Устройство для приема частотно-фазоманипулированных сигналов

(19) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71). Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени электротехническийинститут связи(56) 1. Патент США В 3838342,кл. 325-32, 1974.2. Авторское свидетельство СССРИ 708531, кл. Н 04 1, 27/14, 1978(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМАЧАСТОТНО-ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединено е первый смеситель, полосовойфильтр, блок синхронизации и генератор псевдослучайной последовательности, выходы которого подключенык дополнительным входам блока синхронизации и к входам дешифратора, атакже последовательно соединенныепервый перемножитель и второй смеситель второй входи выход которогосоединены соответственно с выходомгетеродина и с входами блока узкополосных Фильтров, выходы которогоподключены к информационным входамкоммутатора,. Управляющий вход которого соединен с выходом блока программы выбора частот, первый входкоторого соединен с выходом коммутатора и с первым входом. первого смесистеля, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения помехоустойчи-.вости за счет .устранения статическойошибки в условиях интенсИвных помех,в него введены четыре элемента за 4(5) Н 04 Ь 27 14 Н 04 Ь 27 2 держки,. Формировательмеандра и .последовательно соединенные второй перемножитель, узкополосный Фильтр, амПлитудный детектор, третий перемножитель Фильтр .нижних частот и уси-. литель, выход которого подключен к второму входу блока синхронизации, первый вход которого соединен с входами второго перемножителя, при этом. выход дешифратора через последовательно соединенные первый элемент задержки и формирователь меандра подключен к второму входу блока программы выбора частот и к входу второго элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом третьего перемножителя, а соответствующий выход генератора псевдослучайной последовательности через третий элемент задержки подключенЬФ к первому входу первого перемножителя, второй вход которого соединен с.входом четвертого элемента задержки, ,выход которого подключен к второму входу первого смесителя,2. Устройство по и. 1,о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит цоследовательно соединенные первый сумматор, первый перемножитель и первый узкополосный Фильтр и последовательно соединенные вычитающий блок, второй перемножитель, второй вход которого соединен со вторым входом первого перемножь- Ф теля, второй узкополосный фильтр, третий перемножитель, фильтр нижних частот, усилитель, второй сумматор .и управляемый тактовый генератор, выход которого являетсявыходом блока синхронизации, .первым, вторым идополнительными входами которогоявляются соответственно второйвход первого перемножителя, второй 1140262вход второго сумматора и входы первого сумматора, которые соединены с входами вычитающего блока.Изобретение относится к техникерадиосвязи и может использоватьсяв системах связи с частотно-манипулированными сигналами,Известно устройство для приемасигналов с некогерентной структурой,содержащее формирователь опорногодискретного частотно-манипулированного сигнала, вход которого соединенс выходом генератора опорной псевдо Ослучайной последовательности, перемножитель, первый вход которого соединен с выходом Формирователя опорного дискретного частотно-манипулированного сигнала, а на второй входподается принимаемый сигнал, а такжеблок выделения дискретной информации,,вход которого соединен с выходомперемножителя, и детектор огибаюеей 1 . 20Однако известное устройство имеетбольшие потери при обработке сигналаи низкую помехоустойчивость. Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является. устройство для приема частотно-фазоманипулированных сигналов, содержащее последовательно соединенныепервый смеситель, полосовой фильтр,ЗОблок синхронизации и генератор псевдослучайной последовательности, выходы которого подключены к дополнительным входам блока синхронизации ик входам дешифратора, а также последовательно соединенные первый перемножитель и второй смеситель, второйвход и выход которого соединены соответственно с выходом гетеродина и свходами блока узкополосных фильтров,.1 выходы которого подключены к инфор;мационным входам коммутатора, управЛяющий вход которого соединен с выходом блока программы выбора частот,первый вход которого соединен свыходом коммутатора и с первым вхо-, 45дом первого смесителя 2,Однако это устройство имеет низкую помехоустойчивость.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости за счет устранения статической ошибки в условиях интенсивных помех. Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для приема частотно-фазоманипулированных сигна- лов, содержащее последовательно соединенные первый смеситель, полосовойФильтр, блок синхронизации и генера 1 тор псевдослучайной последовательности, выходы которого подключены кдополнительным входам блока синхронизации и к входам дешифратора, а также последовательно соединенные первыйперемножитель и второй смеситель, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом гетеро- дина и с входами блока узкополосных фильтров, выходы которого подключены к информационным входам коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом блока программы выбора частот, первый вход которого соединен с выходом коммутатора и с первым входом первого смесителя, введены четыре элемента задержки, Формирователь меандра и последовательно соединенные второй перемножитель, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, третий перемножитель, фильтр нижних частот и усилитель, выход которого подключен к второму входу блока синхронизации, первый вход которого соединен с входами второго перемножителя, при этом выход дешифратора через последовательно соединенные первый элемент задержки и Формирователь меандра подключен к второму входу блока программы выбора частот и к входу второго элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом третьего перемножителя, а соответствующий выход генератора1140262 псевдослучайной последовательностичерез третий элемент задержки подключен к первому входу первого перемножителя, второй вход которого соединен с входом четвертого, элемента 5задержки, выход которого подключен квторому входу первого смесителя.При этом блок синхронизации содержит последовательно соединенныепервый сумматор, первым перемножительОи первый ускополосный фильтр и последовательно соединенные вычитающийблок, второй перемножитель, второйвход которого соединен со вторымвходом первого перемножителя, второй 15узкополосный фильтр, третий перемножитель, фильтр нижних частот, усилитель, второй сумматор и управляемыйтактовый генератор, выход которогоявляется выходом блока синхронизации, первым, вторым и дополнительными входами которого являются соответственно второй вход первого перемножителя, второй вход второго "умматора и входы первого сумматора, 25которые соединены с входами вычитающего блока,На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства; на фиг, 2 - то же, блокасинхронизации.Устройство для приема частотнофазоманипулированных сигналов содержит (фиг. 1) первый смеситель 1,полосовой Фильтр 2, блок 3 синхронизации, коммутатор 4, блок 5 программы выбора частот, блок 6 узкополосных фильтров, первый перемножитель 7, второй смеситель 8, гетеродин 9, генератор 10 псевдослучайной пос 4 Оледовательности, дешифратор 11, формирователь 12 меандра, первый элемент 13задержки, усилитель 14, второй перемножитель 15, узкополосный фильтр 16,амплитудный детектор 17, третий перемножитель 18, фильтр 19 нижних частот,соответственно второй, третий и четвертый элементы 20-22 задержки. Блок 3синхронизации состоит из (фиг. 2)первого, второго и третьего перемно Ожителей 23-25 соответственно, первого 26 и второго 27 узкополосныхфильтров, фильтра 28 нижних частот,усилителя 29, первого 30 и второго31 сумматоров, вычитающего блока 32, 55управляемого тактового генератора 33Устройство работает следующим образом. 4На вход устройства (фиг. 1) поступает частотно-фазоманипулированный сигнал, представляющий собой колебания, фаза которого манипулирована по закону следования символов псевдослучайной последовательности, а несущая частота изменяется скачкообразно по закону другой псевдослучайной последовательности.Устройство работает в режиме синхронизации, т.е. когда приемник осуществляет слежение за задержкой сигнала.При этом на выходе первого пере" множителя 7 формируется сигнал без фазовой манипуляции, содержащий только скачки частоты. На каждое значение частоты имеется сщй узкополосный фильтр в блоке бфзкополосных фильтров, через который сигнал проходит на выходы коммутатора 4. Под действием управляющих сигналов с выхода блока 5 программы выбора частот (который задает порядок переключения частот и в простейшем случае представляет собой регистр сдвига с обратными связями идешифратор, число выходов которого равно числу используемых частот) коммутатор 4 в такт со скачками частоты подключает выходы блока 6 узкополосных фильтров к первому входу первого смесителя 1, Чтобы момент появления сигнала на выходах блока 6 узкополосных фильтров совпадал со скачками частот принимаемого сигнала, необходимо принимаемый сигнал задержать. Для этого в предлагаемом устройстве существует четвертый элемент 22 задержки.На выходе первого смесителя 1 формируется сигнал, у которого снята частотная манипуляция, а содержится только фазовая манипуляция по закону псевдослучайной .последовательности, Блок 3 синхронизации осуществляет слежение за задержкой фазоманипулированного сигнала на выходе полосового фильтра 2Однако этот. сигнал запаздывает по отношению к принимаемому сигналу из-за запаздывания в полосовом фильтре 2 и четвертом элементе 22 задержки. Поэтому сигнал, поступающий на первый перемножитель 7 с выхода генератора 10 псевдослучайной последовательности, должен опережать фазоманипулированиый сигнал в точке В (фиг. 1), на соответствующем входе блока 3.140262 Это достигается тем, что сигнал на первый перемножитель 7 поступает с опережающего выхода генератора 10 псевдослучайной последовательности через третий элемент 21 задержки, 5 который необходим для того, чтобы моменты манипуляции фазы приннмаемогс частотно-фазоманипулированного сигнала точно совпадали с моментами переключения символов опорной .псевдослучайной последовательности. Кроме того, чтобы моменты переключения частот сигнала, поступающего на первый смеситель 1 через четвертый элемент 22 задержКи," сОвпадали с 15 моментами переключениякоммутатора 4, необходимо, чтобы дешифратор 11 Формировал.сигнал с опережением на целое число периодов. тактовой частоты, который затем дополнительно задержи О вается первым элементом 13 задержки, необходимым. для более точного согласования моментов коммутации частот коммутатором 4 с моментами смены частот принимаемого сигнала. Формирователь 12 меаидра формируетсигнал со скважностью 2 и периодом, ,равным длительности одного частотного элемента, и представляет собойждущий мультивибратор, формирующийимпульс длительностью,. равной половине длительности одного частотного элемента. Формирователь 12 меандра можно исключить, если использовать два дешифратора и,триггер. Меандр 35 сигнала переключения частотных . элементов необходим для правильной .работы цепочки последовательно соединенных второго перемножителя 15, узкополосного Фильтра 16, амплитуд ного детектора 17, третьего перемножителя 18, фильтра нижних частот 19 и усилителя 14, Эта цепочка позволяет получить дополнительный сигнал рассогласования по задержка принима емого и опорного сигналов.Второй перемножитель 15 используется в качестве квадратора, на его выходе образуется сигнал второй гармоники промежуточной частоты, 50 при этом фазовая манипуляция устраняется. Этот сигнал фильтруется узкополосным фильтром 16, а амплитудный детектор 17 выделяет его огибающую. Если рассогласование по за держке отсутствует, то на выходе узкополосного фильтра 16 образуется сигнал с постоянной амплитудой, а бка выходе амплитудного детектора 17 появляется сигнал, который затем поступает на первый вход третьего перемножителя 18, на второй вход которого через второй элемент 20 задержки поступает меандр частоты переключения частотных элементов.На выходе третьего перемножителя 18 будет также меандр. Фильтр 19 нижних частот выделяет .постоянную составляющую этого сигнала, которая в данном случае равна нулю.Если момент коммутации частот на выходе коммутатора 4 не соответствует моментам скачкообразного изменения частотыпринимаемого сигнала на втором входе первого смесителя 1, то в амплитуде сигнала на выходе узкополосного Фильтра 16 появляются провалы, которые выделяются амплитудным детектором 17. При перемножении такого сигнала с меандром частоты переключения частотных элементов появляется постоянная составляющая, которая выделяется фильтром 19 нижних частот и уСиливается усилителем 14.Второй элемент 20 задержки учитывает групповое времязапаздывания полосового фильтра 2 и узкополосного фильтра 16.Блок 3 синхронизации работает следующим образом (фиг. 2).Яа входы А и Б поступают псевдослучайные последовательности, отличающиеся сдвигом на один период тактовой частоты, В первом сумматоре 30 формируется суммарный сигйал, который поступает на первый перемножитель 23, а в вычитающем блоке 32 формируется разностный сигнал, который поступает на второй перемножитель 24. На другие входы первого и второго перемножителей 23 и 24 поступает сигнал промежуточной частоты, Фазоманипулированный по закону псевдослучайной последовательности.Амплитуда сигнала промежуточной частоты на выходе первого и второго узкополосных фильтров .26 и 27 зависит от расстройки по задержке. При перемножении этих сигналов на выходе третьего перемножителя 25 появляется сигнал рассогласования, который затем фильтруется фильтром 28 нижних частот, усиливается усилителем 29 и поступает на второй сумматор 31.На второй вход второго сумматора 31 поступает дополнительный сигнал (по входу Г),рассогласования с выхода усилителя 14 (фиг. 1). Суммарный сигнал рассогласования поступает на вход управляемого тактового генератора 33, при этом .происходит изменение тактовой частоты и осуществляется подстройка по задержке,Таким образом, преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами подобного типа, а также по сравнению с прототипом состоитв том, что оно обеспечивает более высокую помехоустойчивость, благодаря введению элементов задержек, которые позволяют исключитьвлияние группового времени запазды вания полосовых фильтров в статическом режиме работы устройства, что 5 в свою очередь, уменьшает потери приобработке принимаемого сигнала.По сравнению с известными предлагаемое устройство имеет лучшую помехоустойчивость, поскольку фаэовыескачки не возникают, что уменьшаетпотери. КромЕ того, формированиедополнительного сигнала рассогласования по задержке позволяет повыситьточность синхронизации, что положительно сказывается на помехоустойчивости всего устройства в целом,/45 . Тираж 659ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 13035, Москва, Ж, Раушская наб.,4 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиап Составитель А. Москевич р Е. Копча Техред Т.Маточка Корректо