УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ МНОЖЕСТВА ПСЕВДОШУМОВЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2010 года по МПК H03H17/00 

Предложенное техническое решение предназначено для использования в радиотехнике в области оптимального приема псевдошумовых сигналов с помощью согласованных фильтров, в частности в командных радиолиниях.

В настоящее время известны способы обработки аналоговых сигналов со сжатием по спектру и длительности, а также технические решения, описывающие различные типы построения линейных и дискретных согласованных фильтров.

Способы обработки псевдошумовых сигналов при помощи дискретных согласованных фильтров широко известны и описаны в технической литературе (см., например, книгу Л.Е.Варакина. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985 г. и др.) Известны и описаны способы и устройства формирования различных ПШ последовательностей (см., например, книги А.И.Алексеева и др. Теория и применение псевдошумовых сигналов. - М.: Наука, 1967 г. и под редакцией Г.И.Тузова. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985 г. и др.) При работе известных дискретных согласованных фильтров последовательно выполняются стандартные для подобных процессов операции (Л.Е.Варакин. Системы связи с шумоподобными сигналами, стр.364, 365, рис.22.5). Непрерывное радиочастотное колебание с выхода линейной части приемного устройства переводят в область видеочастот, выделяют огибающую радиочастотного сигнала. С помощью усилителя - двустороннего ограничителя выполняют операцию дискретизации сигнала по времени и амплитуде на два уровня "1" и "0" с опросом тактовыми импульсами. Производят запись полученного кода в регистр сдвига, распайка выходов которого соответствует коду ожидаемого сигнала. С данных выходов сигналы подают на суммирующее устройство, с выхода которого после снятия постоянной составляющей выделяют автокорреляционную функцию кода, обрабатываемого в данном регистре сдвига.

Однако в рассматриваемом способе и устройстве в результате проведенного анализа выявлено два недостатка:

1. Невозможность реализации в полной мере автокорреляционной функции обрабатываемого сигнала (проигрыш относительно приема на линейный согласованный фильтр составляет более 2 дБ);

2. Возможно обрабатывать только реализацию из множества рассматриваемых псевдошумовых сигналов, определяемую распайкой выходов регистра сдвига, с которых сигналы поступают на суммирующее устройство.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению принята заявка на изобретение "Способ обработки псевдошумового сигнала и устройство для его реализации (варианты)", автор Любчиков Г.С., регистрационный №2006141281, Решение о выдаче патента на изобретение от 21.02.08, в которой удалось реализовать выделение автокорреляционной функции, следовательно, увеличить помехоустойчивость более чем на два децибела. Однако в данной заявке не решается задача обеспечения возможности обработки всех реализации кодовых комбинаций из множества ПШ-сигналов. Предложенное техническое решение заключается в расширении возможности по обработке псевдошумовых сигналов и увеличении имитозащищенности при использовании сменной структуры сигнала.

Предложен способ обработки множества псевдошумовых сигналов, согласно которому радиочастотное колебание преобразуют в область видеочастот, выделяют сигнал огибающей, дискретизируют его по времени и амплитуде на два уровня «1» и «0», полученный код записывают в n-разрядный регистр сдвига, отличающийся тем, что для формирования образцов прямого и инверсного кодов перед каждой сменой i-ой структуры селектируемого сигнала вводится подготовительный этап, на время действия которого запрещают выдачу выходного сигнала и осуществляют запись i-ой кодовой комбинации в регистр образца, автокорреляционную функцию принимаемого сигнала формируют путем снятия постоянной составляющей с результата суммирования частных результатов поразрядного динамического сравнения прямого и инверсного кодов регистра сдвига соответственно с прямым и инверсным кодами образцов. Предложено устройство реализации предлагаемого способа, включающее последовательно соединенные перемножитель, фильтр нижних частот, решающее устройство, n-разрядный регистр сдвига, суммирующее устройство и схему снятия постоянной составляющей. Решающее устройство состоит из последовательно соединенных двустороннего ограничителя и каскада совпадения с "1", выход которого соединен с D-входом первого каскада регистра сдвига, С-входы которого соединены с тактовым входом каскада совпадения с «1», отличающийся тем, что в него введены k-разрядный управляемый генератор образца псевдошумового кода, первый Q-выход которого соединен с D-входом первого каскада n-разрядного регистра образца, 2n выходов которого (Q и Q) соединены с соответствующими 2n входами первой группы схемы сравнения прямых кодов, 2n входов второй группы которой соединены с соответствующими 2n (Q и ) выходами регистра сдвига, а 2n выходов соединены с первой группой 2n входов суммирующего устройства, (, Q) выходы инверсного n-разрядного регистра сдвига соединены соответственно с 2n входами первой группы схемы сравнения инверсных кодов, вторая 2n-входовая группа которой соединена соответственно с (, Q) выходами n-разрядного регистра образца, а 2n выходов схемы сравнения инверсных кодов соединены с второй группой 2n входов суммирующего устройства, выход которого последовательно соединен со схемой снятия постоянной составляющей, пороговым устройством и ключевой схемой, управляемый вход которой соединен с вторым выходом k-разрядного генератора псевдошумового сигнала, а его выход является выходом устройства.

Предложенное изобретение поясняется чертежами:

фиг.1 - структурная схема устройства обработки множества ПШ-сигналов;

фиг.2 - временная диаграмма работы устройства обработки ПШ-сигналов. При этом используются следующие блоки: 1 - перемножитель; 2 - фильтр нижних частот; 3 - двусторонний ограничитель; 4 - каскад совпадения; 5 - регистр сдвига; 6 - регистр образца; 7 - схема сравнения прямых кодов; 8 - схема сравнения инверсных кодов; 9 - суммирующее устройство; 10 - устройство снятия постоянной составляющей; 11 - пороговое устройство; 12 - ключевая схема; 13 - генератор кода образца из множества псевдошумовых сигналов.

Устройство, реализующее способ обработки множества ПШ-сигналов, включает последовательно соединенные: перемножитель 1, фильтр нижних частот 2, решающее устройство, регистр сдвига 5, с соответствующих выходов которого формируют прямой и инверсный код, регистр образца 6, с соответствующих выходов которого формируют прямой и инверсный коды образцов, схему сравнения прямых кодов 7, схему сравнения инверсных кодов 8, 4n-входовое суммирующее устройство 9, схему снятия постоянной составляющей 10, пороговое устройство 11, ключевую схему 12, генератор кода образца из множества ПШ-сигналов 13. Решающее устройство включает дискретный ограничитель 3 и каскад совпадения с «1» 4. Вход n-разрядного регистра сдвига, построенного на D-триггерах, соединен с выходом каскада совпадения 4, а С - входы подключены к источнику опросных тактовых импульсов, Q и выходы n-разрядного регистра сдвига 5 соединены соответственно с 2n входами первой группы схемы сравнения прямых кодов 7, вторая 2n-входовая группа которой соединена соответственно с Q и выходами n-разрядного образца 6, 2n выходов схемы сравнения прямых кодов 7 соединены с первой группой входов 4n-входового суммирующего устройства 9. и Q выходы n-разрядного регистра сдвига 5, формирующие инверсный код, соединены соответственно с 2n входами первой группы схемы сравнения инверсных кодов 8, вторая 2n-входовая группа которой соединена соответственно с и Q выходами n-разрядного регистра образца 6, 2n выходов схемы сравнения инверсных кодов 8 соединены с второй группой 4n-входового суммирующего устройства 9, выход которого последовательно соединен со схемой снятия постоянной составляющей 10, пороговым устройством 11 и ключевой схемой 12, выход которой является выходом устройства. Вход регистра образца соединен с Q-выходом генератора ПШ-кода 13.

На фиг.2 представлена временная диаграмма работы устройства обработки множества ПШ-сигналов и основные операции, проводимые на этапах перезаписи образца кодовой комбинации и оптимальной обработки сигнала. На время перезаписи кода образца производится закрытие выходной схемы 12, запись кода начальной фазы в генератор кода ПШ-кода 13 и запись в регистр образца 6.

На этапе обработки входного ПШ-сигнала при помощи двустороннего ограничителя 3, каскада совпадения с «1» 4 производится дискретизация и формирование прямого кода входного сигнала, который записывается в n-разрядный регистр сдвига 5. Сигналами с выходов прямого и инверсного кодов n-разрядного регистра сдвига осуществляется динамический опрос схем сравнения прямых 7 и инверсных 8 кодов. Результаты сравнения с выходов 7 и 8 поступают на входы суммирующего устройства 9, с выхода которого после снятия постоянной составляющей блоком 10 производится сравнение выделенной корреляционной функции входного и опросного кодов с порогом блока 11. При превышении порога сигнал с выхода 11 проходит ключевую схему 12 и является выходом устройства.

Предложенный способ обработки множества ПШ-сигналов и устройство для его реализации производят оптимальную обработку ПШ-сигналов сменной структуры, что в конечном счете повышает помехозащищенность системы в целом. При постановке имитационных помех типа «мелодия» вероятность имитации снижается в базу раз.

Изобретение относится к радиотехнике, к области оптимального приема псевдошумовых сигналов с помощью согласованных фильтров. Технический результат - увеличение помехозащищенности сигнала и системы в целом. Для этого радиочастотный сигнал преобразуют в область видеочастот, выделяют сигнал огибающей, дискретизируют его по времени и амплитуде на два уровня «1» и «0», записывают полученный код в регистр сдвига, динамически сравнивают с дискретно изменяемым образцом, раздельно по прямому и инверсному коду, при этом результаты сравнения суммируют с последующим снятием постоянной составляющей выходного сигнала, реализующего автокорреляционную функцию входного сигнала, производят сравнение с порогом, результат которого проходит ключевую схему, закрывающуюся на время дискретной смены кодовых комбинаций образцов, выход которой является выходом устройства. 2 ил.

Устройство обработки множества псевдошумовых сигналов, включающее последовательно соединенные перемножитель, фильтр нижних частот, решающее устройство, n-разрядный регистр сдвига, а также последовательно соединенные суммирующее устройство и схему снятия постоянной составляющей, при этом решающее устройство содержит последовательно соединенные двусторонний ограничитель и каскад совпадения с «1», выход которого соединен с D-входом первого каскада регистра сдвига, С-входы которого соединены с входом каскада совпадения, отличающееся тем, что в него введены k-разрядный управляемый генератор образца псевдошумового кода, Q-выход которого соединен с D-входом первого каскада n-разрядного регистра образца, 2n выходов которого (Q, ) соединены с соответствующими 2n входами первой группы входов схемы сравнения прямых кодов, 2n входов второй группы входов которой соединены с соответствующими 2n (Q, ) выходами регистра сдвига, а 2n выходов схемы сравнения прямых кодов соединены с первой группой 2n входов суммирующего устройства, (, Q) выходы инверсного кода n-разрядного регистра сдвига соединены соответственно с 2n входами первой группы входов схемы сравнения инверсных кодов, 2n-входов второй группы входов которой соединена с (, Q) выходами n-разрядного регистра образца, а 2n выходов схемы сравнения инверсных кодов соединены с второй группой 2n входов суммирующего устройства, при этом схема снятия постоянной составляющей последовательно соединена с пороговым устройством и ключевой схемой, управляющий вход которой соединен с вторым выходом k-разрядного генератора i-й реализации псевдошумового сигнала, а ее выход является выходом устройства.