Приемник шумоподобных сигналов

Разработан приемник ШПС, в котором первичным видом модуляции является аналоговая частотная модуляция (ЧМ), отличающийся тем, что в нем ЧМ преобразуется в частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ) с детектированием сигналов ЧИМ. Приемник позволяет увеличить дальность радиосвязи за счет исключения порога ЧМ.

Полезная модель (ПМ) относится к радиоприемным устройствам шумоподобных сигналов (ШПС), в которых первичным видом модуляции является аналоговая частотная модуляция (ЧМ).

Известны приемники сигналов ЧМ-ШПС, описанные в различных источниках, например в:

1. Варакин Л.Е. Системы связи с ШПС. - М.: Радио и связь, 1985.

2. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. - М.: Радио и связь, 2002.

По технической сущности наиболее близким к ПМ является приемник, описанный в первом источнике, который по этой причине и принимается за ее прототип.

Прототип состоит из последовательно включенных преобразователя частоты, балансного модулятора, стандартного частотного демодулятора, а также генератора немодулированных ШПС, подключенного ко второму входу балансного модулятора. В преобразователе частоты входной ЧМ-ШПС сигнал переносится на промежуточную частоту, после чего поступает на информационный вход балансного модулятора. На второй вход этого модулятора подается немодулированный ШПС с генератора. Балансный модулятор выполняет функцию синхронного (когерентного) демодулятора и состоит из перемножителя сигналов и полосового фильтра на его выходе. При синхронизации ШПС генератора с входным ЧМ-ШПС на выходе полосового фильтра балансного модулятора имеет место аналоговое ЧМ колебание, которое поступает на вход стандартного частотного демодулятора

(СЧД). На выходе СЧД имеет место переданный аналоговый (речевой) сигнал. Во втором источнике описан аналог ПМ.

Основным недостатком прототипа является наличие в нем порога, что существенно уменьшает дальность радиосвязи. Порог обусловлен нелинейностью ЧМ и проявляется в СЧД. В пороговой точке резко нарушается линейная зависимость отношения мощности сигнала Р_c к мощности помех на выходе приемника от такого же отношения на его входе, резко уменьшаясь при .

Сущность ПМ состоит в преобразовании в приемнике нелинейной пороговой ЧМ в линейную (беспороговую) частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ) в результате введения последовательно подключенных к выходу балансного модулятора следующих блоков: усилителя-ограничителя амплитуды ЧМ сигнала, дифференцирующей цепи, двухполупериодного выпрямителя, одновибратора, а также демодулятора частотно-импульсных (ЧИМ) сигналов - интегрирующего фильтра нижних частот (ФНЧ).

Существенным отличием ПМ является совокупность введенных элементов и их связей, так как только они позволяют исключить порог ЧМ и увеличить дальность радиосвязи сигналами ЧМ-ШПС.

ПМ иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого приемника ЧМ-ШПС, а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу введенных элементов.

На фиг.1 обозначено: 1 - преобразователь частоты, 2 - гетеродин, 3 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ), 4 - синхронизатор, 5 - синхронный детектор, 6 - генератор ШПС, 7 - усилитель-ограничитель амплитуды ЧМ сигнала, 8 - дифференцирующая цепь, 9 -

двухполупериодный выпрямитель, 10 - одновибратор, 11 - интегрирующий ФНЧ. Введенные элементы обведены пунктирной линией. Из них блоки 7-10 образуют преобразователь ЧМ в ЧИМ, а блок 11 - демодулятор импульсов ЧИМ.

Работа схемы происходит следующим образом.

Входной ЧМ-ШПС на несущей частоте f _c поступает на один вход преобразователя частоты 1, на другой вход которого подается гармонический сигнал частоты f _г с гетеродина 2. На выходе блока 1 имеет место ЧМ-ШПС на промежуточной частоте f_пр=f _с-f_г. Этот сигнал фильтруется и усиливается по напряжению в усилителе промежуточной частоты (УПЧ) 3, после чего поступает на информационный вход синхронного детектора 5, состоящего из перемножителя сигналов и полосового фильтра. На опорный вход этого детектора подается немодулированный ШПС с генератора 6, синхронизируемого входным сигналом с помощью блока 4. В результате перемножения сигнала ЧМ-ШПС и синхронизированного немодулированного ШПС с блока 6, на выходе полосового фильтра детектора имеет место только аналоговое ЧМ колебание (фиг.2, а), которое поступает на вход преобразователя ЧМ в ЧИМ, то есть на вход блока 7. Усиленный и ограниченный по амплитуде ЧМ сигнал с блока 7 дифференцируется по времени в блоке 8. Разнополярные импульсы с блока 8 (фиг.2, б) преобразуются в однополярные в двухполупериодном выпрямителе 9, отчего их частота следования удваивается. По ним в одновибраторе 10 (фиг.2, в) формируются импульсы прямоугольной формы и постоянной амплитуды, которые поступают на вход интегрирующего ФНЧ 11 - детектора сигналов с ЧИМ, осуществляющего их интегральный прием. На выходе блока 11 имеет место переданный аналоговый (речевой) сигнал (фиг.2, д).

Технико-экономическим эффектом ПМ является увеличение дальности радиосвязи в результате исключения порога ЧМ.

Приемник шумоподобных сигналов (ШПС), в которых первичным видом модуляции является аналоговая частотная модуляция (ЧМ), состоящий из последовательно включенных преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты (УПЧ), синхронного детектора, а также гетеродина, подключенного ко второму входу преобразователя, генератора немодулированных ШПС, подключенного к опорному входу синхронного детектора, синхронизатора, соединенного своим входом с выходом УПЧ, а выходами - с гетеродином и генератором ШПС, отличающийся тем, что в него введены последовательно подключенные к выходу синхронного детектора усилитель-ограничитель амплитуды, дифференцирующая цепь, двухполупериодный выпрямитель, одновибратор, интегрирующий фильтр нижних частот (ФНЧ).