УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНОГО СИГНАЛА Российский патент 2007 года по МПК H04B1/10 H04L7/02 

Устройство относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи с шумоподобными сигналами (ШПС).

Известно устройство для поиска ШПС (см. а.с. 1003372), содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый регистр числа, оперативно-запоминающий узел, второй регистр числа и обнаружитель.

Недостатком известного устройства является то, что каждая ложная тревога проверяется путем повторной записи и считывается, а это приводит к увеличению времени поиска.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является «Устройство для поиска шумоподобного сигнала» по а.с. 2042270 RU, принятое за прототип.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства-прототипа, где обозначено:

1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

2 - первый регистр числа;

3 - оперативно-запоминающий узел;

4 - второй регистр числа;

5 - первый обнаружитель;

6 - блок согласования во времени;

7 - второй обнаружитель.

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные АЦП1, первый регистр числа 2, оперативно-запоминающий узел 3, второй регистр числа 4, первый обнаружитель 5, блок согласования во времени 6, второй обнаружитель 7, первый выход которого соединен со вторым входом блока согласования во времени 6, а второй вход второго обнаружителя 7 соединен со входом устройства и второй выход второго обнаружителя 7 является выходом устройства, при этом вход АЦП1 является входом устройства.

Устройство-прототип работает следующим образом.

Входной сигнал преобразуется аналого-цифровым преобразователем 1 в двоичную форму и через первый регистр числа 2 записывается в оперативно-запоминающий узел 3. Информация из оперативно-запоминающего узла 3 считывается на скорости, значительно большей скорости записи, и поступает через второй регистр числа 4 на первый обнаружитель 5, который принимает решение о наличии или отсутствии сигнала.

При возникновении тревоги циклическое считывание информации из оперативно-запоминающего узла 3 и соответствующей проверке первым обнаружителем 5 наличия сигнала в сжатом времени продолжается, а второй обнаружитель 7 проверяет обнаруженный сигнал.

Согласование копии сигнала во втором обнаружителе 7 с точкой тревоги на временной оси осуществляется блоком согласования во времени 6. Если вторым обнаружителем 7 принято решение о наличии сигнала, поиск продолжается. В противном случае проверяются последующие тревоги до обнаружения сигнала.

Один из возможных вариантов блока согласования во времени 6 представлен на фиг.2, где обозначено:

61, 62 - формирователи последовательности импульсов;

63 - коммутатор;

64 - группа реверсивных счетчиков;

65 - схема включения генераторов копий сигналов во втором обнаружителе 7.

Работает этот блок следующим образом.

На вход формирователей последовательности импульсов 61, 62 поступают с первого обнаружителя 5 тактовые импульсы, из которых формируется псевдослучайная последовательность («ТИ ПСП») и импульсы конца сигнала («К.сигн.»), которые выдаются также с первого обнаружителя 5. На формирователь 61 поступает также номер канала первого обнаружителя 5, в котором было зафиксировано обнаружение сигнала («N»). По сигналу «К.сигн.» второй формирователь последовательности импульсов 62 выдает на коммутатор 63 n импульсов, где n - число каналов в первом обнаружителе 5. При обнаружении сигнала формирователем последовательности импульсов 61 выдается на коммутатор 63 число импульсов, равное номеру канала.

По сигналу «К.сигн.», при отсутствии тревоги, на все l каналов реверсивных счетчиков 64 коммутатор 63 выдает n импульсов, где l - число каналов во втором обнаружителе 7. Если в одном из каналов первого обнаружителя 5 превышен порог, то по сигналу «К.сигн.» в первый реверсивный счетчик 64 через коммутатор 63 записывается число импульсов, равное номеру канала, а в остальные реверсивные счетчики записываются n импульсов. С момента первой тревоги и до прихода на вход коммутатора 63 сигнала конца интервала записи («К.инт.зап.») на вход первого счетчика 64 импульсы не поступают. Сигнал «К.инт.зап.» выдается в конце временного интервала записи информации в оперативный запоминающий узел 3 и в дальнейшем с периодом, равным этому интервалу.

По сигналу «К.инт.зап.» первый реверсивный счетчик 64 включается на вычитание и на его вход поступает «ТИ.зап.», (запись тактовых импульсов). В момент, когда значение первого реверсивного счетчика равно нулю, на второй обнаружитель 7 выдается сигнал на включение генератора копии первого канала.

При второй тревоге аналогично задействуется второй реверсивный счетчик и т.д.

Но данное устройство-прототип имеет недостаток: при наличии на его входе структурной помехи резко возрастает возможность синхронизации по помехе.

Для устранения указанного недостатка в устройство, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый регистр числа, оперативно-запоминающий узел (ОЗУ), второй регистр числа, первый обнаружитель, последовательно соединенные блок согласования во времени, второй обнаружитель, введены: последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, блок управления переключением каналов, усилитель высокой частоты (УВЧ), выход которого соединен со входом АЦП и со вторым входом второго обнаружителя, а второй вход УВЧ является входом устройства, последовательно соединенные третий обнаружитель, схема «НЕ», схема «И», при этом выход второго регистра числа соединен также со входом третьего обнаружителя, а выход первого обнаружителя соединен со вторым входом схемы «И», выход которой соединен с первым входом блока согласования во времени, второй вход которого соединен с первым выходом второго обнаружителя, второй выход которого соединен со вторым входом блока управления переключением каналов и является выходом устройства.

На фиг.3 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, где обозначено:

1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

2 - первый регистр числа;

3 - оперативно-запоминающий узел (ОЗУ);

4 - второй регистр числа;

5 - первый обнаружитель;

6 - блок согласования во времени;

7 - второй обнаружитель;

8 - генератор тактовых импульсов;

9 - блок управления переключением каналов;

10 - усилитель высокой частоты (УВЧ);

11 - третий обнаружитель;

12 - схема «НЕ»;

13 - схема «И.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные АЦП1, первый регистр числа 2, ОЗУЗ, второй регистр числа 4, первый обнаружитель 5, схему «И» 13, блок согласования во времени 6, второй обнаружитель 7, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 8, блок управления переключением каналов 9, УВЧ10, первый выход которого соединен со входом АЦП1 и со вторым входом второго обнаружителя 7, а второй вход УВЧ10 является входом устройства, последовательно соединенные третий обнаружитель 11, схему «НЕ» 12, выход которой соединен со вторым входом схемы «И» 13, а вход третьего обнаружителя 11 соединен с выходом второго регистра числа 4, при этом первый выход второго обнаружителя 7 соединен со вторым входом блока согласования во времени 6 и второй выход второго обнаружителя 7 соединен со вторым входом блока управления переключением каналов 9 и является выходом устройства.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

На сигнальный второй вход усилителя высокой частоты (УВЧ) 10, являющегося входом устройства, поступает сигнал (полезный сигнал, структурная помеха или их смесь). С выхода УВЧ10 усиленный сигнал поступает на вход АЦП1, где из аналогового преобразуется в двоичную форму и через первый регистр числа 2 записывается в ОЗУЗ. Информация из ОЗУЗ считывается на скорости, значительно большей скорости записи, и поступает через второй регистр числа 4 на первый обнаружитель 5, который принимает решение о наличии или отсутствии сигнала.

Если на вход УВЧ10 поступил полезный сигнал, то на выходе первого обнаружителя 5 будет «логическая единица», которая подается на вход схемы «И» 13. На выходе третьего обнаружителя 11 будет «логический ноль». Проходя через схему «НЕ» 12, на второй вход схемы «И» 13 поступает «логическая единица». Таким образом, в случае обнаружения полезного сигнала с выхода схемы «И» 13 на блок согласования во времени 6 поступает «логическая единица».

Если второй обнаружитель 7 подтвердит превышение порога, то со второго выхода этого обнаружителя на второй управляющий вход блока управления переключением каналов 9 поступает «логическая единица», что приведет к фиксации данного канала, так как выход «логической единицы» со второго обнаружителя 7 означает, что сигнал найден и поиск закончен.

Если на вход УВЧ10 поступает смесь полезного сигнала и мощной структурной помехи, то, как и в случае только с полезным сигналом, превышение порога суммой огибающих функции автокорреляции сигнала и функции взаимной корреляции помехи в первом обнаружителе 5 приведет на вход схемы «И» 13 «логическую единицу». Вероятность того, что в этот же момент значение функции взаимной корреляции не превысит порог в третьем обнаружителе 11 достаточно мала, то есть с выхода схемы «НЕ» 12 на второй вход схемы «И» 13 поступает «логический ноль». Как следствие этого, со второго выхода второго обнаружителя 7 на второй управляющий вход блока управления переключением каналов 9 поступает «логический ноль», означающий, что сигнал не найден, переключение каналов и поиск сигнала будут продолжены.

Если на второй сигнальный вход УВЧ10 поступает мощная структурная помеха, то вероятность того, что в момент отсчета будет превышен порог как в первом обнаружителе 5, так и в третьем обнаружителе 11, достаточно велика. Это значит, что на первый вход блока 13 поступит «логический ноль», а на второй вход - «логическая единица», тогда на вход второго обнаружителя 7 поступит «логический ноль» и со второго выхода второго обнаружителя 7 на управляющий второй вход блока управления переключением каналов 9 поступит «логический ноль» и поиск сигнала будет продолжен на других каналах.

На фиг.4 приведена функциональная схема блока управления переключением каналов 9, где обозначено:

91 - бинарный счетчик;

92 - счетчик фиксированных чисел;

93 - формирователь импульсов;

94 - канальный переключатель;

95 - перестраиваемый генератор;

96 - ключ.

Блок управления переключением каналов 9 содержит последовательно соединенные бинарный счетчик 91, ключ 96, счетчик фиксированных чисел 92, формирователь импульсов 93, канальный переключатель 94, перестраиваемый генератор 95, второй вход ключа 96 является входом блока.

Работает блок управления переключением каналов 9 следующим образом.

Сигнал с выхода генератора тактовых импульсов 8 через второй синхронизирующий вход ключа 96 поступает на вход счетчика фиксированных чисел 92, который рассчитан на определенное число тактовых импульсов, при достижении которого счетчик выдает сигнал на формирователь импульсов 93. Это число определяется временем, в течение которого устройство поиска будет производить обнаружение полезного сигнала на данном канале.

Если сигнал за определенное время не был обнаружен, то на вход формирователя импульсов 93 поступит сигнал от счетчика 92. Под действием этого сигнала с выхода формирователя импульсов 93 выйдет импульс, который поступит на канальный переключатель 94, с выхода которого на вход перестраиваемого генератора 95 поступит сигнал, обеспечивающий переход на следующий канал.

Если устройство поиска обнаружило полезный сигнал, то со второго выхода второго обнаружителя 7 на вход бинарного счетчика 91 поступит «логическая единица» и переведет его в другое состояние. С выхода бинарного счетчика 91 на первый управляющий вход ключа 96 поступает сигнал, который приведет к закрытию ключа 96. Этим обеспечивается прием на данном канале. Перед началом работы бинарный счетчик 91 обнуляется.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи с шумоподобными сигналами. Достигаемый технический результат - снижение времени поиска принимаемого сигнала, устранение синхронизации по помехе. Устройство приема шумоподобного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (1), регистры числа (2, 4), оперативно-запоминающий узел (3), обнаружители (5, 7, 11), блок согласования во времени (6), генератор тактовых импульсов (8), блок управления переключением каналов (9), усилитель высокой частоты (10), схема «НЕ» (12), схема «И» (13). 4 ил.

Устройство приема шумоподобного сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый регистр числа, оперативно запоминающий узел (ОЗУ), второй регистр числа, первый обнаружитель, последовательно соединенные блок согласования во времени, второй обнаружитель, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, блок управления переключением каналов, усилитель высокой частоты (УВЧ), выход которого соединен со входом АЦП и со вторым входом второго обнаружителя, а второй вход УВЧ является входом устройства, последовательно соединенные третий обнаружитель, схема НЕ, схема И, при этом выход второго регистра числа соединен также со входом третьего обнаружителя, а выход первого обнаружителя соединен со вторым входом схемы И, выход которой соединен с первым входом блока согласования во времени, второй вход которого соединен с первым выходом второго обнаружителя, второй выход которого соединен со вторым входом блока управления переключением каналов и является выходом устройства.