Устройство для измерения средней частоты частотно- манипулированных сигналов

 

Изобретение относится к ра71иоизмерительной технике. Может быть использовано в радиотехнических и измерительных устройствах. Цель изобретения - повышение точности измерения без необходимости получения априорных сведений о модулирующем коде. Для достижения поставленной цели в устройство введены последовательно соединенные интегратор 9, квадратор 5 и блок 12 вычитания . Кроме того, устройство содержит линию задержки 1, фазовый коррелятор 2, квадраторы 3, 4, 6, интеграторы 7, 8, 10, блоки вычитания 11, 13, блок суммирования 14, блок Деления.15, функциональный преобразователь 16 и индикатор 17. В данном устройстве результаты измерений средней частоты частотно-нанипулированных сигналов не зависят от статистических характеристик модулирующего кода разноса частот и амплитуда входного сигнала, что повьшает точность измерения. 1 ил. (О I - сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

yg 4 С 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3763981/24-21 (22) 02.07.84 . (46) 15,06,86. Бюл. Ф 22 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (») А.П.Дятлов и П.П.Клименко (53) 621. 307(088.8) (56) Елисеев А.А. Радиоимпульсные измерители скорости летательных аппаратов. ЛГУ "Ленинград", 1980, с. 61 рис. 23.

Гарбачевская З.М. Приемные устройства быстрого распознавания СВЧсигналов для Фовременных систем радиоэлектронной борьбы. Обзоры по электронной технике. Сер. I, Электроника СВЧ, 1982, 9 3 (269), c, 10 рис. 3. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАН-

НЫХ СИГНАЛОВ

„,SUÄÄ 12379 5 А 1 (57) Изобретение оизмерительной технике. Может быть использовано в радиотехнических и измерительных устройствах. Цель изобретения - повьппение точности измерения беэ необходимости получения априорных сведений о модулирующем коде, Для достижения поставленной цели в устройство введены последовательно соединенные интегратор 9, квадратор 5 и блок 12 вычитания. Кроме того, устройство содержит линию задержки 1, фазовый коррелятор 2, квадраторы 3, 4, 6, интеграторы 7, 8, 10, блоки вычитания

11, 13, блок суммирования 14, блок деления .15, функциональный преобразователь 16 и индикатор 17. В данном устройстве результаты измерений средней частоты частотно-мани пулированных сигналов не зависят от статистических характеристик модулирующего кода разноса частот и амплитуды входного сигнала, что повьппает точность измерения. 1 ил.

1 1237985 2

Первый вход фазового коррелятора

2 соединен непосредственно с входной шиной, а второй вход - через линию

1 задержки ° Выход первого квадратора 3, вход которого соединен с первым выходом фазового коррелятора 2, соединен с входом первого интегратора 7, Выход третьего интегратора

9, вход которого соединен с первым выходом фазового коррелятора 2, соединен с входом третьего квадратора

5. Первый вход второго блока вычитания 12 соединен с выходом первого интегратора 7, а второй вход - с выходом третьего квадратора 5. Выход второго квадратора 4, вход которого соединен с вторым выходом фазового коррелятора 2, соединен с входом второго интегратора 8. Выход четвертого интегратора 10 соединен с входом четвертого квадратора 6. Первый вход третьего блока вычитания 13 соединен с выходом второго интегратора 8, а второй вход — с выходом четвертого квадратора 6 ° Первый вход блока 14 суммирования соединен с выходом второго блока 12 вычитания, а второй вход — с выходом третьего блока 13 вычитания, Первый вход первого блока 11 вычитания соединен с выходом второго блока 12 вычитания, а второй вход - с выходом третьего блока 13 вычитания, Блок 15 деления, первый вход которого соединен с вы30

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиотехнических и измерительных устройствах, предназначенных для измерений средней ча- 5 стоты частотно-манипулированных сигналов, Целью изобретения является повышение точности измерения средней частоты частотно-манипулированных сигналов без необходимости получения априорных сведений о модулирующем коде, На чертеже представлена функциональная схема устройства. 15

Устройство содержит линию задержки 1, фазовый коррелятор 2, первый, второй, третий и четвертый квадраторы 3-6, первый, второй, третий и четвертый интеграторы 7-10, первый, 20 второй и третий блоки вычитания 1113, блок суммирования 14, блок деления 15, функциональный преобразователь 16 и индикатор 17.

1 25 ходом блока 14 суммирования, а второй вход соединен с выходом первого блока 11 вычитания, последовательно соединен с функциональным преобразователем 16 и индикатором 17 °

Устройство работает следующим образом.

B течение времени наблюдения (О, tÄ) на вход устройства поступает частотно-манипупированный (ЧМн) сигнал, который при модуляции с разрывом фазы несущей и разности частот нажатия и отжатия у можно записать так:

S(t)=U cos (u,+b(t) — )t+q, =

Ь(д

U Г 1 — j 1-b (t)) cos ((Ы вЂ” --) t+cq +

Um Г 1 ыы

+ -- (1+b(t)) ° cos )(V + --)t+g где U — амплитуда входного сигнала;

Ю вЂ” средняя частота; с, — начальная фаза;

b(t) — модулирующая функция.

Ь (t) = . Ькrectк ( к

rect„(t)=. к к

l,tÅ(t t )

О,t ф (t„ t„„)

Величины Ь вЂ” 1 или (-1), Набор (°

Ьк образует двоичный код, в соответствии с которым частота сигнала принимает два значения: g, =Ы,-Ьь1/2 с вероятностью Р1 и 4> =(г,+ь< /2 с вероятностью Р2. Вероятности Pj и Р2 появления символов с несущими частотами ы, и а за время наблюдения (О, t „) априори неизвестны.

Входной сигнал поступает на входы фа.зоного коррелятора 2 непосредственно и через линию 1 задержки.

На выходе фазового коррелятора 2 принятый сигнал преврашается в видеочастотную двоичную последовательность импульсов постоянной амплиту ды, длительность которых определяется модулируюп ей функцией b(t).

При условии Т„о, где Т вЂ . длительность элементарной посылки сообщения, а ь — постоянная времени линии 1 задержки, искажениями, обусловленными перекрытием во времени импупьсов с разными несушими частотами, можно пренебречь. Тогда напряжение на первом выходе фазового коррелятора 2 пропорционально произведению амплитуд двух перемножаемых сигналов и косинусу их разности фаз г

Н,„г ЬЫ 1U = -- (1-b(t) сов(Я вЂ” --)g<+

4 2 1 г

+ - 1+b (t)g cos (g + — )Г

4 . 2

Напряжение на втором выходе фазового коррелятора 2 пропорционально произведению амплитуд двух перемножаемьтх сигналов и синусу их разности фаз г

U = — 1-b(t) sin((o — — )7+

2 г

+ -- l+b(t)sin(Q + — )J.ь

Н,Г ЬИ 1

4 )

На выходе первого квадратора 3

4 (! -Ъ (t) cos (41 - --) +

Бщ Г 2 ЬИ л твЬ= 16 ( о

+ -- il+b(t)icos (< + --)

Um Г 2

16 - 2

Это напряжение поступает на вход первого интегратора 7. Выражение для постоянной составляющей на выходе интегратора 7 а

Б„Г 2 ЬЫ

U — Р! сов (ы — -") ь+Р2 к иит4 4

О г Ь - ксов (р+ -")< ) о

Интегратор 9 выделяет постоянную составляющую сигнала на первом выходе фазового коррелятора 2

Я 2

Un) ЬЮ U

U =Pl — сов (и — — )с+Р2 -> х

4 ь 2 4 ксов(Я + — )о.

ЬУ о

Это напряжение поступает на вход квадратора 5, на выходе которого

2 г Г dQ

U =(U ) =(Pl --cos (i0 — — )c + к„- инта - 4

11е

Ю-)«Um 2 х

+Р2 - cos {и + --) = -- Г Pl cos (Q

4 о 2 16 о

ЬИ 2 Z И- —.)о+Р2 cos (а + --)c +2Р1Р2сов(ивЂ

2 о о

Ь4) л ЬИ л

- — )icos ((d — — )

2 о

Напряжения с выходов первого интегратора 7 и третьего квадратора 5 поступают на входы второго блока 12 вычитания. На выходе блока 12 вычитания напряжение имеет следующий вид:

l 237985

Учитывая, что 1-Р1=Р2, а 1-Р2=Р1, выражение для Dl принимает вид

f0 Um Г ЬИ л

Dl= -- P1P2(ces{M + --)ь!

6 ° 2

LQ л) U

1 d+ ° 2 .л

-сов(Я - --) = - PIP2sin --7sinrd с о" 2 4

Аналогичны выражения харакк теризующие напряжения на выходах второго интегратора 8 и четвертого квадратора 6

U 2 ЬЫ

20 инта 16 ь

U =Р! — sin (Ьь - — ) +

+P2 — sin (Q + — )

U> .2 И

16 2 г

U h4) л

U = Pl — sin(a — -- с. +

2 о 2

ЬЬ „ 2

+P2siï((д + — )3 о 2

Тогда на выходе третьего блока

l3 вычитания напряжения имеют вид

30 4

D2=U -U = — Pl P2 sin(Q +

Иит 4 "ья 16

И л ЬЧ

+ — )ь-в1.п(сд - --) ) =

4

-У„. 2 аи„

35 = - P1P2sin --.о cos Q

4 о

Напряжения с выходов второго блока !2 вычитания и третьего блока 13 вычитания суммируются в блоке 14

40 суммирования

U 2

Рl+Р2=* -то P1Р2вin — о

4 2 и вычитаются в первом блоке 11 вычитания

Um ° 2

D2-Р1 — PlP2sin - о (cos у 4—

4 о

4

ЬИ

-sin ц ь)= - PlP2sin — Гсов2Ь1 о ь 4 о

На выходе блока 15 деления

Р2-Dl сов 2 4) и

Р2+Рl о

В функциональном преобразователе

55 16 осуществляется функциональное преобразование вида arccos(x).

Таким образом выражение для оценки средней частоты Ио имеет вид

4 иит 4 486 6 (Р1 (l Pl )cos (ИоU Г 2

Ь4)

2 — — )о+Р2(! "P2)cos (у + — )ь2 h4l о

-2Р1Р2сов (а — --) ° сов (!ь + — )о и ю „

2 2

1237985

1 D2-D1

У = -- arccos

0 2л D2+D1

Составитель С. Лебедев

Редактор Н. Горват Техред Л. Сердюкова Корректор Т, Колб

Заказ 3284/45 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты измерения ы отображаются на индикаторе 17.

Таким образом, результаты измерения средней частоты (,1 частотно-. манипулированных сигналов не зависят от статистических характеристик (Pl и Р2) модулирующего кода разноса 1б частот И и амплитуды входного сигнала П, что повышает точность измерения.

Ь

Ф

Ф о р м ф л а и э о б р е т е н и я 15

Устройство для измерения средней частоты частотно-манипулированных сигналов, содержащее фазовый коррелятор, первый вход которого соединен 20 с входной шиной непосредственно, второй через линию задержки, первый квадратор, вход которого соединен с первым выходом фазового коррелятора, а выход — с входом первого 25 интегратора, второй квадратор, вход которого соединен с вторым выходом фазового коррелятора, а выход - с входом второго интегратора, последовательно соединенные блок деления, Зр функциональный преобразователь и индикатор, блок суммирования, выход которого соединен с первым входом блока деления, первый блок вычитания, выход которого соединен с вторым входом блока деления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения средней частоты частотно-манипулированных сигналов, в него введены последовательно соединенные третий интегратор, третий квадратор и второй блок вычитания, второй вход которого соединен с.выходом первого интегратора, а выход соединен с первым входом, блока суммирования и первым входом первого блока вычитания, при этом вход третьего интегратора соединен с первым выходом фазового коррелятора, последовательно соединенные четвертый интегратор, четвертый квадратор и третий блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, а выход соединен с вторым входом блока суммирования и с вторым входом первого блока вычитания, причем ,вход четвертого интегратора соединен с вторым выходом фаэового коррелятора.