Устройство для распознавания радиосигналов

(21) 4244112/24 (22) 12.05.87 (46) 07,05.91. Вюл (72) В,А.Романенко (53) 681.391,19(08 (56). Авторское сви Р 481054, кл, б 06 Р 17 8)етельство СССРК 9/00, 1972. роист лиза схема блокаУс тектор первый 1 ОСУДАРСТНЕНКИЙ КОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯРАДИОСИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к обработке и распознаванию радиосигналов иможет быть, использовано для определения вида модуляции радиосигналов.Цель изобретения - расширение классараспознаваемых сигналов и повышениедостоверности распознавания. Указанная цель достигается в устройстведля распознавания радиосигналов, содержащем два анализатора спектра,блок логической обработки, три преобразователя аналог-код, частотныйдетектор, вход которого является входом устройства, а выход подключен кодному входу первого анализатораспектра, амплитудный детектор, входкоторого подключен к входу устройства, а выход - к другому входу перИзобретение относится к обработкеи распознаванию радиосигналов и можетбьггь использовано для определениявида модуляции радиосигналов.Цель изобретения - расширениекласса распознаваемых сигналов и повышение достоверности распознавания. ЯМ.М 7 ВЦ 2вого анализатора спектра, блок клиппирования, один вход которого подключен к выходу. частотного детектора, а другой - к выходу амплитудного детектора, первый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора спектра, а другой - через второй анализатор снектра - к выходу блоха клиппироваяия, выходы частотного детектора, ампли" тудяого детектора и первого блока.сравнения через соответствующие преобразователи.аналог-код соединеныс соответствующими входами блока логической обработки, тЕм, что устройство дополнительно содержит два вялы- а ра нижних частот, блок квантования, Е пять блоков анализа уровней сигналов, второй блок сравнения, блок управления, генератор импульсов, делитель ча С стоты, формирователь импульсов считывания, блок памяти, последовательно соединенные диА 3 ереяцирующий элемент, квадратор, полосовой фильтр, блок Йаэовой автоподстройки частоты и синхрогенератор, г также триэлемента ИЛИ, семь элементов И и два инвертора. 1 з.п. А-лы, 3 ил. Лиг.1 изображена блок-схема уста; на Лиг,2 - схема блока анауровней сигналов; на Лиг.3 -блока управления и второго сравнения.ройство содержит частотный де 1, амплитудный детекгор 2,преобразователь 3 аналог-код, 1647603первый анализатор 4 спектра, блок 5клиппирования, второй преобразователь 6.аналог-код, первый блок 7 сравнения, второй анализатор 8 спектра,третий преобразователь 9 аналог-код,блок 10 логической обраЬотки, содержащий первый инвертор 11, второйинвертор 12, первый 13 - четвертый16 элементы И, первый 17 и второй 18фильтры нижних частот, блок 19 квантования, первый - пятый блоки 20-24анализа уровней сигналов, дифйеренцирующий элемент 25, первый и второй элементы ИЦИ 26 и 27,квадратор 1528, первый 29 и второй 30 элементыИ, полосовой фильтр 31, третий элемент ИЛИ 32, третий элемент И 33,блок34 аваловой автоподстройки частоты(ФАЛЧ), первый инвертор 35, синхрогенератор 36., второй блок 37 сравнения, блок 38 управления, генератор39 импульсов, четвертый - седьмойэлементы И 40-43, второй инвертор44, блок 45 памяти, Аормирователь 2546 импульсов считывания и делитель47 частоты,Блоки 20-24 (Фиг.2) содержатдвухпороговый компаратор 48, селектор 49 сигналов и счетчик 50.Устройство работает следующим образом.Принятый сигнал, вид модуляциикоторого необходимо определить,одновременно поступает на входы частотного 1 и амплитудного 2 детекторов,Рассмотрим режимы работы устройства при распознавании сигналов сразличными видами модуляции. При поступлении на вход устройства, например, сигнала с частотной модуляциейна выходе частотного детектора 1 выделяется напряжение, которое одновременно подается на преобразователь3 аналог-код, где оно преобразуетсяв единичное напряжение, поступающеена первые входы элементов И 40, ",,41, 13, 14,а также на один из выходованализатора 4 спектра, и черезблок 5 клиппирования на анализатор8 спектра, Сйормированнье на выходаханализаторов 4 и 8 спектра отклики поступают на соответствующие вхо-,ды блока 7 сравнения, на выходе которого в случае подачи на вход устройства сигнала с частотной модуляцией й многопозиционной частотнойманипуляцией появится напряжение,а в случае сигнала с двухпозиционной частотной манипуляцией напряжение отсутствует, так как только в случае двухпозиционного сигнала наблюдаетсяидентичность спектров входного сигнала и сигнала с выхода блока 5 клиппирования. Напряжение с выхода блока 7 сравнения преобразуется преобразователем 9 аналог-код в единичное напряжение, которое поступает навторой вход элемента И 14, и, инвертируясь в инверторе 11 в нулевое напряжение, на второй вход элементаИ 1.3. Кроме того, на третий вход элемента И 14 подается единичное напряженна с выхода ннвертора 35, свидетельствующее о том, что входной сигнал не является многопозиционным. Таким оЬразом, при частотной модуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только на выходе элемента И 14,Если на вход устройства поступает двухпозиционный частотно-манипулированный сигнал (24 Мн), то вследствие идентичности спектров детектированного частотным детектором входного сигнала и сигнала с выхода блока 5 клиппирования на выходе преобразователя 9 анало-код возникнет нулевоенапряжение, которое действует на втором входе элемента И 14, а также, инвертируясь в единичное напряжение в инверторе 11, действует на втором входе элемента И 13. Таким образом, при двухпозиционной частотной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает, только на выходе элемента И 13.Распознавание сигналов с амплитудной модуляцией (АМн) и амплитудной двухпозиционной манипуляцией (2 АМн) происходит аналогичным образом. При поступлении на вход устройства амплитудно-модулированного сигнала на выходе амплитудного детектора 2 выделяется напряжение, которое одновременно подается на преобразователь 6 аналог-код, где преобразуется в единичное напряжение, поступающее на пераье входы элементов И 15, 16,. 42 и43, а также на один из входов анализатора 8 спектра. Сформированные навыходах анализаторов спектра 4 и 8отклики:поступают на соответствующиевходы блока 7 сравнения, на выходекоторого в случае подачи на вход уст 1ройства сигнала с амплитудной моду .ляцией и многопозиционной амплитуд7603 30 35 40 4 50 55 5 16 ной манипуляцией (ИАМН) появится напряжение, а в случае сигнала с двухпозиционной амплитудной манипуляцией напряжение отсутствует. Иреобразованное напряжение с. выхода блокасравнения в единичное напряжение преобразователем 9 аналог-код поступает на второй вход элемента И 15 и, инвертируясь в инверторе 12 в нулевое напряжение, - на второй вход элемента И 16. На третий вход элемента И 15 подается единичное напряжение с выхода инвертора 35, свиде" тельствующее о том, что входной сигнал не является многопозиционным, Таким образом, при амплитудной модуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только на выходе элемента И 15.Если на вход устройства поступает двухпозиционный амплитудно-маннпулированный сигнал, то вследствие идентичности спектров детектированного амплитудным детектором входного сигнала и сигнала с выхода блока 5 клиппирования на выходе преобразователя 9 аналог-код возникает нулевое напряжение, которое действует на втором входе элемента И 15, а также, инвертируясь в единичное напряжение в инверторе 12, действует на втором входе элемента И 16. Таким образом, при двухпозицнонной амплитудной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только на выходе элемента И 16,При поступлении на вход многопозиционних АМН и ЧИН сигналов на выходах частотного 1 и амплитуцного 2 детекторов возникают многоуровневые напряжения, которые через Фильтры 1 и 18 нижних частот подаются на вход блока 19 квантования. Наличие блока 19 в схеме устройства обуславливается тем, что реальный сигнал искажается шумами и блок 19 принимает решение, к какому ближайшему уровню отнести амплитуду входного сигнала, искаженного шумами. С выхода блока 19 многоуровневый сигнал поступает на входы двух компараторов, входящих в состав блоков 20-24 анализа уровней сигналов.Ба Фиг.2 представлена схема блоков 20-24, которая состоит из последовательно соединенных двухпорогового компаратора 48, селектора 49 сигналов и счетчика 50 На перпьее ходы ко;итара гор В подав;.я пенННМаЕМЫй СНГНая С ВЬе:Ода бЛОКВ 19НВантовання, а на другие два Входа 5подаются напряжения порогов, оп 1 еДелЯюшнх значениЯ соответстгдУюЩегоуровня. Б ойкаем случае количтводвухпороговых компараторов задаетсячислом возможных уровней И. Горогн 10 компараторов 48 подобраны таким образом, что каждый компаратор выдаетнапряжение в виде единичных импульсов только прн одном уровне выходного напряжения детекторов. С выходов 15 компараторов блоков 20 н 21 единичные напряж=ння, соответствующие голожитст чым уровням, поступают на эле мент 1 ЦП 1 26, Пр;: налнч.-:и полокнтельных уровнен на Выхода элемента ИЛ 1 26 20 появляется единичное напряженна, которо-. подается на один из входовэлемента И 29. На его второй вход подается единичное напряженна пулевого уровня с Вьгода компаратора 4 Г 25 блока 22. Таким образом, на вьгодеэлемента И 29 возникает едннщчное напряжение прн нллнчнн на Вьходах дете;торов нулевого уровня и одного или нескольких положительддых уровчей напряжения. С вьходов компараторов 48 блоков 23 и 24 импульсные еди" ннчные напряжения, соответствующие Отрнцателддным ровняь. д постудтаюна Входы элемента ИК 1 2, Прн их на ниии единичное напряжение с выхода элемента 11 ЛИ 27 поступает на один из выходов элемента И 30, Иа другой сго вход поступает единичное напряжение, соответствующее. Нулевому уровню с выхода компаратора блока 22. Таким образом, на выходе элемента И 30 возникает единичное напряжение при наличии на входах детекторов нулевого уровня и одного илй нескольких отрицательных ,уровней напряжения. Единичные напряжения с выходов элементов И 29 и 30подаются на элементы РеЛР 1 32 и 33. Элеентом ИЗБ 32 выдается единичное напряжение при наличии нулевого и положительных уровней 0,1ш) или нулевого и отрицательных уровней 0,-1-(,в"1) ; которое поступает йа вторые входы элементов И 41 и 42, а также после инвертирования в нулевое напряжение в инверторе И 35 поступает на третьи входы элементов Ч 14 и 15 в качестве запрещающего сигнала о наличии аналоговых АМ и ЧМ сигналов, когда на входе устрой 164 60315 20 25 30 35 40 45 50 55 ства появляются многоуровневые сигнал,ы.Если на входе устройства действует многоуровневый частотно-манипулированный (МЧМн) сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя 3 аналог-код, соответствующее признаку - наличие ЧМ, действуетна первом входе элемента И 41. Натретий вход элемента подается единичное напряжение с выхода инвертора 44, соответствующее отсутствиюна входе устройства парциально-кодированных сигналов. Таким образом,при многопозиционной частотной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение появляется толькона выходе элемента И 41,Рсли на входе устройства появляется многоуровневый МАМн. сигнал,то единичное напряжение с выхода преооразователя 6 аналог-код (соответствующее признаку - наличие АМ),действует на первом входе элементаИЛИ 42, На его втором входе действует единичное напряжение с выходаэлемента ИЛИ 32, соответствующее положительному или отрицательному многоуровневому сигналу, а на третьемвходе действует единичное напряжение с выхода элемента И 43, соответствующее отсутствию на входе устройства парциально-кодированных сигналов, Таким образом, при многопозиционной амплитудной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходеэлемента И 42.При поступлении на вход многопо"зиционных сигналов на выходе двухпороговых компараторов соответствующих уровней блоков 20-24 формируетсянапряжение в виде единичных импульсов. Дпительность и период повторе"ния выходных импульсов каждого компаратора равны длительности и периоду повторения данного уровня. Выходные единичные импульсы компараторов поступают на первые входы селекторов 49 блоков 20-24, на вторые входы которых поступают счетные импульсы с выхода генератора 39 импульсов.Счетные импульсы достигают выходаданного селектора только во времядействия на его первом входе выходных единичных импульсов компараторов.Число прошедших счетных импульсов через каждый селектор 49, таким образом, находится в прямой зависимости от длительности и периода повторения соответствующего уровня. Отселектированные по соответствующим уровням счетные импульсы поступают на счетчики блоков 20-24 и изменяют их состояние при низком уровне импульсов считывания, которые поступают на вторые входы счетчиков с выхода формирователя 46 импульсов считывания. Импульсы считывания, имеющие период повторения, соответствующий доверительному интервалу измерения, формируются путем деления тактовых импульсов, поступающих с выходасинхрогенератора 36, которым одновременно осуществляется синхронизация генератора 39 импульсов.Число счетных импульсов, измеряемых каждым счетчиком за интервал времени, есть не что иное как оценка плотности вероятности данного уровня, Кодовые слова, соответствующие оценкам плотности вероятности отдельных уровнВЙу считываются В блок 37 сравнения. Сигналами на считывание являются передние фронты им-, пульсов считывания, которые подаются на вторые входы счетчиков 50 блоков 20-24. Синхронно с поступлением кодовых слов, соответствующих измеренным ансамблям плотностей вероятностей уровней, на блок 37 сравнения постуиают кодовые слова априорно известных эталонных ансамблей плотности вероятности уровйей с выхода блока 45 памяти.Считывание кодовых слов эталонных ансамблей плотности вероятности уровней также осуществляется импульсами считывания. Б блоке 37 сравнения производится сравнение измеренных и эталонных ансамблей плотности вероятности, Блок 37 Аормирует на своем выходе единичное напряжение в случае, если произошло совпадение измеренного и эталонного ансамблей, что имеет место при наличии парциальнокодированных ПК МЧМн м ПК МАИн сигналов и нулевое напряжение при отсутствии совпадения, что имеет местопри многопозиционных сигналах безприменения парциального кодирования.Блок 37 сравнения состоит из набора компараторов (число которых определяется числом возможных уровней), выбор которых осуществляетсяблоком 38 управленияБлок 38 управ -ления состоит из счетчика и дешиф, ратора, Схемы блоков 37 н 38 показаны на фиг,3, на которых символами А-А обозначены последовательи5ности кодовых слов измеренных ансамблей.плотности вероятности уровней а символами 3 -3 - последоваЭ ительности кодовых слов этоливыуровней.10Если иа входе устройства появляется многопозиционный парциальнокодированный ПК ИЧИН сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя 3 аналог-код, являющегосяпризнаком наличия ЧИ, действует напервом входе элемента И 40. На втором его входе действует единичноенапряжение с выхода элемента И 33,являющееся признаком наличия многоуровневого сигнала вида -бп).-2, -1,0, 1,2(ш)и на третьемвходе действует единичЙое напряжениес выхода блока 37 сравнения, являющегося признаком парциально-кодиро" 25ванных сигналов,Таким образом, при парциально-кодированном многопозиционном частотно-манипулированном сигнале единичное напряжение появляется только навыходе элемента И 40.Если на входе устройства появляется многопозиционный парциально-кодированный ПК ИАИН сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя 6 аналог-код, являющееся при 35знаком наличия АИ, действует на входэлемента И 43, на второй вход которого действует единичное напряжение свыхода элемента И 33, являющееся при Ознаком многоуровневого сигнала видаЬ 1-1),,-2, -1,0,1,2,в.,Сю),и на третьем входе действует единичное напряжение с выхода блока 37сравнения, 45В устройстве для выделения тактовой синхронизации применяют схемувыделения тактов с нелинейным фильтром,состоящим из последовательновключенных дид 4 еренцирующего элемента 25, квадратора 28, полосового фильтра 31, блока ФАПЧ 31. ФАПЧ используется для сужения полосы пропускания и улучшения формы сигнала.Длявосстановления тактового сигналаиспользуется синхронизируемый по фазе генератор 36.Таким образом, при парциально-кодированных многопоэиционных амплитудно-манипулированных сигналах единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 43.Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает распознавание радиосигналов не только с амплитудной модуляцией и манипуляцией, частотной модуляцией и манипуляцией, но и цифровых сигналов радиосвязи, широко используемых в современных цифровых системах передачи данных многопозиционных сигналов с амплитудной и частотной модуляцией и парцнально-кодированных сигналов с амплитудной и частотной манипуляцией, а также повышает достоверность распознавания за счет распознавания ДВУХ ПОЗИЦНОННЫХ И МНОГОПО 9 ИЦИОННЫХ сигналов,формула изобретения1. Устройство для распознавания радиосигналов, содержащее два анализатора спектра, блок логической обработки, три преобразователя аналог-код, частотный детектор, вход которого является входом устройства, а выход подключен к одному входу первого анализатора спектра, амплитудный детектор, вход которого подключен к входу устройства, а выходк другому входу первого апализатора спектра, блок клиппирования, один вход которого подключен к выходу частотного детектора, а другой входк выходу амплитудного детектора,пер-. вый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора спектра, а другой вход через Йторой анализатор спектра - к выходу блока клиппирования, выходы частотого детектора, амплитудного детектора и первого блока сравнения черЕз соответствующие преобразователи ана.- лог-код соединены с соответствующими входами блока логической Обработки, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса распознаваемых радиосигналов и повышения достоверности распознавания, оно содержит два фильтра нижних частот, блок квантования, пять блоков анализа уровней сигналов, второй блок сравнения, блок управления, генератор импульсов, делитель частоты, Формирователь импульсов считывания, блок памяти, последовательно соединенныедиААеренцирующий элемент, квадратор, полосовой Аильтр, блок Аазовой авто- подстройки частоты и синхрогенератор, а также три элемента ИЛИ, семь .элементов И и два инвертора, выходы блоков анализа уровней сигналов подключены к первым информационным входам второго блока сравнения, вторые информационные входы которого соединены с выходами блока памяти, а управ" ляющие входы подключены к выходам блока управления, выходы первого и второго блоков анализа уровней сигналов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход третьего блока анализа уровней сигналов подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы четвертого и пятого блоков анализа уровней сигналов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ и третьего эле мента И, второй вход которого и второй вход третьего элемента ИЛИ подключены к выходу первого элемента И, выход синхрогенератора соединен с тактовыми входами генератора импульсов, блока управления и делителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу Ьормирователя импульсов считывания, выход которого соединен с управляющим входом блока/ 35 памяти и с вторыми управляющими вхо" дами блоков анализа уровней сигналов, первые управляющие входы которых подключены к выходу генератора импульсов, выход блока квантования соединен с информационными входами блоков анализа уровней сигналов и входоМ диААеренцирующего элемента, выход амплитудного детектора подключен к входу второго Фильтра Нижних частот, выход которого и выход первого Аильтра нижних частот со" единены с входом блока квантования,выход частотного детектора подключенк входу первого фильтра нижних частот, выход второго блока сравнениясоединен с первьм входом четвертого элемента И, вторым входом седьмого элемента И и входом второго инвертора, выход которого подключенк вторым входам пятого и шестогоэлементов И, вьход третьего элемента И соединен с вторым входом четвертого элемента И первым входом седьмого элемента И, выход первого преобразователя аналог-код подключенк третьим входам четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первымн входамипятого и шестого элементов И и входом первого инвертора, выход которого подключен к дополнительным входам блока логической обработки, выход второго преобразователя аналогкод соединен с третьими входами шестого и седьмого элементов И, выходычетвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И являются соответственно первым, вторым, третьим ичетвертым дополнительными выходамиустройства. 2. Устройство по п.3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блоки анализа уровней сигналов содержат двух" пороговый комнаратор, селектор сигналов и счетчик, выход которого яв" ляется выходом блока, информационным входом которого является информа- ционный вход двухпорогового компаратора,выход которого соединен с ин 4 юрмациоиным входом селектора сигналов, управляющий вход которого является первым управляющим входом блока, вторым управляющим входом которого является управляющий вход счетчика, счетный вход которого подключен к выходу селектора сигналов.1647603 Составитель Т,НичипоровичРедактор Н.Гунько Техред Л,Олийнык Корректор Л.Пата 10 од, ул. Гагар Заказ 1402 Тираж 395 ПодВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и1 13035, Москва, 3-35, Раушская наб изводственно"издательский комбинат "Патент", г сноеткрытиям при ГКНТ СССРд. 4/5