Устройство для распознания радиосигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1765894 А 9) .ьЯи 3. 51)5 Н 03 М 3/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А икарев и В.В.Ше ство СССР00, 1984,АСПОЗНАВАН ет место при л) и двухкрат) фазовой ы вызыва - ( тп - дли ). Каждый и дельно зак одом как в ократной фа тарных посыл ьност элементарных посыло токов может быть от дифференциальным к дельных каналах с одн 3 этих поодирован двух раззовой маОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРАДИОСИГНАЛОВ Предлагаемое устройство относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах для обнаружения и автоматического распознавания амплитудно-модулированных (АМ), частотно-модулированных (ЧМ) и фазо-модулированных (ФМ) радиосигналов с речевым и телеграфным сообщением и является усовершенствованием устройства по авт. свид, М 1.193.819.Устройство для распознавания радиосигналов по основному изобретению (авт. свид. М 1.193.819, Н 03 М 3/00, 1984) позволяет распознавать радиосигналы как по виду модуляции АМ-ЧМ, так и по виду модулирующей функции "телефон-телеграф", Кроме того, ойо обеспечивает распознавание широкополосных сигналов с линейной частотной модуляции (ЛЧМ) и с многократной фазовой манипуляцией (ФМн).Среди широкополосных сигналов с многократной фазовой манипуляцией широкое применение находят сигналы с двухкратной фазовой манипуляцией со сдвигом (ДФМнс), Это обусловлено тем, что при данном виде манипуляции удается избежать(57) Устройство относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах для обнаружения и автоматического распознавания амплитудно-модулированных, частотно-модулированных и фазомодулированн ых радиосигналов с речевым и телеграфным сообщением, В известное устройство с целью повышения достоверности введены второй частотный детектор 25, второй умножитель частоты 26, второй фазовращатель 28, второй электронно-лучевой индикатор 30, третий и четвертый усилители 27, 29. 3 ил. сдвига фазы на 1800, что имеоднократной ОФ М н,(1) = О,ной ДФМн, р (1) = О, ,л,лл 3манипуляции. Эти изменения фазют модуляцию огибающей сигнала, когда он проходит через избирательные элементы, Изменения огибающей нежелательны, так как дополнительное усиление сигнала нелинейными приборами может увеличить энергию боковых полос, увеличить помехи в соседних каналах и вызвать искажения изза влияния преобразования АМ/ФМн,При двухкратной фазовой манипуляции со сдвигом имеют место фазовые соотношения, идентичные фазовым соотношениям при обычной двухкратной фазовой манипуляции, за исключением того, что синфазный и квадратичный потоки элементов смещены во времени на половину длительности эле510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нипуляцией. Поскольку изменение фазысигнала происходит. в каждый определенный момент времени только в одном канале,то дифференциальное декодирование проще при двухкратной фазовой манипуляциисо сдвигом, чем при обычной двухкратнойфазовой манипуляции. При двухкратной фазовой манипуляции со сдвигом каждый элемент, поступивший на вход модуляторасинфазного или квадратурного канала, вызывает изменение фазы на 0, +90, - 90(+270 ). Таким образом, нет изменения фазы сигнала на 180.Известное устройство обеспечивает визуальное распознавание широкополосныхсигналов с многократной фазовой манипуляцией, в том числе и широкополосныхсигналов с двухкратной фазовой манипуляцией со сдвигом. При этом на экранеэлектронно-лучевого индикатора (ЭЛИ)образуются три яркие точки (фиг,Зд), количество которых свидетельствует о виде икратности фазовой манипуляции, а угловоерасстояние между ними равно величине скачков фазы,Однако аналогичная картина возникаети при приеме фазоманипулированного сигнала, у которого величина скачка фазы 120(фиг.Зг), т,е. возникает неоднозначность визуального распознавания указанных сигналов.Целью настоящего изобретения является повышение достоверности визуальногораспознавания широкополосных сигналов смногократной фазовой манипуляцией,Поставленная цель достигается тем, чтов устройство введены второй частотный детектор, второй умножитель частоты, второйфазовращатель на+90, второй электроннолучевой индикатор, третий и четвертый усилители, причем управляющий электродпервого электронно-лучевого индикаторасоединен с выходом первого частотного детектора, к выходу ключа последовательноподключены второй умножитель частоты,второй фазовращатель на 90, третий усилитель и горизонтальный электрод второгоэлектронно-лучевого индикатора, вертикальный электрод которого через четвертыйусилитель соединен с выходом второго умножителя частоты, а управляющий электродчерез второй частотный детектор соединенс выходом первого умножителя частоты.Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг,1. Временныедиаграммы, поясняющие работу устройства, изображены на фиг,2, Вид возможныхосциллограмм показан на фиг,З,Устройство для распознавания радиосигналов содержит первый частотный детектор 1, первый анализатор 2 мгновенного спектра, первый умножитель (удвоитель) 3 частоты, амплитудный детектор 4, первый преобразователь 5 аналог - код, второй анализатор 6 мгновенного спектра, первый блок 7 сравнения, третий анализатор 8 мгновенного спектра, блок 9 клиппирования, второй преобразователь 10 аналог - код, второй блок 11 сравнения, детектор 12 знака, третий анализатор 13 мгновенногоспектра, третий преобразователь 14 аналог - код, первый и второй элементы И 15 и 16, блок 17 логической обработки, нуль-орган 18, генератор 19 опорного напряжения, ключ 20, первый усилитель 4 вертикальнойразвертки, первый фазовращатель 22 на 90, второй усилитель 23 горизонтальной развертки, первый электронно-лучевой индикатор 24, второй частотный детектор 25, второй умножитель (удвоитель) 26 частоты, третий усилитель 27 вертикальной развертки, второй фазовращатель 28 на 90", четвертый усилитель 29 горизонтальной развертки, второй электронно-лучевой индикатор 30,К входу устройства последовательно подключены частотный детектор 1, анализатор 6 мгновенного спектра, второй вход которого через анализатор 2 мгновенного спектра соединен с входом устройства, блок11 сравнения, преобразователь 14 аналог - код и блок 17 логической обработки, второй вход которого через преобразователь 5 аналог - код соединен с выходом частотного детектора 1, а третий вход - через преобразователь 10 аналог - код соединен с выходом анализатора 2 мгновенного спектра, К выходу анализатора 2 мгновенного спектра последовательно подключены блок 7 сравнения, второй вход которого через последовательно включенные умножитель 3 частоты и анализатор 8 мгновенного спектра соединен с входом устройства, детектор 12 знака и элемент И 15, К второму выходу детектора 12 знака подключен элемент И 16, вторые входы элементов И 15 и 16 соединены с выходом преобразователя 5 аналог - код. К входу устройства последовательно подключены амплитудный детектор 4, блок 9 клип- пирования, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора 1, и анализатор 13 мгновенного спектра, выход которого соединен с вторым входом блока 11 сравнения, К выходу генератора 19 опорного напряжения последовательно подключены ключ 20 второй вход которого через нуль-орган 18 соединен с выходом блока 7 сравнения, фазовращатель 22 на 90, усилитель 23 и горизонтальный электрод ЭЛИ 24, вертикальный электрод которо50 55 го через усилитель 21 соединен с выходом ключа 20, а управляющий электрод соединен с выходом частотного детектора 1, К выхода ключа 20 последовательно подключены умножитель 26 частоты, фазовращатель 28 на 90, усилитель 29 и горизонтальный электрод ЭЛИ 30, вертикальный электрод которого через усилитель 27 соединен с выходом умножителя 26 частоты, а управляющий электрод через частотный детектор 25 соединен с выходом умножителя 3 частоты.Устройство работает следующим образом.Принимаемый сигнал, вид модуляции которого необходимо определить, одновременно поступает на входы частотного детектора 1, анализатора 2 мгновенного спектра, умножителя 3 частоты и амплитудного детектора 4. При поступлении на вход устройства, например, сигнала с частотной модуляцией (ЧМ) на выходе частотного детектора 1 выделяется напряжение, которое подается на один из входов анализатора 6 мгновенного спектра, через блок 9 клиппирования - на анализатор 13 мгновенного спектра и через преобразователь 5 аналогкод- на один из входов блока 17 логической обработки, Сформированные на выходах анализаторов 6 и 13 отклики поступают на соответствующие входы блока 11 сравнения, на выходе которого, в случае подачи на вход устройства сигнала с частотной модуляцией (ЧМ), появляется напряжение, а в случае поступления сигнала с частотной модуляцией (ЧМн) напряжение отсутствует. Следовательно, на выходе преобразователя 14 аналог - код в первом случае формируется единица, а во втором - нуль, С выхода преобразователя 14 нормированное напряжение поступает в блок 17, на соответствующем выходе которого возникает единичное напряжение.Распознавание амплитудно-модулированных (АМ) и амплитудно-манипулированных (АМн) сигналов происходит аналогичным образом.Для распознавания сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и однократной фазовой манипуляцией (ОФМн) в устройстве производится сравнение ширины амплитудных спектров принимаемого сигнала на основной и удвоенной частотах, При этом берется во внимание то обстоятельство, что ширина спектра сигнала с линейной частотной модуляцией на удвоенной частоте в два раза больше ширины его спектра на основной частоте, а ширина спектра сигнала с однократной фазовой манипуляцией на удвоенной частоте в И раз уже ши 5 10 15 20 25 30 35 40 рины спектра этого же сигнала на основной частоте, Ширина амплитудного спектра принимаемого сигнала определяется с помощью анализатора спектра 2 и после удвоения его частоты в умножителе 3 частоты с помощью анализатора спектра 8. В результате сравнения полученных значений ширины спектров на выходе блока 7 сравнения образуется напряжение определенной полярности, которое поступает на вход детектора 12 знака.Если распознаваемый сигнал имеет линейную частотную модуляцию (ЛЧМ), то на выходе блока 7 образуется отрицательное напряжение, которое через соответствующий выход детектора 12 знака подается на певрый вход элемента И 15, на второй вход которого поступает единичный сигнал с выхода преобразователя 5 аналог - код, Следовательно, при линейной частотной модуляции (ЛЧМ) единичное напряжение формируется на выходе элемента И 15, а на выходах блока 17 сигналы отсутствуют.Если на вход устройства поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией (ОФМн), то на выходе блока 7 образуется положительное напряжение, поступающее через детектор 12 знака на первый вход элемента И 16, на второй вход которого поступает сигнал с выхода преобразователя 5 аналог - код, Следовательно, при однократной фазовой манипуляции (ОФМн) принимаемого сигнала единичное напряжение образуется только на выходе элемента И 16.Для распознавания сигналов с многократной фазовой манипуляцией используются ЭЛИ 24 и 30 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора 19 опорного напряжения, частота йь которого выбирается равной промежуточной частоте в принимаемого сигнала (ао = вс).Если на вход устройства поступает сигнал с многократной фазовой манипуляцией Щт) = Ос сов со т + ср (с) + р, 0 С Тс,где Ос, в Тс, р - амплитуда, несущая (промежуточная) частота, длительность и начальная фаза сигнала;р (с) - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом М(1) (фиг,2 а), причем р (1) = созпс при к Ь1(1+1) ти и может изменяться скачком при 1= к т, т.е. на границах между элемЕнтарными посылками (К = 1, 2 М); ти, М - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т, (Т, = Й ти); то на входы блока 7 поступают одинаковые значения ширины спектра принимаемого сигнала на основной Лтс и удвоенной Лт 1 частотах (Лю = Лт 1),Указанное равенство фиксирует нуль- орган 18, выдавая сигнал, который открывает ключ 20. Ключ 20 в исходном состоянии всегда закрыт. Напряжение генератора 19 опорного напряженияО 0(т) = 00 соз(в т+ дъ),где 00, в 0, р 0 - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения; через открытый ключ 20 поступает через усилитель 21 на вертикальный электрод ЭЛИ 24, а через фазовращатель 22 на 90 и усилитель 23 - на горизонтальный электрод ЭЛИ 24. Принимаемый ФМн сигнал Ос(т) (фиг,2 б) поступает на вход частотного детектора 1, на выходе которого образуются короткие разнополярные импульсы (фиг,2 в), временное положение которых соответствует скачкообразному изменению фазы сигнала (фиг,2 б), Импульсная последовательность (фиг,2 в) с выхода частотного детектора 1 поступает на управляющий электрод ЭЛИ 24 и осуществляет модуляцию его электронного луча по яркости. При этом на экране ЭЛИ 24 образуется устойчивое иэображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг,За, б, в, г, д).Количество точек определяет вид и кратность фазовой манипуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФМн сигнала, При неравенстве частот ( иъсос) яркостные метки будут двигаться по окружности с разностной частотой.Напряжение 00(т) с выхода ключа 20 одновременно поступает на вход умножителя .(удвоителя) 26 частоты,на выходе которого образуется напряжение01(с) = Оосоз(2 го 0 + 2 р 0 )Это напряжение через усилитель 27 поступает на вертикальный электрод, а через фазовращатель 28 на 90 и усилитель 29 - на горизонтальный электрод ЗЛИ 30. Следовательно, напряжение 01(т) используется для образования круговой развертки луча ЭЛИ 30,На выходе умножителя (удвоителя) 3 образуется сигналОг(т) = О сов 2 ас т+ 2 ср (т) + 2 р0 ЫТс,который поступает на вход частотного детектора 25 и преобразуется им в последовательность коротких разнополярных импульсов, Эти импульсы с выхода частот 510 ного детектора 25 поступают на управляющий электрод ЭЛ И 30 и осуществляют модуляцию его электронного луча по яркости. При этом на экране ЭЛИ 30 образуется также устойчивое изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг.Зе, ж, з, и, к),Если на вход устройства поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией Оф Мн, уЪ (т) = О, л, то на выходе умножителя 3 частоты образуется гармонические колебание Оз(с) = Ос соз(2 йъ 1+ 2 рс), 0 Ы Тс.15Так как 2 рс (с) = О, 2 л, то в указанномколебании фазовая манипуляция уже отсутствует. При этом на экране ЭЛИ образуютсядве яркостные метки (фиг.За), а на экране20 ЭЛИ 30 метки отсутствуют (фиг.Зе), Такаяситуация характерна только для сигнала соднократной фазовой манипуляцией,Если на вход устройства поступает сигнал с двухкратной фазовой манипуляцией25 д 3ДФМн, р (т) = О, , к, л, то на выходеумножителя 3 частоты образуется сигнал соднократной фазовой манипуляциейОФМн, р (т) = О, л. При этом на экранеЗО ЭЛИ 24 образуются четыре яркостные метки (фиг.Зв), а на экране ЭЛИ 30 - две яркостные метки (фиг,Зж). Такое сочетаниеяркостных меток является признаком распознавания ДФМн сигнала,35 Если на вход устройства поступает сигнал с трехкратной фазовой манипуляциейул 3 5 3 7ТФМн, д) (с) = 0; д, ту, д 7 г, 7 г, юг, 2 к, 4 д,то на выходе умножителя 3 частоты обра 40 зуется сигнал с двухкратной фазовой манипуляцией ДФМн, д 7(т) = О, ,л, л. Нал 3экранах ЭЛИ 24 и 30 образуются восемь ичетыре яркостных меток соответственно45 (фиг.Зв, з)При поступлении на вход устройствасигнала, у которогор (т) = О, - л, - я, на2 43 3выходе умножителя 3 частоты образуется50 2 4сигнал, у которогор (с) = О, - т, - кг, На3 3экранах ЭЛИ 24 и 30 в этом случае образуются идентичные изображения (фиг,Зг, и),Такая ситуация характерна именно для это 55 го класса сигналов.При поступлении на вход устройствасигнала с двухкратной фазовой манипуляцией со сдвигом ДМфнС, р (с) = О, + 2,к 3-- (+ - лЯ, на выходе умножителя 3 часто 2 2ты образуется ОФМн сигнал дЪ(т) = О, 7 г, При этом на экране ЭЛИ 24 образуются три яркостные метки (фиг,ЗД), а на экране ЭЛИ 30 - две яркостные метки (фиг.Зк), Такое сочетание яркостных меток на экранах ЭЛИ 24 и 30 является признаком достоверного распознавания сигналов с двухкратной фазовой манипуляцией со сдвигом.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение достоверности визуального распознавания широкополосных сигналов с многократной фазовой манипуляцией, Это достигается преобразованием принимаемого сигнала с многократной фазовой манипуляцией в другой канал с многократной фазовой манипуляцией путем умножения (удвоения) его несущей (промежуточной) частоты, При этом, наблюдая яркостные метки на экранах двух ЭЛИ с круговой разверткой, удается достоверно и однозначно определить вид фазовой манипуляции принимаемого широкополосного сигнала с многократной фазовой манипуляцией.Формула изобретения Устройство для распознавания радио сигналов по авт. св, М 1193819, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности устройства, в него введены второй частотный детектор, второй умножитель частоты, второй фазовращатель, вто рой электронно-лучевой индикатор, третийи четвертый усилители, выход второго умно- жителя частоты через третий усилитель соединен с вертикальным электродом второго электронно-лучевого индикатора и через по следовательно соединенные второй фазовращатель и четвертый усилитель - с горизонтальным электродом второго электронно-лучевого индикатора, управляющий электрод которого через второй частотный 20 детектор подключен к выходу первого умножителя частоты, управляющий электрод первого электронно-лучевого индикатора подключен к выходу первого частотного детектора, вход второго умножителя частоты 25 подкл юче н к выходу кл юча.Заказ 3389 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К, Раушская наб., 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 из