УСТРОЙСТВО ДЕКОДИРОВАНИЯ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
DEVICE FOR DECODING PHASE-SHIFT KEYED SIGNALS

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники, в частности к устройствам демодуляции (декодирования) и анализа радиосигналов, и может быть применено для декодирования фазоманипулированных сигналов (ФМС) в станциях радиотехнической разведки (РТР).
В известных устройствах декодирования (анализа) ФМС с априорно неизвестными частотой и параметрами модуляции для выделения модулирующей функции анализируемый сигнал с выхода УПЧ разведывательного приемника подается на устройство фазового сравнения (УФС), например, фазовый детектор, на второй вход которого подается опорный сигнал. Результатом анализа является совокупность сигналов, по которым может быть восстановлена структура кода принимаемого сигнала (см., например, А.К. Ивакин "Об одном методе радиоразведки РЛС с фазокодоманипулированным зондирующим сигналом" ВСРЭ, сер. ТРР, вып. 6, 1968). Причем опорный сигнал формируется либо путем задержки во времени принимаемого сигнала.
Недостатком, известных технических решений, где опорный сигнал формируется непосредственно из принимаемого, является пониженная помехоустойчивость и точность измерений (по сравнению со случаем, когда частота принимаемого сигнала точно известна и в качестве источника опорного сигнала можно использовать автономный генератор) ввиду мешающего влияния шумов, которые при этом поступают на устройство фазового сравнения по обоим каналам - сигнальному и опорному. Кроме того, в случаях приема ФМС с многофазными кодами устройства с формированием опорного сигнала по схеме Пистолькорса не обеспечивают возможности определения закона фазовой модуляции, так как при этом опорный сигнал также претерпевает фазовый сдвиг, величина которого зависит от кодового сдвига анализируемого сигнала.
Целью предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости и точности определения временных и фазовых параметров модуляции ФМС, в том числе сигналов с многофазными кодами. В соответствии с предлагаемым изобретением, указанная цель достигается в результате того, что источник опорного сигнала выполнен в виде фазируемого генератора с дополнительными элементами управления (нормально открытый стробирующий ключ, детектор огибающей, линия задержки со временем задержки, равным времени установления фазы колебаний фазируемого генератора, которое выбирается меньшим длительности кодового интервала). Элементы управления обеспечивают запуск генератора под воздействием сигнала, подлежащего декодированию, и генерирование им гармонических колебаний с "запомненной" начальной фазой на протяжении длительности воздействия входного сигнала. Выходной сигнал генератора служит в качестве опорного для устройства фазового сравнения, которое выполнено в виде параллельно включенных фазового детектора и цифрового импульсного фазометра, причем выход фазового детектора через формирователь подключен ко входу управления съемом данных с фазометра. Сигналы с выходов формирователя (отражающие временнýю структуру кода) и фазометра (отражающие фазовую структуру) могут быть поданы на последующие устройства обработки для выполнения действий в соответствии с назначением данной аппаратуры (индикации и регистрации параметров сигнала, управления устройствами обработки для оптимизации условий приема, формирования помеховых сигналов и т.п.).
Предлагаемое устройство декодирования ФМС по сравнению с известными обладает повышенной помехоустойчивостью и точностью определения временных и фазовых параметров модуляции фазоманипулированных сигналов, в том числе сигналов с многофазными кодами.
Анализ точностных характеристик и быстродействия предлагаемого декодирующего устройства, основанный на результатах экспериментальной проверки основных узлов (в том числе цифрового импульсного фазометра и фазируемого генератора) подтвердили преимущества его, по сравнению с известными, в части повышения помехоустойчивости и точности, а также возможности декодирования многофазных кодов.
Изобретение будет понятно из приведенного ниже описания и прилагаемой блок-схемы (фиг. 1).
Предлагаемое устройство декодирования ФМС содержит фазируемый генератор 1 (ФГ), подключенный к выходу приемника через нормально открытый стробирующий ключ 2 (К), детектор огибающей входного сигнала 3 (ДОВС), фазовый детектор 4 (ФД), один вход которого соединен через линию задержки 5 (ЛЗ) с выходом приемника, а второй с выходом фазируемого генератора, цифровой импульсный фазометр 6 (ФМ), соединенный с выходом приемника (через линию задержки), с выходом фазируемого генератора и через формирователь 7 (Ф) с выходом фазового детектора и детектор огибающей задержанного сигнала 8 (ДОЗС), включенный после линии задержки и соединенный со стробирующим ключом, фазируемым генератором и фазометром.
Работа устройства происходит следующим образом. Принятый (анализируемый) сигнал с выхода приемника поступает на входы детектора огибающей входного сигнала 3, линии задержки 5 и через нормально открытый ключ 2 на фазируемый генератор 1.
Сигнал с выхода детектора огибающей входного сигнала 3, поступающий на другой (управляющий) вход фазируемого генератора 1 практически одновременно с сигналом, поступающим на первый - синфазирующий - вход, открывает (включает) нормально запертый фазируемый генератор 1. Под воздействием исследуемого сигнала во включенном таким образом фазируемом генераторе 1 возникают автоколебания с частотой и фазой, соответствующими сигналу. Время установления колебаний в фазируемом генераторе 1 (путем соответствующего выбора параметров схемы) меньше минимальной длительности единичного кодового интервала (из диапазона подлежащих анализу), например, менее 0,5 мксек (достаточно типичная минимальная длительность единичного кода разведуемых ФМС). Такой фазируемый генератор может быть выполнен различным образом. Например, по схеме, описанной в статье Векслина В.Н. и др. "О выборе оптимальной схемы фазируемого автогенератора", ВСРЭ, сер. XIV, вып. 4, 1963, где время установления колебаний обеспечивается ≤0,2 мксек.
Прошедший через линию задержки 5 сигнал поступает на входы детектора огибающей входного сигнала 8, фазового детектора 4 и фазометра 6. Выходной сигнал детектора огибающей 8 через время задержки, соответствующее времени установления колебаний в фазируемом генераторе 1, поступает на управляющий вход стробирующего ключа 2 и закрывает его, исключая дальнейшее воздействие принимаемого сигнала на параметры колебаний фазируемого генератора. Выходной сигнал фазируемого генератора 1 подается на другие входы фазового детектора 4 и фазометра 6, где производится фазовое сравнение. В результате сравнения фаз опорного и декодируемого сигналов, в фазовом детекторе 4 вырабатывается напряжение, имеющее перепады в моменты смены фазы внутри декодируемого сигнала. Это напряжение подается на формирователь 7, который формирует сигналы (импульсы считывания) в моменты времени, соответствующие смене фаз. Сигналы с выхода формирователя 7 поступают на вход управления съемом информации с фазометра 6, который выдает значения разности фаз Δφ сравниваемых сигналов в моменты смены фаз внутри ФМС в соответствии с кодом.
Таким образом, на выходе формирователя 7 образуется последовательность сигналов, отражающая временную структуру кода, а на выходе фазометра 6 - последовательность сигналов, отражающая фазовую структуру кода анализируемого ФМС. Эти сигналы выдаются в устройство дальнейшей обработки. По окончании входного сигнала задним фронтом видеосигнала с детектора огибающей 8 запирается фазируемый генератор 1, производится сброс фазометра 6 и открывается стробирующий ключ 2, подготавливая схему к приему следующего сигнала.