C2 true RU2514160C2 (en) | 2014-04-27 |
Family
ID=49302734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012113270/28A RU2514160C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2514160C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716017C1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining the types of radar signals in an autocorrelation receiver |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1069149A2 (en) * | 1982-09-24 | 1984-01-23 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Radio signal recognition device |
| US4443801A (en) * | 1981-06-15 | 1984-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Direction finding and frequency identification method and apparatus |
| US6434186B2 (en) * | 1998-03-27 | 2002-08-13 | Nokia Mobile Phones Limited | Priority channel search based on spectral analysis and signal recognition |
| US6690746B1 (en) * | 1999-06-11 | 2004-02-10 | Southwest Research Institute | Signal recognizer for communications signals |
| RU2230330C2 (en) * | 2002-07-01 | 2004-06-10 | Военный инженерно-космический университет | Method establishing frequency |
| RU2276375C1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-05-10 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Method of determining frequency |
| RU2310870C1 (en) * | 2006-07-24 | 2007-11-20 | Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Method for determining frequency, type of modulation and manipulation of received signals |
| RU2321003C1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-03-27 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Method of determining frequency and type of modulation of received signals |
| RU2324947C1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-20 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Device for determining frequency and type of received signal modulation |
| RU2361225C1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННО-КОСМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ им.А.Ф.Можайского | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals |
| RU2365923C1 (en) * | 2008-07-03 | 2009-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for recognition of radio signals |
-
2012
- 2012-03-30 RU RU2012113270/28A patent/RU2514160C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4443801A (en) * | 1981-06-15 | 1984-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Direction finding and frequency identification method and apparatus |
| SU1069149A2 (en) * | 1982-09-24 | 1984-01-23 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Radio signal recognition device |
| US6434186B2 (en) * | 1998-03-27 | 2002-08-13 | Nokia Mobile Phones Limited | Priority channel search based on spectral analysis and signal recognition |
| US6690746B1 (en) * | 1999-06-11 | 2004-02-10 | Southwest Research Institute | Signal recognizer for communications signals |
| RU2230330C2 (en) * | 2002-07-01 | 2004-06-10 | Военный инженерно-космический университет | Method establishing frequency |
| RU2276375C1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-05-10 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Method of determining frequency |
| RU2310870C1 (en) * | 2006-07-24 | 2007-11-20 | Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Method for determining frequency, type of modulation and manipulation of received signals |
| RU2321003C1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-03-27 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Method of determining frequency and type of modulation of received signals |
| RU2324947C1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-20 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Device for determining frequency and type of received signal modulation |
| RU2361225C1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННО-КОСМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ им.А.Ф.Можайского | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals |
| RU2365923C1 (en) * | 2008-07-03 | 2009-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for recognition of radio signals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716017C1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining the types of radar signals in an autocorrelation receiver |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012113270A (en) | 2013-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2361225C1 (en) | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals | |
| RU2514160C2 (en) | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals | |
| RU2310870C1 (en) | Method for determining frequency, type of modulation and manipulation of received signals | |
| RU2276375C1 (en) | Method of determining frequency | |
| RU2230330C2 (en) | Method establishing frequency | |
| RU2366079C1 (en) | Panoramic receiver | |
| RU2573718C2 (en) | Device for determining frequency, type of modulation and manipulation of received signals | |
| RU2324947C1 (en) | Device for determining frequency and type of received signal modulation | |
| US2820898A (en) | Distance measuring equipment utilizing frequency modulation | |
| RU2321003C1 (en) | Method of determining frequency and type of modulation of received signals | |
| RU2380717C1 (en) | Panoramic asynchronous radio receiver | |
| RU2344430C1 (en) | Device for frequency measurement of input system of panoramic radio receiver | |
| RU2279097C1 (en) | Arrangement for measuring frequency of input signal of panoramic radioset | |
| RU2368075C1 (en) | Device for identification of radio signals | |
| RU2517417C2 (en) | Panoramic receiver | |
| RU2030750C1 (en) | Panoramic receiver | |
| RU2005993C1 (en) | Indication device | |
| RU2286026C1 (en) | Coherent radio line | |
| RU2005994C1 (en) | Indication device | |
| RU2119253C1 (en) | Method and device for signal transmission and reception over three-phase power transmission line | |
| RU2330295C1 (en) | Method of frequency determination and device for its implementation | |
| RU2009512C1 (en) | Oscillographic spectrum analyzer | |
| RU2006044C1 (en) | Receiver | |
| RU95412U1 (en) | NONLINEAR RADAR STATION FOR DETECTION OF RADIO ELECTRONIC EXPLOSION CONTROL DEVICES | |
| RU2005992C1 (en) | Indication device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150331 |