Устройство для распознавания радиосигналов

 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при распознавании сигналов, например радиосигналов, с различными видами модуляции и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1196916. Цель изобретения - расширение класса распознаваемых сигналов . Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены анализатор мгновенного спектра, два инвертора, шесть элементов И и три цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных умножителя частоты, анализатора мгновенного спектра, блока сравнения и компаратора. В результате введения указанных узлов и элементов устройство позволяет распознавать радиосигналы с дополнительными видами модуляции . 1 ил. . i (Л 00 s3 Од со NJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН (191 (1}) 1 11 4 G 06 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 11969 16 (21) 3874270/24-24 (22) 26.03,85 (46) 15,06,87, Вюл. У 22 (72) В, А. Романенко, В. Н. Кокойкин, P. В. Романенко, А. А. Яковлев и Ю. А, Конотопов (53) 681.391.19(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1196916, кл. С. 06 К 9/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ . РАДИОСИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к облас.ти автоматики и может быть использовано при распознавании сигналов, например радиосигналов, с различными видами модуляции и является усовершенствованием изобретения по авт.св.

В 1196916. Цель изобретения — расширение класса распознаваемых сигналов. Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены анализатор мгновенного спектра, два инвертора, шесть элементов И и три цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных умножителя частоты, анализатора мгновенного спектра, блока сравнения и компаратора. В результате введения

- указанных узлов и элементов устройство позволяет распознавать радиосигналы с дополнительными видами модуляции. 1 ил, 1317463

Изобретение относится к.автоматике, может использоваться для определения нида модуляции радиосигналов и является усавершенствоваккем иэвестнага по авт. св. !! 11969!6.

Целью изобретения является расширение класса оаспознаваемых сигналов.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит частотный детектор 1, амплитудный детектор 2, генератор 3 опорного напряжения, фазовый детектор 4, логарифмический усилитель 5, пятый анализатор 6 мгновенного спектра, соответственно первый, второй и третий умножители

7, 8, 9 частоты, преобразователь . аналог-код 10, первый анализатор ll мгновенного спектра, блок 12 клиппирования, преобразователь 13 аналогкод, соответственно третий и четвертый анализаторы 14 и 15 мгновенного спектра, компаратар 16, блок !7 сравнения, шестой анализатор 18 мгновенного спектра, блок 19 сравнения, седьмой анализатор 20 мгновенного спектра, блок 21 сравнения, восьмой анализатор 22 мгновенного спектра, блок 23 сравнения, второй анализатор

24 мгновенного спектра, широкополосный фазовращатель 25, блоки сравне-. ния 26 и 27, конвертор 28, кампараторы 29 — 31, инвертар 32, преобразователь аналог-кад 33, инвертор 34. блок 35 инверторов, преобразователи аналог-код 36 — 38, кнверторы 39 и

40, элементы И 41-53„

- Устройство позволяет распознавать радиосигналы с частотной (ЧИ) модуляцией и гланипуляцкей (ЧМп), амплитудной (AN) модуляцией к манипуляцией (АМн), однапаласной модуляцией при аналоговой модулкрующей функция (ОМпн) и ее разновидностями — квадратурной амплитудно-фазавай модуляцией (КАФМ) и оптимальной амплитуднофазовой модуляцией (САФИ), а также цифровые сигналы с однократной (ОФМн), двухкратной (ДФМн), трехкратной (ТФМн) фазовой манипуляцией, их модификацией — модифицированного однократного фазоманкпулкрованнога (МОФМн) сигнала, двухкратного фазаманипулкраванного (ДФМнС) сигнала са сдвигом и трехкратного фазоманкпулиг>ованнага (ТФИнС) са сдвигом, В процедуре распознавания, реализованной в устройстве, использованы

55 следующие признаки распознавания радиосигналов: наличие модуляции амплитуды (для АМ, АИн, КАФМ„ ОАФМ и

ОМпн); наличие девиации частоты (для ЧМ, ЧИн„ KAREN ОАФМ и ОИпн); идентичность спектров манипулированного и клиппированного радиосигналов (АМн, ЧМн); наличие пересечений огибающей радиосигнала нулевого уровня напряжения (ОМпн, ОФМн, ДФМн и ТФМн)! наличие кратных гармоник на выходах соответствующих умножителей частоты (фазоманкпулированные сигналы).

Устройство рабстает. следующим образом.

Принятый радиосигнал, вид манипуляции которого необходимо определить, одновременно поступает на входы частотного детектора 1, амплитудного детектора 2, генератора 3 опорного напряжения, фазового детектора 4, анализатора 6 и умнажители частоты на восемь 7, на четыре 8 и на два 9, Прк поступлении на вход устройства, например, ЧМ сигнала на выходе частотногo детектора выделяется напряжение, свидетельствующее а налички девиации частоты в принимаемом сигнале, которое поступает на преобразователь аналог-кад 10. После его преобразования единичное напряжение поступает на первые входы элементов

И 4! и 42. Напряженке с выхода частатнага детектора поступает на анализатор 11 и через блок 12 клиппированкя — на анализатор мгновенного спектра 24, Отклики с выходов анализаторов мгновенного спектра поступают на соответствующие входы блока 23 сравнения. Поскольку. клиппированная аналоговая функция имеет более широкий спектр.„ чем неклиппкрованная, отклики на выходах анализаторов 1! и 24 будут различными и на выходе блока 23 сравнения появится напряженке, После преобразования этого напряжения преобразователем аналогкод 33 в единичное напряжение оно поступает на второй вход элемента

И 42, а также, кнвертируясь в нулевое напряженке в кнвертаре 32, поступает на второй вход элемента И 41, На третий вход элемента И 42 подается единичное напряженке с выхода блока 35 инверторов, свидетельствующее о там, что принимаемый сигнал не является сигналам с любым из видов однопаласной модуляции.

1317463

Таким образом, при частотной модуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только на выходе элемента И 42, При поступлении на вход устройст- 5 ва ЧИн сигнала единичное напряжение с выхода преобразователя аналогкод 10 действует на первых входах элементов И 41 и 42 (как и в случае

ЧМ сигнала), Поскольку клиппированная телеграфная модулирующая функция имеет ту же ширину спектра, что и неклиппированная, то отклики на выходах анализаторов 11 и 24 будут идентичными и на выходе блока 23 сравнения напряжение отсутствует, Б этом случае с выхода преобразователя аналог-код 33 на второй вход элемента И 42 поступает нулевое напря.жение, а после инвертирования в еди- 20 ничное напряжение инвертором 32 единичное напряжение поступает на второй вход элемента И 41. На третий вход элемента И 41 поступает единичное напряжение с выхода блока 35 ин- 25 верторов, свидетельствующее о том, что TIpHHHìàåìûé сигнал не является сигналом с любым из видов однополосной модуляции. Таким образом, при

ЧМн принимаемого сигнала только на 30 выходе элемента И 41 появляется единичное напряжение.

Распознавание АМ и АМн сигналов происходит аналогичным образом, При

AN принимаемого сигнала единичное 35 напряжение возникает только на выходе элемента И 43, а при АМн — только на выходе элемента И 44, Если на вход устройства поступает один из сигналов с однополосной модуляцией, то на выходе частотного 1 и амплитудного 2 детекторов возникают напряжения, которые после преобразования их в единичное напряжение в преобразователях аналог-код 10 и 45

13 поступают соответственно на первый и второй входы элементов И 45—

47.

Изменяющееся напряжение, соответ- 50 ствующее огибающей сигнала, с выхода амплитудного детектора 2 подается также и на компаратор 16, на выходе которого образуются единичные импульсы в тот момент, когда огибающая

ОМпн сигнала будет пересекать нулевой уровень напряжения, В конверторе 28 выделяется напряжение, которое пропорционально частоте единичных импульсов. Если это напряжение превы. сит пороговый уровень U,, то в преобразователе аналог-код 38 оно преобразится в единичное напряжение и поступит на третий вход элемента

И 47, а также на вход блока 35 инверторов, После его преобразования нулевое напряжение поступает на третьи входы элементов И 41 — 44 в качестве запрещающего сигнала о наличии на входе устройства сигналов с другими видами модуляции (АМ, АИн, ЧИ и .ЧМн) в то время, когда устройством принимается ОМпн сигнал.

Кроме ОМпн сигнала пересечение нулевого уровня огибающей сигнала имеет амплитудно-манипулированный телеграфный (AT) сигнал и общепринятые цифровые фазоманипулированные сигналы. Но частота этих пересечений в случае AT сигнала при передаче речевых сообщений (равная 50-300 Гц) значительно меньше частоты пересечений в случае ОИпн сигнала (30003400 Гц). Следовательно, частота следования импульсов с выхода компаратора 16 и соответственно уровень напряжения на выходе конвертора 28 в случае AT сигнала значительно меньше уровня при ОМпн сигнале ° Поэтому пороговое напряжение U 0, подбирают так, чтобы оно превышало уровень напряжения с выхода конвертора 28, если на входе устройства действует AT сигнала (при этом на выходе преобразователя аналог-код 38 формируется нулевое напряжение), но было ниже в случае ОМпн сигнала (на выходе преобразователя аналог-код 38 при этом формируется единичное напряжение).

Наличие пересечений огибающей нулевого уровня напряжения общепринятых

ФМн сигналов не влияет на распознавание ОМпн сигнала, поскольку для его распознавания помимо этого признака используются два отличающих их от ФМн признака — наличие амплитудной модуляции сигнала и наличие девиации частоты высокочастотного заполнения.

Следовательно, при ОИпн принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 47.

Если на вход устройства поступает

КАФМ сигнал, то единичное напряжение с выходов преобразователей аналогкод 10 и 13, свидетельствующее о на13! 7463 личии в принимаемом сигнале амплитудной и частотной манипуляции, действует на первом и втором входах элемента И 45, Напряжение с выхода амплиI тудного детектора 1 поступает на ана- 5 лизатор 11„ а напряжение с выхода фафазового детектора 4 — на анализатор

l4, При этом генератор 3 опорного напряжения формирует опорное напряжение. Синхронизация генератора 3 осуществляется принимаемым сигналом, Сформированные на выходах анализаторов спектра отклики поступают на соответствующие входы блока 26 сравнения, причем отклик с выхода анализатора спектра 11 поступает в блок 26 сравнения со сдвигом íà iT/2, осуществляемым широкополосным фазовращателек 25,. Если спектры сигналов, поступающих на блок 23 сравнения, 20 идентичны, то на его выходе формируется напряжение, которое преобра.зователем аналбг-код 36 преобразуется в единичное напряжение, Идентичность спектров сигналов на входах блока 23 сравнения обусловлена тем, что КАФМ в амплитудном и фазовом каналах осуществляется одной и той же модулирующей функцией лишь со сдвигом по фазе на Т/2 в фазовом канале, Единич- 30 ное напряжение с выхода преобразователя аналог-код 36 подается на третий вход элемента И 45, а также .на вход блока 35 инверторов, кото.рый преобразует его в нулевое напря- 35 жение. Нулевое напряжение подается на третьи входы элементов И 41 — 44 в качестве запрещающего сигнала о наличии на входе устройства сигналов с другими видами модуляции, 40 когда устройством принимается КАФИ сигнал„

Таким образом, при КЛФИ принимаемого сигнала только на выходе элемен-4S та И 45 появляется единичное напряжение, Распознавание ОАФМ сигнала производится аналогично распознаванию сигналов КАФИ, Различие состоит в том, что для создания условий идентичности спектров на выходах блока

27 сравнения выходное напряжение фазового детектора предварительно пропускается через логарифмический усилитель 5 с инвертированной логарифмической харак" åðèñòèêîé, При этом единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код 37 подается на третий вход элемента И 47. Следовательно, в случае ОАФМ принимаемого сигнала единичное напряжение будет сформировано только на выходе элемента И 31, Распознавание ФИн сигналов различных кратностей основано на том, что при ОФИн и МОФМн на выходах умножителей частоты 9, 8 и 7 выделяются составляющие сигнала, кратные второй, четвертой и восьмой гармоникам, при

ДФИн и ДФМнС на выходах умножителей частоты 9 и 8 выделяются составляющие сигнала, кратные второй и четвертой гармоникам, а при ТФМн и ТФМнС только на выходе умножителя частоты с

7 выделяется составляющая сигнала, кратная восьмой гармонике. Распознавание общепринятых ФМн и ФМн сигналов со сдвигом осуществляется по наличию или отсутствию пересечений огибающей сигнала нулевого уровня напряжения.

При поступлении на вход устройства сигнала с любым видом модуляции на выходе анализатора 6 формируется напряженке, пропорциональное ширине спектра Б принимаемого сигнала, которое поступает на первые входы блоков .сравнения 17, 19 и 21, Если на вход устройства поступают однократные ОФмн и МОФМн сигналы, то на выходах умножителей частоты на восемь 7, четыре 8, на два 9 появляются напряжения восьмой, четвертой и второй гармоник соответственно. На выходах анализаторов 18, 20 и 22 goявляются напряжения, пропорциональные

U, U и U, а также ширине спектров восьмой, четвертой и второй гармоник. Поскольку U U U a U u

U< ас U то на выходах блоков сравнения появляются положительные напряжения, которые компараторами 29 — 31 преобразуются в единичные напряжения и подаются на первые входы элементов

И 48-53, С выхода компаратора 31 единичное напряжение поступает на инвертор 40. После инвертирования нулевое напряжение поступает на третьи входы элементов И 48 — 51 в качестве запрещающего сигнала о наличии сигналов более высоких кратностей, когда на входе устройства появляются однократные ФМн сигналы.

Если на вход устройства поступает

ОФМн сигнал„ то единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код

1317463

38, свидетельствующее о наличии пересечений огибающей сигнала нулевого уровня, поступает на второй вход элемента И 53. Таким образом, при ОФМн сигнале на выходе устройства единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 53.

Если на вход устройства поступает

МОФМн сигнал, то на выходе преобразователя 38 возникает единичное напряжение, свидетельствующее о том, что при пересечении огибающей сигнала нулевого уровня напряжения отсутствуют, и которое подается на второй. вход элемента И 53. Следовательно, при МОФМн сигнале на входе устройства единичное напряжение появляется только на выходе элемента

И 53.

Если на вход устройства поступают сигналы двукратной фазовой манипуляции (ДФМн и ДФМнС), то на выходах умножителей частоты на восемь 7 и на четыре 8 выделяются напряжения восьмой и четвертой гармоник, На выходе анализаторов 18 и 20 выделяютсВ напряжения U> H Б, пропорциональ" ные ширине спектров восьмой и четвертой гармоник. Поскольку U « U u U ci U, то на выходах блоков сравнения 17 и 19 появляются положительные напряжения, которые компараторами 29 и 30 преобразуются в единичные напряжения. Единичные напряжения подаются на первые входы элементов И 48-51.

При этом единичное напряжение с выхода компаратора 30, инвертируясь в нулевое напряжение инвертором 39, поступает на четвертые входы элемен тов И 48 и 49 в качестве запрещающего сигнала о наличии трехкратных ФМн сигналов в то время, когда на вход устройства поступают ДФМн и ДФМнС сигналы.

На выходе умножителя частоты на два 9 формируется фазоманипулированное напряжение, ширина спектра которого близка к спектру принимаемого сигнала, На выходе блока сравнения

21 выделяется отрицательное напряжение, которое преобразуется компара-. тором 31 в нулевое напряжение. Последнее поступает на первые входы элементов И 53 и И 52, поэтому на их выходах единичные напряжения (свидетельствующие о наличии однократных

ФМн) не формируются, 35

55 тов И 48, 49 и 50, 51, соответственно.

С выхода компаратора 31 нулевое напряжение инвертируется инвертором

40 в единичное напряжение и подается на третьи входы логических элементов

И 48-51.

Если на вход устройства поступает

ДФМн сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код

38 свидетельствует о наличии пересечений огибающей сигнала нулевого, уровня напряжения, поступает на второй вход элемента И 50, Следовательно, .при ДФМн сигнале единичное напряжение будет сформировано только на выходе элемента И 50.

Если на вход устройства поступает ДФМНс сигнал, то единичное напряжение с выхода блока инверторов 35, свидетельствующее об отсутствии.пересе ений огибающей нулевого уровня напряжения, поступает на второй вход элемента И 51, Таким образом, при ДФМНс сигнале единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 51, Если на вход устройства поступают сигналы трехкратной фазовой манипуляции (ТФМн и ТФМнС), то на выходе умножителя частоты 7 формируется напряжение U> пропорциональное ширине спектра восьмой гармоники, и поступает на второй вход блока 17 сравнения, Поскольку U ac U то на выходе блока 17. сравнения появляется положительное напряжение, преобразующееся компаратором 29 в единичное напряжение, которое подается на первые входы элементов И 48 и 49.

На выходе умножителей частоты на четыре 8 и на два 9 появляются фазо манипулированные сигналы. Ширина их спектров мало отличается от ширины спектра применяемого сигнала, поэтому на выходе блоков сравнения 19 и

21 формируются отрицательные напряжения, которые компараторами 30 и 31 преобразуются в нулевые напряжения и которые подаются на первые входы логических элементов И 50 — 53 соответственно. С выходов компараторов

30 и 31 нулевые напряжения поступают на инверторы 39 и 40, и, инвертируясь в единичные напряжения, поступают на вторые и третьи входы элеменЕсли на вход устройства поступает

ТФМн сигнал, то на выходе амплитуд1317463 ного детектора 2 выделяется агйс ающая сигнала, котОрая имеет пересечения нулевого уровня напряжения, Поэтому с выхода преобразователя аналогкод 38 единичное напряжение падается на четвертый вхад элемента И 48.

В случае ТФМн принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 48.

Если ve вход устройства поступа- гО ет ТФМнС сигнал, то огибающая сигнала на выходе амплитудного детектора

2 не имеет пересечений нулевого уровня напряжения, которое, инвертируясь в единичное напряжение в блоке инверторов 35, поступает на четвертый вход элемента И 49, Таким образом, в случае ТФМнС принимаемого сигнала единичное напряжение появляется на выходе элемента Л

И 49. . Формула и з о б р е т е н и я устройство для распознавания радио= сигналов па авт. св, Р 1196916 о т — 2- личающе еся тем, что, с целью расширения класса распознаваемых сигналов, в него введены пятый анализатор мгновеннога спектра, третий и четвертый инверторы, восьмой, девятый, десятьп|, одиннаццатый и тринадцатый элементы И, последовательно соединенные первый умнажитель частоты, шестой анализатор мгновенного спектра, четвертый блок 35 сравнения и второй компаратор, последовательно включенные второй умножитель частоты, седьмой анализатор мгновеннога спектра, пятый блок сравнения и третий компаратар, последовательно соединенные третий умножитель частоты, восьмой анализатор мгновенного спектра, шестой блок сравнения и четвертьгй кампаратор, выход пятого анализатора мгновенного спектра подключен к вторым входам четвертого, пятого и шестого блоков сравнения, выход второго компаратора соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов

И, выход третьего кампаратара подключен к первым входам десятого и одиннадцатого элементов И, выход четвертого компаратара соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатога элементов И, выход шестого преобразагзателя аналог-код подключен к вторым входам восьмого, десятого и двенадцатого элементов И, выход блока инвертарав соединен с вторыми входами девятого, одиннадцатого и тринадцатого элементов И, выход четвертого компаратара подключен к входу четвертого инвертора, выход которого соединен с третьими входами восьмого, девятого, деся,ага и одиннадцатого элементов И, выход третьего компаратара подключен к входу третьего инвертора, выход которого соединен с четвертыми входами восьмого и девятага элементов И, причем входы пятого анализатора мгновенного спектра и умножителей. частоты являготся входом устройства, а вьгходы восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатога элементов И являются даполIIIIтельными выходами устройства.

1317463

VHAr

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Н. Горват Техред В.Кадар Корректор А, Зимокосов

Заказ 2426/45 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уж р д, у . р

У ro о л, П оектная, 4