Корреляционный дискриминатор Советский патент 1984 года по МПК H03D3/00 G06G7/19 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, радиотехники и может быть использовано в радиосвязи радиолокации и других областях, где необходимо вьщеление задержанного сигнала относительно опорного.

Известен дискриминатор, построенный на основе корреляторов с подавлгнием боковых лепестков, в котором используется метод весовой обработки t 1 .

Недостатком данного устройства является сложность аппаратурной реализации весовых функций..

Наиболее близким по -технической сущности к предлагаемому устройству является дискриминатор; который можно построить ка основе корреляторов с использованием ключаs содержащий блок вычитания5 генератор опорных сигналов и два какала, каадый из которых содержит корреляционное устройство э первый вход которого является входом дискриминатора Jтри вторых зхоДа первого и три Еторь х входа второго корреляционного устройства подключены к соответствующим Еькода -з генератора опориьтх сигналОЕ. Его недостаток - малая апертура дистхрикт;национиой характеристики Г 2

Цель изобретения - расширение апертуры дискримглнацнонной характеристики при сохранении отконгения сигнал/шум.

Указанная цель достигается тем, что в корреляционный дискриминатор; содержащий ген ратор опорных сигналов, блок вь читания5 выход которо-го является вько.цом устройства,, и дв канала, кажд,ьш из которых сод-зржйт первый блок корреляции, сигнальные входы первых блоков корреляция обоих каналов объединены к являются входом устройства, а управляюитие входы первых блоко;о корреляции обоих каналов подключены к соответствуюг тик выходам генератора опорных сигналов в каждый канал введены сумм аторз (п-:-1) ключей (n-f-1) усилигелай-огра.вичи/18лей и 1г -блоков корреляции., сигЕа,пьнывходы которых в канале объединены и подключены к сигнальному входу первого блока корреляции своего каналаJ информациокнь е входы (ш-1 ключей в каждом канале обьединены со входами () одноимеяньйс усилителейограничителей своего канала и подключены к выходам одноименньш (n-i-t) бл

ког- корреляции своего канала, управляющие входы (п-4-1) ключей в каждо кана.пе подключены к выходам одноименньш. iji+1) усилителей-ограничителей своего какала 5 а выходы (п+1) ключей Б каждом канале подключены к соответствующим входам суг-в-гатора своего кана.па выходы сумматоров обоих канало подключены к соответствующим входам блока зы-зитания.

Н- фкг, 1 представлена структурная схема предлагаемого- устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока корреляции; на фиг. 3 - графики формирозання дискриминационной характеристики.

Koppeл5 ц oкньiн дискрим1 натрр соде1 жит два канс.ла, каждый из которьгй содерж.П (п-.-) блоков 1 корреляции, (п+1) ключей 2., (п+1) уси.Кчелей-ограи.ичктелей 3 и сумматор -:., а также ге-.кератор 5 опорных сигяалог; и блок 6 вычитания.

Сигнальные входы всех блоков 1 корреляцик обоих каналов объединены я являются входом устройсгва, инфорнг.гтиониью входы ключей 2 каждого , объедкнены с выгодами одноименпьк :усил1тслей-ограиичителей 3 своег канала к подключены к выходам одно.чменньк блоков корреляции своего канала,, BXO;:,JI сумматора 4 ка;1сдого канап,а подклю ены к выходам соответс1Еую цих :г;, ;:Boeio канала упрэв,пя:оУ1ие входы которых подключены к Бьпсодам одкоименных усилителей-огра ; ;чнте)тей j своего какала, выходы су-сматоров 4 обоих каналов соедиьч:;ны с соответствующими входами блок о вычк.га;-:;я „ Зг1равляюшие входы всех блоков кодре, подключеньЕ к сооя тстяую);;й:;.. Еьжодан генератора 5 опоК;К, скгнрло;: выходом генвратора 5 Оюрнгл: сг:,-палов,

Елок 1 :; орреляции содержит первый второй к трет,--1Й кпррэляторы 7, первы и .е10рой ::е;;;тили 8, су жатор 9 треЧКй 3GBv:;,Ji.i, iOj уск,питьль-ограничителз;, -1 и ялюч , Вход (3 является скгнаньным входом . Входы 14-16 являются улразляющ5 М1; входами блоха. Zhizfifi :-:J:KJ :. 12 является вь0:одом 17 б,п,окз ,

PacrtsipeKi e ,чггергуры дискриминацизпной хардх.герис ики дости1ается тем. что в каждый канал включены паp-a,ruie,:jbHc блоки 1 корреляции еигна,пь; KOfopFjJX смещены относительно ДРУ1 друга (перекрываются частично) . Отношение сигнал/шум остаегся С-г. изменения почти на всей апертуг я ди криминационной характеристики за сч того, что ключи 12 на выходе слсксв 1 корреляции открываются СИГТ;ЗИЕ:о:; снимаемыь{и с этих же блоков .- i;.; остальное время ключи эакрь1ты .Inev довательно, в это время шумы блоков 1 корреляции на выход дискриминатор не проходят. Принцип работы корреляциокп.огс дискриминатора заключается Б сле.цую щем. Рассмотрим работу дискримкнач-о;сг для случая, когда в каждом кз :яра-лов имеется один блок 1 Koppsji/.i/i/ri На выходе первого блока i Korv:- f. ци каждого из каналов 5 имеется . ;гпэл форма которого описывается т -;ра:;.:; нием 11М| , при 1, О Ч Г О (фиг. За)„ Если с генератора 5 опориьж сигналов подать на блоки 1 корреляции опорные сигналы таким образом- чтоб сдвиг между ними был равен пслсзлке ширины главного лепестка коррелчиионной функции 0,58-0 (где Н„ - ширина ГЛЕЛЗКСГО лепестка корреля);:1онной фу;ил1кк ; нулевом уровне) к произв&с и г;-;-;;-:тание выходных сигналов 6j,::,;o3 : корреляции обоих каналов, тс :::г;с:;.:рИ минационная характеристика б-,7-,й иметь вид, представлекный на );-:;чЗб , При использовании корреля/ ло сяого дискриыргнатора с такой хбГ-: - еристикой S корреляционных СолЯ1 г;д -1л системах трудно осуществить сзелсение за Сигналом с быстро изменяющейся задержкой, так как будет про -схопит срыв слежения из-за малой апе туры дискриминационной характеристик Для расширения апертуры дискрими национной характеристики в к9;:-лон канале параллельно первому блс;.:;.у 1 корреляции подключают п блоков 1 корреляции. В нормальном СОСТОЯНИЙ КЛ:Ч 1 2 каждого канала заперты Сиг:-:а.лы с вы ходов блоков 1 ксррелящ:-1 . из каналов через усилителк-сгранггштели 3 поступают на управляюпше входы соответствующих ключей 2 своего канала и открывают их. Сигналы с выходов кл.ючей 2 каждого кана.ла суммируются в сумматоре 4 своего кана.ла Считаем для простоты, что в каж,i.:; из каналов имеется по дна блока . ; хорреляции. При задерлске сигнала второго бло:..:i корреляции каждого из каналов .а величину g -1,0 (фиг. 3, пунктир К т.ео на половину ширины кор,. :л:ЯЦИОННОЙ функции, НЕ вГО ВЫХОДЕ г : ;с;1мэльное значение дискримина;-;:гс КНОй характеристики при ,0 0 ;;:;i о Зв) и увеличится по сравнению с сигналом исходного дискриминатора г 1,, 26 раза л(е-1) sinj7-0,g sin7r-0|S 1 Г:: 17{g-l) - jT-0,5 Г-0,5 глпертура его характеристики расijKVHTCH в 1s6a раза(на фиг. 3. в t f С ----- 1 ,66; . iip в интервале начальных ,ерхсек (G,5-0)E (0-0,5) и в ;:;рвале больших задержек (2,5 3)-J Е ( I 55-2,5) отношение сиг/njyM ь:а выходе предлагаемого реляционного дискриминатора будет :ии же. как и в известном дискриsTope (фиг, Зв, заштриховано). 1:.;;и подключить блоки 1 корреля: кан т:сом канале параллельно без .пения в схему ключей и усили;-й-ограмичителейJ то отношение . л/шум на выходе дискриминатора лл;.шается. :с.1;и изменять начальное смещение :.;.: ,ду сигнала 5и на выходе первого . :- - : корреляции .и остальных бло . I коррел.яций каждого из каналов ---, -р.-еделах 1,u. IjZjTo максимальнс, значение сигнала на выходе предгтаемого устройства больше максиvj-jibiicro значения сигнала известного орреляционного дискриминатора в ,2fc - 1,0 раза (фиг. 3, в,г), а ши;i--: апертурь характеристики больjj; 1,66-158 раза (фиг. 3,в,г). Лри дальнейшем увеличении начальо:го смещения в дискрим11национой характеристике появляется провал, роме TorOjK первому блоку 1 корреяции в каждом из каналов можно до.алМ1 ь два, три и т.д. блока 1 коррея;Д ;;т,. выходы которых- через ключи, пра:з.пяеь1ые усилителями-ограичителями, также должны быть подлючены к блоку суммирования с п ходами своего канала, при этом можо расширить апертуру дискриминационной характеристики в несколько раз по сравнению с исходной.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить в больши пределах апертуру дискриминационной характеристики без ухудшения отношения сигнал/шум в интервале малых и больших задержек, когда величина Сигнала на выходе дискриминатора мала, % в интервале средних задержек, кЬгда сигнал большой (превьшает сигнал исходного дискриминатора в 1,28ЦО раза), отношение сигнал/шум также остается почти без изменения, что в конечном счете позволяет повысить

устойчивость следящих систем с корреляционными дискриминаторами.

Увеличение уровня шумов в моменты подключения к первому блоку 1 корреляции одного из нескольких параллельно подключенных дополнительных блоков 1 корреляции практически не изменяет устойчивости следящей системы, в которую включен данный корреляционньш дискриминатор, так как уровень полезного сигнала в этом случае максимальный и больше, чём в известном корреляционном дискриминаторе.

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ДИСКР№ШНАТОР, содержащий генератор опорных сигналов, блок вычитания, выход которого является выходом устройства, и два канала, каждый из которых содержит первый блок корреляции, сигнальные входы первых блоков корреляции обоих каналов объединены и являются входом устройства, а управляющие входы первых блоков корреляции обоих каналов подключены к соответствующим выходам генератора опорных сигналов, отличающийся тем, что. с целью расширения апертуры дискриминационной характеристики при сохранении отношения сигнал/шум, в каждый канал введены сумматор, (п+1) ключей, (п+1) усилителей-ограничителей и п блоков коррекции, сигнальные входы которых в каждом канале объединены и подключены к сигнальному входу первого блока коррекции своего канала, информационные входы (п+1) ключей в каждом канале объединены с входами (п+1) одноименных усилителей-ограничителей своего канала и подключены к выходам одноименных (п+1) блоков корреляции своего канала, управляющие входы (п+1) ключей в каждом ка9 нале подключены к выходам одноименных (п+1) усилителей,ограничителей своего канала, а выходы (п+1) ключей в каждом канале подключены к соответствующим входам сумматора своего канала, выходы сумматоров обоих каналов подключены к соответствующим входам блока вычитания. 00 и ) 4i ;о

Фиг.