Когерентный детектор радиосигналов с фазовой манипуляцией на 180°



Когерентный детектор радиосигналов с фазовой манипуляцией на 180°
Когерентный детектор радиосигналов с фазовой манипуляцией на 180°

 


Владельцы патента RU 2439830:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) (RU)

Изобретение относится к области приема сигналов. Достигаемый технический результат - увеличение помехоустойчивости приема радиосигнала с относительной фазовой манипуляцией. Устройство содержит два перемножителя сигналов, квадратор, фильтр первой гармоники, фильтр второй гармоники, ФНЧ, фазовращатель на 90°, сумматор сигналов, фильтр постоянной составляющей, дифференциатор, RS-триггер, элемент исключения постоянной составляющей, линию задержки. 2 ил.

 

Изобретение относится к области приема радиосигналов.

Известны когерентные детекторы радиосигналов с фазовой маниупуляцией (ФМн) на 180°, описанные в различных источниках, например в:

1. Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. - М.: Советское радио, 1965.

2. Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазоманипулированными колебаниями. - М.: Радио и связь, 1991.

3. А.с. СССР 34039. Способ синхронизации / А.А.Пистолькорс. Приоритет от 24.04.1932.

По технической сущности наиболее близким к изобретению является когерентный детектор радиосигналов с ФМн на 180°, описанный в первом источнике, который по этой причине и принимается за его прототип. В остальных источниках описаны аналоги изобретения.

Прототип состоит из перемножителя сигналов с фильтром нижних частот (ФНЧ) на его выходе, а также из последовательно соединенных квадратора, фильтра второй гармоники, делителя частоты в 2 раза, фильтра первой гармоники, фазовращателя на 90°, выход которого соединен с опорным входом перемножителя, а к его информационному входу подключен вход квадратора. Это известный когерентный детектор Пистолькорса.

Основным недостатком прототипа являются спонтанные скачки фазы на 180° опорного колебания, приводящие к одиночным ошибкам приема цифрового сигнала (ЦС) при относительной ФМн (ОФМн) или к полному нарушению связи при абсолютной ФМн на 180°.

Техническим результатом заявленного устройства является увеличение помехоустойчивости приема радиосигнала с ОФМн за счет исключения скачков фазы на 180° опорного колебания и обеспечение возможности использования абсолютной ФМн на 180°, обеспечивающей вероятность ошибки приема сигнала в 2 раза меньшую, чем при ОФМн.

Сущность изобретения состоит в том, что в известный когерентный детектор радиосигналов с ФМн на 180°, состоящий из первого перемножителя сигналов, фильтра нижних частот (ФНЧ), квадратора, фильтра первой гармоники, фильтра второй гармоники, фазовращателя на 90°, причем к информационному входу первого перемножителя сигналов подключен фильтр второй гармоники через квадратор, к опорному его входу подключен фильтр первой гармоники через фазовращатель на 90°, а к его выходу подключен ФНЧ, введены сумматор сигналов, фильтр постоянной составляющей, дифференциатор, триггер, элемент исключения постоянной составляющей, второй перемножитель сигналов, линия задержки, причем к выходу фильтра второй гармоники подключены последовательно сумматор, дифференциатор, триггер, элемент исключения постоянной составляющей, второй перемножитель сигналов, выход которого соединен со входом фильтра первой гармоники, а второй его вход соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом квадратора через фильтр постоянной составляющей; линия задержки включена между входом квадратора и информационным входом первого перемножителя сигналов.

Существенным отличием изобретения являются введенные элементы, осуществляющие принудительное деление в 2 раза частоты сигнала с выхода квадратора, что исключает спонтанные скачки фазы на 180° опорного колебания.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 представлена структурная схема заявленного устройства, а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие ее работу.

На фиг.1 обозначено: 1 - квадратор, 2 - фильтр второй гармоники, 3 - сумматор, 4 - дифференциатор, 5 - линия задержки, 6 - фильтр постоянной составляющей, 7 - триггер, 8, 11 - перемножители сигналов, 9 - фазовращатель на 90°, 10 - фильтр первой гармоники, 12 - элемент исключения постоянной составляющей, 13 - фильтр нижних частот (ФНЧ). Введенные элементы обведены пунктирной линией.

Работа схемы происходит следующим образом.

Входное колебание с ФМн на 180° uвx(t)=Ucos[ωt+γ(t)90°], показанное на фиг.2, поступает через линию задержки 5 на информационный вход первого перемножителя сигналов 8 и параллельно - на его опорный вход через последовательно соединенные блоки 1-4, 7, 12, 11, 10, 9. Здесь γ(t) = ±1 представляет собой переданный информационный ЦС. На выходе квадратора 1 колебание u1(t) = u2вx(t) = 0,5U2{1+cos[2ωt + γ(t)180°]} = 0,5U2(1-cos2ωt). Видно, что в квадраторе 1 устраняется ФМн на 180° входного колебания и на его выходе имеет место однополярный сигнал в виде синусоидальных положительных импульсов, состоящих из постоянной составляющей, второй гармоники и помех. С выхода блока 1 вторая гармоника поступает на один вход сумматора 3 через узкополосный фильтр 2, устраняющий помеху, а постоянная составляющая - на второй вход сумматора 3 через фильтр постоянной составляющей 6, тоже устраняющий помеху. На выходе сумматора 3 колебание имеет структуру сигнала на выходе блока 1, но без помех, т.е. состоит из положительных синусоидальных импульсов, показанных на фиг.2. Эти импульсы дифференцируются по времени в блоке 4, на выходе которого имеют место двухполярные остроконечные импульсы согласно фиг.2, причем положительные импульсы имеют крутой фронт, а отрицательные - крутой срез. С выхода блока 4 остроконечные импульсы поступают на вход триггера 7, который срабатывает только от положительных импульсов, деля в 2 раза их частоту следования. На выходе блока 7 имеют место однополярные периодические импульсы прямоугольной формы, имеющие постоянную составляющую, длительность которых равна длительности пауз, а их период Т0 в 2 раза больше периода T! входных импульсов (фиг.2). Импульсы с выхода триггера 7 проходят блок 12, представляющий собой конденсатор большой емкости, который устраняет их постоянную составляющую. На фиг.2 это отмечено тем, что ось абсцисс смещена вверх и показана пунктирной линией. От потери постоянной составляющей однополярные прямоугольные импульсы становятся двухполярными, которые поступают на один вход перемножителя 11. На другой его вход подаются синусоидальные импульсы u3(t) в виде положительных полуволн с выхода сумматора 3. От перемножения в блоке 11 полуволны сигнала u3(1), соответствующие отрицательным импульсам u12(t), меняют свой знак с положительного на отрицательный, отчего на его выходе восстанавливается колебание несущей частоты u11(t)=cosωt, как показано на фиг.2. Это колебание отфильтровывается от помех в блоке 10 и сдвигается по фазе на 90° в блоке 9, отчего на его выходе напряжение u9(t)=sinωt. В блоке 8 перемножаются между собой колебание uвx(t) и u9(t), отчего на его выходе сигнал u8(t) = uвx(t)u9(t) = U cos [ωt+γ(t) 90°]sin ωt = 0,5 U sin[γ(t) 90°] + 0,5Usin [2ωt + γ(t) 90°]. ФНЧ 13 пропускает на свой выход только первое слагаемое, а так как γ(t) = ±1, то u13(t) = γ(t)0,5U есть переданный цифровой сигнал γ(t) с постоянным множителем 0,5U.

Квадратор 1 преобразует входное синусоидальное колебание, модулированное по фазе на 180°, в положительные синусоидальные импульсы, что вносит неопределенность в начальную фазу восстановленной несущей. Это не имеет значения для относительной ФМн. Для абсолютной ФМн на 180° это вызывает инверсию переданного сигнала на выходе ФНЧ 13. Для исключения данного недостатка надо перед началом сеанса связи передать контрольную посылку известного знака, по которой можно скорректировать знак восстановленной несущей.

Технико-экономическим эффектом изобретения является повышение помехоустойчивости приема радиосигналов с относительной ФМн на 180° и обеспечение работоспособности систем связи с абсолютной ФМн на 180°, при которой вероятность ошибки приема сигнала в 2 раза меньше, чем при ОФМн. Данный эффект обеспечен отсутствием спонтанных скачков начальной фазы на 180° у восстановленной несущей.

Когерентный детектор радиосигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) на 180°, состоящий из первого перемножителя сигналов, ФНЧ, квадратора, фильтра первой гармоники, фильтра второй гармоники, фазовращателя на 90°, причем к опорному входу первого перемножителя сигналов подключен фильтр первой гармоники через фазовращатель на 90°, а к его выходу - ФНЧ, отличающийся тем, что в него дополнительно введены сумматор сигналов, фильтр постоянной составляющей, дифференциатор, RS-триггер, элемент исключения постоянной составляющей, второй перемножитель сигналов, линия задержки, причем выход линии задержки подключен к информационному входу первого перемножителя сигналов, а к ее входу, являющемуся входом данного когерентного детектора, подключены последовательно квадратор, фильтр второй гармоники, сумматор сигналов, дифференциатор, RS-триггер, элемент исключения постоянной составляющей, второй перемножитель сигналов, выход которого соединен со входом фильтра первой гармоники, а второй его вход подключен к выходу сумматора сигналов; второй вход сумматора соединен с выходом квадратора через фильтр постоянной составляющей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам демодуляции сигналов с двухкратной фазовой модуляцией (ФМ) и может использоваться в системах связи различного назначения. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиосистемах с кодовым разделением каналов (CDMA). .

Изобретение относится к области приема двоичных сигналов, передаваемых методом относительной фазовой модуляции (ОФМ), и может быть использовано для построения аппаратуры передачи дискретной информации.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемных устройствах для демодуляции фазоманипулированных сигналов, использующих классические способы формирования опорного напряжения.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования при когерентной демодуляции сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией. .

Изобретение относится к радиотехническим системам передачи дискретных сигналов и может использоваться для некогерентного приема и поэлементной обработки фазоманипулированных двоичных сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемных устройствах для демодуляции фазоманипулированных (ФМн) сигналов. .

Изобретение относится к высокоскоростным устройствам демодуляции сигналов с двукратной фазовой модуляцией и может использоваться в системах связи различного назначения (спутниковых, кабельных, радиорелейных и т.д.) в целях повышения эффективности демодулятора в условиях больших рассогласований частот входного и опорного сигналов.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при демодуляции ФМ сигналов различной кратности. .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения и классификации сложных широкополосных импульсных сигналов. .

Изобретение относится к области радиотехники, к технике создания искусственных радиопомех и может быть использовано для избирательного радиоподавления источников излучения

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для демодуляции частотно-манипулированных (ЧМ) сигналов

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к демодуляторам радиоприемных устройств, применяемым на линиях многоканальной цифровой связи и в сетях множественного доступа, а также может быть использовано в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для приема цифровых сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ)

Изобретение относится к области приема цифровых сигналов, передаваемых методом относительной фазовой модуляции (ОФМ), и может быть использовано для построения устройств демодуляции

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при передаче дискретной информации аналоговыми сигналами по каналам, в которых применяется амплитудная модуляция с подавленной несущей, а данные представлены в виде взаимно ортогональных фазоманипулированных синусоидальных сигналов или наборов таких сигналов

Изобретение относится к области оптических способов измерения физических величин с использованием волоконных интерферометров

Изобретение относится к способам обнаружения радиосигналов (PC)

Изобретение относится к системе цифровой широковещательной передачи видео (DVB) и, в частности, к устройству и способу для передачи и приема преамбул для компонентов кадра в DVB-системе
Наверх