УСТРОЙСТВО СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОЙ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2023 года по МПК H04L5/00 H04B1/707 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности, к высокоскоростным системам радиосвязи (устройствам), использующим сверхкороткие импульсные (СКИ) сверхширокополосные (СШП) сигналы, у которых рабочая полоса частот и средняя частота спектра сигнала сравнимы по величине. Системы связи (устройства) с применением сверхширокополосных сигналов описаны в ряде статей и патентов.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство сверхширокополосной радиосвязи: [Патент на изобретение №2757924 RU, «Устройство сверхширокополосной радиосвязи с повышенной помехоустойчивостью», Антипенский Р.В., Ерзин И.Х., Любавский А.П., 2020], взятое за прототип изобретения.

Недостатком устройства прототипа является низкая помехоустойчивость приема сигналов в сложной помеховой обстановке.

Реализуя в устройстве при формировании сигналов дополнительное наложение нелинейного закона изменения пауз между импульсами на линейный в последовательностях единичных и нулевых посылок, существенно снижается уровень боковых лепестков в принимаемом сигнале на выходе фильтра, согласованного с последовательностью импульсов, что ведет к повышению помехоустойчивости приема сигналов (см., например, Публикация Аксельрод Г.З., с. 40-41).

Технический результат, на получение которого направлено изобретение - повышение помехоустойчивости приема сигналов по сверхширокополосному каналу на 3 дБ.

Указанный технический результат достигается тем, устройство сверхширокополосной радиосвязи, содержащее последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вейвлет-фильтр синхронизирующего сигнала, формирующий на выходе короткий перепад напряжения соответствующий фронту смены частоты частотно-манипулированного сигнала, блок синхронизации, устройство временного окна канала шума, пороговое устройство канала шума, буферное устройство канала шума и блок обработки и управления, дискриминатор, выходы которого соединены с формирователем последовательности прямоугольных импульсов с возрастающей паузой, вход которого соединен с выходом формирователя закона изменения паузы и формирователем последовательности прямоугольных импульсов с убывающей паузой, вход которого также соединен с выходом формирователя закона изменения паузы, которые последовательно соединены с генераторами сверхширокополосных импульсов, которые по фронту прямоугольного импульса формируют СШП импульс заданной полярности и с заданной паузой между импульсами, выходы которых соединены с сумматором, переключатель прием/передача, второй выход которого соединен со входом малошумящего усилителя, сверхширокополосный фильтр и антенну, последовательно соединенные устройство временного окна канала сигнала, пороговое устройство канала сигнала, согласованный фильтр и буферное устройство канала сигнала, выход которого соединен со вторым входом блока обработки и управления, последовательно соединенные формирователь синхронизирующей импульсной последовательности, усилитель широкополосного синхронизирующего сигнала, переключатель и полосовой фильтр, выход которого соединен со входом антенны, а также аттенюатор, формирователь порогового напряжения канала сигнала, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства канала сигнала, формирователь порогового напряжения канала шума, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства канала шума, при этом первый выход блока обработки и управления соединен со входом буферного устройства, а второй общий выход является шиной управления и соединен со вторыми входами переключателя, переключателя прием/передача, аналого-цифрового преобразователя, вейвлет-фильтра синхронизирующего сигнала, блока синхронизации, входами формирователя синхронизирующей импульсной последовательности, формирователя порогового напряжения канала сигнала, формирователя порогового напряжения канала шума и управляющим входом аттенюатора, сигнальный вход которого объединен со входом вейвлет-фильтра синхронизирующего сигнала, а второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом устройства временного окна канала сигнала, согласно изобретению дополнительно введен: формирователь закона изменения паузы.

Сущность изобретения достигается тем, что дополнительно введен: формирователь закона изменения паузы, этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Схема устройства приведена на фигуре, где обозначены: 1 - дискриминатор, 2 - сумматор, 3 - переключатель прием/передача, 4 - сверхширокополосный фильтр (СШПФ), 5 - антенна, 6 - сверхширокополосный малошумящий усилитель, 7 - аттенюатор, 8 - согласованный фильтр, 9 - устройство временного окна канала сигнала, 10 - пороговое устройство канала сигнала, 11 - буферное устройство канала сигнала, 12 - формирователь порогового напряжения канала сигнала, 13 - устройство временного окна канала шума, 14 - пороговое устройство канала шума, 15 - буферное устройство канала шума, 16 - формирователь порогового напряжения канала шума, 17 - блок обработки и управления, 18 - блок синхронизации, 19 - формирователь синхронизирующей импульсной последовательности, 20 - усилитель широкополосного синхронизирующего сигнала, 21 - формирователь последовательности прямоугольных импульсов с линейно возрастающей паузой, 22 - полосовой фильтр, 23 - переключатель, 24 - формирователь последовательности прямоугольных импульсов с линейно убывающей паузой, 25 - аналого-цифровой преобразователь, 26 - вейвлет-фильтр синхронизирующего сигнала, 27 - генератор СШП импульсов, 28 - вейвлет-фильтр СШП сигнала, 29 - генератор СШП импульсов, 30 - формирователь закона изменения паузы.

Назначение формирователя закона изменения паузы 30, ясно из названия, он может быть реализован по известным схемам на лавинных транзисторах (см., например, Арслан X., Чен Чж. Н., Бенедетто М., Сверхширокополосная беспроводная связь. Москва: Техносфера, 2012, стр. 146).

Устройство сверхширокополосной радиосвязи работает аналогично прототипу, отличие заявляемого устройства от прототипа заключается в использовании формирователя закона изменения паузы 30, вход которого соединен с выходом блока обработки и управления 17, а выходы соединены со вторыми входами формирователей последовательностей прямоугольных импульсов с возрастающей/убывающей паузой 21 и 24. Формирователь закона изменения паузы 30 позволяет обеспечить дополнительное наложение нелинейного закона изменения пауз между импульсами на линейный в последовательностях единичных и нулевых посылок, что повышает помехоустойчивость.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить помехоустойчивость приема СШП сигналов на 3 дБ, и тем самым устраняя недостатки прототипа.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известно устройство сверхширокополосной радиосвязи, реализующее обмен данными на основе передачи единичной посылки последовательностью из N сверхширокополосных импульсов положительной полярности с возрастающей паузой между импульсами, передачи нулевой посылки - последовательностью из N сверхширокополосных импульсов отрицательной полярности с убывающей паузой между импульсами, в котором дополнительно осуществляется наложение нелинейного закона на линейный закон изменения пауз между импульсами в последовательностях.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к высокоскоростным системам радиосвязи (устройствам), использующим сверхкороткие импульсные сверхширокополосные сигналы. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости приема сигналов по сверхширокополосному каналу. Упомянутый технический результат достигается тем, что в устройство сверхширокополосной радиосвязи дополнительно введен формирователь закона изменения паузы, который позволяет обеспечить дополнительное наложение нелинейного закона изменения пауз между импульсами на линейный в последовательностях единичных и нулевых посылок, что повышает помехоустойчивость. 1 ил.

Устройство сверхширокополосной радиосвязи с повышенной помехоусточивостью приема сигналов в сложной помеховой обстановке, содержащее последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вейвлет-фильтр синхронизирующего сигнала, формирующий на выходе короткий перепад напряжения, соответствующий фронту смены частоты частотно-манипулированного сигнала, блок синхронизации, устройство временного окна канала шума, пороговое устройство канала шума, буферное устройство канала шума и блок обработки и управления, переключатель прием/передача, второй выход которого соединен со входом малошумящего усилителя, сверхширокополосный фильтр и антенну, последовательно соединенные устройство временного окна канала сигнала, пороговое устройство канала сигнала и буферное устройство канала сигнала, выход которого соединен со вторым входом блока обработки и управления, последовательно соединенные формирователь синхронизирующей импульсной последовательности, усилитель широкополосного синхронизирующего сигнала, переключатель и полосовой фильтр, выход которого соединен со входом антенны, а также аттенюатор, формирователь порогового напряжения канала сигнала, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства канала сигнала, формирователь порогового напряжения канала шума, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства канала шума, при этом первый выход блока обработки и управления соединен со входом буферного устройства канала шума, а второй общий выход является шиной управления и соединен со вторыми входами переключателя, переключателя прием/передача, аналого-цифрового преобразователя, вейвлет-фильтра синхронизирующего сигнала, блока синхронизации, входами формирователя синхронизирующей импульсной последовательности, формирователя порогового напряжения канала сигнала, формирователя порогового напряжения канала шума и управляющим входом аттенюатора, сигнальный вход которого объединен со входом вейвлет-фильтра синхронизирующего сигнала, а второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом устройства временного окна канала сигнала, отличающееся тем, что дополнительно введен: формирователь закона изменения паузы, вход которого соединен с выходом блока обработки и управления, а выходы соединены со вторыми входами формирователей последовательностей прямоугольных импульсов с возрастающей/убывающей паузой.