SU1626439A2 - Устройство демодул ции фазоманипулированных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиосв зи и может использоватьс  дл  приема , демодул ции и пеленгации сигналов с комбинированной амплитудной модул цией и фазовой манипул цией и  вл етс  усовершенствованием изобе- ретени  по авторскому свидетельст

Description

Г

ZЈT

IT

3

с

2 ft) UH,(t)

O5

ю

05

ву N 1494243. Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности демодул ции при малых фазовых сдвигах . Дл  достижени  указанной цели в устройство введены коррел тор 27, пороговый блок 28, дополнительный фазовращатель 29, первый квадратор 30, масштабирующий перемножитель 31, второй квадратор 32, ключ 33, третий и четвертый квадраторы 34 и 35, вычи татель 36 и сумматор 37.При макси

Изобретение относитс  к радиосв зи , может использоватьс  дл  приема, демодул ции и пеленгации сигналов с комбинированной амплитудной модул цией и фазовой манипул цией и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. Ь 1494243

Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности демодул ции при малых фазовых сдвигах.

На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства демодул ции фазоманипулированных сигналов .

Устройство демодул ции фазоманипу л рованных сигналов содержит смеси- теть 1, управл емый генератор 2, уси литель 3 промежуточной частоты, амп- амплитудный ограничитель 4, первый удвоитель 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорного напр жени , второй удвоитель 8 частоты, первый фазовый детектор 9, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, второй фазовый детектор 12, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, первую 16 и вто рую 17 антенны, первый дополнитель- ньй смеситель 18, первый дополнительный усилитель 19 промежуточной частоты , дополнительный амплитудный ограничитель 20, второй дополнительный смеситель 21, делитель 22 частоты на два, второй дополнительный усилитель 23 промежуточной частоты, дополнительный перемножитель 24, дополнительный узкополосный фильтр 25 и дополнительный фазовьй детектор 26 а также содержит коррел тор 27, пороговый блок 28, дополнительный фа- чонрлщлтпь 29, первый квадратор 30,

м льном напр жении на выходе коррел тора 27 выходной сигнал порогового блока 28 открывает ключ 33. При этом фазовый сдвиг в сигнале с выхода дополнительного фазового детектора 26 увеличиваетс  в 4 раза за счет блоков 29-32 и 34-37, что равносильно такому же увеличению разноса антенн 16 и 17 или повышению чувствительности и точности демодул ции. 1 ил.

масштабирующий перемножитель 31, вторые квадратор 32, ключ 33, третий квадратор 34, четвертый квадратор 35, вычитатель 36 и сумматор 37

Устройство работает следующим образом .

На первую 16 и вторую 17 антенны поступают сигналы с комбинированной амплитудной модул цией и фазовой манипул цией (АМ-ФМН)

U(t) + m(t). + + (t) ),

U2(t) + m(t). + (О ьу ,

0«Ј r ЈT,

где Ve, Qc,

-c

ra(t) амплитуда , несуща  частота, длительность и начальна  фаза сигналов;

модулирующа  функци  амплитудной модул ции; C)K(t)0,n - манипулируема  составл юща  фазы, отображающа  закон фазовой .манипул ции в соответствии с модулирующей функцией, причем 1рк(О const при kt t(k+1)CH , и может измен тьс  скачком при t kЈH, т.е. на границах между элементарными посылками (k 1,2..,N-1);

л ы

С.ц f N

- длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью TC(TC N.Cn);

ДСР - фазовый сдвиг, определ ющий направление на источник излучени 

выходов антенн 16 и 17 эти сигпоступают на первые входы смеей 1 и 18 соответственно, на

. fc Vnp. С1 + m(t)- , t + tfk(t) +CPnp, , Unpl (t) Vnp, l + m(t) t + tfK(t) + (f np, + Mf ,

0 Ј t 6 TC;

npi

k

где Vf,,,, -k VcVr;

- коэффициент передачи смесителей;25 (Onpt COC - (Dr - перва  промежуточна 

частота,

Cfnp, Ч,-tfr

iyt) v, ros u}npl t + (t) .+ССпр,

u4u) v.

0 fc t T

где V - порог ограничени , в кото-35 вход второго фаэовгто дете -iopa 12 и ром амплитудна  модул ци  устранена.на вход первого удвоител  5 частото,

Напр жение Uj(t) с выхода амплитуд-на выходе которого образуетс  сленого ограничител  4 поступает на вто- дующее гармоническое колебание: рой вход перемножител  13, на первый

U5(t) V,где (t) 0, 2li,

в котором манипул ци  фазы уже отсутствует „ Это напр жение вьщел етс  уэ- кополосным фильтром 6 и поступает на первый вход первого фазового детектора 9.

Напр жение генератора 7 опорного напр жени 

U0(t) VQ. cos(Ј00t 0),

где V0,C00 Lfo амплитуда, частота и начальна  фаза напр жени  генеравторые входы которых подаетс  напр жение управл емого генератора 2

Ur (t) Vr- cos(G)ft + УГ),

.

где Vr, , Cfr - амплитуда, частота

и начальна  фаза напр жени  генератора

На выходе смесителей 1 и 18 обрадуютс  напр жени  комбинационных частот . Усилител ми 3 и 19 выдел ютс  напр жени  первой промежуточной час- тоты

Напр жени  Unp( (t) и Uf,p2(t) с выходов усилителей 3 и 19 первой промежуточной частоты поступают соответственно на входы амплитудных ограничителей 4 и 20, на выходах которых образуютс  напр жени 

ros u}npl t + (t) .+ССпр,

cos

wnp,t +(fK(t) , - ,

V,cos 2o:np|t + 2lpK(t)

ПР,

fnpi. np(,

V,- cos Cdnpl

t -t

тора 7 (W0 Wfip,), поступает на вход второго удвоител  3 частоты, на выходе которого образуетс  напр жение

U6(t) V0, cos2(o30t + (fe).

Это напр жение подаетс  на второй вход первого фазового детектора 9, где оно сравниваетс  по фазе с напр жением Uy(t), поступающим с вь.хоца узкополосного фильтра с, Если ка- занные напр жени  отличаютс  друг от друга по фазе, то на выходе первого

.разового детектора 9 выдел етс  управл ющее напр жениеi Причем амплитуда и пол рность этого напр жени  з - внс т от степени и направлени  откло- нечи- удвоенной первой промежуточной от удвоенной частоты генератора 7 опорного напр жени  (2СОПр, 4 4 2 С00 ) Управл ющее напр жение че- рез фильтр 10 нижних частот ВОЗДРЙСТ- пае г на управл емый генератор 2, из- fH,i/i его чостотч (Qr так, чтобы сохран лось равенство (л)™, (Jo«

(inopnoe напр жение 11(0 гснерато- 1 7 icpts фазовращатель поступает на bjv pui нход второго фазового детек1 , ( мзи ращсП ель I1 служит дл 

U(t) + ). cos((0rt +Lpr) +

V2 L1 ь m(t) cos(20)c -Ci3r)t + 2l| c-C|r 0 t 5- T

+ V,

Lc

5kivcvi

k , - коп флциенг

передачи переf ,ЧО7 I l ЬЛЯ ,

in с/гор i о попос вым филырг)-.; 1А вы (МЯС1СЛ чтир жение разностнсь часii i i

V2 h+in(L)J. cos(G3rt +cfr ).

Ji i напр же1сие поступает на информационный ВХОД СИНХРОННОГО flOTCFTOf-a

li, :-«i очорньй вход которого подаетс  им  жение Ur(.t) с выхода угравл емо- 10 п неиатора 2. Ь результате синх- Ц-, )гг п,етек ироаани  на выходе де- 1 ттсра 15 оиразуетсч низкочастотное напг ксние

(t) Vri, j + m(t)3,

HI

k4 k4Vr5

чоэффглиент передачи синхронного детг-ктора, аропор- ционпльное модул рующей функции m(t).

np,(t) - vr cosfn t f q.(t) np7 +ucf, о t Ј тс,

компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства. На выходе второго фазового детектора 12 образуетс  низкочастотное напр жете Тт. где

VHI

(t) V

Hi

COS

,)

k - коэффициент передачи фазового

детектора,

которое содержит полезную информацию о законе фазовой манипул ции принимаемого сигнала,;

В результате перемножени  сигналов U,, (t) и U(t) на выходе перемножите- л  13 образуетс  результирующее коге- daHj-ie

30

35

40

ледовагельно, если на вход устройства поступает сигнал с комбикиро- валкой амплитудной модул цией ь фазовой манип- |  цией (AM - ФМН), то в ра- Ооте участвуют синхронный 15 и фазовый 12 детекторы. Если на вход устройства поступает только сигнал с амплитудной модул цией (AM) или только сигнал с фазовой манипул цией (ФМН), то полезное низкочастотное напр жение по вл етс  на выходе синхронного 1Ь или фазового 12 детектора ,

Напр жение Uu(t) с выхода дополнительного амплитудного ограничител  20 поступает на перный вход второго дополнитеаъногс смесител  215 на второй вход которого подаетс  напр жение

U

g(r) vu- cos Ј((Det +Ц)0)

с выхода делител  22 частоты на два,. На выходе смесител  21 образуютс  напр жени  комбинационных частот. Усилителем 23 выдел етс  и.пр жение второй промежуточной частоты

где V3 k,

npz k npi

1

- j ( втора  промежуточна  частота, которое поступает 5 на первый вход дополнительного пере .1

множител  24, на второй го подаетс  напр жение да амплитудного ограничи выходе перемножител  24 результирующее колебани

UЈ2(t) V4. cos(G)0t + 0-ДЦ +

+ v4. cosjbofy, + iqpt + + Acp,

0 Ј t fe TC ,

1,

где V4 ,- V3,

из которого дополнительным узкопоu9 (t) v4. cos(|a)0t + ), о t TO

Напр жение ) поступает на первый вход дополнительного фазового детектора 26, на второй вход которого подаетс  напр жение Ug(t) с выхода делител  22 частоты на два. На выходе фазового детектора 26 образуеис  низкочастотное напр жение

UH3(t) VH3. созДу,

где V 2k2VoV

пропорциональное фазовому сдвигу Д(, определ ющему направление на источник излучени 

ду-  .сов,

где d - рассто ние между антеннами

(измерительна  база); Л о - длина волны; У - угол прихода радиоволно Следовательно, определение фазового сдвига ДЦ осуществл етс  на фиксированной частоте (У«. При этом осуществл етс  свертка спектра принимаемых сигналов в N раз

С- N Afo

1 Дг - TV - ширина спектра приниси 1

маемых сигналов;

ДЈ0 -- - ширина спектра гармо- С нического колебани  U(tK

т 5

I626439И

множител  24, на второй вход которого подаетс  напр жение U(t) с выхода амплитудного ограничител  4 „ На выходе перемножител  24 образуетс  результирующее колебание

15 лосным фильтром 25 выдел етс  напр жение разностной частоты

Дополнительный узкополосный фильтр 25 выдел ет гармоническое колебание Ua(t) и отфильтровывает значительную часть шума„ Это обсто тельство позвол ет повысить реальную чувствительность устройства при пеленгации источника излучени  при малом отношении сигнал /щук,

Одновременно напр жени  Unp|(t)

с выходов усилителей 3 и 19 первоЛ промежуточной частоты поступают на два входа коррел тора 27,.га ьыхо; Р которого образуетс  напр жение V,пропорциональное коррел ционной функции RCc) .При этом врем  коррел ции „рсоот

И Unp2(t)

0

5

0

5

ветствует однозначному значению разности фаз Д(, а выходное напр жение коррел тора 27 будет максимальньм только при С0 s J10 , где уо - истинный пеленг„ Причем пороговый уровень УПОр в пороговом блоке 28 превышаетс  только при максимальном значении коррел ционной функции R(Ј0),a следова- , при максимальном выходном напр жении коррел тора 27 ААЧКС ПОУ ) н не превышаетс  при значени х Ј, соответствующих боковым лепесткам коррел гщонной функции R((/) (V Vnoo ) „ При превышении порогового уровн  Vn0p в пороговом блоке 28 формируетс  посто нное напр жение, которое поступает на управл ющий вход ключа 33, открыва  его, В исходном состо нии ключ 33 закрыт„

Напр жение V(t) с выхода дополнительного фазового детектора 26 через открытый ключ 33 поступает на

вход умножител  угла, включающего группу блоков, выделенных пунктиром, и реализующего функцию умножени  в соответствии с выражением

41itЧ

cosCpoixcos di - 6cos р( sin ОС + sin Oi.

На выходе третьего квадратора 34 образуетс  напр жение

U.n(t)

2

cos дц

ю Vl- - v HV Это напр жение поступает на вход четвертого квадратора 35, на выходе которого образуетс  напр жение

4- 4 U,, (t) VHV cos A(f.

Одновременно напр жение ) с выхода ключа 33 поступает на вход дополнительного фазовращаетс  29 на 90°, на выходе которого формируетс  напр жение

U u (t) VHV cos(ulf+ 90 ) х ,

из

которое поступает на вход первого квадратора 30, на выходе которого

образуетс  напр жение

2

U

, (t) VH, ,

Напр жени  (t) и ) поступают на два входа вычитател  36, на выходе которого формируетс  напр жение

u,5 (t) u,, (t) - Uu(t)

x - 6VJJ,. , sin2uC|.

Напр жение U(t) с выхода первого квадратора 30 поступает на вход второго квадратора 32, на выходе которого формируетс  напр жение

U,6 (t) V

ш

in flcf

Напр жени  U15 (t) и поступают на входы сумматора 37 на выходе которого формируетс  напр жение

15 -v - 6VH3

уД - siiAtf v

u,4(t) + u,,t) v

COS

ЛЦ. sin

4 cos ДС|

-i ъ

Чц

5

0

5

0

5

0

5

0

Таким образом, измер емый фазовый сдвиг в 4 рааа больше, чем у принимаемых сигналов. Тем самым в предлагаемом устройстве по сравнению с известным обеспечиваетс  значительное повышение чувствительности при измерении малых фазовых сдвигов Увеличение фазового сдвига в 4 раза равносильно увеличению измерительной базы во столько же раз без фактического разноса антенн в пространстве, а следовательно , и точности демодул ции при пеленгации источника излучени 

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство демодул ции фазомани- пулированных сигналов по авт. св. № 1494243, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности демодул ции при малых фазовых сдвигах, введены последовательно соединенные коррел тор и пороговый блок, последовательно соединенные дополнительный фазовращатель , первый квалратор и масштабирующий иеремножитель и второй квадратор , причем выход дополнительного фазо.зого детектора соединен с третьим выходом устройства через после ова- тельно соединенный ключ, третий квадратор , четвертый квадратор, вычита- тель и сумматор, при этом выход первого квадратора соединен с входом второго квадратора, вход дополнительного фазовращател  и первый и второй входы коррел тора подключены к выходам соответственно ключа, первого дополнительного усилител  промежуточной частоты и усилител  промежуточной частоты,, а выходы порогового блока, масштабирующего перемножител  и рого квадратора соединены с соответствующими входами ключа, вычитател  и сумматора соответственно