RU2546312C1 - Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals - Google Patents

Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals Download PDF

Info

Publication number
RU2546312C1
RU2546312C1 RU2014100834/08A RU2014100834A RU2546312C1 RU 2546312 C1 RU2546312 C1 RU 2546312C1 RU 2014100834/08 A RU2014100834/08 A RU 2014100834/08A RU 2014100834 A RU2014100834 A RU 2014100834A RU 2546312 C1 RU2546312 C1 RU 2546312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
narrow
phase
inputs
Prior art date
Application number
RU2014100834/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Ипатов
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш
Сергей Георгиевич Смоленцев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
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 бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
Priority to RU2014100834/08A priority Critical patent/RU2546312C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2546312C1 publication Critical patent/RU2546312C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals comprises a preselector 1, a frequency converter 2, first 3 and second 17 intermediate frequency amplifiers, band-pass filters 4.i and 5.i, a nonlinear element 6.i, a narrow band-pass filter 7.i, an envelope detector 8.i, switches 9.i (i=1, 2, … n), a decision unit 10, an adder 11, a recording unit 12, first 13 and second 14 mixers, first 15 and second 16 heterodynes, a correlator 18, a threshold unit 19, a switch 20, a multiplier 21, first 22 and second 24 narrow band-pass filters, a phase doubler 23, a phase detector 25 and an inverted amplifier 26.
EFFECT: high noise-immunity and reliability of detecting phase-shift keyed broadband signals.
2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для приема и анализа фазоманипулированных (ФМн) сигналов с бинарным значением фазы.The proposed device relates to radio engineering and can be used in equipment designed to receive and analyze phase-shifted (PSK) signals with a binary phase value.

Известны радиоприемные устройства для обнаружения сигналов на фоне шумов и помех (авт. свид. СССР №№211.599, 309.326, 540.230, 1.718.695, 1.758.883, 1.785.410, 1.799.226, 1.799.227, 1.840.539, 1.840.708; патенты РФ №№2.001.533, 2.007.046, 2.181.528, 2.196.395, 2.379.837, 2.479.120; патенты США №№3.702.475, 3.815.028, 3.510.313, 7.742.914; патент EP №1.947.642; Сабинов В.А. Цифровое устройство для обнаружения и грубого измерения частоты сигнала. - Труды МАИ, 1970, вып. 201 и другие).Known radio receivers for detecting signals against a background of noise and interference (ed. Certificate of the USSR No. 211.599, 309.326, 540.230, 1.718.695, 1.758.883, 1.785.410, 1.799.226, 1.799.227, 1.840.539, 1.840 .708; RF patents Nos. 2,001.533, 2.007.046, 2.181.528, 2.196.395, 2.379.837, 2.479.120; US patents Nos. 3,702.475, 3.815.028, 3.510.313, 7.742.914 ; EP patent No. 1.947.642; VA Sabinov, Digital device for detecting and coarse measuring the signal frequency. - Transactions of MAI, 1970, issue 201 and others).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией» (патент РФ №2.479.120, H03K 7/00, 2011), которое и выбрано в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is "Radio receiving device for detecting broadband signals with phase shift keying" (RF patent No. 2,479.120, H03K 7/00, 2011), which is selected as a prototype.

Известное устройство обеспечивает обнаружение широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией на фоне шумов и узкополосных помех. Оно построено по супергетеродинной схеме, в которой существуют дополнительные (зеркальные и комбинационные) каналы приема. Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным и комбинационным каналам, основано на использовании двух гетеродинов 15 и 16, частоты fГ1 и fГ2 которых разнесены на удвоенное значение промежуточной частотыThe known device provides the detection of broadband signals with phase shift keying against the background of noise and narrowband interference. It is built according to a superheterodyne circuit in which there are additional (mirror and Raman) reception channels. The suppression of false signals (interference) received via mirror and Raman channels is based on the use of two local oscillators 15 and 16, the frequencies f G1 and f G2 of which are spaced apart by a double value of the intermediate frequency

fГ2-fГ1=2fпр f r2 -f r1 = 2f etc.

и выбраны симметричными относительно частоты fc основного канала приема, (фиг.2):and selected symmetrical with respect to the frequency f c of the main receiving channel, (Fig.2):

fС-fГ1=fГ2-fС=fпр. f C -f G1 = f G2 -f C = f ave.

Это обстоятельство приводит к удвоению числа дополнительных каналов приема, но создает благоприятные условия для их подавления за счет корреляционной обработки канальных напряжений.This circumstance leads to a doubling of the number of additional receiving channels, but creates favorable conditions for their suppression due to the correlation processing of channel voltages.

Однако под воздействием различных дестабилизирующих факторов, в том числе и эффекта Доплера, когда источник излучения ФМн-сигналов и радиоприемное устройство взаимно перемещаются, указанная симметричность нарушается и снижается помехоустойчивость и достоверность обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией.However, under the influence of various destabilizing factors, including the Doppler effect, when the radiation source of the FMN signals and the radio receiver are mutually moved, the indicated symmetry is broken and the noise immunity and reliability of detection of broadband signals with phase shift keying are reduced.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией путем обеспечения симметричности частот fГ1 и fГ2 первого и второго гетеродинов относительно частоты fС основного канала приемаAn object of the invention is to increase the noise immunity and reliability of detection of broadband signals with phase shift keying by ensuring the symmetry of the frequencies f G1 and f G2 of the first and second local oscillators relative to the frequency f C of the main receiving channel

fС-fГ1=fГ2-fС=fпр..f C -f G1 = f G2 -f C = f ave .

Поставленная задача решается тем, что радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, последовательно включенные преселектор и преобразователь частоты, n каналов нелинейной обработки, каждый из которых состоит из последовательно включенных нелинейного элемента, узкополосного фильтра и ключа, а также двух полосовых фильтров, выходы которых подключены к входам нелинейного элемента, при этом выход узкополосного фильтра через детектор огибающей соединен с одной из входов решающего блока, соответствующий выход которого подключен к управляющему входу ключа, выходы ключей подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом блока регистрации, преобразователь частоты выполнен в виде последовательно включенных первого гетеродина, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом преселектора, первого усилителя промежуточной частоты, коррелятора, порогового блока и ключа, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к входам полосовых фильтров, последовательно включенных второго гетеродина, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом преселектора и второго усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом коррелятора, при этом частоты fГ1 и fГ2 первого и второго гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частотыThe problem is solved in that a radio receiving device for detecting broadband signals with phase shift keying, comprising, in accordance with the closest analogue, a series-connected preselector and a frequency converter, n channels of non-linear processing, each of which consists of a series-connected non-linear element, a narrow-band filter and a key as well as two band-pass filters, the outputs of which are connected to the inputs of the nonlinear element, while the output of the narrow-band filter through the envelope detector with it is single from one of the inputs of the deciding unit, the corresponding output of which is connected to the control input of the key, the outputs of the keys are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the registration unit, the frequency converter is made in the form of series-connected first local oscillator, first mixer, the second input of which is connected to the output of the preselector, the first intermediate frequency amplifier, correlator, threshold block and key, the second input of which is connected to the output of the first intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the inputs of bandpass filters, serially connected to the second local oscillator, the second mixer, the second input of which is connected to the output of the preselector and the second intermediate frequency amplifier, the output of which is connected to the second input of the correlator, while the frequencies f G1 and f G2 of the first and second local oscillators are doubled intermediate frequency value

fГ2-fГ1=2fпр f r2 -f r1 = 2f etc.

и выбраны симметричными относительно несущей частоты fС основного канала приемаand are chosen symmetrical with respect to the carrier frequency f C of the main receiving channel

fС-fГ1=fГ2-fС=fпр.,f C -f G1 = f G2 -f C = f ave. ,

отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено перемножителем, двумя узкополосными фильтрами, удвоителем фазы, фазовым детектором и инверсным усилителем, причем к выходу первого гетеродина последовательно подключены перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, первый узкополосный фильтр, фазовый детектор и инверсный усилитель, два выхода которого соединены с выходами первого и второго гетеродинов соответственно, к выходу ключа преобразователя частоты последовательно подключены удвоитель фазы и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора.differs from the closest analogue in that it is equipped with a multiplier, two narrow-band filters, a phase doubler, a phase detector and an inverse amplifier, with a multiplier connected in series to the output of the first local oscillator, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the first narrow-band filter, phase detector and inverse an amplifier, the two outputs of which are connected to the outputs of the first and second local oscillators, respectively; a phase doubler is connected in series to the output of the frequency converter key the second narrow-band filter, the output of which is connected to the second input of the phase detector.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.2.The structural diagram of the proposed device is presented in figure 1. A frequency diagram explaining the principle of formation of additional reception channels is shown in FIG.

Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией содержит последовательно включенные преселектор 1, преобразователь 2 частоты и n каналов нелинейной обработки, каждый из которых состоит из последовательно соединенных нелинейного элемента 6.i, узкополосного фильтра 7.i и ключа 9.i, а также двух полосовых фильтров 4.i и 5.i, выходы которых подключены к входам нелинейного элемента 6.i, причем выход узкополосного фильтра 7.i через детектор 8.i огибающей соединен с одним из входов решающего блока 10, соответствующий выход которого подключен к управляющему входу ключа 9.i, выходы ключей 9.i подключены к выходам сумматора 11, выход которого соединен с входом блока 12 регистрации (i=1, 2, …, n).A phase shift keyed radio receiver for detecting broadband signals comprises a preselector 1, a frequency converter 2 and n non-linear processing channels, each of which consists of a non-linear element 6.i, a narrow-band filter 7.i and a key 9.i, connected in series, and two band-pass filters 4.i and 5.i, the outputs of which are connected to the inputs of the nonlinear element 6.i, and the output of the narrow-band filter 7.i through the envelope detector 8.i is connected to one of the inputs of the decision unit 10, corresponding th output is connected to the control input 9.i keys, 9.i outputs connected to the outputs of the adder 11, whose output is connected to the input 12 of the recording unit (i = 1, 2, ..., n).

Преобразователь 2 частоты выполнен в виде последовательно включенных первого гетеродина 15, первого смесителя 13, второй вход которого соединен с выходом преселектора 1, первого усилителя 3 промежуточной частоты, коррелятора 18, порогового блока 19 и ключа 20, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 3 промежуточной частоты, а выход подключен к полосовым фильтрам 4.i и 5.i, последовательно включенных второго гетеродина 16, второго смесителя 14, второй вход которого соединен со выходом преселектора 1, и второго усилителя 17 промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом коррелятора 18, последовательно подключенных к выходу первого гетеродина 15 перемножителя 21, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 16, первого узкополосного фильтра 22, фазового детектора 25 и инверсного усилителя 26, два выхода которого соединен с входами первого 15 и второго 16 гетеродинов соответственно, последовательно подключенных к выходу ключа 20 преобразователя 2 частоты удвоителя 23 фазы и второго узкополосного фильтра 24, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 25.The frequency converter 2 is made in the form of series-connected first local oscillator 15, the first mixer 13, the second input of which is connected to the output of the preselector 1, the first intermediate frequency amplifier 3, the correlator 18, the threshold unit 19 and the key 20, the second input of which is connected to the output of the first amplifier 3 intermediate frequency, and the output is connected to bandpass filters 4.i and 5.i, serially connected to the second local oscillator 16, the second mixer 14, the second input of which is connected to the output of the preselector 1, and the second amplifier 17 intermediate frequency, the output of which is connected to the second input of the correlator 18, connected in series to the output of the first local oscillator 15 of the multiplier 21, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 16, the first narrow-band filter 22, phase detector 25 and inverse amplifier 26, the two outputs of which are connected to the inputs of the first 15 and second 16 local oscillators, respectively, connected in series to the output of the key 20 of the frequency converter 2 of the frequency doubler 23 and the second narrow-band filter 24, the output of which is connected to the second phase input Vågå detector 25.

Устройство работает следующим образом. Если широкополосный ФМн-сигнал принимается по основному каналу на частоте fC The device operates as follows. If the broadband PSK signal is received on the main channel at a frequency f C

uC(t)=UCcos[2πfCt+φk(t)+φС], 0≤t≤TC,u C (t) = U C cos [2πf C t + φ k (t) + φ С ], 0≤t≤T C ,

где φk(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции,where φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation,

то он с выхода преселектора 1 поступает на первый вход первого 13 и второго 14 смесителей, на второй вход которых подается напряжение первого 15 и второго 16 гетеродинов соответственноthen it goes from the output of the preselector 1 to the first input of the first 13 and second 14 mixers, the second input of which supplies the voltage of the first 15 and second 16 local oscillators, respectively

uГ1(t)=UГ1cos(2πfГ1t+φГ1),u Г1 (t) = U Г1 cos (2πf Г1 t + φ Г1 ),

uГ2(t)=UГ1cos(2πfГ2t+φГ2).u Г2 (t) = U Г1 cos (2πf Г2 t + φ Г2 ).

При этом частоты fГ1 и fГ2 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты (фиг.2)In this case, the frequencies f G1 and f G2 are spaced twice the value of the intermediate frequency (figure 2)

fГ2-fГ1=2fпр f r2 -f r1 = 2f etc.

и выбраны симметричными относительно частоты fС основного канала приемаand are chosen symmetrical with respect to the frequency f C of the main receiving channel

fС-fГ1=fГ2-fС=fпр..f C -f G1 = f G2 -f C = f ave .

Это обстоятельство приводит к удвоению числа дополнительных каналов приема, но создает благоприятные условия для их подавления за счет корреляционной обработки канальных напряжений.This circumstance leads to a doubling of the number of additional receiving channels, but creates favorable conditions for their suppression due to the correlation processing of channel voltages.

На выходе смесителей 13 и 14 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 3 и 7 промежуточной частоты выделяются напряжения промежуточной частоты:At the output of the mixers 13 and 14, voltages of combination frequencies are generated. Amplifiers 3 and 7 of the intermediate frequency are allocated voltage intermediate frequency:

uпр1(t)=Uпр1cos[2πfпрt+φk(t)+φпр1],u pr1 (t) = U pr1 cos [2πf pr t + φ k (t) + φ pr1 ],

uпр2(t)=Uпр2cos[2πfпрt-φk(t)+φпр2], 0≤t≤TС np2 u (t) = U np2 cos [2πf pr t-φ k (t) + φ np2], 0≤t≤T C

где U п р 1 = 1 2 U С U Г 1

Figure 00000001
;Where U P R one = one 2 U FROM U G one
Figure 00000001
;

U п р 2 = 1 2 U С U Г 2

Figure 00000002
; U P R 2 = one 2 U FROM U G 2
Figure 00000002
;

fпр=fС-fГ1=fГ2-fС - промежуточная частота;f CR = f C -f G1 = f G2 -f C is the intermediate frequency;

φпр1СГ1; φпр2Г2С,φ pr1 = φ CG1 ; φ pr2 = φ Г2С ,

которые поступают на два входа коррелятора 18, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ).which enter the two inputs of the correlator 18, the output of which produces a voltage proportional to the correlation function R (τ).

Следует отметить, что корреляционная функция R(τ) ФМн-сигналов обладает замечательным свойством: она имеет значительный главный лепесток и сравнительно низкий уровень боковых лепестков. Это свойство используется для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным и комбинационным каналам. Напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), сравнивается с пороговым уровнем Uпор1 в пороговом блоке 19. Пороговое напряжение Uпор1 превышается только при максимальном значении корреляционной функции R(τ). Так как корреляционные напряжения uпр1(t) и uпр2(t) образуются одним и тем же ФМн-сигналом uС(t), принимаемым по двум каналам на одной и той же частоте fС, то между указанными канальными напряжениями существует сильная корреляционная связь. Корреляционная функция R(τ) имеет ярко выраженный главный лепесток, который превышает пороговый уровень Uпор1 в пороговом блоке 19. При превышении порогового уровня Uпор1 в пороговом блоке 19 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 20, открывая его.It should be noted that the correlation function R (τ) of FMN signals has a remarkable property: it has a significant main lobe and a relatively low level of side lobes. This property is used to suppress false signals (interference) received via mirror and Raman channels. The voltage proportional to the correlation function R (τ) is compared with the threshold level U por1 in the threshold block 19. The threshold voltage U por1 is exceeded only at the maximum value of the correlation function R (τ). Since the correlation voltages u pr1 (t) and u pr2 (t) are formed by the same QPSK signal u С (t) received through two channels at the same frequency f С , there is a strong correlation between the indicated channel voltages communication. The correlation function R (τ) has a pronounced main lobe that exceeds the threshold level U pores1 in the threshold block 19. When the threshold level U pores1 is exceeded, a constant voltage is generated in the threshold block 19, which is supplied to the control input of the key 20, opening it.

В исходном состоянии ключ 20 всегда закрыт. При этом канальное напряжение промежуточной частоты uпр1(t) с выхода первого усилителя 3 промежуточной частоты через открытый ключ 20 поступает на n каналов нелинейной обработки. В каждом i-м канале параллельно включены два полосовых фильтра 4.i и 5.i, имеющие полосу пропускания ΔF. Их центральные частоты расположены симметрично относительно центральной частоты f J Δ f Δ F

Figure 00000003
полосы обработки и равныIn the initial state, the key 20 is always closed. In this case, the channel voltage of the intermediate frequency u pr1 (t) from the output of the first amplifier 3 of the intermediate frequency through the public key 20 is supplied to n channels of nonlinear processing. In each i-th channel, two bandpass filters 4.i and 5.i are included in parallel, having a passband ΔF. Their center frequencies are located symmetrically with respect to the center frequency f J Δ f Δ F
Figure 00000003
processing bands and equal

[ f о + ( i 1 2 ) Δ f ]

Figure 00000004
и [ f о + ( i 1 2 ) Δ f ]
Figure 00000005
, [ f about + ( i - one 2 ) Δ f ]
Figure 00000004
and [ f about + ( i - one 2 ) Δ f ]
Figure 00000005
,

где выходные сигналы полосовых фильтров перемножителя в нелинейном элементе 6.i и фильтруются в узкополосном фильтре 7i, частота настройки которого равна 2fo.where the output signals of the band-pass filters of the multiplier in the nonlinear element 6.i and are filtered in the narrow-band filter 7i, the tuning frequency of which is 2f o .

Выходные сигналы узкополосных фильтров 7i суммируются в сумматоре 11, в результате чего образуется вторая гармоника сигнала, частота несущей которого равна fo. Вторая гармоника сигнала фиксируется блоком 12 регистрации.The output signals of the narrow-band filters 7i are summed in the adder 11, resulting in the formation of a second harmonic of the signal, the carrier frequency of which is equal to f o . The second harmonic of the signal is fixed by the block 12 registration.

Канал, в который попадает мощная узкополосная помеха (результат перемножения двух узкополосных помех), отключается решающим блоком 10 от сумматора 11. В решающем блоке 10 наличие помехи определяется по значительному превышению уровня сигнала в канале среднего по каналам уровня.The channel into which the powerful narrow-band noise gets (the result of multiplying two narrow-band interference) is turned off by the decider 10 from the adder 11. In the decider 10, the presence of interference is determined by a significant excess of the signal level in the channel at the average channel level.

С выходов узкополосных фильтров 7.i сигналы через ключи 9.i (i=1, 2, …, n) подаются на входы сумматора 11, с выхода которого сумма сигналов поступает в блок 12 регистрации, где ее уровень сравнивается с порогом Uпор1. При превышении порога Uпор2 фиксируется обнаружение сигнала.From the outputs of narrow-band filters 7.i, the signals through the keys 9.i (i = 1, 2, ..., n) are fed to the inputs of the adder 11, from the output of which the sum of the signals goes to the registration unit 12, where its level is compared with the threshold U por1 . When the threshold is exceeded U por2 signal detection is recorded.

С выходов узкополосных фильтров 7.i сигналы подаются также на детекторы 8.i огибающей, в которых выделяются огибающие сигналов, подаваемых на входы решающего блока 10. В решающем блоке 10 сравниваются уровни сигналов всех n каналов и для каналов, в которых уровни сигналов значительно превышают средний по каналам уровень, вырабатывается управляющий сигнал, подаваемый на ключи 9.i (i=1, 2, …, n) этих каналов, вследствие чего ключи размыкаются и соответствующие каналы отключаются от сумматора 11.From the outputs of the narrow-band filters 7.i, the signals are also sent to the envelope detectors 8.i, in which the envelopes of the signals supplied to the inputs of the decision block 10 are distinguished. In the decision block 10, the signal levels of all n channels are compared for channels in which the signal levels are significantly higher the average level across the channels, a control signal is generated that is supplied to the keys 9.i (i = 1, 2, ..., n) of these channels, as a result of which the keys are opened and the corresponding channels are disconnected from the adder 11.

Количественный выигрыш в помехоустойчивости существенно зависит от уровня и количества помеховых составляющих.The quantitative gain in noise immunity substantially depends on the level and number of interfering components.

Для обеспечения симметричностиTo ensure symmetry

fС-fГ1=fГ2-fС=fпр. f C -f G1 = f G2 -f C = f ave.

используется система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), состоящая из перемножителя 21, первого узкополосного фильтра 22, удвоителя 23 фазы, второго узкополосного фильтра 24, фазового детектора 25 и инверсного усилителя 26.a phase locked loop (PLL) is used, consisting of a multiplier 21, a first narrow-band filter 22, a doubler 23 of a phase, a second narrow-band filter 24, a phase detector 25, and an inverse amplifier 26.

Напряжения uГ1(t) и uГ2(t) с выходов первого 15 и второго 16 гетеродинов поступают на два входа первого перемножителя 21, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеVoltages u Г1 (t) and u Г2 (t) from the outputs of the first 15 and second 16 local oscillators are supplied to two inputs of the first multiplier 21, at the output of which a harmonic voltage is generated

u1(t)=U1cos[2π(fГ2-fГ1Г]=U1cos(4πfпрt+2φпр), 0≤t≤TС,u 1 (t) = U 1 cos [2π (f Г2 -f Г1 + φ Г ] = U 1 cos (4πf pr t + 2φ pr ), 0≤t≤T С ,

где U 1 = 1 2 U Г 1 U Г 2

Figure 00000006
;Where U one = one 2 U G one U G 2
Figure 00000006
;

fГ2-fГ1=2fпр;f r2 -f r1 = 2f straight;

φUГ2Г1=2φпp,φ U = φ -φ r2 r1 = 2φ prosp,

которое выделяется первым узкополосным фильтром 22 и поступает на первый вход фазового детектора 25. Напряжение uпр1(t) с выхода первого усилителя 3 промежуточной частоты через открытый ключ 20 подается на вход удвоителя 23 фазы, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеwhich is allocated by the first narrow-band filter 22 and supplied to the first input of the phase detector 25. The voltage u pr1 (t) from the output of the first intermediate frequency amplifier 3 is supplied through the open switch 20 to the input of the phase doubler 23, at the output of which a harmonic voltage is generated

u2(t)=U2cos[4πfпрt+2φk(t)+2φпр1]=U2cos(4πfпрt+φпр1), 0≤t≤TС,u 2 (t) = U 2 cos [4πf pr t + 2φ k (t) + 2φ pr1 ] = U 2 cos (4πf pr t + φ pr1 ), 0≤t≤T С ,

где U 2 = 1 2 2 U п р 1

Figure 00000007
;Where U 2 = one 2 2 U P R one
Figure 00000007
;

л(t)={0,2π},l (t) = {0.2π},

которое выделяется вторым узкополосным фильтром 24 и поступает на второй вход фазового детектора 25.which is allocated by the second narrow-band filter 24 and fed to the second input of the phase detector 25.

Если нарушается указанная симметрия, то на выходе фазового детектора 25 формируется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность управляющего напряжения зависят от степени и направления отклонения несущей частоты fС от частот fГ1 и fГ2 первого 15 и второго 16 гетеродинов. Указанное напряжение через инверсный усилитель 26 воздействует на управляющие входы первого 15 и второго 16 гетеродинов так, чтобы выполнялось условие симметрииIf this symmetry is broken, then a control voltage is generated at the output of the phase detector 25. Moreover, the amplitude and polarity of the control voltage depend on the degree and direction of deviation of the carrier frequency f C from the frequencies f G1 and f G2 of the first 15 and second 16 local oscillators. The specified voltage through the inverse amplifier 26 acts on the control inputs of the first 15 and second 16 local oscillators so that the symmetry condition is satisfied

fС-fГ1=fГ2-fС=fпр. f C -f G1 = f G2 -f C = f ave.

Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема полезных ФМн-сигналов по основному каналу на частоте fС (фиг.2).The operation of the device described above corresponds to the case of receiving useful QPSK signals on the main channel at a frequency f C (FIG. 2).

Если сложный сигнал (помеха) принимается по первому зеркальному каналу на частоте fЗ1, то в первом 13 и втором 14 смесителях он преобразуется в напряжения следующих частот:If a complex signal (interference) is received through the first mirror channel at a frequency f З1 , then in the first 13 and second 14 mixers it is converted to voltages of the following frequencies:

f11=fГ1-fЗ1=fпр; f12=fГ2-fЗ1-fпр.f 11 = f Г1 -f З1 = f ol ; f 12 = f Г2 -f З1 -f ave .

Однако только напряжение с частотой f11 попадает в полосу пропускания первого усилителя 3 промежуточной частоты. Выходной сигнал коррелятора 18 равен нулю, ключ 20 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте fЗ1, подавляется.However, only voltage with a frequency of f 11 falls into the passband of the first intermediate frequency amplifier 3. The output signal of the correlator 18 is equal to zero, the key 20 does not open, and a false signal (interference) received on the first mirror channel at a frequency f Z1 is suppressed.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте fЗ2, то в первом 13 и втором 14 смесителях он преобразуется в напряжения следующих частот:If a false signal (interference) is received through the second mirror channel at a frequency f З2 , then in the first 13 and second 14 mixers it is converted to voltages of the following frequencies:

f21=fЗ2-fГ1=3fпр, f22=fЗ2-fГ2=fпр. f 21 = f r1 -f P2 = 3f etc., f 22 = f S2 = f r2 -f pr.

Однако только напряжение с частотой f22 попадают в полосу пропускания второго усилителя 17 промежуточной частоты, выходной сигнал коррелятора 18 также равен нулю, ключ 20 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте fЗ2, подавляется.However, only voltage with a frequency f 22 fall into the passband of the second intermediate-frequency amplifier 17, the output signal of the correlator 18 is also zero, the key 20 does not open, and a false signal (interference) received through the second mirror channel at a frequency f Z2 is suppressed.

По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте fк1, по второму комбинационному каналу на частоте fк2 или по любому другому дополнительному каналу.For a similar reason, a false signal (interference) received on the first combinational channel at a frequency f k1 , on a second combinational channel at a frequency f k2, or on any other additional channel, is also suppressed.

Если ложные сигналы (помехи) одновременно принимаются по первому fЗ1 и второму fЗ2 зеркальным каналам, то в первом 13 и втором 14 смесителях они преобразуются в напряжения следующих частот:If false signals (interference) are simultaneously received through the first f Z1 and second f Z2 mirror channels, then in the first 13 and second 14 mixers they are converted to voltages of the following frequencies:

f11=fГ1-fЗ1=fпр; f12=fГ2-fЗ1-fпр.f 11 = f Г1 -f З1 = f ol ; f 12 = f Г2 -f З1 -f ave .

f21=fЗ2-fГ1=3fпр, f22=fЗ2-fГ2=fпр. f 21 = f r1 -f P2 = 3f etc., f 22 = f S2 = f r2 -f pr.

При этом напряжение с частотами f11 и f22 попадают в полосу пропускания первого 3 и второго 17 усилителей промежуточной частоты, а затем подаются на два входа коррелятора 18. Но ключ 20 в этом случае не открывается. Это объясняется тем, что разные ложные сигналы (помехи) принимаются на разных частотах fЗ1 и fЗ2, поэтому между канальными напряжениями с частотами f11 и f22 существует слабая корреляционная связь.In this case, the voltage with frequencies f 11 and f 22 fall into the passband of the first 3 and second 17 amplifiers of intermediate frequency, and then fed to the two inputs of the correlator 18. But the key 20 in this case does not open. This is because different false signals (interference) are received at different frequencies f Z1 and f Z2 , so there is a weak correlation between channel voltages with frequencies f 11 and f 22 .

Кроме того, следует отметить, что корреляционная функция помех не имеет ярко выраженного главного лепестка, как это имеет место у сложных ФМн-сигналов. Выходное напряжение коррелятора 18 в этом случае не превышает первого уровня Uпор1 в пороговом блоке 19, ключ 20 не открывается и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно по первому fЗ1 и второму fЗ2 зеркальным каналам, подавляются.In addition, it should be noted that the correlation function of interference does not have a pronounced main lobe, as is the case with complex PSK signals. The output voltage of the correlator 18 in this case does not exceed the first level U pore1 in the threshold block 19, the key 20 does not open and false signals (interference) received simultaneously on the first f Z1 and second f Z2 mirror channels are suppressed.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно по первому комбинационному каналу на частоте f11 и второму комбинационному каналу на частоте f22, или по другим любым дополнительным каналам.For a similar reason, false signals (interference), received simultaneously on the first Raman channel at a frequency of f 11 and the second Raman channel at a frequency of f 22 , or any other additional channels, are also suppressed.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией. Это достигается путем обеспечения симметричности частот fГ1 и fГ2 первого и второго гетеродинов относительно частоты fC основного канала приема fС-fГ1=fГ2-fС=fпp. за счет использования системы фазовой автоподстройки частоты.Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides increased noise immunity and reliability of detection of broadband signals with phase shift keying. This is achieved by ensuring the symmetry of the frequencies f G1 and f G2 of the first and second local oscillators relative to the frequency f C of the main receiving channel f C -f G1 = f G2 -f C = f pp. through the use of a phase locked loop.

Claims (1)

Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией, содержащее последовательно включенные преселектор и преобразователь частоты, n каналов нелинейной обработки, каждый и которых состоит из последовательно включенных нелинейного элемента, узкополосного фильтра и ключа, а также двух полосовых фильтров, выходы которых подключены к входам нелинейного элемента, при этом выход узкополосного фильтра через детектор огибающей соединен с одним из входов решающего блока, соответствующий выход которого подключен к управляющему входу ключа, выходы ключей подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом блока регистрации, преобразователь частоты выполнен в виде последовательно включенных первого гетеродина, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом преселектора, первого усилителя промежуточной частоты, коррелятора, порогового блока и ключа, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к входам полосовых фильтров, последовательно включенных второго гетеродина, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом преселектора, и второго усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом коррелятора, при этом частоты fГ1 и fГ2 первого и второго гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
fГ2-fГ1=2fпр
и выбраны симметричными относительно несущей частоты fС основного канала приема
fС-fГ1=fГ2-fС=fпр.,
отличается тем, что оно снабжено перемножителем, двумя узкополосными фильтрами, удвоителем фазы, фазовым детектором и инверсным усилителем, причем к выходу первого гетеродина последовательно подключены перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, первый узкополосный фильтр, фазовый детектор и инверсный усилитель, два выхода которого соединены с входами первого и второго гетеродинов соответственно, к выходу ключа преобразователя частоты последовательно подключены удвоитель фазы и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора.
A radio receiver for detecting broadband signals with phase shift keying, containing serially connected preselector and frequency converter, n channels of non-linear processing, each of which consists of sequentially connected non-linear element, narrow-band filter and key, as well as two band-pass filters, the outputs of which are connected to non-linear inputs element, while the output of the narrow-band filter through the envelope detector is connected to one of the inputs of the decision unit, the corresponding output of which is it is connected to the control input of the key, the outputs of the keys are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the registration unit, the frequency converter is made in the form of series-connected first local oscillator, first mixer, the second input of which is connected to the output of the preselector, the first intermediate frequency amplifier, correlator, threshold block and key, the second input of which is connected to the output of the first intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the inputs of bandpass filters, sequentially connected to the second get the oscillator, the second mixer, the second input of which is connected to the output of the preselector, and the second amplifier of the intermediate frequency, the output of which is connected to the second input of the correlator, while the frequencies f Г1 and f Г2 of the first and second local oscillators are spaced apart by a double value of the intermediate frequency
f r2 -f r1 = 2f etc.
and are chosen symmetrical with respect to the carrier frequency f C of the main receiving channel
f C -f G1 = f G2 -f C = f ave. ,
characterized in that it is equipped with a multiplier, two narrow-band filters, a phase doubler, a phase detector and an inverse amplifier, with a multiplier connected in series to the output of the first local oscillator, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the first narrow-band filter, a phase detector and an inverse amplifier, two the output of which is connected to the inputs of the first and second local oscillators, respectively, the phase doubler and the second narrow-band phi are connected in series to the output of the frequency converter key tr, the output of which is connected to the second input of the phase detector.
RU2014100834/08A 2014-01-10 2014-01-10 Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals RU2546312C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100834/08A RU2546312C1 (en) 2014-01-10 2014-01-10 Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100834/08A RU2546312C1 (en) 2014-01-10 2014-01-10 Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2546312C1 true RU2546312C1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53295804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014100834/08A RU2546312C1 (en) 2014-01-10 2014-01-10 Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2546312C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099893C1 (en) * 1995-05-23 1997-12-20 Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики Relative-phase-modulation correlating signal receiver
SU1840289A1 (en) * 1981-03-30 2006-08-27 Воронежский научно-исследовательский институт связи Radio receiving device for detecting phase-keyed broadband signals
RU2393641C1 (en) * 2008-12-23 2010-06-27 Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро "Луч" Demodulator of phase-manipulated signals
RU2479120C2 (en) * 2011-05-20 2013-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН Radio receiver for detection of broadband signals with phase manipulation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1840289A1 (en) * 1981-03-30 2006-08-27 Воронежский научно-исследовательский институт связи Radio receiving device for detecting phase-keyed broadband signals
RU2099893C1 (en) * 1995-05-23 1997-12-20 Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики Relative-phase-modulation correlating signal receiver
RU2393641C1 (en) * 2008-12-23 2010-06-27 Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро "Луч" Demodulator of phase-manipulated signals
RU2479120C2 (en) * 2011-05-20 2013-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН Radio receiver for detection of broadband signals with phase manipulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479120C2 (en) Radio receiver for detection of broadband signals with phase manipulation
RU2546312C1 (en) Radio receiver for detecting phase-shift keyed broadband signals
EP0723335B1 (en) Radio receiver apparatus of orthogonal detection type comprising local oscillator means with improved automatic frequency control arrangement
RU2361225C1 (en) Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals
RU2288480C1 (en) Phase location finder
LU101013B1 (en) A double frequency continuous wave doppler radar circuit structure for suppressing DC bias
RU2330305C1 (en) Phase direction-finder
RU2504903C2 (en) Regional information communication system
RU2439811C1 (en) Acousto-optical receiver
RU2234735C1 (en) Device for registering runs of dump-trucks
RU2552180C2 (en) Frequency conversion method and converter for its implementation
RU2583706C1 (en) Method of receiving noise-like phase-shift keyed signals
RU2310870C1 (en) Method for determining frequency, type of modulation and manipulation of received signals
RU2480907C1 (en) Receiver of signals of satellite and radio-navigation glonass and navstar systems
RU2528081C2 (en) Pulsed signal receiver
RU2514160C2 (en) Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals
RU2379835C1 (en) Superheterodyne receiver
RU2716905C1 (en) Method of agricultural products authenticity and movement verification and system for implementation thereof
RU2401438C1 (en) Method to detect back filled biological objects or their remains and device to this end
JPH11202043A (en) Living body detection device
RU2431870C1 (en) Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2115251C1 (en) Receiver of noise-like phase-shift keyed signals
RU2012010C1 (en) Direction finder
RU2065666C1 (en) Device for separation of two frequency-modulated signals overlapping spectrum
RU2368075C1 (en) Device for identification of radio signals

Legal Events

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

Effective date: 20200111