ДЕМОДУЛЯТОР КОДОВЫХ СИГНАЛОВ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1996 года по МПК G01S13/00 G01S13/74 

Изобретение относится к демодулирующим устройствам, применяемым в телеметрических системах идентификации объектов, а более конкретно в считывающих устройствах таких систем.

Известен демодулятор телеметрической системы идентификации объектов по патенту США N 4075632, кл. G 01 S 9/56 от 1978 г.

Приемоответчик системы идентификации выдает последовательность периодов сигнала для обозначения логических нулей и единиц. Для идентифицируемого объекта последовательность "0" и "1" специфична. Сигналы с приемоответчика поступают через эфир на приемное устройство считывания, преобразуются, усиливаются и поступают на демодулятор.

Демодулятор множества периодов сигналов преобразует в комбинации сигналов соответствующие "1" и "0". Эти комбинации сопоставляются эталонными последовательностями сигналов, соответствующих "1" и "0" и их специфической последовательности для идентифицируемого объекта. В этом демодуляторе имеются трудности определения завершения комбинации "1" и завершения последовательности сигналов, идентифицирующих объект.

Известен демодулятор, принятый за прототип, в системе идентификации конкретных объектов (см. патент США N 4739328, G 01 S 13/74, 1988 г.). Это устройство предназначено для демодулирования сигналов на частотах первой и второй гармоник. Периоды составляющих сигнала обозначающих логическую единицу /"1"/, симметричны периодам сигнала составляющих, обозначающих логический нуль /"0"/. Для единицы импульсы с частотой повторения, соответствующих второй гармонике, идут перед импульсами с частотой повторения, соответствующей первой гармонике, а для "0" импульс с частотой повторения, соответствующей первой гармонике, идет перед импульсами с частотой повторения, соответствующей второй гармонике, формируется код, указывающий конец передачи сообщения и начало повторения передачи. Этот демодулятор содержит три канала, каждый из которых имеет по два сдвиговых регистра, соединенных последовательно, по три схемы "Исключающее ИЛИ", по три схемы "И" и по одной схемы "ИЛИ". Кроме того, демодулятор содержит схему фазовой подстройки частоты, цифровой фильтр нижних частот и схему для декодирования конца последовательности импульсов специфичных для идентифицируемого объекта.

Прототип имеет следующие функции:
производит задержку последовательных множеств, принятых циклов сигналов на первое время задержки;
сопоставляет принятые циклы сигналов, задержанных на первое время задержки, с целью демодулирования информации, характеризуемой циклами в последовательных множествах;
производит задержку последовательных множеств, принятых циклов на второе время задержки, отличное от первого;
сравнивает принятые циклы сигналов с задержанными на второе время задержки, с целью формирования синхронизированных по фазе циклов. Генерирует тактовые сигналы, обеспечивающие демодулирование информации, характеризуемые циклами в последовательных множествах. Производит задержку последовательных множеств принятых циклов на треть время задержки, отличное от первого и второго.

Производит сопоставление принятых циклов и циклов, задержанных на третье время задержки с целью формирования управляющих циклов. Управляющие сигналы формируют дополнительные синхронизированные по фазе сигналы, синхронные с синхронизированными по фазе сигналами, задержанными на второе время задержки, для обеспечения генерирования тактовых сигналов.

Системы идентификации должны обладать большой надежностью правильного считывания, а именно, допускается только один сбой на 106 считываний. В прототипе при искажении информации шумами, соизмеримой во времени с длительностью, равной половине длительности времени, необходимого для передачи бита информации, восстановление правильной информации невозможно.

Техническим результатом изобретения является увеличение надежности правильного считывания информации даже в случае потери ее на время, равное половине времени, необходимого для передачи бита информации.

Демодулятор телеметрической системы идентификации объектов содержит N компараторов, N одинаковых каналов, N измерителей амплитуд входных сигналов. Каждый канал содержит последовательно соединенные устройство для преобразования последовательности кодовых импульсов, поступающих на его вход, в многоразрядный двоичный код, устройство для определения фазы импульсов, измерения длительности их периодов повторения и достоверности этих длительностей в половине длительности времени, необходимой для передачи одного бита информации, устройство для накопления информации о длительности периодов импульсных посылок и увеличения достоверности измерения длительности импульсных посылок, также в половине длительности времени, необходимой для передачи одного бита информации, и устройство для измерения длительности периодов импульсов и достоверности таких измерений за время передачи одного бита информации, причем выход этого устройства является выходом канала.

Все устройства каналов имеют синхронизирующие входы, которые соединены с выходом генератора тактовых сигналов.

Вход каждого компаратора соединен с входом своего измерителя амплитуд, выход каждого компаратора соединен с входом своего канала. Выходы каналов соединены с входами сумматора.

Кроме того, управляющие входы сумматора соединены с выходами измерителей амплитуд для каждого канала. Общими признаками изобретения и прототипа являются: N компараторов, N каналов и генератор тактовых сигналов.

Технический результат достигается благодаря тому, что в каналах восстанавливается утраченная информация, путем сравнения с эталонами возможных комбинаций коротких и длинных периодов импульсов в течение времени, необходимого для передачи половины и целого бита информации, и с помощью измерителей амплитуд и сумматора решаются коллизии, когда в разных каналах информация не совпадает, в пользу канала с наибольшей входной амплитудой в данный момент.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного демодулятора.

Демодулятор содержит N компараторов 1, N одинаковых каналов 2, каждый из которых включает устройство 3 для преобразования последовательности кодовых импульсов в многоразрядный двоичный код, устройство 4 определения фазы импульсов и их принадлежность к одному из двух периодов, устройство 5 для накопления и увеличения достоверности информации и устройство 6 определения значения одного бита информации, N измерителей амплитуд входных сигналов 7, сумматора 8 и генератор 9 тактовых импульсов.

Функции, выполняемые устройством 3, могут быть реализованы на двух микросхемах 533ИР28.

Устройство имеет 11 двоичных разрядов. Частота первой гармоники импульсных посылок равна 20 кГц, второй 40 кГц. Частота тактовых сигналов равна 200 кГц. Длительности импульсных посылок, обозначающих логический ноль и единицу, равны между собой. "1" представляется двумя периодами второй гармоники и одним периодом первой, а "0" одним периодом первой гармоники и двумя второй. Маркер конца сообщения по длительности равен двум битам информации и может быть представлен как шесть периодов второй гармоники и один период первой.

Функции, выполняемые устройством 4, могут быть реализованы на одной микросхеме 573РФ2. В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) этой схемы защиты эталоны импульсных посылок в половинах длительности "1" и "0" и маркера.

Функции, выполняемые устройством 5, могут быть реализованы на двух микросхемах 573РФ2 и 533ИР23.

Функции, выполняемые устройством 6, могут быть реализованы на микросхемах 573РФ2 и 533ИР23. В ПЗУ этого устройства защиты эталоны импульсных посылок "1" и "0" и маркера.

Функции сумматора 8 могут быть реализованы на двухмикросхемах 573РФ2 и одной схеме 533ТМ8. Измеритель 7 амплитуд представляет собой детектор. Сумматор 8 сводит информацию об одном бите данных с трех каналов на один выход сумматора и накапливает эту информацию и определяет ее достоверность.

Демодулятор работает следующим образом. Генератор (на чертеже не показан) генерирует электромагнитные колебания, которые излучаются. По этому сигналу включаются ПЗУ и модулятор, которые модулируют импеданс антенны в соответствии с кодом ПЗУ идентифицируемого объекта. Отражения от объекта поступают в приемное устройство, а с его выхода на вход компараторов 1 и измерителей амплитуд 7. Сигналы, поступающие на вход компараторов 1, имеют существенно разные отношения сигнал/шум. Компараторы ограничивают большие сигналы отношением сигнал/шум, равным 10. На выходе компараторов 1 сигналы равны или меньше этого отношения, такие же сигналы на входе каналов. Устройство 3 преобразует последовательность импульсов в многоразрядный двоичный код (11 разрядов).

Устройство 4 определяет фазы импульсов и измеряет длительность их периодов, их достоверность в половине длительности времени, необходимой для передачи одного бита информации /т.е. "1" или "0"/.

Устройство 5 накапливает информацию о длительности периодов импульсных посылок и увеличивает их достоверность в половине длительности времени, необходимой для передачи одного бита информации.

Устройство 6 измеряет длительность периодов импульсов и их достоверность за время передачи одного бита информации.

Эта информация со всех каналов поступает на вход сумматора 5, который накапливает информацию об одном бите, определяет ее достоверность и с выхода сумматора снимается следующая информация: строб сопровождения, достоверность информации /0 информация недостоверна, 1 информация достоверна/, разряды информации в двоичной системе счисления.

Использование: параметрические системы идентификации объектов. Сущность изобретения: демодулятор содержит N компараторов 1, N каналов 2, каждый из которых включает одно устройство для преобразования последовательности кодовых импульсов в многоразрядный двоичный код 3, одно устройство определения фазы импульсов и их принадлежность к одному из двух периодов 4, одно устройство для накопления и увеличения достоверности информации 5 и одно устройство определения значения одного бита информации 6, N измерителей амплитуд входных сигналов 7, один сумматор 8 и один генератор тактовых импульсов 9. 1-3-4-5-6-8, 7-1, 9-7, 9-8. 1 ил.

Демодулятор кодовых сигналов телеметрической системы идентификации объектов, содержащий N компараторов, где N 2,3,4, и N одинаковых каналов, каждый из которых соединен с выходом соответствующего компаратора, сумматор сигналов N каналов, каждый сигнальный вход которого соединен с выходом соответствующего канала, и генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что введены N измерителей амплитуд входных сигналов, а каждый из N каналов содержит последовательно соединенные устройство для преобразования последовательности кодовых импульсов в многоразрядный двоичный код, устройство определения фазы кодовых импульсов и их принадлежность к одному из двух периодов, устройство для накопления и увеличения достоверности информации и устройство определения значения одного бита информации, вход каждого измерителя амплитуд соединен с входом компаратора своего канала, а выход с соответствующим управляющим входом сумматора, выход тактового генератора соединен с синхронизирующими входами всех устройств каждого из N каналов, а выход сумматора является выходом демодулятора.