Устройство для распознования импульсных частотно модулированных сигналов

Т ТВ ЕТ ленкоческий тво ССС974.о СССР976 (пр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯИМПУЛЬСНЫХ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХСИГНАЛОВ, содержащее последовательносоединенные усилитель высокой частоты и преобразователь частоты, а такженакопитель, пороговый блок, амплитудный детектор, частотный детектори усилитель промежуточной частоты,причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к входам амплитудного детектора и частотного детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличениячисла типов распознаваемых сигналов,в него введены последовательно соединенные линия задержки и перемножи- тель, интегратор, формирователь двух. полярных импульсов, блок стробнрования, вычислитель модуля, формирова" тель положительных импульсов и триггер, причем выход усилителя высокой частоты подключен к входу линии задержки, выход перемножителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты, второй вход перемножителя подключен к выходу преобразователя частоты, выход частотного детектора через последовательно соединенные формирователь двухполярных импульсов, блок стробирования, накопитель, вычислитель модуля и пороговый блок подключен к первому входу триггера, выход амплитудного детектора через формирователь положительных импульсов подключен к вторым входам блока стробирования и триггера, а также к входу интегратора, выход интегратора соединен с вторым входом порогового блока, а выход триггера является выходом устройства распознаванияс импульсных частотно-модулированныхсигналовеИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации и связи при построении распознающих автоматов и в качестве составной части устройства для прие ма радиосигналов.Известно устройство для распознавания радиосигналов, содержащее первый и второй анализаторы мгновенного спектра, блок логической обработки, 1 О три преобразователя аналог-код, частотный детектор, вход которого подключен к входу устройства, а выход к первому входу первого анализатора мгновенного спектра, амплитудный 15 детектор, вход которого подключен к входу устройства, а выход " к второму входу первого анализатора мгновен" ного спектра, блок клиппирования, один вход которого подключен к выходу 20 частотного детектора, а другой вход - к выходу амплитудного детектора, блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора мгновенного спектра, а другой 25 вход через второй анализатор мгновен" ного спектра - к выходу блока клиппирования, причем выход частотного детектора, выход амплитудного детектора и выход блока сравнения через соответствующие преобразователи аналог-код соединены с соответствующи,ми входами блока логической обработки 13Однако это устройстВО не пОЭВОлЯ ет распознавать импульсные сигналы с плавным монотонным законом изменения частоты,Наиболее близким к изобретению является устройство для распознавания40 импульсных сигналов с внутриимпульснсй модуляцией, содержащее последовательно соединенные усилитель высокой частоты и преобразователь частоты а также накопитель, пороговый45 блок, амплитудный детектор, частотный детектор и усилитель промежуточной частоты, причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к входам амплитудного детектора и час тотного детектора 123.Однако известное устройство не позволяет проводить распознавание сигналов с нарастающим и убывающим монотонным запором частотной модуляцииЦель изобретения - расширениефункциональных возможностей путем увеличения числа типов распознаваемых сигналов,Для этого в устройство для распознавания импульсных частотно-модулированнык сигналов, содержащее последовательно соединенные усилигельвысокой частоты и преобразовательчастоты, а также накопитель, пороговый блок, амплитудный детектор, частотный детектор и усилитель промежуточной частоты, причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к входам амплитудного детектора,и частотного детектора, введены последовательно соединенные линия задержки и перемножитель, интегратор,формирователь двухполярных импульсов, блок стробирования, вычислитель модуля, формирователь положительных импульсов и триггер, причемвыход усилителя высокой частоты подключен к входу линии задержки, выходперемножителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты, второйвход перемножителя подключен к выходу преобразователя частоты, выходчастотного детектора через последовательно соединенные формировательдвухполярных импульсов, блок стробирования, накопитель, вычислитель модуля и пороговый блок подключен кпервому входу триггера, выход амплитудного детектора через формировательположительных импульсов подключен квторым входам блока стробирования итриггера, а также к входу интегратора, выход интегратора соединен свторым входом порогового блока, авыход триггера является выходом устройства распознавания импульсныхчастотно-модулированных сигналов.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройствадля распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов,Устройство содержит усилитель 1высокой частоты, преобразователь 2частоты, перемножитель 3, линию 4задержки, усилитель 5 промежуточнойчастоты, амплитудный детектор 6, формирователь 7 пбложительных импульсов,интегратор 8, пороговый блок 9, вычислитель 10 модуля, накопитель 11,блок 12 стробирования формирователь13 двухполярных импульсов, частотныйдетектор 14 и триггер 15.Устройство для распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.376 О 4выходе амплитудного детектора 6 выделяется (гибающая сигнала Б,О 1 ц (Т), которая с помощью формирователя 7 положительных импульсов преобразуется в положительный прямоугольный импульс единичной амплитуды с длительностью=; - О, равной длительности сигнала Б(ц , Этот импульс используется для управления работой триг гера 15, для формирования пороговогонапряжения Н(р порогового блока 9 путем интегрирования импульса в интеграторе 8, а также для управления блоком 12 стробирования.15 В случае воздействия на входе устройства сигнала Б(Т) с плавным законом изменения частоты выходное напряжение Нчв (1) частотного детектора 14 можно представить в виде После усиления в усилителе 1 сигнал Б(г) поступает одновременно на .входы преобразователя 2 частоты и20 линии 4 задержки, Величина задержкисигнала 1". в линии 4 задержки выбирается так, чтобь Г, была много меньше ожидаемой минимальной длительности сигнала Б. В преобразователе 225 частоты сигнал сдвигается по спектру на частоту Г=Г,О +Гр, где Г(р - промежуточная частота, совпадающая с центральной частотой настройки усилителя 5 промежуточный частоты. С выхода преобразователя 2 частоты сигнал Бч (1) поступает на первый вход пере- множителя 3, а задержанный линией 4 задержки сигнал Б (С)=Б(С- э ) подается на второй вход переменожителя 3, на выходе которого формируются 35 компоненты с частотами й( и Цр +21 Выходной сигнал перемножителя 3 поступает на вход усилителя 5 промежуточной частоты с полосой пропускания ь й(, равной 2 //ю(ч 1, где 40 /0/па - максимальная ожидаемая абсолютная величина скорости изменения частоты частотно-модулированного сигнала Б(с). На выходе усилителя 5 промежуточной частоты независимо от 45 значения несущей частоты Й выделяет. ся компонента со спектром, сосредоточенным в окрестности частоты ГпВыходной сигнал Б 1 О (С) усилителя 5 промежуточной частоты имеет вид 50(3) Зч (г-) - Бчо 7(") ц при 1 с и Е)55Сигнал Бцодновременно поступает на вход амплитудного детектора 6 и на вход частотного детектора 14. На 3 На вход усилителя 1 поступает импульсный частотно-модулированный сигнал вида) ,где А(С) - огибающая сигнала; Ф (С)функция угловой (фазовой) модуляции;ГО - несущая частота; Ъ, - длительность сигнала, причем функция Р (С),а также длительность сигналаи несущая частота априорно неизвестны,дЮАЬ-ЯВ 5 йяЪ 2 ЗРфЫ-фй)1 ПцЫ= О прис с. (2) где Бв - крутизна( дискриминационной характеристики;(Р ф(Т)Б(") =С 1 2текущая скорость изменениячастоты сигнала Б(1).Напряжение Цпоступает на вход формирователя 13 двухполярных импульсов, имеющего амплитудную ха. рактеристику видаО (О 1 Щ(ОвмОо В(Оач+Щ.1 (ФАПСИ Вх 2( 1 при Х Огде Б 18 п(х)= ( О при Х = 0 - знаковая1-1 при Х 0 функция; О - фиксированный уровень.Формировагель 13 имеет зону нечувствительности, т.е. когда входное напряжение находится в пределах (-О,) - (Ц,), выходное напряжение равно нулю.Величина уровня У,О выбирается исходя из следующего. Так как простой сигнал без внутриимпульсной модуляции представляет собой частный случай частотно-модулированного сигнала, когда модуль / у (г.)/ равен нулю, то необходимо задать некоторый минимальный модуль /ф/1(, характеризующий факт принадлежности анализируемого сигнала к классу сигналов с частотной модуляцией, В качестве критерия принадлежности может быть использована величина //аМ . Если для всех ЕЕ(О,1) модуль /Г( ,/- /Ю/ОПЬ , то5 11137 ЬО следует считать, что у сигнала 8 и частбтная модуляция отсутствует, Мини- ц мальному модулю скорости изменения с частоты //вМ соответствует величи- н на напряжения на выходе частотного 5 и детектора 14, равнаят Учъ =Я //ФЬ й Эту величину и следует задавать в 10 качестве уровня Уо, а величину //щЪ можно выбрать, например, равной (0,01-0,05) /К/вмЕсли на вход устройства воздействует сигнал Б(й) с плавным монотонным 15 нарастающим законом изменения частоты, причем у(0 и (//%1 и , выходное напряжение частотного детектора 14 превышает уровень Б и на выходе формирователя 13 двухполярных 20 импульсов вырабатывается положительный импульс, который после стробирования поступает на накопитель 11. При этом в пределах длительности ; сигнала Бпвыходное напряжение 25 Бн накопителя 11 и выходное напряжение Бщт (С) интегратора 8 изменяются по линейному закону и к моменту окончания сигнала 8 пч (С) имеют одну и ту же величину, пропорцио- З 0 нальную длительности. Далее напряжение Цд (С) проходит без изменения величины и знака через вычислитель модуля 10 и поступает на один из входов порогового блока 9, а напряжение Уия (Т), определяющее величину порога, подается на другой вход порогового блока 9. При равенстве напряжений Цнк (1) и Уип (С) пороговый элемент срабатывает и форми рует на выходе сигнал единичного уровня, который подается на информационный вход выходного триггера 15. По заднему фронту выходного импульса формирователя 7 положительных импульсов сигнал единичного уровня с информационного входа триггера 15 переписывается на его выход. Появление единичного уровня на выходе триггера 15 свидетельствует о том, что сигнал50 Я имеет монотонный закон изменения частоты,При поступлении на вход устройства сигнала с монотонным убывающим законом частотной модуляции на выходе формирователя 13 двухполярных им 55 ульсов вырабатывается импульс отриательной полярности, который послетробироваиия и накопления поступаета вход вычислителя 10 модуля, гдереобраэуется в напряжение положиельной полярности, Так же как и при нарастающем монотонном законе изменения частоты сигнала Я(1), к моменту окончания сигнала Нуцвыходное напряжение вычислителя 1 О модуля равно выходному напряжению интегратора 8, при этом пороговый блок 9 срабатывает, и на выходе триггера 15 появляется сигнал единичного уровня, т.е. принимается решение о присутствии на входе устройства сигнала с плавным монотонным законом изменения частоты, Знак скорости изменения частоты при монотонном законе определяется по знаку выходного напряжения накопителя 11.Если на вход устройства поступают сигналы с немонотонным эа.коном частотной модуляции (сигналы с Ч-образной или параболической частотной модуляцией), у которых в течение длительности (Т) меняется знак, или сигналы со ступенчатым законом изменения частоты, то на выходе формирователя 13 двухполярных импульсов вырабатываются либо раэнополярные импульсы, либо импульсы оцной полярности с суммарной длительностью меньшей длительности. При этом к моменту окончания сигнала Япч (С) выходное напряжение накопителя 11 по модулю меньше, чем выходное напряжение интегратора,8, в силу чего пороговый блок 9 не срабатывает и на выходе имеет нулевой уровень, фиксируемый триггером 15. Нулевое состояние триггера 15 соответствует решению о том, что на входе устройства присутствовал сигнал с немонотонным или дискретным изменением частоты или фазы.Сравнительный анализ показал, что предлагаемое устройство распознавания импульсных частотно-модулиро ванных сигналов обладает более широкими функциональными возможностями, так как позволяет распознавать сигналы как с монотонно нарастающим, так и монотонно убывающим законом частотной модуляции и, кроме того, не требует точного знания частоты и длительности обрабатываемых импульсов.1113760 Составитель В. Родзивилктор Н. Швыдкая Техред Л,Коцюбняк рректор Г. Рещетник Зака илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 6615/38 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РаушПодписи комитета СССР и открытий кая наб д. 4/5