Устройство для распознавания и приема импульсных сигналов с внутриимпульсной модуляцией

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 04 1 27/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931519/09 (22) 24.04.91 (46) 30.07.93. Бюл. N 28 (72) В.И.Дикарев, И.Ю.Еремеев и B.B.Ôåäîров (56) Авторское. свидетельство СССР

N. 1261134, кл, Н 04 I 27/14, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ И ПРИЕМА ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения — повышение достоверности распознавания информации путем раздельного приема и однозначного анализа сигналов на основной и зеркальных частотах.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2-4 — временные диаграммы.

Устройство содержит усилитель 1 высо-кой частоты, первый, второй гетеродины 2, 3, первый, второй смесители 4. 5, третий усилитель 6 промежуточной частоты, пятый амплитудный детектор 7, третий частотный детектор 8, третий дифференцирующий элемент 9, третий блок 10 совпадения, третий накопитель 11, третий пороговый блок 12, четвертый, первый, пятый, второй усилители 13, 14, 15, 16 промежуточной частоты, первый, второй амплитудные детекторы 17 и 18, первый, второй ключи 19, 20, четвертый, третий амплитудные детекторы 21, 22, второй, первый, частотные детекторы 23, 24, второй, первый дифференцирующие элементы 25, 26, фаэоинвертор 27, первый, вто. ЯЛ, „1830634 А1 (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение достоверности разпознавания. информации. Устройство содержит усилитель высокой частоты, два гетеродина, три смесителя, шесть усилителей промежуточной частоты., два ключа, пять амплитудных детекторов, три частотных детектора, три блока совпадения, три .дифференцирующих элемента, три накопителя, три пороговых блока, фазоинвертор, блок регистрации, два фазовращателя, сумматор. 4 ил. рой блоки 28, 29 совпадения, первый, второй накопители 30, 31, первый, второй пороговые блоки 32, 33, блок 34 регистрации, первый фазовращатель 35, третий смеситель 36, шестой усилитель 37 промежуточной частоты, второй фазовращатель 38 и сумматор 39.

Устройство работает следующим образом.

С выхода усилителя 1 высокой частоты на первые входы смесителей 4, 5 и 36 поступает принимаемый импульсный сигнал с линейной частотой модуляцией (ЛЧМ)

Uc(t) = Vc сов(а t+луt2+у ), 0 t т,, где Чс. о с.

Afд у = — скорость изменения частоты ги внутри импульса;

Ь fg — девиация частоты.

На вторые входы смесителей 4 и 5 соответственно с выходов гетеродинов 2 и 3 подаются напряжения

1830634

Ur 1(t) - Vr1 СОЗ(аИ t + pr1 ).

Ur2(t) = Vr2 сов(ва t + г ), ГдЕ Vrl, Чгг, В1, Мг, р-1..уГ2 — аМПЛИтуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов.

ПРичем частоты в1 и вгг. гетеРодинов 2 и 3 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты и г — вг1 = 2 впp и выбраны симметричными относительно частоты в основного ка10 нала

ВГ2 Вс =Вс ВГ1 =Впр Частота настройки вн1 и полоса пропускания Ьв1 усилителей 6, 14, 16 и 37 проме- 15 жуточной частоты выбраны следующим образом:

Ви1 =2Впр, ЛВ1 =2Впр

ЧаСтОта НаСтРОйКИ Виг И ПОЛОСа ПРОПУСКания Лвг усилителей 13 и 15 промежуточ-. ной частоты выбраны следующим образом: в г = 2 впр, h,ñà = 2 впр

На второй вход смесителя 36 с выхода фазовращателя 35 на 90 подается напряжение 25

Ur3(t) = Vr1 coS(+ 90 )

На выходах смесителей 4, 36 и 5 образуются следующие напряжения:

Unp1 (t) = Vnp1 COS (Впр t + Xy t + у1пр1)

Unp2 (t) = Vnp1 COS (Впр t +Xyt +фЪр1 — 90 ) Ц прэ (1) = Vnp2 COS (Вп т + т У t + Pnp2) г

0 5t 5ти 35

Гдв Vnpl = — К1 Vc . Vrt;

1

Vnp2 g К1 Vc Vr2

К1 — коэффициент передачи смесителей, 40

Впр = Вгг — В = Oui — ВГ1 — Прамвжуточная частота, фпр1 = pc г1 ° pnp2 = pc pQ

Причем частоты указанных напряжений имеют. следующий вид:

ВО1 = В + 2 N y t — Вг1 = Впр + 2 Л Ут; а32 = в 2 -в — 2 аут = впр — 2 z y t, где первый индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал; — второй индекс обозначает номер гетеродина. участвующего в преобразовании частоты принимаемого сигнала.

Преобразованнйе по частоте ЛЧМ сигНаЛЫ Unpl(t), Unp2(t) И 0прз(1) ПОПадавт В полосу пропускания Ьв1 усилителей 6, 14, 37 и 16 промежуточной частоты. Так как в полосу пропускания Ьо12 усилителей 13 и

15 промежуточной частоты напряжения

0пр1(1), Unp2(t) И Unp3(t) НЕ ПОПадаЮт, та КЛЮчи 19 и 20 не открываются. Ключи 19 и 20 в исходном состоянии всегда закрыты, Напряжение Unpl{t) с выхода усилителя 6 промежуточной частоты поступает íà первый вход сумматора 39. Напряжение 14рг{1) с выхода усилителя 37 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 38 на

90О, на выходе которого образуется напряжение

Опр4 (t) = Vnpt CPS (Впр t + Xy t + фпр1

-90 +90О) = Чпр1 сов (впр т + Xy t + рпр1), 0

Это напряжение поступает на второй вход сумматора 39, на выходе которого образуется напряжение (фиг.2а)

U Ã(т) = Опр1 (t) + L4p4 (t) = 1/ ; COS (в.,1+лУ 2 + Уз.р„)

0

ГДЕ V+=2Vnpl, Это напряжение одновременно поступает на входы амплитудного 7 и частотного

8 детекторов. Амплитудный детектор 7 выделяет огибающую сигнала (фиг.2в), которая поступает на первый вход блока 10 совпадения.

С выхода частотного детектора 8 видеосигнал (фиг,2г), форма которого соответствует закону изменения частоты (фиг,2б), поступает на вход дифференцирующего элемента 9, выходной сигнал которого (фиг,Зг) подается на второй вход блока 10 совпадения. Так как напряжения (фиг.2в, д), поступающие на два входа блока 10 совпадения, имеют одну и ту же полярность и занимают на временной оси один и тот же интервал, то элемент 10 совпадения срабатывает, Его выходное напряжение (фиг.2е) поступает на вход накопителя 11, где оно интегрируется с целью уменьшения числа ложных срабатываний устройства за счег воздействия шумов. Выходное напряжения накопителя 11 (фиг.2к) поступает на вход порогового блока 12, где сравнивается с пороговым уровнем Vncp, В случае превышения порогового уровня Чпор. в момент. времени t1 пороговый блок 12 формирует напряжение (фиг.2л), которое поступает на первый вход блока 34 регистрации, фиксируя распознавание ЛЧМ сигнала, применяемого по основному каналу на частоте в .

Если на вход устройства поступают сигналы с внутриимпульсной дискретной модуляцией ДЧМ (фиг,2ж), то на выходе частотного детектора 8 и дифференцирующего элемента 9 эти сигналы трансформируются в сигналы (фиг,2з, и). На выходе блока

1830634

10 совпадения появляются лишь заштрихованные участки сигнала (фиг.2и). Вследствие малости суммарной площади заштрихованных участков сигнал ДМЧ (фиг.2и) не превышает порогового уровня 5

Vnop в пороговом блоке 12, т.е. устройство не срабатывает.

Описанная работа устройства соответствует случаю приема ЛЧМ сигнала по основному каналу на частоте в . 10

Если ЛЧМ сигнал принимается по перВОМУ ЗЕРКаЛЬНОМУ КаНаЛУ На ЧаетстЕ Вз1

U» (t) = V» - сов (из1 t + x y t + (Рз1)

0 t =tè

15 то в смесителях 4, 37 и 5 он преобразуется в напряжения;

Unp5 (t) = Vn p3 COS ((Опр т + л Зу 1 + pnp3) г

Unp5(t) =Vnp3 соз (впр t+луt +ppp3+9+ кпрт (t) = Vnp4 cos (3 (leap t + лу t + фпр 1) 25

0 ct (y„

Это напряжение поступает на второй вход сумматора 39, НапряжеНИя Unp5 (t) И 0Пра (t), ПОСтуПаЮщИЕ На дВа входа сумматора 39, на его выходе компенсируются

Если ЛЧМ сигнал принимается по второму зеркальному каналу на частоте

01зг Озг (t) = чзг COS (Мзг t +ЛУ1 +((Ьг)

0 <т <т„

40 то в смесителях 4,36 и 5 он преобразуется в напряжения:

Unpg (t) Vnp5 COS (3 Мпр t + Л } t + (/Зпр5)

Unp)p (t) = Чпр5 COS (3 О пр t + R У t + Pgp5 90 )

Unp11 (t) = Чпр5 COS (Ипр t + ЛУ 1 + фпр5), 0 т ти

Гдв Vnpg = 2 Kl г чгг.

50 Vnp5 = 2 K1 Чзг Чг1, Ипр = й)зг (Огг, 3 Ипр = Ызг ((1(1

pnp5 =

Гдв Чпрз = — K1 V» V(1, .2

1 пр4 = .у т 1 з1 гг (г1пр — ((1г1 — Вз, 3 (гор = Игг — (пз1

pp3 = уз1 — у=11. p p< — p» — pig Причем частоты указанных сигналов имеют следующий вид: (l)1 1 = о (1 — (оз1 — 2 л У t = о)пр — 2 л У t (()12 =юг — «ы — 2лут = 3 в р — 2л уt

Напряжение Unpgt) попадает в полосу пропускания Ла г усилителя 15 промежуточной частоты, с выхода которого оно поступает на вход амплитудного детектора

21. Амплитудный детектор 21 выделяет огибающую напряжения кпрт(т), которое поступает на управляющий вход ключа 19, открывая его. При этом напряжение Unp5(t) (фиг.4а) с выхода усилителя 14 промежуточной частоты через открытый ключ 19 одновременно поступает на входы амплитудного

17 и частотного 23 детекторов, Амплитудный детектор 17 выделяет огибающую сигнала (фиг.4в) которая поступает на первый вход блока 28 совпадения. С выхода частотного детектора 23 видеосигнал (фиг.4г), форма которого соответствует закону изменения частоты (фиг.4б), поступает на вход дифференцирующего элемента 25, выходной сигнал которого (фиг.4д) инвертируется по фазе на 180 в фазоинверторе 27 (фиг.4е). Выходной сигнал фазоинвертора

27 поступает на второй вход блока 28 совпадения. Так как напряжения, поступающие на два входа элемента 28 совпадения, имеют одну и ту же полярность и занимают на временной оси один и тот же интервал, ro элемент 28 совпадения срабатывает. Его выходное напряжение (фиг.4жО поступает на вход накопителя 30, где интегрируется, Выходное напряжение накопителя 30 (фиг.4з) сравнивается с пороговым напряжением Vïîð в пороговом элементе 32. В случае превышения порогового уровня Vnpp в момент времени t1 пороговый элемент 32 формируется напряжение (фиг.4и), которое поступает на второй вход блока 34 регистрации, фиксируя распознавания ЛЧМ сигнала, принимаемого по первому

ЗЕРКаЛЬНОМУ КаНаЛУ На ЧаСтОтЕ (Лз1.

Напряжения Unp5 (t) и 0пре (t) попадают в полосу пропускания Л(л1 усилителей

6 и 37 промежуточной частоты. При этом напряжение Unp5(t) с выхода усилителя 6 поступает на первый вход сумматора 39, НаПряжЕНИЕ Ипре(т) С ВЫХОда уСИЛИтЕЛя 37 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 38 на 90, на выходе которого образуется напряжение

Unp5 (t) = прз cos (0)пр t + л t ((пр3 +

+90 +90 ) =- 0пр3 COS (Мпр t + Лу \ — фпрз) Напряжение Unpg(t) попадает в полосу пропускания Лиг усилителя 13 промежуточной частоты, детектируется амплитудным детектором 22 и поступает на управляющий вход ключа 20, открывая его.

При этом напряжение Unp11(t) (фиг.3а) выде1830634 сос и по зеркальному каналам на частотах оь1 и вг, то в работе участвуют все блоки устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает раздельный прием и однозначный анализ

ЛЧМ сигналов, принимаемых на основной и зеркальных частотах. Тем самым достоверность распознавания Jl IM сигналов повышается. Это достигается использованием трех каналов приема и.фазокомпенсационного метода подавления первого зеркального канала приема.

Формула изобретения

Устройство. для распознавания и приема импульсных сигналов с внутриимпульсной модуляцией, содержащее усилитель высокой частоты, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные первый смаситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый ключ, первый амплитудный детектор, первый блок совпадения, первый накопитель и первый пороговый блок, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, последовательно соединенные второй смеситель; второй уСилитель промежуточной частоты, ляется усилителем 16 промежуточной частоты и через открытый ключ 20 одновременно поступает на входы амплитудного 18 и частотного 24 детекторов. Амплитудный детектор 18 выделяет огибающую напряжения 5

0„Р () (фиг.Зв), которая поступает на первый вход блока 29 совпадения. С выхода частотного детектора 24 видеосигнал" (фиг,Зг) поступает на вход дифференцирующего элемента 26, выходной сигнал которо- 10

ro (фиг.Зд) подается на второй вход элемента 29"совпадения. Последний срабатывает, его выходное напряжение (фиг,3e) поступает в накопитель 31. Выходное напряжение накопителя 31 сравнивается с по- роговым уровнем V

Если ЛЧМ сигналы одновременно при- нимаются по основному каналу на частоте второй ключ, второй амплитудный детектор, второй блок совпадения, второй накопитель и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, первый гетеродин, первый выход которого соединен с первым входом первого смесителя, выход которого соединен с входами третьего и четвертого усилителей промежуточной частоты, выход последнего через третий амплитудный детектор соединен с вторым входом второго ключа, выход которого через первый частотный детектор соединен с входом первого дифференцирующего элемента, выход второго смесителя через последовательно соединенные пятый усилитель промежуточной частоты и четвертый амплитудный детектор подключен к второму входу первого ключа, выход которого через последовательно соединенные второй частотный детектор, второй дифференцирующий. элемент и фазоинвертор подключен к второму входу первого блока

Совпадения, второй гетеродин, выход которого соединен с первым входом второго смесителя, второй вход которого и второй вход nepeoro смесителя соединены с выходом усилителя высокой частоты, вход пятого амплитудного детектора соединен с входом третьего частотного детектора, выход которого через последовательно соединенные третий дифференцирующий элемент. третий блок совпадения, третий накопитель и третий пороговый блок соединен с третьим входом блока регистрации, выход пятого амплитудного детектора соединен с вторым входом третьего блока совпадения, о т л ичающееся тем,что,сцелью повышения достоверности распознавания информации путем раздельного приема и однозначного анализа сигналов на основной и зеркальной частотах, введены последовательно соединенные первый фазовращатель, третий смеситель, шестой усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель и сумматор, причем второй выход первого гетеродина соединен с входом первого фазовращателя, выход усилителя высокой частоты соединен с вторым входом третьего смесителя, выход третьего усилителя промежуточной частоты соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом . пятого амплитудного детектора.

1830634

Фаг. Z

1830634

Составитель И. Брайнина

Техред М.Моргентал Корректор С. Юско

: Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2528 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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