СПОСОБ ОЦЕНКИ ЧАСТОТЫ НЕСУЩЕГО КОЛЕБАНИЯ УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ Российский патент 2011 года по МПК G06F17/14 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам точной оценки радиочастоты, частоты несущего колебания устройства преобразования сигналов (УПС), анализа спектра и т.п. Преимущественной областью предложенного изобретения являются системы радиоразведки устройств передачи информации при оценке первичных параметров сигнала.

Известно устройство для измерения несущей частоты радиосигналов (патент RU №2303786), основанное на компенсации смещения в оценке частоты, обусловленной действием шума с равномерным энергетическим спектром, за счет итерационной обработки фазы несущего колебания радиосигнала.

Указанное устройство применяется для измерения частоты радиосигналов с точностью ±0,01 МГц, что недопустимо для оценки отклонения частоты несущего колебания УПС.

Из известных наиболее близкими по технической сущности являются способ оценки параметров сигнала и устройство для реализации способа (патент RU 2351005), включающий в себя спектральный анализ, выполняемый в два этапа. На первом этапе выполняются вычисление и анализ собственных чисел и собственных векторов корреляционной матрицы сигнала. На втором этапе выполняются вычисление и анализ весовых коэффициентов, обратно пропорциональных соответствующим собственным числам корреляционной матрицы сигнала.

Использование описанного в патенте RU 2351005 способа позволяет обеспечить точность оценки радиочастоты в спектре на входе радиоприемника менее 10% при соотношении сигнал-шум q<0 дБ. Однако в некоторых случаях требуется провести оценку частоты несущего колебания на входе УПС при неизвестной величине рассинхронизации радиостанций за ограниченный интервал времени.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении точности оценки частоты несущего колебания УПС.

Предложенный технический результат достигается тем, что предложен способ оценки частоты несущего колебания сигнала УПС, включающий синхронное накопление и спектральный анализ синхронно накопленного сигнала, согласно предлагаемому способу синхронное накопление отсчетов сигнала смеси несущего колебания и помехи на входе УПС выполняется параллельно для нескольких поддиапазонов частот в диапазоне расхождения радиочастот, далее для каждого накопленного сигнала выполняется ортогональное дискретное разложение, находятся отношения коэффициентов разложения, по которым принимается решение.

Способ осуществляется следующим образом. Оценка параметров сигналов на выходе радиостанции (на входе УПС) выполняется в два последовательных этапа. На первом этапе производится синхронное накопление отсчетов сигнала смеси несущего колебания и помехи на входе УПС. На втором этапе выполняется спектральный анализ синхронно накопленного сигнала смеси.

Диапазон расхождения радиочастот разбивается на несколько поддиапазонов. Количество поддиапазонов выбирается исходя из требуемой точности оценки. Синхронное накопление сигнала на входе УПС выполняется параллельно для средних частот каждого поддиапазона. Синхронное накопление на заданной частоте выполняется путем суммирования отсчетов входного сигнала, отстоящих друг от друга на величину, кратную периоду заданной частоты. Поэтому для каждого поддиапазона выбирается своя частота дискретизации. После накопления для каждого поддиапазона вычисляется вектор коэффициентов прямого дискретного ортогонального преобразования для сигнала, накопленного для средней частоты каждого поддиапазона. Затем для каждого вектора определяется отношение коэффициента для средней частоты поддиапазона к максимальному коэффициенту среди остальных коэффициентов этого же вектора. В итоге формируется вектор отношений коэффициентов поддиапазонов. Решение о том, в каком поддиапазоне находится несущая частота колебания УПС, принимается путем определения максимальной величины в векторе отношений коэффициентов.

Было выполнено моделирование на ЭВМ способа оценки частоты несущего колебания УПС со следующими исходными данными:

- диапазон расхождения радиочастот 600 Гц (от 1500 до 2100 Гц при номинальном значении частоты несущего колебания УПС 1800 Гц);

- ширина поддиапазонов 25 Гц;

- фактическое значение частоты несущего колебания УПС 1545 Гц;

- соотношение сигнал-шум 0,5;

- длительность анализируемого отрезка смеси несущего колебания УПС и аддитивного белого шума 26 мс.

Значение измеренной частоты несущего колебания составило 1550 Гц. Погрешность измерения составила 5 Гц или 0,3%.

Таким образом, предложенный способ позволяет провести оценку частоты несущего колебания УПС за ограниченное время и повысить точность оценки частоты несущего колебания УПС до 5% при соотношении сигнал-шум менее 0 дБ.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам точной оценки радиочастоты. Способ включает синхронное накопление, спектральный анализ и процедуру принятия решения. Диапазон расхождения радиочастот разбивается на несколько поддиапазонов. Количество поддиапазонов выбирается исходя из требуемой точности оценки. Синхронное накопление сигнала на входе устройства преобразования сигналов (УПС) выполняется параллельно для средних частот каждого поддиапазона. После накопления находятся коэффициенты прямого дискретного ортогонального преобразования для каждого поддиапазона. Для каждого поддиапазона определяется отношение максимального коэффициента этого поддиапазона к максимальному коэффициенту разложения в спектре несущего колебания УПС. Решение о том, в каком поддиапазоне находится несущая частота колебания УПС, принимается по максимальному значению полученных отношений для всех поддиапазонов. Технический результат заключается в повышении точности оценки частоты несущего колебания УПС.

Способ оценки частоты несущего колебания устройства преобразования сигналов (УПС) за ограниченное время, включающий спектральный анализ, отличающийся тем, что синхронное накопление отсчетов сигнала смеси несущего колебания и помехи на входе УПС выполняется параллельно для нескольких поддиапазонов в диапазоне расхождения радиочастот, далее для каждого накопленного сигнала выполняется ортогональное дискретное разложение, находятся отношения коэффициентов разложения, по которым принимается решение о том, в каком поддиапазоне находится частота несущего колебания УПС.