Устройство для распознавания импульсных частотно модулированных сигналов

) 011 ГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ ЕНИЯ В ЬСТВ зоной манипуляцией пов без вцутриимпул стройство содержит платель частоты 2, 3, линию задержки 4 1 удцый детектор 6, г;,ц ечьных имлуль рвтор 8, пороговый б т и, модуля 10, пакосг.,ирования 12 ФяГных импульсов цвектор 14, триггея ведением усц г . ")и элосоцого будка стробирования г Фильтров 19, 25, де 1 екгоров 20, 26, и 21,.".7, блоков совпад триггеров 23,29, кв н,:ртора 30. 1 ил 1 ский о локпите вычисли11, блоктель двухтотныйль достиССР Е 1 гг ормцрова 13, час р 5. 1 е грацичиител льтра узкполос-,дцыхблоков28,24, интроеци ряитс плит ороговь ений 22 м рас и Фаадратора табл.СООЭ СОВЕТСЯИХСОЕЮЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЫИ КОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ(57) Изобретение отц с .:- ятехнике, может быть иснользовРадиолокации и связи прц носраспознанЧих автоматов. РасинФункциональные возможности поношению к а.с. У 1113760 путепознавания сигналов с опццрцо)4 Г О 1 8 7 36 и простых сцгцаьсцой модуляции.УВЧ 1, преобраперемцожительУ 11 Ч 5, амплиФормирователь по сов 7, ицтегЕИ) - Р+ К (г) лэ9 (г)где (г.) 2 и сстекущая скорость изменения частоты сцг цала Я(г.), так как при 8скорость ,Т(ь) це изменяет знака за время действия сигнала Я(С), мгновеццая час гота Г(г) имеет расстройку бГ(С) одного знака относительно Г, равцуи Ь(Г) =лэ В зависимости от знака скорости (С) расстройка может быть как .положительной, так и отрицательной. которая с помощью формирователя 7положительных импульсов преобразуется в положительный прямоугольныйимпульс единичной амплитуды с длительностью , = ь - , равнойдлительности сигнала Я,(с). Этотимпульс используется для управления работой триггеров 15, 23 и 29,для формирования порогового напряжения 11, (г:) = 11(г) пороговых блоков 9,11 ц 27 путем интегрированияимпульса в интеграторе 8, а такжедля управления блоками 2 и 18 стробирования.У сигнала Я(Г), поступающегона входы амплитудного детектора 6,частотного детектора 14, усилителяограничителя 16 мгцовецная частотапредставляется как1 аКИ(-.,Д1 = - 21+с3 Р(11, Р 1 Т;2 "Р Асг;1Закон изменения й(г.) зависит оттипа входного сигнала Б. Дляразличных типов входных сигналовЯ(г), которые способно распознаватьпредлагаемое устройстве, используются следующие обозначения: Б(Е)простой импульс.иый сигцлл беэ внутриимиульсцой модуляции с постояннойнесущей частотои; Б(С) - частотно-модулированный сигнал с плавныммонотоццым законом частотной модуляции (ЧМ); 8 ,(г:) - сигнал с бинарной фазовой манипуляцией с состояциямц Фазы О и ц1 ле 8 (г.) мгновенная часПри сигналеи еделах длитота й(г.) постоянна в ир дЯ (с) и равна пьиости сигнала Яп(э 1 п Д 11 о) +1РвйиИ 2в 1 рпБ, - 1 То ) - 12 35 1 при х . Огде вгяп (х) = О при х " О - эна- при хО 40копая Функция; Б - фиксированныйуровень.Формирователь 13 имеет зону нечувствительности, т,е. когда вход цое напряжение находится н пределахот - И до + Ио выходное напряжениеравно нули.Величина уровня 1 выбирается изследующего, Так как простой сигнал 50 Б (с) представляет собой частиьгйслучай частотно-модулированногосигнала Б, когда модуль (1)равен нулю, то необходимо задатьнекоторый минимальный модуль(1 м) 55 характериэуощий факт принадлежностианализируемого сигнала к классу сигналов с частотной модуляцией. В ка.честве критерия принадлежности моПри сигнале Ямгновеннаячастота Й(1:) в течение больщей части длительности сигнала Я, (С) совпадает с величиной 2, и только в 5 моменты времени 1; и С, + слэ (1;моменты скачка фазы на л н сигналеБ (г), г - порядковый номер скачкафазы В Я (С) в Г(С) появляются короткие выбросы частоты отцосительцо1 лпряжение, пропорциональное вели.чине расстройки ьЙ(1), формируетсяна вьгходе частотного детектора 14,имеющего дискриминационную характеристику вида11= Я И-Г )где Я - крутизна дискриминационной характеристики.201 аботу блоков 9 - 15 рассмотримпри входном сигнале Я (ь), а блоков 16 - 30 - при сигналах Б (С) иБ .В случае воздействия на входе 25устройства сигнала Б (1:) выходное1 ммнапряжение частотного детектора 14представляется в виде"ч, = 8 чв Хлэ11 дг 1 ряжецие ТТ,ц, (Т) поступает навход Формирователя 13 двухполярных 30импульсов с амплитудной характеристикой вида252748 11 чгэ 8 чв I У ела 20 жет быть использована величинаеги I Если для всехЕ (О, ч,) модуль I( )I/3 миэ, /то следует считать, что у сигнапа Я(С) частотная модуляция отсутствует.Минимальному модулю скорости изменения частоты/соответствуетвеличина напряжения на выходе час О тотного детектора 14, равная Эту величину и следует зацавать в 15 качестве уровня 0, , а величинуможно выби 1 эать например, равной (001-005)lмо,1 с l.Если на вход устройства воздействует сигнал Бцс(С) " О, пРичем/1/ ,я /, то ныходцое напряжение частотного детектора 14 превышает уровень ООи ца вьгходе формирователя 13 двухполярцгх илгпульсов вьграбатьгнается положительный 25 импульс, который после стробирования блоком 12 стробировация поступает на накопитель 11. При этом в пределах длительности гг сигггала я, (С)оЧ выходное напряжение 1(Г) накопи- З 0 теля 1 и Выходное напряжение 1интегратора 8 изглецяются по глинейному закону и к моменту окончания сигггала имеют одну и ту же величину, пропорггиоцальную длительности сДалее напряжение Б(Г) проходит без изменения величины и зцака через вычислитель 10 модуля и поступает на один из входов порогового блока 9.При равенстве напряжений Ь. (С) и Б (с) пороговый блок 9 срабатыггвает и формирует на своем выходе сиГн ал единичцОГО уРОв ня который 45 подается на информаггиоггггьггг ээход выходного триггера 15. По заднему фронту выходного импульса формиро вателя 7 положительных имлульсон сигнал единичного уровня с информационного входа триггера 15 переписывается ца его выход.Появление едицичцог.о уронцл ца выходе триггера 15 свидетельствуеттом, что сигнал Б(Й) Имеет монотонный закон изменеция частоты.111 ри поступлении ца вход устройства сигнала с монотоцным убынаюкгэээл законом 1 л 1 ( 1 (Г)0 и /3 (У/Хмl)ца выходе формирователя 13 днухполяргых имцульсон вьграбатьгваетсг импульСотрицательной полярности, которыйпосле стробиронация н накопленияпоступает ца вход вычислителя 10модуля, где преобразуется н напря:жение положительной полярности. Так как и при гларастающем монотонномзаконе ЧМ к моменту окончания сигнала 8(г.) выходное напряжение вычислителя 1 О модуля равно выходному напряжению интегратора 8, приэтом пороговый блок 9 срабатывает,ца выходе триггера 15 появляетсясигнал единичного уровня, т.е. принимается решение о присутствии навходе устройства сигнала с планцыммоцотоцгп лэ э аконом ЧМ . Знак с корости изменения частоты при монотонном законе э 1 определяется по закону выходного напряжения накопителя 11.Если ца вход устройства поступают сигналы с цемонотонным законом э 1 н том числе сигналы с дискретной угловой модуляцией (фаэомаггипулировацные сигналы 8 ь, (Г), сиГцалы св ступенчатым законом измерения часготьг)у которых скорость (1) отлична от нуля только н моменты скачков Фазы или частоты; сигналы с -обраэгэой или параболической ЧИ у которых в течение длительности скоэость 1 ф меняет знак; простые сигналы 8 г,г) У которых 1(11 = О н течение всей длительности, то на ггыходе Формирователя 3 дгэухполярньгх импульсон вьграбатынаются либо разцополярцые импульсы, либо импульсы одной погтярцости с суляларггОЙ длээтелг ГГОСтЬЮ ЛГЕЦЫЭЕй ДпцтЕЛГ.ЦОСтн Гэа в случае сигцапа Я(Г.) импульсы на выходе Формирователя 13 Вообше отсутствуют. Пчл эт ом к молгеэг гу окончания гцгцала 8 (Г) гэлглодное напряжение5 яцнакопите,пяпо модулю меньше, чем эьэхоцное напряжение интегратора 8, в результате пороговьпг блок 9 не срабатывает и на выходе гелеет нулевой уэонень фгцксцруемый триггером 15. Пуленое с эстояциг триггера 15 свээдетельствует О толг что ца Входе устройства присутствовал сигнал с немоцотоцным законом И,Если на вход устройства поступает иллпульсный сигнал 8 (Г) с бинарнойьр фаэогэогл магэггггулгггггегг, то гэ мол 1 ент Е;1 52748 часовацного фил тра для прямоугольного радиоимлульса. При такой структуре фильтра 25 и его входном сигнале вида /3/, согласонанным симпульсной характеристикой Ь 5(С)амплитуда напряжения на выходеФильтра 25 из ляется по линейномузакону от нуля в момент 1 = сэлЬ С А,до величины -в. в моментЬсоответствующий концу сигнала Я(С),Закон изменения амплитудь выходного напряжения фильтра 25 фиксируется с помощью амплитудного детектора 26. При входном сигнале фильтра25 вида (3) подбором величины 1достигается равенство иэмсцсцця текущих выходных напряжеццй интегратора 8 и амплитудного детектора 26.Этц напряжения поступают ца соответствующие нходы порогового блока27. При равенстве входных напряженийпороговый блок 27 срабатывает ц формирует на выходе сигнал единичногоуровня (единицу). Также единица навыходе порогового блока 27 присутствует, если на входе устройствапростой сигнал Я (:). Это обусловленотем, что как при сигнале Я ,(Г),так ц прц сигнале Я(Г.) выходной сигнал квадратора 24 имеет один и тот жеже вид вьражее 3) ц оказываетсясогласованным с импульсной характерцстикоц фильтра 25, Следовательно,наличие единицы ца выходе порогового блока 27 свидетельствует о том,что на входе устройства присутствуетлибо сигнал Б (г), либо сигнал Б(С).ырмВ данном случае необходимо решитькакой из двух типов сигналов Фактцческ присутствует на входе устройства, Для этого в предлагаемом устройстве используется уэкололосцьофизыр )9, амплитудный детектор 20,пороговый блок 21, два блока 22 и 28совпадения, два триггера 23 ц 29 цинвертор 30. Узкополо.ный фильтр 19вьлозгняется по той же структурнойсхеме и имеет ту же длительностьимпульсной характеристики Т, чтои фильтр 25, а отличается от фильтра 25 только центральной чдстотойнастройки, равнойИмпульсная характеристика фильтра 19 описывается выражением 35 0 др 1, 1где Л - цормироваццая ам)литудана входе квддратора 24; Ц= в - углов ая промежуточная часПр Пртота;сто- произвольная начальная Фаза.Входной сигнал квалратора 24 поступает на узкополосный фильтр 25 с импульсной характеристикойвр с 0512 Озр) ир 0 = , - Т 1,рц 1 -О 1 Т Ьт,50 где Т, - длительность импульснойхарактеристики;л - постоянный коэффициент.Величина Т 1, выбирается равной или больше максимально возможной55 длительности распоэцаваемьх сигналов скачка Фазы нав сцгцале Я (С)БРм скачок фазы появляется и в сигнале Я (с). Скачок фазы н Я (й), проходя через линию 4 задержки, нызывает скачок Фазы нац в сигна ле Б(е) в момент времени ; + 1;, Число скачков Фазы на в Яцоч оказывается н два раза больше, чем У Б (г-). Независимо от несущей частоты сигнала Я (с) в сигнале Бам10ьрм Я (с) несущая частота точно из-, вестна и равна 1 р . В усилителе-ограничителе 16 сигнал Я(г.) нормируется по амплитуде и далее подается на полосовой фильтр 17Центральная частота настройки полосового фильтра 17 совладает с 1 , а полоса пропускания равна полосе пропускания усилителя 5 промежуточной частоты. Сигнал Я (с) с выхода полоР Т сового фильтра7 подается на вход стробирующего блока 18. На выходе стробрующего блока 18 формируется фазомаципулированцьп сигнал Б, (С) постоянной амплитуды с несуей частотой 1 р и дли 1 ельцостью (( ц Этот сгнал поступает на квадратор 24 и на вход узкополосного Фильтра 19.В результате возведения в квадрат в выходном сигнале Б(С) квадратора 24 несущая частота удваивается и становится равной 2 Е а фдзовая манипуляция исчезает, При входном сигнале Я.сигьфм нал Я е(т.) имеет вид 2сакэзорцо) "Рлъ - "О5,Я: Узкополосный фильтр 25 может бйтьреализован ло структурной схеме согГ Ь,-- соу 1) пр д -и(Е) 0 0 50 55 В случае присутствия на входе устройства простого сигнала Б(Е) работа блоков 19 - 21 аналогична соответствующим одноименным блокам 25 - 27, т.е, амплитуда выходного напряжения фильтра 19 и выходное напряжение амплитудного детектора 20 изменяются по линейному закону и по величине совпадают с выходным напряжением Ц, (Е) интегратора 8. ОСовпадение величин выходных напряжений интегратора 8 ц амплитудного детектора 20 имеет место только , при простом сигнале 8(Е).Во всех других случаях, например, 5 при сигналах Б (Е) или Б (Е)ьмвозникает рассогласование между импульсной характеристикой Ь(Е) фильтра 19 и сигналом, поступающим на его вход, выраженное .пибо в нали О чии Аазовой манипуляции (при сигнале Б (Е, либо появлении расстр рмройки частоты дГ(е) (при сигналах с частотой модуляции). В силу указанного рассогласования при сиг напах, отличных от Б(Е), в момент окончания сигнала Б(Е) выходное Таблица составлена с учетом логики работы блоков 22 и 28 совпадения, инвертора 30 для описанных величии выходных уровней пороговых блоков 9, 21 и 27 прц каждом из сигналов Я (Е)Б и (Е)Я (Е), 1(ак следу ет из таблицы, единичное состояние триггера 15 и нулевые состояцип триггеров 23 и 29 имеют место при сигнале Бц (Е) с монотонным зако чммном ЧМ, единичное состояние триггера 23 и нулевые состояния триггеров 15 и 29 - при простом сигнале Б(Е), единичное состояние триггера 29 и нулевые состояния триггеров 15 и 23 - при сигнале с бинарной фазопой манипуляцией Я (Е). Кроме тонапряжение амплитудного детектора 20 1 ц егда меньше выходного напряжения интегратора 8, в резупьтате чего пороговый блок 21 вырабатывает единицу на выходе только при сигнале Б(Е) и нуль при других сигналах.Сформированные пороговыми блоками 21 и 27 сигналы поступают непосредственно и через инвертор 30 ца входы блоков 22 и 28.В момент окончания сигнала Я(Е) по заднему фронту импульса, поступающего с выхода формирователя 7 на управляющие входы триггеров 23 и 29, выходные уровни блоков 22 и 28 совпадеций фиксируются соответствеццо триггерами 23 и 29. Вы - ходы триггеров 23 и 29, а также выход триггера 15 являются одновременно выходами всего устройства.Выходцье состояния пороговых блоков 9,21 и 27, инвертора .30, блоков 22 и 28 совпадения и триггеров 15,23 и 29 при различных входных сигнапах Б(Е) в момент их окончания представлены в таблице. го, если ца входе устройства присутствуют сигналы, отличные от Б(Е), Я, , (Е) и Бьтм(Е), выходные уровни триггеров 5, 23 и 29 нулевые.Таким образом, принятие решенияо типе входного сигнала в предла-пеном устройстве осуществляется по состоянию триггеров 15, 23 и 29,Формул а изобретения Усз ройство для распознавания импульсных частотно-модулированных сигналов по авт.св, У 113760, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем распознаванияЗаказ 4619/47 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 11 12 сигналов с бинарной фаэовой манипуляцией и простых сигналов беэ внутриеюпульсной модуляции, в него введены инвертор, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, поло- совой фильтр, второй блок стробироваиия, первый узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор, второй пороговый блок, первый блок совпадений и второй триггер, последовательно соединенные квадратор, вход которого соединен с выходом второго бло, ка стробирования, второй узкополосный фильтр, третий амплитудный детектор, третий пороговый блок, второй блок совпадений и третий триггер,52 74812вход усилителя-ограничителя соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, выход второго порогового блока через инвертор соединен свторым входом второго блока совпадения, выход третьего порогового блока соединен " вторым входом первогоблока совпадений, вторые входы второго и третьего пороговых блоков 10 объединены и подключены к выходу интегратора, а вторые входы второгоблока стробирования второго и третьего триггеров обьндинены и подключены к выходу формнрова - 15 теля положительных импульсов,