Устройство для распознавания радиосигналов

(54) УСТРОИС РАДИО СИ ГНАЛО(57) Изобрет ти автоматик эовано при р например радиобласпольние относится к и может быть и спознавании сиг о чными игналов, с ра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТК ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С 8 И(56) Авторское свидетельство СССРУ 1196916, кл. С, 06 К 9/00, 1984.ТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ видами модуляции и является усовершенствованием изобретения по авт.св,В 1196916, Цель изобретения - расширение класса распознаваемых сигналов. Указанная цель достигается тем,что в устройство дополнительно введены анализатор мгновенного спектра,два инвертора, шесть элементов И итри цепи, каждая из которых состоитиз последовательно соединенных умножителя частоты, анализатора мгновенного спектра, блока сравнения икомпаратора. В результате введенияуказанных узлов и элементов устройство позволяет распознавать радио.сигналы с дополнительными видами модуляции. 1 ил, 1317463следующие признаки распознавания радиосигналов: наличие модуляции амплитуды (для АМ, АМн, КАФМ ОАФМ и ОМпн); наличие девиации частоты (для ЧМ, ЧИн КАФМ, ОАФМ и ОИпн);идентичность спектров манипулированного и клиппированного радиосигналов (АМн, ЧМн); наличие пересечений огибающей радиосигнала нулевого уровня напряжения (ОМпн, ОФМн, ДФМн и ТФМн); наличие кратных гармоник на выходах соответствующих умножителей частоты (фазоманкпулированные сигналы).Устройство рабстает, следующим образом.20 25 3035 40 45 50 55 Н процедуре распознавания, Реализованной в устройстве, использованы Принятый радиосигнал, вид манипуляции которого необходимо определить,одновременно поступает на входы частотного детектора 1, амплитудного детектора 2, генератора 3 опорного напряжения, фазового детектора 4, анализатора 6 и умнажители частоты навосемь 7, на четыре 8 и на два 9,Прк поступлении на вход устройства, например, ЧМ сигнала на выходеча.статного детектора 1 выделяется на.пряжение, свидетельствующее о наличии девиации частоты в принимаемомсигнале, которое поступает на преобразователь аналог-кад 10, После егопреобразования единичное напряжениепоступает на первые входы элементовИ 4 и 42, Напряженке с выхода частотного детектора поступает на анализатор 11 и через блок 12 клиппированкя - на анализатор мгновенногоспектра 24, Отклики с выходов анализаторов мгновенного спектра поступают на соответствующие входы блока 23сравнения. Поскольку;клиппированнаяаналоговая функция имеет более широкий спектр. чем неклиппированная,отклики на выходах анализаторов 11и 24 будут различными и на выходеблока 23 сравнения появится напряженке, После преобразования этого напряжения преобразователем аналогкод 33 в единичное напряжение онопоступает на второй вход элементаИ 42, а также, кннертируясь в нулевое напряженке в кнвертаре 32, поступает на второй вход элемента И 41,На третий вход элемента И 42 подается единичное напряженке с выходаблока 35 инверторов, свидетельствующее о там, что принимаемый сигнал неявляется сигналам с любым из видоводнополосной модуляции, 1317463Таким образом, при частотной модуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только навыходе элемента И 42,При поступлении на вход устройства ЧМн сигнала единичное напряжениес выхода преобразователя аналогкод 10 действует на первых входахэлементов И 41 и 42 (как и в случаеЧМ сигнала), Поскольку клиппированная телеграфная модулирующая функцияимеет ту же ширину спектра, что инеклиппированная, то отклики навыходах анализаторов 11 и 24 будутидентичными и на выходе блока 23сравнения напряжение отсутствует, Бэтом случае с выхода преобразователяаналог-код 33 на второй вход элемента И 42 поступает нулевое напряжение, а после инвертирования в единичное напряжение инвертором 32 единичное напряжение поступает на второй вход элемента И 41. На третийвход элемента И 41 поступает единичное напряжение с выхода блока 35 инверторов, свидетельствующее о том,что принимаемый сигнал не являетсясигналом с любым из видов однополосной модуляции. Таким образом, приЧМн принимаемого сигнала только на 30выходе элемента И 41 появляется единичное напряжение.Распознавание АМ и АМн сигналовпроисходит аналогичным образом, ПриАМ принимаемого сигнала единичное 35напряжение возникает только на выходе элемента И 43, а при АМн - только на выходе элемента И 44,Если на вход устройства поступаетодин из сигналов с однополосной модуляцией, то на выходе частотного 1и амплитудного 2 детекторов возникают напряжения, которые после преобразования их в единичное напряжениев преобразователях аналог-код 10 и 4513 поступают соответственно на первый и второй входы элементов И 45 -47. Изменяющееся напряжение, соответ ствующее огибающей сигнала, с выхода амплитудного детектора 2 подается также и на компаратор 16, на выходе которого образуются единичные импульсы в тот момент, когда огибающая ОМпн сигнала будет пересекать нулевой уровень напряжения, В конверторе 28 выделяется напряжение, которое пропорционально частоте единичных импульсов. Если это напряжение превы сит пороговый уровень Н , , то в преобразователе аналог-код 38 оно преобразится в единичное напряжение и поступит на третий вход элемента И 47, а также на вход блока 35 инверторов, После его преобразования нулевое напряжение поступает на третьи входы элементов И 41 - 44 в качестве запрещающего сигнала о наличии на входе устройства сигналов с другими видами модуляции (АМ, АМн, ЧМ и .ЧМн) в то время, когда устройством принимается ОМпн сигнал.Кроме ОМпн сигнала пересечение нулевого уровня огибающей сигнала имеет амплитудно-манипулированный телеграфный (АТ) сигнал и общепринятые цифровые фазоманипулированные сигналы, Но частота этих пересечений в случае АТ сигнала при передаче речевых сообщений (равная 50-300 Гц) значительно меньше частоты пересечений в случае ОМпн сигнала (3000- 3400 Гц). Следовательно, частота следования импульсов с выхода компаратора 16 и соответственно уровень напряжения на выходе конвертора 28 в случае АТ сигнала значительно меньше уровня при ОМпн сигналеПоэтому пороговое напряжение Ппо, подбирают так, чтобы оно превышало уровень напряжения с выхода конвертора 28, если на входе устройства действует АТ сигнала (при этом на выходе преобразователя аналог-код 38 формируется нулевое напряжение), но было ниже в случае ОМпн сигнала (на выходе преобразователя аналог-код 38 при этом формируется единичное напряжение). Наличие пересечений огибающей нулевого уровня напряжения общепринятых ФМн сигналов не влияет на распознавание ОМпн сигнала, поскольку для его распознавания помимо этого признака используются два отличающих их от ФМн признака - наличие амплитудной модуляции сигнала и наличие девиации частоты высокочастотного заполнения.Следовательно, при ОМпн принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 47. Если на вход устройства поступает КАФМ сигнал, то единичное напряжение с выходов преобразователей аналогкод 10 и 13, свидетельствующее о на 1317463личии в принимаемом сигнале амплитудной и частотной манипуляции, действует на первом и втором входах элемента И 45, Напряжение с выхода амплитудного детектора 1 поступает на анализатор 11 а напряжение с выхода фафазового детектора 4 - на анализатор14, При этом генератор 3 опорногонапряжения формирует опорное напряжение. Синхронизация генератора 3 10осуществляется принимаемым сигналом,Сформированные на выходах анализаторов спектра отклики поступают на соответствующие входы блока 26 сравнения, причем отклик с выхода анализатора спектра 11 поступает в блок 26сравнения со сдвигом на Т/2, осуществляемым широкополосным фазовращателек 25,. Если спектры сигналовпоступающих на блок 23 сравнения, 20идентичны, то на его выходе формируется напряжение, которое преобра.зователем аналбг-код 36 преобразуетсяв единичное напряжение, Идентичностьспектров сигналов на входах блока 23сравнения обусловлена тем, что КАФМв амплитудном и фазовом каналах осуществляется одной и той же модулирующей функцией лишь со сдвигом по фазе на 7/2 в фазовом канале, Единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код 36 подается натретий вход элемента И 45, а также.на вход блока 35 инверторов, кото,рый преобразует его в нулевое напряжение. Нулевое напряжение подаетсяна третьи входы элементов И 41 - 44в качестве запрещающего сигнала оналичии на входе устройства сигналов с другими видами модуляции, 40когда устройством принимается КАФМсигнал Таким образом, при КЛФМ принимаемого сигнала только на выходе элемента И 45 появляется единичное напряжение,Распознавание ОАФМ сигнала производится аналогично распознаванию сигналов КАФМ, Различие состоит в том, что для создания условий идентичности спектров на выходах блока 27 сравнения выходное напряжение фазового детектора предварительно пропускается через логарифмический усилитель 5 с инвертированной логарифмической характеристикой, При этом единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код 37 подается на третий вход элемента И 47. Следовательно, в случае ОАФМ принимаемогосигнала единичное напряжение будетсформировано только на вьгходе элемента И 31,Распознавание ФМн сигналов различных кратностей основано на том, чтопри ОФМн и МОФМн на выходах умножителей частоты 9, 8 и 7 выделяютсясоставляющие сигнала, кратные второй,четвертой и восьмой гармоникам, приДФМн и ДФМнС на выходах умножителейчастоты 9 и 8 выделяются составляющие сигнала, кратные второй и четвертой гармоникам, а при ТФМн и ТФМнСтолько на выходе умножителя частоты с7 выделяется составляющая сигнала,кратная восьмой гармонике, Распознавание общепринятых ФМн и ФМн сигналовсо сдвигом осуществляется по наличиюили отсутствию пересечений огибающей сигнала нулевого уровня напряжения.При поступлении на вход устройства сигнала с любым видом модуляциина выходе анализатора 6 формируетсянапряженке, пропорциональное ширинеспектра Б принимаемого сигнала, которое поступает на первые входы блоков сравнения 17, 19 и 21,Если на вход устройства поступают однократные ОФмн и МОФМн сигналы,то на выходах умножителей частоты навосемь 7, четыре 8, на два 9 появля"ются напряжения восьмой, четвертойи второй гармоник соответственно. Навыходах анализаторов 18, 20 и 22 появляются напряжения, пропорциональныеБ, Б и Б а также ширине спектров восьмой, четвертой и второй гармоник, Поскольку Б( Б, Ц ( Б иБ сс Б, то на выходах блоков сравнения появляются положительные напряжения, которые компараторами 29 - 31преобразуются в единичные напряженияи подаются на первые входы элементовИ 48-53, С выхода компаратора 31единичное напряжение поступает наинвертор 40. После инвертированиянулевое напряжение поступает на третьи входы элементов И 48 - 51 в качестве запрещающего сигнала о наличии сигналов более высоких кратностей, когда на входе устройства появляются однократные ФМн сигналы.Если на вход устройства поступает ОФМн сигнал то единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код38, свидетельствующее о наличии пересечений огибающей сигнала нулевого уровня, поступает на второй вход эле. мента И 53. Таким образом, при ОФМн сигнале на выходе устройства единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 53.Если на вход устройства поступает МОФМн сигнал, то на выходе преобразователя 38 возникает единичное напряжение, свидетельствующее о том, что при пересечении огибающей сигнала нулевого уровня напряжения отсутствуют, и которое подается на второй. вход элемента И 53. Следовательно, при МОФМн сигнале на входе устройства единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 53.Если на вход устройства поступают сигналы двукратной фазовой манипуляции (ДФМн и ДФМнС), то на выходах умножителей частоты на восемь 7 и на четыре 8 вьщеляются напряжения восьмой и четвертой гармоник, На выходе анализаторов 18 и 20 выделяются напряжения 0 з и Б, пропорциональные ширине спектров восьмой и четвертой гармоник. Поскольку 0 сс У иУ сс 11, то на выходах блоков сравнения 17 и 19 появляются положительные напряжения, которые компараторами 29 и 30 преобразуются в единичные напряжения. Единичные напряжения подаются на первые входы элементов И 48"51. При этом единичное напряжение с выхода компаратора 30, инвертируясь в нулевое напряжение инвертором 39, поступает на четвертые входы элементов И 48 и 49 в качестве запрещающего сигнала о наличии трехкратных ФМн сигналов в то время, когда на вход устройства поступают ДФМн и ДФМнС сигналы.На выходе умножителя частоты на два 9 формируется фазоманипулированное напряжение, ширина спектра которого близка к спектру принимаемого сигнала, На выходе блока сравнения 21 выделяется отрицательное напряжение, которое преобразуется компара-. тором 31 в нулевое напряжение. Последнее поступает на первые входы элементов И 53 и И 52, поэтому на их выходах единичные напряжения (свидетельствующие о наличии однократных ФМн) не формируются, 35 55 тов И 48, 49 и 50, 51, соответственно,5 10 15 20 25 30 45 50 С выхода компаратора 31 нулевоенапряжение инвертируется инвертором40 в единичное напряжение и подаетсяна третьи входы логических элементовИ 48-51.Если на вход устройства поступает ДФМн сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя аналог-код38 свидетельствует о наличии пересечений огибающей сигнала нулевого, уровнянапряжения, поступает на второй входэлемента И 50, Следовательно, .при ДФМнсигнале единичное напряжение будет сформировано только на выходе элемента И 50, Если на вход устройства поступает ДФМНс сигнал, то единичное напряжение с выхода блока инверторов 35,свидетельствующее об отсутствии.пересечений огибающей нулевого уровнянапряжения, поступает на второй вход элемента И 51, Таким образом, при ДФМНс сигнале единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 51,Если на вход устройства поступают сигналы трехкратной фазовой манипуля ции (ТФМн и ТФМнС), то на выходе умножителя частоты 7 формируется напряжение П, пропорциональное ширине спектра восьмой гармоники, и поступает на второй вход блока 17 сравнения, Поскольку У с Б то на выходе блока 17. сравнения появляется положительное напряжение, преобразующееся компаратором 29 в единичное напряжение, которое подается на первые входы элементов И 48 и 49.На выходе умножителей частоты на четыре 8 и на два 9 появляются фазоманипулированные сигналы. Ширина ихспектров мало отличается от шириныспектра применяемого сигнала, поэтому на выходе блоков сравнения 19 и 21 формируются отрицательные напряжения, которые компараторами 30 и 31 преобразуются в нулевые напряжения и которые подаются на первые входы логических элементов И 50 - 53 соответственно, С выходов компараторов 30 и 31 нулевые напряжения поступают на инверторы 39 и 40, и, инвертируясь в единичные напряжения, поступают на вторые и третьи входы элеменЕсли на вход устройства поступаетТФМн сигнал, то на выходе амплитуд 1317463ного детектора 2 выделяется огйбающая сигнала, котОрая имеет пересечения нулевого уровня напряжения, 11 озтому с выхода преобразователя аналогкод 38 единичное напряжение падается на четвертый вход элемента И ч 8.В случае ТФМн принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 48.Если на вход устройства поступа" 10 ет ТФМнС сигнал, то огибающая сигнала на выходе амплитудного детектора 2 не имеет пересечений нулевого уровня напряжения, которое, инвертируясь в единичное напряжение в блоке ин верторов 35, поступает на четвертый вход элемента И ч 9,Таким образом, в случае ТФМнС принимаемого сигнала единичное напряжение появляется на выходе элемента 2 О И 49..Формула изобретенияустройство для распознавания радио= сигналов па авт. св, Р 1196916, о т - 25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса распознаваемых сигналов, в него введены пятый анализатор мгновенного спектра, третий и четвертый инверторы, восьмой, ЗО девятый, десятьп, одиннаццатый и тринадцатый элементы И, последовательно соединенные первый умнахитель частоты, шестой анализатормгновенного спектра, четвертый блок 35 сравнения и второй компаратор, последовательно включенные второй умножитель частоты, седьмой анализатор мгновенного спектра, пятый блок сравнения и третий компаратар, последовательно соединенные третийумножитель частоты, восьмой анализатор мгновенного спектра, шестойблок сравнения и четвертый компаратор, выход пятого анализатора мгновенного спектра подключен к вторымвходам четвертого, пятого и шестого блоков сравнения, выход второгокомпаратора соединен с первыми входами восьмого и девятого элементовИ, выход третьего компаратора подключен к первым входам десятого иодиннадцатого элементов И, выходчетвертого компаратара соединен спервыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, выход шестого преобразователя аналог-код подключен к вторым входам восьмого,десятого и двенадцатого элементов И,выход блока инвертаров соединен свторыми входами девятого, одиннадцатого и тринадцатого элементов И,выход четвертого компаратора подключен к входу четвертого инвертора,выход которого соединен с третьимивходами восьмого, девятого, десятога и одиннадцатого элементов И, выход третьего компаратора подключен квходу третьего инвертора, выход которого соединен с четвертыми входамивосьмого и девятого элементов И,причем входы пятого анализатора мгновенного спектра и умножителей. частоты являются входом устройства, авыходы восьмого, девятого, десятого,одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатога элементов И являются дополнительными выходами устройства.317463 ЧНн НичипоровичКорректор ставительхред В.Кад Редактор Н. Горва мокос Заказ 2426/45 п 303/5 ская наб оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уж р д, у . РУ го о л, П оектная Тираж 672 Государственног елам изобретений Москва, Ж, Ра