SU1015504A1 - Device for forming discrete frequency-phase-modulated signals - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ЧАСТОТНО-ФАЗО1:1АНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор гармонических колеб аний и блок синхронизации, первый .выход которого соединен.с управл ющим входом , ключа, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью расширени  класса формируе№Х сигналов в него введены полосовые фильтры, ключевые усилители , фазовые манипул торы, сумматор, усилитель МОЩНОСТИ , импульсный модул тор , кодирующий блок, фазовый модул тор и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора гармонических колебаний и с первым входом фазового модул тора,выход которого через ключ подшлючён к входам полосовых фильтров, выходы которых соединены с информационными входами соответствую1ци с ключевых усилителей , выходы которых через соответствующие фазовые манипул торы соединены с входами сумматора, выход которого соединен с первым входст усилител  мощности, второй вход которого соединен с выходом иАтульсного модул тора, вход которого соединен с вторым выходом блока сичхрониэации, третий выход которого соединен с Q входом кодирующего блока, выходы 9 которого подключены к соответствую- л  щим входам фазовых манипул торов,при-|С/ чем управл ющие выходы блока синхро- низации подключены к соответствующим входам ключевых усилителей, а выход делител  частоты соединен с вторым 5 входом фазового модул тора. сд СП о A DEVICE FOR THE FORMATION OF DISCRETE FREQUENCY-PHASE 1: 1 PANEL SIGNALS, containing a harmonic oscillator and a synchronization unit, the first output of which is connected to the control input, so that expanding the class of forming signals введ bandpass filters, key amplifiers, phase arresters, adder, POWER amplifier, pulse modulator, coding unit, phase modulator and frequency divider, whose input is connected to the output of a harmonic oscillator, are introduced into it It is connected with the first input of the phase modulator, the output of which is connected via a switch to the inputs of the bandpass filters, whose outputs are connected to information inputs corresponding to key amplifiers, whose outputs are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the first input of the power amplifier , the second input of which is connected to the output of an atomic modulator, the input of which is connected to the second output of the synchronization unit, the third output of which is connected to the Q input of the coding unit The outputs 9 of which are connected to the corresponding inputs of the phase manipulators, the control outputs of the synchronization unit are connected to the corresponding inputs of the key amplifiers, and the output of the frequency divider is connected to the second 5 inputs of the phase modulator. sd sp about

Description

Изобретение относитс  к радиотех нике и может быть использовано в мн гофункциональных или.асинхронноадре ных системах св зи. .Известно устройство, содержащее генератор гармонических колебаний и блок синхронизации, первый выход ко торого соединен с управл ющим входо ключа 13. Недостатком известного устройств  вл етс  невозможность измен ть фор му сигнала в зависимости от измен ю щейс  целевой и помеховой обстановки . Цель изобретени  - расширение класса формируемых сигналов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  формирова ни  дискретных частотнр-фазоманипулкрованных сигналов, содержащее генератор гармонических колебаний и блок синхронизации, первый выход ко торого соединен с управл квдим входо ключа, введены полосовые фильтры, ключевые усилители, фазовые манипул торы , сумматор, усилитель рщносои , импульсный модул тор, кодирующи блок, Д)азовый модул тоо и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора гармонических ко лебаний и с первым входом фазового модул тора, выход которого через т йлюч подключен к входам дрлое.овых фильтров, выходы которых соединены с информационными в.ходами соответст вующих ключевых усилителей, выходы которых через соответствующие фазовые манипул торы соединены с входам сумматора, выход которого соединен первым входом усилител  мощности, второй вход которого соединен с BHIX дом импульсного модул тора,; вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с входом кодирующего блока, выходы которого подключены к соответствующим входам фазовых манипул торов, причем управл ющие выходы блока синхронизации подключены к соответствующим входам клю чевых усилителей, а выход делител  .частоты соединен с вторым входом фа зового модул тора. На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, объ сн ющие его работу. Устройство содержит генератор 1 гармонических колебаний, ключ 2, блок 3 синхронизации, фазовый модуЛ  ор 4., делитель 5 частоты, полосовые фильтры б, ключевые усилители 7, фазовые манипул торы 8, сумматор 9 кодирующий блок 10,. усилитель 11 мощности, импульсный модул тор 12. Устройство работает следующим образом . Формирование параллельного составного дискретного многочастотного сигнала (даче). Этот сигнал представл ет собой совокупность из N совпсщающих по времени простых радиоимпульсов (элементов ) с равными амплитудами AQ, длительност ми Т, шириной и формой спектра, но с разными несущими час7 тотами f. Несущие частоты расположены равномерно через интервал. F . Базова  дл  этого (и всех других) сигнала когерентна  сетка частот (фиг.26) вырабатываетс  в фазовом модул торе 4, на первый вход которого поступает гармонический сигнал частотой fо от генератора 1 гармонических колебаний, а на второй гармонический сигнал с частотой p/k (фиг. 2а) с выхода делител  5 частоты. В результате синусоидальной угловой модул ции средней частоты подаваемого от генератора 1 гармонических колебаний сигнала на выходе фазового модул тора 4 имеет место сложное колебание г г о I j2() . , .Е1и,.„(«,е - °11 с амплитудно-частотным спектром ; 5(1) )сГ-(-(.п.;, где 1(М) - функци  Бессел  первого . рода п-пор дка от дейст вительного индекса фазовой модул ции М; cfX.. ) - частотна  дельта-функци . Индекс фазовой Модул ции м выбираетс  таким образом, чтобы в спектре S(t) присутствовало не менее N компонент с достаточными амплитудами. При формировании этого сигнала ключ 2 и все ключевые усилители 7 с помощью одинаковых по временному положению и длительности Т видеои тульсов блока 3.синхронизации работают синхронно. Составл ющие импульсного сигнала с выхода ключа 2 с помощью олосовых фильтров 6 (ЛЧХ двух из них на фиг.2б) развод тс  по N каналам. В ключевых усилител х 7 выравниваютс  амплитуды сигналов без искажени  их фазовой структуры. С кодирующего блока 10 в этом режиме последовательости видеокодов не поступают, и фазовые манипул торы 8 работают в реиме усилени  сигнала. Сигналы канаов объедин ютс  в сумматоре 9 и ®. поступают в усилитель 11 мощности . Раздельно сн тые с выходов фа 3OBUX манипул торов сигналы после преобразовани  по частоте могут быть использованы в приемном устройстве в качестве гетеродинной сетки частот Формирование последовательного со т-авного дискретного многочастотного сигнала (последовательного ДМЧС). Этот сигнал условно изображен час тотно-временной матрицей (фиг. 2д). Он состоит из L разнесенных по частоте и времени элементов. Отличие в работе устройства от предыдущего ре жима заключаетс  в том, что ключ 2 открыт на интервале времени 0;LT, а частотно-временное кодирование осу ществл етс  путем управлени  работой ключевых усилителей 7 в соответствии с кодирующей матрицей. Формирование последовательного составного дискретного частотнофазоманипулированного сигнала (после довательного ДЧФМС). В этом режиме вьфабатьшаетс  сигнал , период которого включает L радиоимпульсов длительностью Т с относительным .частотным смещением каждЬг импульса, равным Ni-Pp , модулирующа  частоту числова  последовательность , и внутриимпульсной бинарной фазовой манипул цией по закону двоичной последовательности.При этом возможны три вида манипулирующих фазу функций. Первый вид включает в -себ  L периодов двоичной последовательности , второй - L периодов различных последовательностей и третий - один период последовательности с числом элементов К L М , где М - число элементов двоичной последовательности в интервале Т (фиг.2д и е). В предлагаемом устройстве вступают в работу кодирующий блок 10 и фазовые манипул торы 8. Фазовые манипул торы 8 каналов работают синхронно с работой соответствующих ключевых усилителей 7, а пор док выдачи и вид кодирующих последовательн-остей , выдаваемых в каналы формировани  ФМ сигналов, определ етс  программой работы кодирующего блока 10 по сигналам от блока 3 синхронизации. Формирование параллельного составного дискретного частотно-фазоманипулированного сигнала (параллельного ДМЧС) Работа устройства в этом режиме отличаетс  от работы в режиме 1 тем, что кодирующий блок 10 одновре- . менно выдает во все N формирующих каналов кодовые последовательности. Если при этом бинарна  фазова  мани- пул ци  элементов радиосигнала в, N каналах осуществл етс  в соответствии с кодовыми последовательност ми строк матрицы Адамара (частотнофазовременна  матрица такого сигнала изображена на фиг.2г, а амплитудный спектр - на фиг.2 в), то автокоррел ционна  функци  суммарного (на выходе сумматора 9) сигнала не имеет боковых лепестков. Во всех режимах врем  работы импульсного модул тора 12 определ етс , суммарной длительностью сигнала, В качестве фазового мрдул тора могут быть использованы ЛЕВ или твердотельнУе(&иоды Ганна,ЛПДит.д приборы, работающие в режиме фазовой модул ции; кодирующее устройство может быть выполнено с помощью линейных переключающих схем на основе. сдвигающих регистров. Таким образом, предлагаемое устройство может формировать большие ансамбли, квазиортогойальных сигналов . Достоинством его  вл етс  относительна  простота получени  больших значений базы сигнала, возможность раздельного выбора законов модул ции фазы и час готу с ..целью построени  сигналов с необходимыми коррел ционными свойствами, а также возможность перекрыти  сформированным сигналом больиюй полосы частот.The invention relates to radio engineering and can be used in multifunctional or synchronous ad-hoc communication systems. A device is known that contains a harmonic oscillator and a synchronization unit, the first output of which is connected to the control input key 13. A disadvantage of the known devices is the inability to change the signal shape depending on the changing target and interfering conditions. The purpose of the invention is to expand the class of generated signals. The goal is achieved by the fact that the device for forming discrete frequency-phase-manipulated signals, containing a harmonic oscillator and a synchronization unit, the first output of which is connected to the control of the input key, introduces band-pass filters, key amplifiers, phase manipulators, adder, amplifier lcd, pulse modulator, coding unit, e) a basic module and frequency divider whose input is connected to the output of a harmonic oscillation generator and to the first input of a phase modulator, output costly through the plug is connected to the inputs of drloe filters, the outputs of which are connected to the information inputs of the corresponding key amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of the adder through the corresponding phase manipulators, the output of which is connected to BHIX home pulse modulator ,; the input of which is connected to the second output of the synchronization unit, the third output of which is connected to the input of the coding unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of phase manipulators, the control outputs of the synchronization unit are connected to the corresponding inputs of the key amplifiers, and the output of the frequency divider is connected to the second input phase modulator. FIG. 1 shows the structural electrical circuit of the proposed device; in fig. 2 - graphs explaining his work. The device contains a harmonic oscillator 1, a key 2, a synchronization unit 3, a phase modulus 4., a frequency divider 5, band-pass filters b, key amplifiers 7, phase manipulators 8, an adder 9, a coding unit 10 ,. power amplifier 11, pulse modulator 12. The device operates as follows. Formation of a parallel composite discrete multi-frequency signal (cottage). This signal is a set of N time-matched simple radio pulses (elements) with equal amplitudes AQ, durations T, width and shape of the spectrum, but with different carrier frequencies f. Carrier frequencies are evenly spaced. F. The base for this (and all other) signals is a coherent frequency grid (FIG. 26) generated in a phase modulator 4, the first input of which receives a harmonic signal with frequency f0 from harmonic oscillator 1, and the second harmonic signal with frequency p / k ( Fig. 2a) from the output of divider 5 frequency. As a result of the sinusoidal angular modulation of the average frequency of the signal supplied from the generator 1 harmonic oscillations of the signal at the output of the phase modulator 4, a complex oscillation r о I j2 () takes place. , .E1i,. „(", E - ° 11 with amplitude-frequency spectrum; 5 (1)) cГ - (- (., Where; 1 (M) is the Bessel function of the first kind n-order from the actual phase modulation index M; cfX ..) is the frequency delta function. The phase modulation index m is chosen so that the spectrum S (t) contains at least N components with sufficient amplitudes. When generating this signal, the key 2 and all the key amplifiers 7, using the same temporal position and duration T of the video pulses of the synchronization unit 3. operate synchronously. and from the output of the key 2 using the band-shaped filters 6 (LCHH of two of them in Fig. 2b) are divided into N channels. In the key amplifiers 7 the amplitudes of the signals are equalized without distorting their phase structure. From the coding unit 10 in this mode the video code sequence is not the phase manipulators 8 operate in the mode of signal amplification. The signals of the channels are combined in the adder 9 and ® and fed into the power amplifier 11. Separately removed signals from the 3OBUX front of the manipulators can be used in the receiving device e as a heterodyne frequency grid. Formation of a serial t-avn discrete multi-frequency signal (serial DFMS). This signal is conventionally depicted by a time-temporary matrix (Fig. 2e). It consists of L elements spaced in frequency and time. The difference in the operation of the device from the previous mode is that the key 2 is open at the time interval 0; LT, and the time-frequency coding is performed by controlling the operation of the key amplifiers 7 in accordance with the coding matrix. Formation of a serial composite discrete frequency-phase manipulated signal (sequential DCFMS). In this mode, a signal is outputted, the period of which includes L radio pulses of duration T with a relative frequency shift of each pulse equal to Ni-Pp, modulating the frequency of the numerical sequence, and intrapulse binary phase manipulation according to the law of the binary sequence. Three types of manipulating phase are possible. . The first type includes in -seb L periods of the binary sequence, the second one - L periods of different sequences, and the third - one period of the sequence with the number of elements K L M, where M is the number of elements of the binary sequence in the interval T (fig.2d and e). In the proposed device, the coding unit 10 and phase manipulators 8 come into operation. The phase manipulators of 8 channels work synchronously with the operation of the corresponding key amplifiers 7, and the order of output and the type of coding sequences issued to the channels of formation of FM signals is determined by the program the operation of the encoding unit 10 by signals from the synchronization unit 3. Formation of a parallel composite discrete frequency-phase-manipulated signal (parallel DFMS) The operation of the device in this mode differs from the operation in mode 1 in that the encoding unit 10 is simultaneous. It delivers code sequences to all N formative channels. If, in this case, the binary phase manipulation of radio elements in the N channels is carried out in accordance with the code sequences of the rows of the Hadamard matrix (the frequency-time matrix of such a signal is shown in Fig. 2d, and the amplitude spectrum is shown in Fig. 2c), then the autocorrelator The national function of the sum (at the output of the adder 9) signal has no side lobes. In all modes, the operation time of the pulse modulator 12 is determined by the total duration of the signal. As the phase modulator, LEV or solid state can be used (& Gunn iodine, LPDit.d devices operating in the phase modulation mode; the encoder can be performed using linear switching circuits based on shifting registers. Thus, the proposed device can form large ensembles of quasi-orthogoial signals. Its advantage is the relative simplicity of obtaining large The shutter base signal, the possibility of separately selecting laws phase modulation and hour gotu ..tselyu construct with signals necessary correlation properties, and also the possibility of overlap boliyuy generated signal bandwidth.

1one

1one

I улА.... I... I ul .... I ...

/ff-f, /о V/V; Лг/Vf , / ff-f, / o V / V; Lg / Vf,

//

tftf

//

/g g --m-- - - - 4/ g g --m-- - - - 4

Ш /g i; ---«-- -- +W / g i; --- "- - +

/ 4 l-l-i l-l/ /gj-«-i+lM,H-i i-i-1/ 4 l-l-i l-l / / gj - “- i + lM, H-i i-i-1

/,/,

.- 5§Ш1ЕЕЕЕЕШ.- 5§ШИЕЕЕЕЕШ

L±L ±

T rFR-r-lT rFR-r-l

/tf-j/i/ tf-j / i

XX

/V / V

риг.2rig.2

-J-J

Claims (1)

¢54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ЧАСТОТНО-ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор гармонических колебаний и блок синхронизации, первый выход которого соединен.с управляющим входом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса формируемых сигналов^, в него введены полосовые фильтры, ключевые усилители, фазовые манипуляторы, сумматор, усилитель мощности', импульсный модулятор, кодирующий блок, фазовый модулятор и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора гармонических колебаний и с первым входом фазового модулятора,выход которого через ключ подключён к входам полосовых фильтров, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих ключевых усилителей, выходы которых через соответствующие фазовые манипуляторы соединены с входами сумматора, выход которого соединен с первым входом усилителя мощности, второй вход которого соединен с выходом импульсного модулятора, вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с _о входом кодирующего блока, выходы S которого подключены к соответствую котиригс 1юдк<шичены к uwiBeiuioyw ^/*1 щим входам фазовых манипуляторов,причем управляющие выходы блока синхронизации подключены к соответствующим входам ключевых усилителей, а выход делителя частоты соединен с вторым входом фазового модулятора.¢ 54) A DEVICE FOR THE FORMATION OF DISCRETE FREQUENCY-PHASOMANIPULATED SIGNALS, containing a harmonic oscillation generator and a synchronization unit, the first output of which is connected to the control input of the key, and therefore, in order to expand the class of generated signals ^, bandpass filters, key amplifiers, phase manipulators, adder, power amplifier ', pulse modulator, coding unit, phase modulator and frequency divider, the input of which is connected to the output of the harmonic oscillation generator, are introduced into it with the first input of the phase modulator, the output of which is connected through the key to the inputs of the bandpass filters, the outputs of which are connected to the information inputs of the corresponding key amplifiers, the outputs of which are connected through the corresponding phase manipulators to the inputs of the adder, the output of which is connected to the first input of the power amplifier, the second input of which is connected with the output of the pulse modulator, the input of which is connected to the second output of the synchronization unit, the third output of which is connected to _the input of the encoding unit, the outputs S of which They are connected to the corresponding inputs to the input inputs of the phase manipulators, the control outputs of the synchronization unit being connected to the corresponding inputs of the key amplifiers, and the output of the frequency divider connected to the second input of the phase modulator.