Устройство для корреляционного приема фазоманипулированных сигналов

 

Устройство содержит 2 перемножителя (3, 4), 1 блок вычисления разности фаз (1), 1 декодер (2), 2 интегратора (5, 6), 2 блока выделения знака (7,8), 1 генератор опорного сигнала (9), 1 фазовращатель 10, 1 блок вычисления фаз 11, 1 решающий блок (12), 1 блок задержки 13, 1 блок тактовой синхро- -низации (14). 9-3-5-7-12-13-1-2, 9-10-4-6-8- 12-1. 14-5, 14-6, 5-11-12. 6-11.2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Н 04 (27/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вк г.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4900311/09 . (22) 08.01.91 (46) 23.04.93. Бюл. % 15 (71) Пензенский политехнический институт

{72) Н.Н.Ольшевский, М.Ю.Басов, В.И.Басова и А.П.Иванов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1197137, кл. Н 04 1 27/22, 1985, {54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРР ЕЛ Я ЦИОН НОГО ПРИЕМА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ,.Я2, 1811024 А1 (57) Устройство содержит 2 перемножителя (3, 4), 1 блок вычисления разности фаз (1), 1 декодер (2), 2 интегратора (5, 6), 2 блока выделения знака (7, 8), 1 генератор опорного сигнала (9), 1 фазовращатель 10, 1 блок вычисления фаз 11, 1 решак щий блок (12), 1 блок задержки 13, 1 блок тактовой синхро-низации (14), 9-3-5-7-12-13-1-2, 9-10-4-6-812-1. 14-5, 14-6, 5-11-12; 6-11. 2 ил.

1811024 (ке

Изобретение относится к радиотехниЦель изобретения — упрощение устройства и повышение точности приема.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 вычисления разности фаз, декодер 2, первый, второй перемножители 3, 4, первый и второй интеграторы 5, 6, первый, второй блоки 7, 8 выделения знака, генератор 9 опорного

„сигнала, фазовращатель 10, блок 11 вычисления фаз, решающий блок 12, блок 13 задержки, блок 14-тактовой синхронизации.

Блок 14 состоит из двухполупериодного выпрямителя 15, узкополосного фильтра 16, и фаэовращателя 17.

Устройство работает следующим образом.

Фазоманипулированный сигнал поступает на первые входы перемножителей 3 и

4, на вторые входы которых подано напряжение от генератора 9 опорных сигналов.

Напряжение генератора 9, поданное на пео ремножитель 4, сдвинуто по фазе на 90 с помощью фазовращателя 10. Напряжение на выходах перемножителей 3, 4 пропорци.онально скалярному произведению принимаемого сигнала и колебаний опорного генератора 9 и сдвинутых между собой по фазе на 90О. В синфазном канале сигнал с выхода перемножителя 3 проходит через интегратор 5, производящий оптимальную фильтрацию, после чего попадает на выделитель знака 7, напряжение на выходе которого пропорционально знаку сигнала на его входе. Сигнал с выхода выделителя 7 поступает на первый управляющий вход решающего блока 12. Кроме того сигнал с интегратора 5 поступает на блок 11, сигнал с выхода которого поступает на информационный вход решающего блока 12, 8 квадратурном канале 2 принимаемый сигнал обрабатывается идентичным образом с помощью интегратора 6 и выделителя

8, сигнал с выхода которого поступает на второй управляющий вход решающего блока 12, Решающий блок 12 должен фиксировать усредненную начальную фазу за время длительности одной посылки во вращающейся системе координат, образуемой двумя колебаниями опорного генератора.

Сигнал с выхода решающего блока 12 поступает на первый вход блока 1 и на вход блока

13, сигнал с выхода которого поступает на втррой вход блока 1, реализующего восстановление двоичного сигнала на основе разностного метода кодирования на передаче.

Сигнал с выхода блока 1 поступает на вход декодера 15.

Работу решающего блока, которое должно фиксировать фазу в пределах 0-360, можно описать следующим образом: а) на первый управляющий вход поступает сигнал с выхода выделителя 7, соответствующий положительному знаку сигнала на его входе (например. 1"), на второй управляющий вход поступает сигнал с выхода выделителя 8, соответствующий положительному знаку сигнала нэ его входе (например, "1"), а на информационный вход поступает сигнал с выхода блока 11 вычис"5 ления фаз, соответствующий фазе принимаемого сигнала (p=/arctg Q/R). На выходе устройства появляется сигнал, соответствующий фазе р; б) на первый управляющий вход поступает сигнал, соответствующий положительному знаку сигнала на входе выделителя 7 (например, "1"), на второй управляющий вход поступает сигнал, соответств1/ющий отрицательному знаку сигнала на входе вы25 делителя 8 (например, "-1"), а на информационный вход поступает сигнал с выхода блока 11 вычисления фазы, соответствующий фазе принимаемого сигнала (р=

=. (arctg Q/R), Навыходе устройства появ30 ляется сигнал, соответствующий фазе

360 - р в) на первый управляющий вход поступает сигнал, соответствующий отрицатель- ному знаку сигнала на выходе выделителя 7

35 (например, ".-1"), на второй управляющий вход поступает сигнал, соответствующий отрицательному знаку сигнала на входе выделителя 8 (например, "-1), а на информационный вход поступает сигнал, соответ40 ствующий фазе принимаемого сигнала (р= /arctg 0/R). На выходе устройства по-- является сигнал, соответствующий фазе

180О+ р

r) на первый управляющий вход посту45 nael сигнал, соответствующий отрицательному знаку сигнала на входе выделителя 7 (например, "-1"), на второй управляющий вход поступает сигнал, соответствующий положительному знаку сигнала на входе выделителя 8 (например, "1"), на второй управляющий вход поступает сигнал, соответствующий положительному знаку сигнала на входе выделителя 8 (например, "1"), а на информационный вход поступает сигнал, 55 соответствующий фазе принимаемого сигнала (р=/ arctg С1/В). На выходе устройства появляется сигнал, соответствующий фазе

18Gî <, Декодер работает по принципу.

1811024

1) если 0 < p < 90, то фиксируется "1";

2) если 90О< Ь р < 270О, то фиксируется "-1";

3) если 270О< Ар 360, то фиксируется

"1".

Нормальная работа интеграторов 5 и 6 обеспечивается с помощью блока 14 тактовой синхронизации, который выделяет тактовую частоту непосредственно из фазоманипулированного сигнала.

Возможность выделения тактовой час-. тоты непосредственно из фазоманипулированного сигнала основана на особенности такого сигнала, ограниченного по частоте полосно-пропускным каналом. При неограниченной полосе пропускания, т.е. до подачи в канал связи, огибающая сигнала имеет прямоугольную форму (фиг.2а). Проходя через канал прямоугольная форма огибающей за счет ограничения спектра пропускаемых частот искажается и растягивается во времени (фиг.26). После нелинейного преобразования (двухполупериодного выпрямления) сигнал (фиг.2в) содержит колебание тактовой частоты, выделяемое узкополосным фильтром

18, настроенным на эту частоту (фиг,2г), Со спектральной точки зрения возможность выделения тактового колебания иэ модулированного сигнала объясняется следующим образом.

При передаче сигнала типа "точек", т, е при периодическом изменении параметра сигнала, низкочастотный сигнал представляется в виде

К

f(t)= Zan cos и Qt, и =1 а модулированный по фазе сигнал

К

Г(т)= Х ап cos u Qt cos и, t. п =1

Здесь k определяет степень ограничения полосы пропускаемых частот.

После нелинейного преобразования (в качестве которого можно использовать квадратичное детектирование) сигнал на его выходе будет к

fä(t)=t Х ап cos n Qt cos Вь tj2= а2

- Х вЂ”" (сов 2п Я t+cos 2 в t+

n =14

+ сов 2ntcos 2 во t+1j

Первое слагаемое определяет воэможность выделения тактового колебания. При коротких "точках", когда изменение фазы

2л

5 происходит с тактовой частотой 0= — „

27

= Nfl (здесь T: — длительность элементарной посылки), т.е, 2 И вЂ” соответствует круговой тактовой частоте (2 0=2 л 1,), При двойных "точках", т.е, когда дли10 тельность сигнала с неизменной фазой будет равна T-2 т, частота тактового колебания 2xf =2 2 0(при n=2), при тройных

"точках" — п=3 и т.д, Поскольку при случайной последовательности длительность сигнала при неизменности модулируемого параметра кратна т, то условия выделения тактового колебания будут существовать постоянно (если только Т не стремится к бесконечности).

Формула изобретения

1. Устройство для корреляционного приема фазоманипулированных сигналов, 25 содержащее первый перемножитель, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, второй перемножитель, выход которого соединен с первым входом второго интегратора, первые входы пере30 множителей соединены и являются входом устройства, второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора опорного сигнала, который также через фазовращатель соединен с вторым входом

35 ° второго перемножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности приема, введены блок таковой синхронизации, два блока выделения знака, блок вычисления фаз, последова40 тельно соединенные решающий блок, блок задержки, блок вычисления разности фаз и декодер, выход которого является выходоМ устройства; вход блока тактовой синхронизации является входом устройства, а выход соединен с вторыми входами интеграторов, выход первого интегратора соединен с входом первого блока выделения знака и первым входом блока вычисления фаэ, второй вход которого и вход второго блока выде50 ления знака соединены с выходом второго интегратора, выходы блоков выделения знака и блока вычисления фаз соединены с входами решающего блока, выход которого соединен с вторым входом блока вычисле55 ния разности фаз.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок тактовой синхронизации состоит из последовательно соединенных двухполупериодного выпрямителя, уэкопо1811024

j г

Составитель Н. Лазарева

Техред М, Моргентал Корректор С, Юско

Редактор Г. Бельская

Заказ 1453 Тираж Подписное ,БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 лосного фильтра и фазовращателя, выход которого является выходом блока тактовой синхронизации, входом которого является вход двухполупериодного выпрямителя.