Корреляционное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06G7/19 

Фиг./ Изобретение относится к специали зированным средствам вычислительной техники и радиотехнике,а именно к средствам корреляционной обработки сигналов, и может быть использовано при выделении задержанного сигнала относительно опорного, если форма огибающей спектра сигналов близка к прямоугольной. Известен корреляционный дискриминатор с двумя каналами корреляционной обработки, содержащей пять корреляторов, генератор опорных сигналов два сумматора, три вентиля и три бло ка вычитания {,1. Этот дискриминатор имеет расширен ный по сравнению с зондирующим сигна лом основной лепесток функции корреляции и связанное с этим низкое отно шение сигнал/шум, а также низкую раз решающую способность, сложное пострр ение и невысокую надежность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является корреляционное устройство, содержаще три коррелятора, генератор опорных сигналов, два сумматора, шесть вентилей, усилитель-ограничитель и два электронных ключа, в которых сигналь ные входы корреляторов соединены между собой и являются входом устрой ства, выходы генератора опорных сигналов соединены соответственно с опорными входами первого,, второго и третьего корреляторов, выход первого коррелятора соединен с первым входом первого сумматора, с входом первого вентиля и сигнальным входом первого электронно,го ключа, выход второго коррелятора соединен с вторы ми входами сумматоров, выход третьего коррелятора соединен с третьим входом первого сумматора, с входом второго вентиля и сигнальным входом второго электронного ключа, выходы первого и второго вентилей соединены соответственно с четвертым и пятым входами первого сумматора, выход пер вого сумматора- соединен через третий вентиль с входом усилителя-ограничителя, выход усилителя-ограничителя со.единен с управляющими входами элек тронных ключей, выход первого электронного ключа соединен с первым входом второго сумматора и входом четвертого вентиля, выход второго электронного ключа соединен с третьи входом второго сумматора и входом пятого вентиля, выходы четвертого и, пятого вентилей соединены соответственно с четвертым и пятым входами второго сумматора, а выход второго сумматора через шестой вентиль соеди ней с вьссодом устройства 2j. Недостатками известного устройств являются сложность, невысокие надеж ности и разрешающая способность. Сложность и невысокая надежность обусловлены тем, что устройство содержит большое количество составных элементов (три коррелятора, шесть вентилей, два сумматора, усилительограничитель, два электронных ключа, генератор), Невысокая разрешающая способность устройства обусловлена большой шириной, формируемой устройством корреляционной функции. Целью изобретения является повышение разрешаго1г,сй способности устройства путем уменьшения ширины осно него лепестка формируемой функции корреляции. . Поставленная цель достигается тем, что в корреляционном устройстве, содержащем генератор опорных сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с опорными входами первого и второго корреляторов, сигнальные входы которых объединены и являются входом устройства, первый и второй вентили, выход первого из которых через усилитель-ограничитель подключен к управляющему входу ключа, выходы первого и второго корреляторов соединены соответственно с входами первого и второго вентилей, причем выход второго вентиля соединен с информационным входом ключа, выход которого является выходом устройства. На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого корреляционного устройства; на фиг. 2 - график напряжений на выходах корреляторов; на фиг. 3 График напряжения на выходе усилителя-ограничителя; на фиг. 4 - график функции корреляции на выходе устройства. Корреляционное устройство содержит генератор 1 опорных си1налов, два коррелятора 2 и 3, два вентиля 4 и 5, усилитель-ограничитель 6 и ключ 7. Сигнальные входы корреляторов 2 и 3 соединены между собой и являются входом устройства. Выходы генератора 1соединены с опорными входами корреляторов 2 и 3. Выходы корреляторов 2 и 3 соединены с входами вентилей 4 |и 5 соответственно. Вентиль 5, усилитель-ограничитель 6 и управляющий вход ключа 7 соединены последовательно. Выход вентиля 4 соединен с информационным входом ключа 7. Выход ключа 7 является выходом устройства . Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает на сигнальные входы корреляторов 2 и 3, на опорные входы которых поступают сигналы от генератора 1. В корреляторах 2и 3 входной и опорные сигналы перемножаются, результаты перемножения усредняются, и на выходах корреляторов 2 и 3 образуются напряжения . и U-J соответственно (фиг. 2). Коррелятор 2 является основным, а коррелятор 3 - дополнительннм. Функция корреляции Ц. на выходе коррелятора 3 меньш по уровню, чем функция корреляции на ёыходе коррелятора 2, и сдвинута относительно ее на половину основноjjo лепестка. Сигнал через вентиль 5 поступает на вход усилителя-ограничителя 6. Вентиль 5 включен таким образом, что пропускает только положительную составляющую входного сигнала. Усилитель-ограничи тель 6 имеет большой коэффициент уси ления и уровень ограничения, достаточный для надежного срабатывания ключа 7. Поэтому на выходе усилителя-ограничителя 6 образуется сигнал Ufe, имеющий вид последовательности прямоугольных импульсов (фиг. 3). Сигнал Of поступает на управляющи вход ключа 7. На управляющий вход ключа 7 через вентиль 4 поступает сигнал Uj с выхода коррелятора 2. Вентиль 4 включен таким образом, что пропускает только положительную составляющую входного сигнала. Учитывая что отрицательная составляющая функции корреляции U .не происходит на вход ключа 7 через вентиль 4, а ключ 7 открыт только во время действия сигнала 0 , на выходе ключа 7, являющегося выходом устройства, образует ся функция корреляции (Фиг. 4) Она не имеет боковых лепестков, имее крутой фронт, амплитуда ее такая же, как у основного лепестка функции корреляции Оа входного сигнала, а ширина в два раза меньше. Сформированная функция корреляцил обеспечивает высокое отношение сигt/,W, нал/шум и низкую вероятность ложной тревоги, предотвращает пропуск слабого сигнала, замаскированного боковыми лепестками сильного сигнала, и устраняет неоднозначность оценки при измерении задержки сигнала. Устройство легко реализуемо. В качестве вентилей могут быть применены полупроводниковые диоды. Ключ может быть выполнен на полевом транзисторе.. Остальные элементы устройства, в том числе пер1емножители и усреднители корреляторов, могут быть выполнены на интегральных схемах. В известном устройстве ширина формируемой функции корреляции такая же, как ширина основного лепестка функции корреляции входного сигнайа. Таким образом, ширина формируемой функции .корреляции в предлагаемом устройстве 1вдЕое меньше. Следовательно, в предлагаемом устройстве вдвое меньше интервал задержки одного сигнала по отношению к другому, в пределах которого нельзя разрешить два сигнала, т.е. разрешающая способность предлагаемого устройства в два раза выше, чем известного. Упрощение устройства заключается в том, что в нем на два сумматора, четыре диода, один коррелятор и один ключ меньше. Это делает устройство более простым, более легким в изготовлении и настройке и более надежным в эксплуатации. Ориентировочный расчет показывает, что наработка на отказ предлагаемого устройства по сравнению с известным примерно на 30% выше.

Фиг.З

КОРРЕЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор, опорных сигна лов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с опорными входами первого и второго корреляторов, сигнальные входы которых объединены и являются входом устройства, первый и второй вентили, выход перво го из которых через усилитель-ограничитель подключен к управляющему входу ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешгиощей способности устройства путем уменьшения ширины основного лепестка формируемой функции корреляции, выходы первого и второго корреляторов соединены соответственно с входами первого и второго вентилей, причем выход вто; рого вентиля соединен с информационньам входом ключа, выход которого является выходом устройства. ,

-6 -Ч - -г -г

1 J 5 ГТ