Устройство поиска шумоподобного сигнала Советский патент 1984 года по МПК H04L7/04 

Нзобротсние относится к технике электjK)CBH3H и .может быть использовано для поиска и распознавания сложных шумоподобных сигналов. . По основному авт. св. № 495780 известно устройство поиска шумоподобного сигнала, содержащее последовательно соединенные смеситель, широкополосный усилитель, демодулятор, узкополосный усилитель, детектор с фильтром низкой частоты и управляемый гетеродин, последовательно соединенHfjie дискриминатор, корректирующий усилитель и тактовый генератор, при этом сигнальный вход дискриминатора подключен к вы.ходу щирокополосного усилителя, выход тактового генератора через первый вентиль и через последовательно соединен {ые линию задержки и второй вентиль подключен к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу регистра сдвига с обратными связями, каждый выход которого через соответствующий канальный коррелятор подключен к соответствующему пороговому вентилю и непосредственно -к соотвётствующ,ему канальному вентилю, чторой вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего канального коррелятора, при этом выходы канальных вентилей через дополнительный элемент ИЛИ подключены к управляющим входам дискриминатора и демодулятора, пороговые вентили соединены последовательно, выход последнего порогового вентиля подсоединен к объединенным входам сброса канальных корреляторов и первому входу блока сканирования, первый и второй выходы которого подсоединены к вторым входам первого и второго вентилей,, третий выход блока сканирования подсоединен к второму входу управляемого гетеродина, четвертый выход подсоединен к второму входу первого порогового вентиля, а второй вход блока сканирования подключен к выходу тактового генератора, при этом выход управляемого гетеродина подсоединен к первому входу частотной матрицы, каждый выход которой через коммутаторный ключ подключен к соответствующему входу суммато,ра, выход I которого подсоединен к второму входу смесителя, причем каждый выход частотной матрицы через последовательно соеди ненные канальный смеситель и канальный широкополосный усилитель подключен к информационному входу соответствующего канального коррелятора, при этом вторые входы канальных смесителей объединены и подключены к входу устройства, второй вход коммутаторного ключа подключен к выходу соответствующего канального коррелятора, а дополнительный выход блока сканирования подсоединен к второму входу частотной матрицы 1. Недостатком данного устройства поиска щумоподобного сигнала является значи ельиое время ноиска сигнала, если поиску пред1иест15 ет режим слежения. Ue.ib изобретения - уменьшение времеiiii iioHCKa шумоподобного сигнала при срыве а1ежения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство поиска шумоподобного сигнала, содержащее последовательно соединенные смеситель, широкополосный усилитель, демодулятор, узкополосный усилитель, детектор с фильтром низкой частоты и управляемый гетеродин, последовательно соединенные дискриминатор, корректирующий усилитель и тактовый генер.атор, при этом сигнальный вход дискриминатора подключен к выходу щирокополосного усилителя, выход тактового генератора через первый вентиль и через последовательно соединенные линию задержки и второй вентиль подключен к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу регистра сдвига с обратными связями, каждый выход которого через соответствующий канальный коррелятор подключен к соответствующему пороговому вентилю и непосредственно - к соответствующему канальному вентилю, второй вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего канального коррелятора, при этом выходы канальных вентилей через дополнительный элемент ИЛИ подключены к управляющим входам дискриминатора и демодулятора, пороговые вентили соединены последовательно и выход последнего порогового вентиля подсоединен к объединенным входам сброса канальных корреляторов и первому входу блока сканирования, первый и второй выходы которого подсоединены к вторым входам первого и второго вентилей, третий выход блока сканирования подсоединен к второму входу управляемого гетеродина, четвертый выход подсоединен к второму входу первого порогового вентиля, а второй вход блока сканирования подключен к выходу тактового генератора, при этом выход управляемого гетеродина подсоединен к первому входу частотной матрицы, каждый выход которой через коммутаторный ключ подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого подсоединен к второму входу смесителя, причем каждый выход частотной матрицы через последовательно соединенные канальный смеситель и канальный широкополосный усилитель подключен к информационному входу соответствующего канального коррелятора, при этом вторые входы канальных смесителей объединены и подключены к входу устройства, второй вход каждого коммутаторного ключа подключен к выходу соответствующего канального коррелятора, а дополнительный выход блока сканирования подсоединен к второму входу частотной матрицы, введен блок памяти и анализа состояний, первый вход которого подключен к выходу тактового генератора.

другие входы блока памяти и анализа состояний подключены к выходам соответствующих канальных корреляторов, а выход подсоединен к другому входу блока сканирования.

При этом блок памяти и анализа состояний содержит четыре триггера, выход каждого из которых подсоединен к соответствующему входу дешифратора, установочные входы каждого триггера объединены и являются первым входом блока памяти и анализа состояний, а сигнальные входы каждого триггера являются другими входами блока памяти и анализа состояний, а выход дешифратора является выходом блока памяти

и анализа состояний.

I

На фиг. 1 представлена структурно-электрическая схема устройства поиска щумоподобного сигнала; на фиг. 2 - структурноэлектрическая схема блока памяти и. анализа состояний; на фиг. 3 - структурно-электрическая схема, блока сканирования.

Устройство поиска шумоподобного сигнала содержит смеситель 1, щирокополосный усилитель 2, демодулятор 3, узкополосный усилитель 4, детектор 5 с фильтром низкой частоты, управляемый гетеродин 6, частотную матрицу 7, коммутаторные ключи 8, сумматор 9, дискриминатор 10, корректирующий усилитель 11, тактовый генератор 12, первый вентиль 13, элемент ИЛИ 14, линию задержки 15, второй вентиль 16, регистр 17 сдвига с обратными связями, канальные вентили 18, дополнительный элемент ИЛИ 19 канальные смесители 20, пороговые вентили 21, канальные широкополосные усилители 22, канальные корреляторы 23, блок 24 сканирования, блок 25 памяти и анализа состояний.

Блок 25 памяти и анализа состояний содержит четыре триггера 26-29 и дешифратор 30.

Блок 24 сканирования содержит делитель 31 частоты, элемент И 32, тактируемый I-Kтриггер 33, пороговый усилитель 34, компаратор 35, умножитель 36 частоты, преобразователь 37 частота-напряжение, сумматор 38 порога, элемент И 39, преобразователь 40 число-число импульсов, эл-емент И 41, преобразователь 42 число-напряжение, элемент И 43, счетчик 44 импульсов, элемент 45 задержки, счетчик 46, реверсивный счетчик 47, элемент ИЛИ 48, элемент И 49, умножитель 50 частоты.

Устройство поиска широкополосного сигнала работает следующим образом.

Приходящий сигнал поступает. на сигнальные входы канальных смесителей 20, входы которых соединены с выходами частотной матрицы 7, формирующей согласно командам блока 24 сканирования, которые подаются на управляющий вход управляемого гетеродина 6, из частоты управляемого гетеродина 6 опорные частоты

. ,

уггделfyr-частота управляемого гетеродина 6 Д -полоса пропускания канальных

смесителей 20;

, 1, 2, .... К.

На опорные входы канальных корреляторов 23 поступают согласно командам блока 24 сканирования, которые подаются на регистр 17 сдвига с обратными связями через вентили 13 и 16 и элемент ИЛИ 14, сигналы с выходов регистра 17 сдвига с обратными связями, характеризующие временное положение принимаемого сигнала.

Если за время анализа канальный смеситель 20, канальный широкополосный усилитель 22 и канальный коррелятор 23 одного состояния ожидаемого сигнала сигнал не обнаруживают, то на выходе порогового вентиля 21 пороговый уровень не превысится, и импульс опроса, формируемый из импульсов тактовой частоты тактового генератора 12 блоком 24 сканирования, проходит через последовательно включенные пороговые вентили 21, разряжает канальные корреляторы 23 и возвращается в блок 24 сканирования, который выдает команду на переход к анализу следующих состояний. Проце дура анализа возможных состояний определяется порядком выдачи опорных сигналов (частотного и временного), что определяется программой поиска, Заложенного в блоке 24 сканирования. Если при анализе какого-либо возможного состояния искомого сигнала он обнаружен, то напряжение «свертки достигается величины, превышающей пороговое значение, соответствующий пороговый вентиль 21 закрывается, а подключенный вентиль 18 и коммутаторный ключ 8 открываются, при этом опорная частота, соответствующая обнаруженному сигналу, с частотной матрицы 7 через соответственно открытый коммутаторный ключ 8 и сумматор 9 поступает на вход смебителя 1, а временный сигнал с выхода регистра 17 сдвига с обратными связями через открытый вентиль 18 и дополнительный элемент ИЛИ 19 поступает на опорные входы дискриминатора 10. Таким образом, оба кольца слежения (за частотой и за задержкой) оказываются замкнутыми, и устройство поиска щумоподобных сигналов переходит в режим слежения. В этом режиме блок 25 памяти и анализа состояний канальных корреляторов 23 запоминает номер канального коррелятора 23, в которомjсигнал превысил пороговый уровень (это соответствует запоминанию

частотно-временной области, в которой находится шумоподобный сигнал). При срыве слежения блок 25 памяти и анализа состояний выдает в блок 24 сканирования управляющий сигнал в виде цифрового значения HOiMepa канала, в котором сигнал превышал пороговый уровень до срыва слежения, по которому блок 24 сканирования, начинает осуществлять программу поиска шумоподобного сигнала не с начала всей частотной временной области поиска, а с наиболее вероятной области нахождения шумоподобного сигнала, определяемой состояниями канальных корреляторов 23 в момент времени, предшествующий срыву слежения.

Команды в блоке 24 сканирования формируются следующим образом.

Сигнал с выхода тактового генератора 12 поступает на информационный вход элемента И 32, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода тактируемого 3-К-триггера 33, на вход 3 которого поступает сигнал с выхода тактового генератора 12, а на вход К - сигнал с выхода элемента И 32. С выхода элемента И 32 импульс опроса поступает на вход первого порогового вентиля 21. Если сигнал не обнаружен, то ответный импульс с выхода последнего порогового вентиля 21 поступает на управляющий вход элемента И 41, на информационный вход которого поступает через умножитель 36 частот сигнал с выхода тактового генератора 12. Ответный импульс открывает элемент И 41 и пачка импульсов проходит через элемент ИЛИ 48 на вход вентиля 16, на управляющий вход которого в этот момент времени поступает задержанный импульс с выхода тактового генератора 12.

Таким образом, пачка импульсов поступает на вход элемента ИЛИ 14 и далее на тактовый вход регистра 17 сдвига. Это позволяет область поиска по задержке сдвинуть на число импульсов в пачке, которое зависит от отношения частоты на выходе умножителя 36 частоты к частоте на его входе.

При потере сигнала в режиме слежения, если сигнал сразу не найден при очередном цикле сканирования по задержке, ответный импульс поступает на -вход элемента И 43 и сигнал с выхода блока 25 памдти и анализа состояний через преобразователь 40 числочисло импульсов поступает на вход записи счетчика 44 импульсов, на счетный вход которого поступают импульсы с выхода умножителя 36 частоты через умножитель 50 частоты, что позволяет в момент прихода ответного импульса на вход элемента И 43 пропустить через элемент И 49 такое число импульсов с выхода преобразователя 40 число-число импульсов на элемент ИЛИ 48, что область поиска по задержке сдвинется

на Р позиц1 Й назад (число Е задается начальной установкой счетчика 44 импульсов).

Формирование команд блоком 24 сканирования на изменения средней частоты сканирования происходит следующим образом.

Средняя частота области сканирования меняется лишь после того, как проанализирована вся область изменения задержки сигнала. Для этого сигнал с выхода частотной матрицы 7 поступает на вход преобразователя 37 частота-напряжение, выход которого подключен к входу сумматора 38, к другому входу которого подключен выход преобразователя 42 число-напряжение, входы которого объединены с выходами реверсивного счетчика 47. Реверсивный счетчик 47 производит подсчет импульсов переполнения с выхода счетчика 46, который подсчитывает ответные импульсы, приходящие на его вход через элемент 45 задержки. Счетчик 46 и реверсивный счетчик 47 служат для того, чтобы изменять среднюю частоту сканирования после просмотра всей области изменения задержек. Сигнал с выхода сумматора 38 поступает на вход управляемого гетеродина 6, изменяя его среднюю частоту при появлении очередного импульса в реверсивном счетчике 47. При превышении сигнала с выхода сумматора 38 порога, определяемого границей области поиска по частоте, пороговый усилитель 34 ограничивает сигнал величиной порога, а на выходе компаратора 35 проявляется сигнал, который обнуляет реверсивный счетчик 47 и поиск по частоте начинает сначала. При потере сигнала по частоте в режиме слежения сигнал с выхода блока 25 памяти и анализа состояний поступает через преобразователь 40 числочисло импульсов на информационный вход элемента И 39, на управляющий вход которого поступает первый ответный импульс, открывающий его. При этом импульсы с выхода преобразователя 40 число-число импульсов поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 47. При этом область поиска по частоте сдвигается на несколько элементарных интервалов в сторону уменьщения.

Сигнал с выхода тактового генератора 12 через двигатель 31 частоты поступает на вход вентиля 13, что необходимо, для обеспечения работы блока слежения за задержкой в режиме слежения.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в значительном сокращении времени поиска шумоподобного сигнала, особенно в системах, требующих минимальных перерывов в связи.

(риг. 2

1. УСТРОЙСТВО ПОИСКА ШУМОПОДОБНОГО СИГНАЛА по авт. св. № 495780, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени поиска сигнала при срыве слежения, в него введен блок памяти и анализа состояний, первый вход которого подключен к выходу тактового генератора, другие входы блока памяти и анализа состояний подключены к выходам соответствующих канальных корреляторов, а выход подсоединен к другому входу блока сканирования. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок памяти и анализа состояний содержит четыре триггера, выход каждого из которых подсоединен к соответствующему входу дешифратора, установочные входы каждого триггера объединены и являются первым входом блока памяти и анализа состояний, а сигнальные входы каждого триггера являются другими входами блока памяти и анализа состояний, а выхОд дешифратора является выходом блока памяти и анализа состояний.