Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 41 2 Р 18П.И.Стутоанов 8)идетельство ССС27/14, 196.передачи циф(54)(57) УСТ ТОТНО-МАНИПУ содержащее п выход которо решающего бл каждый из ко вательно сое .фильтр, перв ДЛЯ ПРИЕМА ЧАСНЫХ СИГНАЛОВ,блок сравнения,инеи с входомтакже два канала,одержит последое полосовоймножитель и инОЙСТЛИРОВ иемн о со ка, орых инеи ф пе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 3499061/18-09(56) 1. Авторское сВ 614548, кл, Н 04 .2. Пении. Системьвой информации. М.,радио", 1976, с. 11 тегратор, воды полосовых фильтровобъединены и соединены с выходомприемника, выходы интеграторов соединены с входами блока сравнения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения помехоустойчивости,в каждый канал введены нелинейныйэлемент и:последовательно соединенные второй перемножитель, вычитатель,усилитель, узкополосный фильтр и тре"тий перемножитель, причем выход интегратора через нелинейный элементсоединен с одним входом второго перемножителя и другим входом третьегоперемножителя, выход которого соединен с другим входом вычитателя, выход полосового фильтра соединен сдругим входом второго перемножителя,а выход узкополосного фильтра соединен с другим входом первого перемножителя.10927Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в приемных устройствах тропосферной и коротковолновой связи.Известен демодулятор частотноманипулированных (ЧМ) сигналов,содержащий в каждом из двух каналовколосовой разделительный фильтр иамплитудный детектор, выход которого подключен к одному из входов общего для обоих каналов блока вычитания, причем в каждом из каналов последовательно соединенные нелинейныйэлемент и узкополосный фильтр, выходкоторого подключен к входу амплитудного детектора, а выход полосовогоразделительного Фильтра подключен квходу нелинейного элемента1.Однако известный демодулятор обладает низкой помехоустойчивостью приема селективно замирающих ЧМ-сигналовиз-за некогерентности приема.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для приема частотно-манипулированных сигналов, содержащее приемник,блок сравнения, выход которого соединен с входом решающего блока, а такжедва канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные поло- ЗОсовой фильтр, первый перемножительи интегратор, входы полосовых фильтров объединены и соединены с выходомприемника, выходы интеграторов соединены с входами блока сравнения 2,35Однако в известном устройстве не. -достаточная помехоустойчивость.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.Цель достигается тем, что в устрой-ство для приема частотно-манипулированных сигналов, содержащее приемникблок сравнения, выхоц которого соединен с входом решающего блока, а такжедва канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой Фильтр, первый перемножительи интегратор, входы полосовых фильтров объединены и соединены с выходомприемника, выходы интеграторов соеди"иены с входами блока сравнения, в каждый канал введены нелинейный элемент И последовательно соединенныевторой перемножитель, вычитатель, уси"литель, узкополосньпР фильтр и третий55перемножитель, причем выход интегратора через нелинейный элемент соединенс одним входом второго перемножителяи другим входом третьего перемножите 48ля, выход которого соединен с другим входом вычитателя, выход полосового Фильтра соединен с другим входом второго перемножителя, а выход узкополосного фильтра соединен с другим входом первого перемножителя.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - характеристика нелинейного элемента.Устройство для приема частотноманипулированных сигналов содержит полосовые фильтры 1 и 2, перемножители 3 и 4, блок 5 сравнения, решающий блок 6, вычитатели 7 и 8, усилители 9 и 10, узкополосные Фильтры 11 и 12, перемножители 13 - 16, интеграторы 17 и 18, нелинейные элементы 19 и 20, вычитатель 7, усилитель 9, узкополосный Фильтр 11, пере- множитель 13 образуют текущий фильтрэкстрополятор (ТФЭ) 21, вычитатель 8, усилитель 10, узкополосный фильтр 12 перемножитель 14 образуют ТФЭ 22, приемник 23.Устройство работает следующим образом.При поступлении ЧМ-сигнала, например, посылки "1" с частотой "нажатия", входная смесь этого колебания и аддитивного флуктуационного шума через полосовой фильтр 1 первого канала поступает на информационный вход перемножителя 15, а также на вход перемножителя 3 опорного тракта. В интеграторе 17 происходит накопление продуктов детектирования, образующихся в результате взаимодействия в перемножителе 15 принимаемой смеси и опорного колебания, Результат накопления сравнивается в блоке 5 сравнения с результатом накопления в интеграторе 18, а решающий блок 6 выносит решение "1" или "0". Напряжения, накопленные в интеграторах 17 и 18 непрерывно подаются через нелинейные элементы 19 и 20 на вторые входы перемножителей 3 и 4 опорных трактов (текущая обратная связь). При этом опорный тракт первого канала по сигналу с выхода интегратора 17 через нелинейный элемент 19 открывается по входу и входной сигнал в аддитивной смеси с шумом с выхода полосового Фильтра 1 поступает на текущий Фильтр-экстраполятор (ТФЭ) 21. В ТФЭ 21 накопленное опорное колебание с выхода узкополосного Фильтра 11 через перемножитель 13, управляемый10923с выхода нелинейного элемента 19, поступает на вычитатель 7. Полученная на его выходе разность (поправка) между пришедшим сигналом и опорным колебанием усиливается и фильтруется ("очищается") от шума в узкополосном фильтре 11, полоса пропускания которого выбирается исходя из ширины спектра флуктуаций изменяющихся в канале параметров сигнала (амплитуды и Фазы). Таким образом, при приходе посылки "1" происходит адаптивная коррекция опорного колебания для обеспечения его квазикогерентности с принимаемым информационным сигналом в канале связи с переменными параметрами. Вход опорного тракта второго каналапри наличии на входе устройства посылки "1" благодаря отсутствию сигнала с выхода нелинейного элемента 20 закрывается, поэтому опорное колебание этого плеча, кото" рое сохраняется в узкополосном фильтре 12 за счет его высокой добротности не зашумляется. Одновременно опор" 2;Э ное колебание с выхода узкополосного фильтра 12 не проходит через перемножитель 14 на второй вход вычитателя 8, т.е. обратная связь ТФЗ 22 разомкнута и он находится в режиме прогнозирования (экстраполяции) опорного колебания. При этом постоянная времени ТФЭ 22 резко увеличивается,При приходе посылки "О" ситуация меняется на противоположную: ТФЭ 22 35 находится в режиме текущей фильтрации, а ТФЭ 21 ; в режиме экстраполяции. Заметим, что на первоначальном этапе сеанса связи требуется известное время установления стационарного 40 режима, пока опорные колебания не станут квазикогерентными с принимаемыми.В режиме текущей фильтрации постоянные времени Тф и Тф каждого ТФЭ 21 и 22 выбрана в строгом соответствии с известными априории относи,тельной скоростью замираний сигнала и отношением сигнал/шум на посылках с частотами "нажатия" и "сжатия". 50 Так как при приходе очередной посылки накопление напряжения на интеграторе 17 (18) происходит постепенно и постепенно возрастает отношение сигнал/шум, то в начале посылки ре зультат накопления сильно зашумлен, Поэтому в таком виде его нельзя подавать для коммутации входа опорного 748 4тракта и цепи обратной связи ТФЭ 21и 22, т,е. слабому сигналу из-за11 11недоверия к нему должен даватьсямаленький "вес", увеличивающийся доединицы по мере повышения отношениясигнал/шум на выходе интегратора.Такой же "вес" дается в цепь обратной связи ТФЭ 21 и 22. Эту операциювыполняет текущая обратная связь(ТОС), в цепи которой имеется нелинейный элемент с характеристикой(Г,), изображенной на фиг. 2, кри"вая 1, С точки зрения простоты реализации достаточно иметь линейно-ломанную кривую (кривая 2 на фиг. 2). Благодаря нелинейным элементам в началеочередной посылки вход опорного тракта по мере роста отношения сигнал//шум открывается постепенно. Крометого, цепь обратной связи ТФЭ такжепостепенно открывается. При этом егопостоянная времени постепенно уменьшаетсЯ от значениЯ ь 1.ф з До 7. Темсамым, происходит весовое демпфирование зашумленного сигнала и формирование квазикогерентного опорного колебания в ТФЭ осуществляется наилучшимобразом, т.е. обеспечивается оценивание случайных параметров сигнала с минимальной среднеквадратичной ошибкой,С другой стороны ТФЭ устроен такимобразом, что при изменении отношения,сигнал/шум в процессе замираний сигнала его полоса пропускания в режиметекущей фильтрации изменяется,Если отношение сигнал/шум увеличивается, то увеличивается и полоса пропускания ТФЭ и наоборот,Время установления на первоначальном этапе работы устройства определяется узкополосным фильтром с большой постоянной времени (если посылки с различными частотами следуют равновероятно на этапе установления).В частном случае однородного канала связи с селективными замираниями постоянные времени ГФ и С 2 одинаковы и время установления (при принятом предположении о равновероятности на этапе установления) является одинаковым.В паузах между посылками одинаковой частоты ТФЗ должны оптимально прогнозировать (экстраполировать) квазикогерентные опорные колебания, полученные в режиме оптимальной текущей фильтрации. Для этого постоянные времени ТФЗ 21 и ТФЭ 22 в паузах междуВНИИ ПИТираж 635 аказ 3278/45одписиое 3 10927 посылками одинаковой частоты по сравнению с их значениями (также оптимальными) в режиме текущей фильтрации увеличиваются и определяются только шириной спектра флуктуаций случайных параметров сигнала. К моменту прихода очередной посылки одинаковой частоты истинные значения случайных параметров сигнала и их экстраполированные оценки в предлагаемом устройстве наиболее соответствуют друг другу, поэтому здесь также можно говорить о режиме оптимальной экстраполяции. 48 бТаким образом,.в предлагаемом устройстве квазикогерентного приема селективно замирающих ЧИ-сигналов предусмотрены все меры к снижению потерь когерентности опорных колебаний, что позволяет максимально приблизиться к практической реализации когерентного метода, обладающего потенциальной помехоустойчивостью и повышается помехоустойчивость приема селективно замирающих сиг" налов с частотной манипуляцией. филиал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проект