Устройство для корреляционного приема фазоманипулированных сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А — ÄSUÄÄ 1035826 з(я) Н 04 L 27/22 -1.., I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 .1 (21) 3382156/1.8-09 (22) 12.01.82 (46) 15.08.83. Бюл. 30 (72) В.Ф.Грачев (53) 621.376.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 434612, кл. Н 04 1 27/18, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2829804/1)9, кл. Н 04 1. 27/22, 10. 10.79 (прототип).

1 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГ"

НАЛОВ, содержащее последовательно соединенные перъый перемножитель, первый интегратор, второй и третий перемножители и сумматор, второй вход которого соединен с выходом четвертого перемножителя, генератор опорного сигнала, один выход которого соединен с первым входом первого перемножителя, а другой выход — через последовательно соединенные фазовращатель и пятый перемножитель соединен с входом второго интегратора, вторые входы первого и пятого перемножителей объединены и являются входом устройства, декодер, вход которого объединен с входом усилителя-ограничителя, выход . которого соединен через последовательно соединенные анализатор сигналов и триггер с другим входом второго перемножителя, через -последовательно. соединенные шестой перемножитель и первый фильтр с другим входом третьего перемножителя, а также с первым входом седьмого перемножителя, выход которого соединен с входом второго фильтра, причем выход второго перемножителя соединен с другим входом шестого перемножителя; о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, введены шесть перемножителей, вычитатель, два фильтра и дополнительный сумматор, причем выход второго интегратора соединен -с первыми входами четвертого восьмого и девятого перемножителей, вторые входы которых соединены соответственно с выходами третьего фильт" ра, усилителя-ограничителя и первого фильтра, выход второго перемножителя соединен с первым еходом десятого ne-I ремножителя, второй вход которого объединен с вторым входом четвертого перемножителя, выходы девятого и де- у . сятого перемножителей.соединены с со- ответствующими входами вычитателя, выход которого соединен с другим вхо. дом седьмого перемножителя и первым входом одиннадцатого перемножителя,, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра, а .выход - c первым входом дополнительного сумматора,; второй вход которого соединен с,выходом двенадцатого .перемножителя, первый вход которого соединен с вы= ходом сумматора, соединенным с первым входом тринадцатого перемножителя, а второй вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, выход которого через четвертый фильтр соединен с вторым входом двенадцатого перемножителя, выход дополнительного сумматора соединен с входом декодера.

1 035826

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться при передаче и приеме импульсной информации.

Известно устройство для корреляционного приема фазоманипулированных 5 сигналов, содержащее в каждом канале последовательно соединенные первый перемножитель, интегратор,, второй и третий перемножители, выход третьего перемножителя подключен к соответст- 10 вующему входу общего сумматора, выход которого соединен с входом декодера, а также в каждом канале последователь но соединенные четвертый перемножитель, фильтр, блокинг-генератор и 15 триггер, при этом выходы генератора опорного сигнала подключены к первому входу первого перемножителя одного канала и входу фазовращателя, выход которого подключен к первому входу 20 первого перемножителя, другого канала, второй вход которого соединен со вторым входом первого перемножителя одного канала (1 j .

Однако с помощью данного устройства невозможно осуществить прием фазоманипулированных сигналов с часI. тично подавленной боковой полосой.

Наиболее близким к предложенному является устройство для корреляционного приема фазоманипулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные первый перемыожитель, первый интегратор, второй и третий перемно- 35 жители и сумматор, второй вход которого соединен с выходом четвертого перемножителя, генератор опорного сигнала„ один выход которого соединен с первым входом первого перемножителя, 40 а другой выход через последовательно соединенные фазовращатель и пятый перемножитель соединен с входом второго интегратора, вторые входы первого и пятого перемножителей объединены и яв- 45 ляются входом устройства, декодер, . вход которого объединен с входом уси" лителя-ограничителя, выход которого соединен через последовательно соединенные анализатор сигналов и триггер 50 с другим входом второго перемножителя, через последовательно соединенные шес-. той перемножитель и первый фильтр с другим входом третьего перемножителя, а также с первым входом седьмого перемножителя, выход которого соединен с входом второго фильтра, причем выход второго перемножителя соединен с Другим входом шестого перемножителя Г23

Однако устройство обладает недостаточной помехозащищенностью.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности.

Цель достигается тем, что в устройство для корреляционного приема фазоманипулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор, второй и третий перемножители, и сумматор, второй вход которого соединен с выходом четвертого перемножителя, генератор опорного сигнала, один выход которого соединен с первым входом первого перемножителя, а другой выход - через последовательно соединенные фазовращатель и пятый перемножитель соединен с входом второго интегратора, вторые входы первого и пятого перемножителей объединены и являются входом. устроиства, декодер, вход которого объединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен через последовательно соединенные анализатор сигналов и триггер с другим входом второго перемножителя, через последовательно соединенные шестой перемножитель и первый фильтр с другим входом третьего перемножителя, а также с первы+ входом седьмого перемножителя, выход которого соединенс входом второго фильтра, причем выход второго перемножителя соединен с другим входом шестого гперемножителя введены шесть перемножителей, вычитатель, два фильтра и дополнительный сумматор, причем выход второго интеграгора соединен с первыми входами четвертого, восьмого и девятого перемножителей, вторые входы которых соединены соответственно с выходами третьего фильтра, усилителя-ограничителя и первого фильтра, выход второго перемножителя соединен с первым входом десятого перемножителя, второй вход которого объединен с вторым входом четвертого перемножителя, выходы девятого и десятого перемножителей, соединены с соответствующими входами вычитателя, выхо", ко орого соединен с другим входом седьмого перемножителя и первым. входом одиннадцатого перемножителя,, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра, а выход - с первым входом дополнительФ ного сумматора, второй вход которого.

10358 соединен с выходом двенадцатого перемножителя, первый вход которого соединен с выходом сумматора, соединенным с первым входом тринадцатого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, выход которого через четвертый фильтр соединен со вторым входом двенадцатого перемножителя, выход дополнительного сумматора соединен с входом де- 10. .кодера °

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма, поясняющая работу. 15

Устройство содержит перемножители 1 и 2, генератор 3 опорного сигнала, фазовращатель 4, интегратор 5, перемножители 6 и 7, интегратор 8, перемножитель 9, сумматор 10, перемно- 20 жители 11 и 12, вычитатель 13, перемножители 14 и 15, сумматор 16, декодер 17, усилитель-ограничитель 18, перемножители 19-22, фильтры 23-26, анализатор 27 сигналов, триггер 28.

Устройство работает следующим образом.

Фазоманипулированный сигнал одной боковой полосы (ФИ)(ОБП} поступает на первые входы перемножителей l и 2, наЗО вторые входы которых подано напряжение от генератора 3 опорного сигнала, частота которого u) равно частоо: те несущей 1ми принимаемого сигнала или отличается от нее на величину

Щ- <д о, а фаза случайна. Напряжение генератора 3, поданное на переЮ множитель 2, сдвинуто по фазе на 90 с помощью Фазовращателя 4. Напряжение на выходах перемножителей 1 и 2 про- 40 порционально скалярному произведению принимаемого сигнала и сигнала опорного генератора или сигнала опорного

0 генератора, сдвинутого по фазе на 90

Фм сигнал с ОБП может быть пред- 4 ставлен в виде

В(Й) соби дй + Q(t) з I ï t, где: R(t) и 0(й) - огибающие синфазной и квадратурной составляющих, причем R(t) несет полезную информацию, а Q(t) является помехой приему.

В синфазном подканале сигнал с выхода перемножителя 1 проходит через интегратор 5, производящий оптимальную фильтрацию (фиг.2а), после 55 чего попадает на перемножитель 6, при необходимостм инвертируащий знак напряжения с интегратора 5. Сигнал с

26 4 выхода перемножителя 6 поступает на перемножитель 7, В квадратурном подканале принимаемый сигнал обрабатывается идентичным образом с помощью интегратора 8 (фиг.2б), перемножителя 9.

Напряжение с выходов перемножи" телей 7, 9, ll и 12 объединяется сум,маторами 10, 16 и вычитателем 3 и декодируется декодером 17, Для осуществления сопряжения выходных напряжений .обоих подканалов служат перемножители 19-22.

Знаки их выходных напряжений положительны при совпадении знаков напряжений соответствующих подканалов с суммарным и отрицательны при несовпадении (фиг,2в, г). Напряжение с вы" ходов перемножителей 19-22 усредняется с помощью фильтров 23-26.

Напряжение на выходе Фильтра 23 имеет вид постоянного тока, его амплитуда пропорциональна косинусу разности фаз несущей приходящего сигнала н и сигнала опорного генератора о, а знак определяется первоначальным включением знакового перемножителя 6. Это напряжение подается на вторые входы перемножителей 7 и 12.

Модуль напряжения на выходах пере" множителей 7 и 12 пропорционален мощ" ности принимаемого сигнала, умноженного на квадрат косинуса взаимной расстройки фаз (ш„ и, ), В квадратурном подканале далее принимаемый сигнал обрабатывается идентичным образом с помощью перемножителя 20, фильтра 24 с той лишь разни" цей, что напряжение на выходе перемножителя 9 пропорционально мощности принимаемого сигнала, умноженному на квадрат синуса взаимной расстройки фазЬь| -Жо)t. Напряжение на выходах . фильтров 23 и 24 согласованы по времени с поведением R(t) в подканалах (фиг.2а, б, в и г при М = О).

Тогда на выходе сумматора 10 получаем полную мощность огибающей R(t) а на выходе вычитателя 13 она отсут- ствует.

В реальных условиях, когда О, получаем

cos(М -(do)t° . соз (Ш„-що)t -Ч)=

t /2cos 9 + 1/2 cos 2 (ж„- Щ) t — Ч ), з1п(О ;щ)с sink(w„-а ) t -Ч3=

1/2cosg - 1/2cos(2(4>-а>о ) t -f3.

При суммировании получаем cos т, что является коэффициентом при R(t) 1035826 на выходе сумматора !О ° Аналогично получаем выражение для R(t) на выходе вычитателя 13

cos (" (Юр ) t 5 I Q (03и" 1я)О) t+Q

-1/2s! И f + 1/2з1п(2(жн Фо) t-g) 5

s1ï (Щ tt o) t cos Г(шн- le)p) t -Ч)=

1/2sinч + l/2s йп) 2(а,-ю, ) -

Аналогичные соотношения получаем и для составляющей Q(t), поскольку она уже фигурирует на выходах сумматора 10 и вычитателя 13. На входах сумматора 10 имеем

cos фй(Й) + s in yg(t) и

cos +R(t) + s in +Q(t) а на входах вычитателя 13

sin gR(t} + cos gQ(t) и

5 In 9 Й(t) cos QQ(t)

На выходах сумматора 1О и вычитателя

t3 соответственно

cos ф.R(t) + s1nфО(t) и

s in Фй(й) - соыр Q(t) .

Эти соотношения показаны на фиг.2д, е, ж, з, и, к. Незаивисимые результаты получает от(@ о), но зависимые от угла .

Чтобы избавиться от этого влияния,,необходимо провести суммирование сумматором 16 с весовыми коэффициентами

cos 9 и s i n V, Для этого выходы сумматора 10 и вычитателя 13 подключены к перемножителям 21 и 22, сигналы на их выходах фильтруются фильтрами 25 и 26 и подаются на перемножители 14 и 15. На фиг.2л, м. н.

cosP Гс.оз f-R(t) + sin 1<3(t) ) +

+ sin $ t sin-gR(t) - ccs Q Q(t)

cos+g R(t) + 5!* R(t) +

+ cos ч-sin 9Q(t) - sin т-cosV Q(t)=R(t), Как видно из эпюр фиг.2 и приведенных выражений, происходит полное восстановление синфазной составляющей

R(t) сигнала ФМ ОБП и нейтрализация квадратурной составляющей Q(t ).

Таким образом, в результате введения новых блоков и соединений создается воэможность восстановления синфазной составляющей R(t) и нейтрализация квадратурной составляющей Q(t) при наличии смещения по частоте спектра принимаемого сигнала по отношению к местному опорному колебанию.

В установившемся режиме устройство работает устойчиво. Однако в моменты включения питания или перврывах связи может случиться, что перемножитель окажется не в согласованном состоянии, что приведет к восстановлению на выходе устройства не синфазной составляющей сигнала, а квадратурной, т.е. будет ложная работа. Анализатор 27 поставит через счетный триггер в согласованное состояние перемножитель

2, что равносильно изменению функции сумматора на вычитатель и наоборот, Рассмотрение приема ФМ сигнала с

ОБП существенно упрощается, так как исчезает Q(t).

Таким образом, в предложенном устройстве повышается помехозаши енность.

1035826

;й ) aA) Составитель H. Лазарева

Техред T.Èàòî÷êà КорректорА.Тяско

Редактор A.Долинич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5857/61 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5