RU2540839C1 - Periodic sequence pulse carrier frequency modulation detection method - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: method comprises two-channel processing of input sequence pulses; generating reference sequence pulses by delaying input sequence pulses by a time t=T in a first channel and by a time t=0 in a second channel, where T is the repetition period of the input sequence pulses; multiplying each input sequence pulse with the corresponding reference sequence pulse; integrating the multiplication result; comparing output signals of the channels for each pulse and making a decision on the presence of periodic sequence pulse carrier frequency modulation if the inequality U_out.1<U_out.2 holds, where U_out.1 and U_out.2 denote the amplitude of output signals of the first and second channels, respectively, for any two input sequence pulses, wherein the method also includes preliminary quadratic transformation of the input sequence pulses.

EFFECT: enabling unambiguous detection of periodic sequence pulse carrier frequency modulation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области электронной обработки сигналов и предназначено для использования в радиоприемных системах.The invention relates to the field of electronic signal processing and is intended for use in radio receiving systems.

Известен способ определения (измерения) начальной фазы электрического импульсного сигнала, все параметры которого считаются известными, кроме начальной фазы, которая принимает значения 0 или π (см., например, Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. - М.: Сов. радио, 1978, с.58). Способ основан на двухканальной обработке входного сигнала, причем в каждом канале последовательно осуществляют умножение входного сигнала на опорный сигнал, имеющий те же параметры, что входной, и в 1-м канале значение начальной фазы, равное нулю (0), а во 2-м канале - равное пи (π), интегрировании полученных произведений для каждого канала и определении значения начальной фазы путем сравнения амплитуд этих интегралов и выбора канала с наибольшей амплитудой.There is a method of determining (measuring) the initial phase of an electric pulse signal, all parameters of which are considered known, except for the initial phase, which takes values 0 or π (see, for example, L. Varakin, Theory of signal systems. - M .: Sov. Radio 1978, p. 58). The method is based on two-channel processing of the input signal, and in each channel, the input signal is multiplied sequentially by a reference signal having the same parameters as the input signal, and in the 1st channel, the value of the initial phase is zero (0), and in the 2nd channel — equal to pi (π), integrating the obtained products for each channel and determining the value of the initial phase by comparing the amplitudes of these integrals and choosing the channel with the largest amplitude.

Недостатком такого способа является отсутствие возможности обнаружения модуляции (манипуляции) несущей частоты импульсов в импульсной последовательности.The disadvantage of this method is the lack of detection of modulation (manipulation) of the carrier frequency of the pulses in the pulse sequence.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ обнаружения модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности (см. патент RU С1, 2494558, опуб. 27.09.2013 г.). Способ основан на двухканальной обработке импульсов входной последовательности, последовательном умножении каждого импульса входной последовательности в каждом канале на соответствующий импульс опорной последовательности, которую формируют путем задержки импульсов входной последовательности для первого канала на время t=Т, а для второго канала на время t=0, где Т - период повторения импульсов входной последовательности, интегрировании результата умножения, сравнении выходных сигналов каналов для каждого импульса и принятии решения о наличии модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности, при условии выполнения неравенства U_вых.1<U_вых.2 для любых двух импульсов последовательности, где U_вых.1, U_вых.2 - амплитуды выходных сигналов первого и второго каналов соответственно. Недостатком такого способа является отсутствие возможности однозначного обнаружения модуляции несущей частоты импульсов периодической последовательности.Closest to the technical nature of the claimed method is a method for detecting modulation of the initial phase of pulses of a periodic sequence (see patent RU C1, 2494558, publ. 09/27/2013). The method is based on two-channel processing of pulses of the input sequence, sequentially multiplying each pulse of the input sequence in each channel by the corresponding pulse of the reference sequence, which is formed by delaying the pulses of the input sequence for the first channel at time t = T, and for the second channel at time t = 0, where T is the pulse repetition period of the input sequence, integrating the multiplication result, comparing the output signals of the channels for each pulse and making a decision Available modulation initial phase of a periodic sequence of pulses, subject to the inequality _chan.1 U <U _chan.2 for any two sequences of pulses, wherein _chan.1 U, U _chan.2 - the amplitude of the output signals of the first and second channels respectively. The disadvantage of this method is the inability to unambiguously detect modulation of the carrier frequency of the pulses of the periodic sequence.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности однозначного обнаружения модуляции несущей частоты импульсов периодической последовательности.The technical result of the invention is the possibility of unambiguous detection of modulation of the carrier frequency of the pulses of a periodic sequence.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обнаружения модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности, основанном на двухканальной обработке импульсов входной последовательности, формировании импульсов опорной последовательности импульсов путем задержки импульсов входной последовательности на время t=T в первом канале и на время t=0 во втором канале, где Т - период повторения импульсов входной последовательности, умножении каждого импульса входной последовательности в каждом канале на соответствующий импульс опорной последовательности, интегрировании результата умножения, сравнении выходных сигналов каналов и принятии решения о наличии модуляции несущей частоты импульсов периодической последовательности при условии выполнения неравенства U_вых.1<U_вых.2, где U_вых.1 и U_вых.2 - амплитуды выходных сигналов первого и второго каналов соответственно для любых двух импульсов входной последовательности, исходную последовательность импульсов формируют путем квадратичного преобразования импульсов входной периодической последовательности.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for detecting modulation of the initial phase of pulses of a periodic sequence, based on two-channel processing of pulses of the input sequence, generating pulses of the reference sequence of pulses by delaying the pulses of the input sequence for a time t = T in the first channel and for a time t = 0 in the second channel, where T is the pulse repetition period of the input sequence, multiplying each pulse of the input sequence in each channel corresponding to the reference pulse sequences, integrating the multiplication result, comparison signals output channels and deciding on the presence of the modulation carrier frequency of the periodic sequence of pulses with the proviso that the inequality _chan.1 U <U _chan.2, wherein U and U _{chan.1 chan.2} - the amplitudes of the output signals of the first and second channels, respectively, for any two pulses of the input sequence, the initial sequence of pulses is formed by quadratic conversion of pulses of the input periodic th sequence.

Сущность изобретения состоит в следующем. В предлагаемом способе каждый импульс входной последовательности возводится в квадрат. Затем импульсы входной последовательности делятся на два канала. В 1-м канале формируется взаимокорреляционная функция квадрата i+1-го и квадрата i-го импульсов входной последовательности, где i=1…I, I - количество импульсов входной последовательности, а во 2-м канале - автокорреляционная функция квадрата i+1-го импульса входной последовательности. Если импульсы входной периодической последовательности имели модуляцию начальной фазы (0, π), то при возведении в квадрат начальные фазы всех импульсов станут одинаковыми и равными 0 или 2π, т.е. фазовая модуляция пропадет. Частотная же модуляция (манипуляция) несущей частоты импульсов остается, но значения несущих частот увеличиваются в два раза. Очевидно, что если несущие частоты квадратов i+1-го и i-го импульсов одинаковы (модуляция несущей частоты импульсов последовательности отсутствует), то амплитуды выходных сигналов каналов будут одинаковыми, а если несущие частоты разные (модуляция несущих частот импульсов присутствует), то амплитуда выходного сигнала второго канала будет больше, чем амплитуда выходного сигнала первого канала.The invention consists in the following. In the proposed method, each pulse of the input sequence is squared. Then the pulses of the input sequence are divided into two channels. In the 1st channel, the cross-correlation function of the square of i + 1 and the square of the i-th pulse of the input sequence is formed, where i = 1 ... I, I is the number of pulses of the input sequence, and in the 2nd channel is the autocorrelation function of the square i + 1 th pulse of the input sequence. If the pulses of the input periodic sequence had modulation of the initial phase (0, π), then when squaring the initial phases of all pulses will become the same and equal to 0 or 2π, i.e. phase modulation will disappear. Frequency modulation (manipulation) of the carrier frequency of the pulses remains, but the values of the carrier frequencies are doubled. Obviously, if the carrier frequencies of the squares of the i + 1th and i-th pulses are the same (there is no modulation of the carrier frequency of the pulses of the sequence), then the amplitudes of the output signals of the channels will be the same, and if the carrier frequencies are different (modulation of the carrier frequencies of the pulses is present), then the amplitude the output signal of the second channel will be greater than the amplitude of the output signal of the first channel.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, структурная схема которого представлена на чертеже, где обозначено: 1 - блок возведения в квадрат; 2 - линия задержки; 3.1, 3.2 - перемножители первого и второго каналов соответственно; 4.1, 4.2 - интеграторы первого и второго каналов соответственно; 5 - устройство сравнения.The method can be implemented, for example, using a device whose structural diagram is shown in the drawing, where it is indicated: 1 - block squaring; 2 - delay line; 3.1, 3.2 - multipliers of the first and second channels, respectively; 4.1, 4.2 - integrators of the first and second channels, respectively; 5 is a comparison device.

Назначение элементов устройства ясно из их названия. Блок возведения в квадрат 1 предназначен для квадратичных преобразований входных импульсов. Линия задержки 2 предназначена для задержки квадратов импульсов входной последовательности на время t=Т, где Т - период повторения импульсов входной последовательности. Перемножители 3.1 и 3.2 служат для перемножения квадратов импульсов, поступающих на их входы. Каждый из интеграторов 4.1 и 4.2 предназначен для формирования интеграла во времени от сигнала, поступающего на его вход. В устройстве сравнения 5 выполняется сравнение амплитуд выходных сигналов интеграторов первого и второго каналов, на основе которого выдается решение о наличии или отсутствии частотной модуляции импульсов входной последовательности.The purpose of the elements of the device is clear from their name. The squaring block 1 is intended for quadratic transformations of the input pulses. Delay line 2 is designed to delay the squares of the pulses of the input sequence for a time t = T, where T is the pulse repetition period of the input sequence. Multipliers 3.1 and 3.2 are used to multiply the squares of the pulses arriving at their inputs. Each of the integrators 4.1 and 4.2 is designed to form an integral over time from the signal arriving at its input. In the comparison device 5, the amplitudes of the output signals of the integrators of the first and second channels are compared, based on which a decision is made on the presence or absence of frequency modulation of the pulses of the input sequence.

Устройство работает следующим образом. Входная последовательность импульсов преобразуется в блоке возведения в квадрат 1 и поступает на первый вход перемножителя 3.1 и на первый и второй входы перемножителя 3.2. На второй вход перемножителя 3.1 поступают квадраты импульсов входной последовательности, задержанные на величину, равную периоду повторения импульсов в последовательности. Таким образом, когда в первом канале на выходе перемножителя 3.1 формируется произведение квадратов i+1-го и i-го импульсов, то во втором - квадрат квадратов i+1-го импульса. Произведение квадратов импульсов первого канала интегрируется по времени в интеграторе 4.1 первого канала, а квадрат квадратов i+1-го импульса в интеграторе 4.2 второго канала. Результаты интегрирования поступают на первый и второй входы устройства сравнения 5 соответственно. Если амплитуды выходных сигналов интеграторов первого и второго каналов одинаковы, то это свидетельствует о том, что несущие частоты импульсов в последовательности одинаковы, а если выходной сигнал интегратора первого канала меньше выходного сигнала интегратора второго канала, то присутствует модуляция несущих частот импульсов последовательности.The device operates as follows. The input pulse sequence is converted into a squaring block 1 and fed to the first input of the multiplier 3.1 and to the first and second inputs of the multiplier 3.2. The second input of the multiplier 3.1 receives the squares of the pulses of the input sequence, delayed by an amount equal to the pulse repetition period in the sequence. Thus, when in the first channel at the output of the multiplier 3.1 a product of the squares of the i + 1th and i-th pulses is formed, then in the second - the square of the squares of the i + 1-th pulse. The product of the squares of the pulses of the first channel is integrated over time in the integrator 4.1 of the first channel, and the square of the squares of the i + 1th pulse in the integrator 4.2 of the second channel. The integration results are fed to the first and second inputs of the comparison device 5, respectively. If the amplitudes of the output signals of the integrators of the first and second channels are the same, then this indicates that the carrier frequencies of the pulses in the sequence are the same, and if the output signal of the integrator of the first channel is less than the output signal of the integrator of the second channel, then there is modulation of the carrier frequencies of the pulses of the sequence.

Для реализации предлагаемого устройства могут быть использованы широко известные радиотехнические элементы, выпускаемые промышленностью.To implement the proposed device can be used widely known radio engineering elements manufactured by industry.

Claims (1)

Способ обнаружения модуляции несущей частоты импульсов периодической последовательности, основанный на двухканальной обработке импульсов входной последовательности, формировании импульсов опорной последовательности путем задержки импульсов входной последовательности на время t=T в первом канале и на время t=0 во втором канале, где Т - период повторения импульсов входной последовательности, умножении каждого импульса входной последовательности на соответствующий импульс опорной последовательности, интегрировании результата умножения, сравнении выходных сигналов каналов для каждого импульса и принятии решения о наличии модуляции несущей частоты импульсов периодической последовательности при условии выполнения неравенства U_вых.1<U_вых.2, где U_вых.1 и U_вых.2 - амплитуды выходных сигналов первого и второго каналов соответственно для любых двух импульсов входной последовательности, отличающийся тем, что предварительно осуществляют квадратичное преобразование импульсов входной последовательности. A method for detecting the modulation of the carrier frequency of pulses of a periodic sequence, based on two-channel processing of pulses of the input sequence, the formation of pulses of the reference sequence by delaying the pulses of the input sequence by time t = T in the first channel and by t = 0 in the second channel, where T is the pulse repetition period input sequence, multiplying each pulse of the input sequence by the corresponding pulse of the reference sequence, integrating the result more Ia, comparing the output signals of channels for each pulse, and deciding on the presence of the modulation carrier frequency of the periodic sequence of pulses with the proviso that the inequality _chan.1 U <U _chan.2, wherein U and U _{chan.1 chan.2} - amplitude of the first output signal and the second channel, respectively, for any two pulses of the input sequence, characterized in that they preliminarily perform quadratic conversion of the pulses of the input sequence.