ОБНАРУЖИТЕЛЬ КОМБИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ БАРКЕРА Российский патент 2015 года по МПК H04B7/216 H03K3/64 

Изобретение относится к системам с кодовым разделением каналов или с использованием сигналов с расширенным спектром.

Известны девять сигналов Баркера-Волынской (Волынская А.В. Сигналы Баркера-Волынской // Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения: Материалы 3-й Российской конф. с международным участием. - М.: Институт проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН, 2012. - С.649-655). Эти сигналы получены путем комбинирования по определенным правилам канонических сигналов Баркера. Однако неизвестно техническое решение обнаружителя этих новых сигналов.

Известна функциональная схема согласованного фильтра для одиннадцатиэлементного сигнала Баркера (Лабораторный практикум по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы»: Учеб. пособие для техн. вузов / Бавыкина В.В., Камсков В.Ф., Кащеев Б.Л. и др. - М.: Высш. шк., 1985. - С.160). Данный фильтр обеспечивает наиболее надежное обнаружение одиннадцатиэлементного сигнала Баркера. По аналогичной схеме можно реализовать обнаружитель любого канонического сигнала Баркера. Однако данное техническое решение не позволяет обнаруживать более сложные сигналы Баркера-Волынской.

Цель изобретения - разработка устройства для обнаружения любого из девяти новых сигналов Баркера-Волынской.

Указанная цель достигается тем, что схема включает девять согласованных фильтров, выполненных по схемам, аналогичным известной схеме согласованного фильтра для одиннадцатиэлементного сигнала Баркера, пороговое устройство» с регулируемым порогом и систему переключателей.

Сущность изобретения состоит в том, что обнаружитель сигналов Баркера-Волынской содержит один стодвадцатиразрядный регистр сдвига PC, девять сумматоров: СМ121, СМ77/1, СМ77/2, СМ49, СМ33/1, СМ33/2, СМ21/1, СМ21/2, СМ9, с количеством входов соответственно: сто двадцать один, семьдесят семь, семьдесят семь, сорок девять, тридцать три, тридцать три, двадцать один, двадцать один, девять, компаратор КП с резисторами R₀, R, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, потенциометр R₆, двухсекционный переключатель П на девять позиций, причем выход каждого разряда, начиная с первого, регистра сдвига PC соединен с соответствующим входом сумматоров, выходы которых соединены с входными клеммами первой секции двухсекционного переключателя П, а выходные его клеммы соединены с инвертирующим входом компаратора КП, неинвертирующий вход которого соединен с входными клеммами второй секции двухсекционного переключателя П и через резистор R₀ - с общим проводом, а выходные клеммы второй секции двухсекционного переключателя П соединены соответственно: первая с резистором R, вторая и третья с резистором R₁, четвертая с резистором R₂, пятая и шестая с резистором R₃, седьмая и восьмая с резистором R₄, девятая с резистором R₅, а другие выводы резисторов соединены с движком потенциометра R₆, включенного между плюсом и минусом источника питания, при этом входной сигнал обнаружителя поступает на вход сто двадцатого разряда регистра сдвига PC, а выходной сигнал обнаружителя снимается с выхода компаратора КП, при этом каждый сумматор содержит операционный усилитель ОУ, инвертирующий вход которого соединен с выходом операционного усилителя ОУ а также с соответствующими выходами регистра сдвига PC через резисторы R непосредственно, либо через включенные последовательно с резисторами, аналоговые инверторы АИ, неинвертирующий вход операционного усилителя ОУ соединен с общим проводом.

На фиг.1 приведена схема обнаружителя сигналов Баркера-Волынской, включающая стодвадцатиразрядный регистр сдвига PC, аналоговые сумматоры СМ121, СМ77/1, СМ77/2, СМ49, СМ33/1, СМ33/2, СМ21/1, СМ21/2, СМ9, с количеством входов, соответственно, сто двадцать один, семьдесят семь, семьдесят семь, сорок девять, тридцать три, тридцать три, двадцать один, двадцать один, девять, компаратор КП с резисторами R₀, R=R₀, R₁=(121/77)R₀, R₂=(121/49)R₀, R₃=(121/33)R₀, R₄=(121/21)R₀, R₅=(121/9)R₀, потенциометр R₆, включенный между плюсом и минусом источника питания, двухсекционный переключатель П на девять позиций, причем выход каждого разряда регистра сдвига PC, начиная с первого, соединены с соответствующими входами аналоговых сумматоров, выходы которых соединены с входными клеммами первой секции двухсекционного переключателя П, выходные клеммы которого соединены с инвертирующим входом компаратора КП, неинвертирующий вход которого соединен с входными клеммами второй секции двухсекционного переключателя П и через резистор R₀ - с общим проводом, а выходные клеммы второй секции двухсекционного переключателя П соединены соответственно: первая - с резистором R, вторая и третья - с резистором R₁, четвертая - с резистором R₂, пятая и шестая - с резистором R₃, седьмая и восьмая - с резистором R₄, девятая - с резистором R₅, другие выводы резисторов соединены с движком потенциометра R₆, при этом входной сигнал поступает на вход стодвадцатого разряда регистра сдвига РГ, а выходной сигнал снимается с выхода компаратора КП, а каждый аналоговый сумматор содержит операционный усилитель ОУ, инвертирующий вход которого соединен с соответствующими выходами регистра сдвига PC через резисторы R непосредственно, либо через аналоговые инверторы АИ, а также с выходом операционного усилителя ОУ, неинвертирующий вход которого соединен с общим проводом.

На фиг.2 приведена схема аналогового сумматора, для примера, на девять входов, соответствующая сигналу Баркера-Волынской «три-три», включающая операционный усилитель ОУ, резисторы-R и резистор R/9 в цепи отрицательной обратной связи, причем входные сигналы с выходов регистра сдвига PC поступают на инвертирующий вход операционного усилителя ОУ непосредственно, либо через аналоговые инверторы АИ; в соответствии с сигналом Баркера-Волынской «три-три»; сформированным в соответствии с последовательностью «++-++---+». При этом на выходе операционного усилителя ОУ будет получен сигнал, соответствующий функции взаимной корреляции между сигналом, поступающим на вход обнаружителя, и сигналом Баркера-Волынской «три-три», либо функции автокорреляции сигнала «три-три», если входной сигнал не искажен помехами. По аналогичной схеме выполнены все аналоговые сумматоры СМ обнаружителя сигналов Баркера-Волынской.

Обнаружитель сигналов Баркера-Волынской работает следующим образом.

Двоичный сигнал из канала связи поступает на вход регистра сдвига PC (фиг.1) и продвигается по нему справа-налево. Сигналы логического нуля либо единицы с выходов разрядов регистра сдвига PC, начиная с первого, поступают на входы аналоговых сумматоров СМ и через резисторы R непосредственно, либо дополнительно через аналоговые инверторы АИ инверсно, в соответствии с той или иной последовательностью Баркера-Волынской. В результате на выходах сумматоров получаются сигналы, соответствующие функции авто - либо взаимной корреляции. Эти сигналы через верхнюю по схеме секцию переключателя П поступают на инвертирующий вход компаратора КП, выполненного в виде операционного усилителя без отрицательной обратной связи, на неинвертирующий вход которого поступает постоянное напряжение с резистивного делителя, состоящего из резисторов R₀-R₅. Как только напряжение на инвертирующем входе компаратора КП превзойдет (по модулю) напряжение на неинвертирующем входе, на выходе компаратора появится уровень логической единицы, означающий факт обнаружения сигнала. С помощью потенциометра Re можно регулировать порог обнаружения.

Например, если требуется обнаружить сигнал Баркера-Волынской «три-семь», то двухсекционный переключатель П следует поставить в пятое сверху положение (фиг.1), при этом на инвертирующий вход компаратора КП поступает сигнал авто- либо взаимной корреляции, а на неинвертирующий вход поступает постоянное пороговое напряжение с нижней по схеме (фиг.1) секции переключателя, также находящейся в пятом сверху положении. Это напряжение можно регулировать потенциометром R₆, делая его бόльшим при слабых помехах в канале связи, либо меньшим при сильных помехах.

Таким образом, предлагаемая схема обнаружителя сигналов Баркера-Волынской позволяет обнаруживать новые, более сложные и помехоустойчивые, нежели сигналы Баркера, сигналы.

Изобретение относится к системам с кодовым разделением каналов или с использованием сигналов с расширенным спектром. Технический результат - обнаружение сигналов более сложных и помехоустойчивых, нежели сигналы Баркера. Обнаружитель комбинированных сигналов содержит один стодвадцатиразрядный регистр сдвига PC, девять сумматоров: СМ121, СМ77/1, СМ77/2, СМ49, СМ33/1, СМ33/2, СМ21/1, СМ21/2, СМ9 с количеством входов соответственно: сто двадцать один, семьдесят семь, семьдесят семь, сорок девять, тридцать три, тридцать три, двадцать один, двадцать один, девять, компаратор КП с резисторами R₀, R, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, потенциометр R₆, двухсекционный переключатель П на девять позиций, причем выход каждого разряда, начиная с первого, регистра сдвига PC соединен с соответствующим входом сумматоров, выходы которых соединены с входными клеммами первой секции двухсекционного переключателя П, при этом каждый сумматор содержит операционный усилитель ОУ, инвертирующий вход которого соединен с его выходом, а также с соответствующими выходами регистра сдвига PC через резисторы R непосредственно либо через включенные последовательно с резисторами аналоговые инверторы. 2 ил.

Обнаружитель сигналов Баркера-Волынской, отличающийся тем, что содержит один стодвадцатиразрядный регистр сдвига PC, девять сумматоров: СМ121, СМ77/1, СМ77/2, СМ49, СМ33/1, СМ33/2, СМ21/1, СМ21/2, СМ9 с количеством входов соответственно: сто двадцать один, семьдесят семь, семьдесят семь, сорок девять, тридцать три, тридцать три, двадцать один, двадцать один, девять, компаратор КП с резисторами R₀, R, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, потенциометр R₆, двухсекционный переключатель П на девять позиций, причем выход каждого разряда, начиная с первого, регистра сдвига PC соединен с соответствующим входом сумматоров, выходы которых соединены с входными клеммами первой секции двухсекционного переключателя П, а выходные его клеммы соединены с инвертирующим входом компаратора КП, неинвертирующий вход которого соединен с входными клеммами второй секции двухсекционного переключателя П и через резистор R₀ - с общим проводом, а выходные клеммы второй секции двухсекционного переключателя П соединены соответственно: первая с резистором R, вторая и третья с резистором R₁, четвертая с резистором R₂, пятая и шестая с резистором R₃, седьмая и восьмая с резистором R₄, девятая с резистором R₅, а другие выводы резисторов соединены с движком потенциометра R₆, включенного между плюсом и минусом источника питания, при этом входной сигнал обнаружителя поступает на вход сто двадцатого разряда регистра сдвига PC, а выходной сигнал обнаружителя снимается с выхода компаратора КП, при этом каждый сумматор содержит операционный усилитель ОУ, инвертирующий вход которого соединен с выходом операционного усилителя ОУ, а также с соответствующими выходами регистра сдвига PC через резисторы R непосредственно либо через включенные последовательно с резисторами аналоговые инверторы АИ, неинвертирующий вход операционного усилителя ОУ соединен с общим проводом.