Устройство для поиска шумоподобного сигнала Советский патент 1986 года по МПК H04L7/04 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в широкополосных системах радиосвязи для поиска шумоподобного сигнала.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для поиска шумоподобного сигнала; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока временной компрессий сигнала; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства для поиска шумоподобного сигнала.

Устройство для поиска шумоподобного сигнала содержит первый смеситель 1, синтезатор 2 частот, узкополосный фильтр 3, регулируемый усилитель 4, блок 5 временной компрессии сигнала, второй смеситель 6, корреляторы 7, генератор 8 копий входного сигнала, блок 9 выбора максимального сигнала, пороговый блок 10, амплитудный детектор 11, интегратор 12, запоминающий блок 13, первый и второй фазовые детекторы 14 и 15, фазовращатель 16, дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор 18 сигнала по минимальному значению, блок 19 деления напряжения.

Корреляторы 7 содержат первый и второй перемножители 20 и 21, первый и второй интеграторы 22 и 23, формирователь 14 сигнала суммы квадратов напряжений.

Блок 5 временной компрессии сигна ла содержит опорный генератор 25, первый делитель 26 частоты, счетчик 27 сщресов записи, второй делитель 2В частоты, аналого-цифровой преобразователь 29, первый коммутатор 30, циф- роаналоговый преобразователь 32 частоты, второй и третий коммутаторы 32 и 33, первый и второй оперативные запоминающие блоки 34 и 35, счетчик 36 адресов считывания, третий и чет- вертЫй делители 37 и 38, счетчик 39 импульсов.

Устройство для поиска шумоподобного сигнала работает следующим об- разом.

Входной сигнал в виде смеси х(с) полезного сигнала и помех на промежуточной частоте ц , составляющей

f(2k+1)F,,

где F - тактовая частота шумоподобного сигнала, ,1,2,3..., поступает на вход блока 5 временной компрессии. В блоке 5 временной компрессии сигнал диск ретизируется с частотой , заполняются последовательные отрезки сообщений длительностью (фиг.За)

Tj,4(N+n)/F3, где N - длина передаваемой случайной

последовательности; п - число корреляторов 7.

Первые 4N выборок каждого отрезка сообщений считываются 2т раз с частотой F где , и по ним восстанавливаются 2т раз повторяющиеся сжатые во времени отрезки входного сигнала x(t) длительностью

(Фиг.З,Г).

СЧ

Выходной сигнал блока 5 временной компрессии поступает на первый сме- ситель 1, где он смешивается с выходным сигналом синтезатора 2 частот со ступенчато изменяющимся значением частоты (фиг.ЗЬ). Шаг изменения частоты синтезатора 2 частот равен

а число частот равно т.

Выходной сигнал первого смесителя

Iфильтруется узкополосным фильтром 3. Квадрат огибающей выходного сигнала узкоплосного фильтра 3 поступает с выхода амплитудного детектора

IIна интегратор 12. Импульсы сброса для интегратора 12 формируются бло- ком 5 временной компрессии и имеют

период следования, равный длительности сжатого входного сигнала. В интеграторе 12 накапливается энергия частотных составляющих (фиг.Зб), которые запоминаются запоминающим блоком 13 (фиг.3 и считываются из него в дискретно-аналоговую линию 17 задержки и анализатор 18. В анализаторе 18 выбирается минимальное значение частотных составляющих (фиг.3|). В

ДАЛЗ 17 формируется развертка спектра

входного сигнала (фиг.Зи). I

Весь процесс считывания информации из блока 5 временной компрессии разбивается на два этапа (фиг.Зг).

На первом этапе анализа спектра входного сигнала .корреляторы 7 находятся в исходном состоянии. В этом режиме измеряется энергия частотных составляющих входного сигнала и выбирается

их минимальное значение. В режиме обработки (фиг.Зг) входного сигнала происходит сравнение энергий спектральных составляющих с минимальным

уровнем. В зависимости от результата сравнения спектральные составляющие обрабатываются или не обрабатываются в корреляторах 7. Для этого информация о спектре считывается из ДАЛЗ 17 фиг.Зн) и делится в блоке 19 деле- 1ия на минимальный уровень спектральной плотности, полученной в анализаторе 18. Выходное напряжение блока 1 деления управляет коэффициентом уси- ления управляемого усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пропускания узкополосного фильтра 3 коэффициент усиления регулируемого усилителя 4 уменьшается в К раз, где ( - отношение спектральной плотности мощности помехи и полезного сигнала. Таким обрАзом, обнаруженная узкополосная помеха подавляется с помощью регулируемого усилителя 4 и не пропускается на второй смеситель 6. Если в спектре входного сигнала отсутствует узкополосна помеха, то коэффициент усиления управляемого усилителя 6 остается не- изменным, и сигнал с выхода узкополосного фильтра 3 без изменений поступает на вход второго смесителя 6, где он смешивается с выходным сигналом синтезатора 2 частот.

Таким образом, при каждом смешивании отрезка сжатого входного сигнала на выходе второго смесителя 6 выделяется одна из его частотных составляющих, которая поступает на информационные входы первого и второго фазовых детекторов 14 и 15. На опорный вход первого фазового детектора 14 подаются опорные колебания несущей частоты РЦ ГСЧ выхода блока 5 временной компрессии, а на опорный вход второго фазового детект.ора 15 - колебания, сдвинутые на 90° в фазовращателе 16.

Демодулированные частотные составляющие с выходов первого и второго фазовых детекторов 14 и 15 подаются на входы корреляторов 7, каждый из которых состоит из двух каналов, содержащих перемножители 20 и 21, ин- теграторы 22 и 23 и формирователь 24. На вторые входы перемножителей 20 и 21 поступают копии псевдослучайной последовательности с генератора 8 с тактовой частотой F /4. На установочные входы интеграторов 22 и 23 и одновременно на анализатор 18 поступает сигнал с блока 5 временной

j 0 5 о 5

5 0 5

5

41Ь4

компрессии (фиг.Зг). Сигнал для синхронизации генератора 8 (фиг.), служащий для привязывания по фазе формируемой последовательности со считываемым сигналом, является и сиг- , налом сброса для анализатора 18.

В интеграторах 7 накапливаются результирующие значения корреляционных сверток опорного сигнала (фиг.Зл) со всеми частотными составляющими входного сигнала, которые эквивалентны свертке опорного сигнала с входным сигналом (фиг.3м). Квадраты выходных сигналов интеграторов 7 складываются в формирователе 24 и поступают на блок 9 выбора, где они сравниваются между собой и максимальный из них сравнивается с порогом в пороговом блоке 10. Если максимальньй сигнал корреляторов 7 превьш1ает порог, то устройство для поиска шумо-, подобного сигнала переходит в режим подстройки и приема информации. Фаза сигнала определяется в этом случае по моменту начала записи очередного отрезка входного сигнала (фиг.Зл) и номеру коррелятора 7 с максимальным значением свертки.

Блок 5 временной компрессии (фиг,2) работает следующим образом.

Входной шумоподобный сигнал с шириной спектра , поступающий на вход аналого-цифрового преобразователя 29, переводится в цифровую форму и записывается в первой или второй оперативные запоминающие блоки (ОЗУ) 34 и 35.

Частота дискретизации выбирается в соответствии с теоремой Котельни- кова и равна . Формируется частота дискретизации путем деления частоты опорного генератора 25 в первом делителе 26 на Е. Непрерывность обработки сигнала обеспечивается двухтак- товой организацией работы ОЗУ 34 и 35.

В то время5 когда в ОЗУ 34 запоминаются выборки очередного отрезка сообщения, из ОЗУ 35 считываиотся вы- . борки предьщущего отрезка и наоборот.

Для обеспечения работы ОЗУ 34 и 35 счетчиками 27 и 36 формируются

адреса записи и считывания А-А.

Причем счетчик 27 считывает да числа 4(N+n), а счетчик 36 - до числа 4N. Сигнал переноса счетчика 27, поделенный на два во втором делителе 28, является импульсом управления режимами записи - считывания для ОЗУ 34 и

35. Одновременно сигнал переноса счетчика 27 служит для установки корреляторов 7, разрешает работу анализатор 18, синхронизирует счетчик 36, счетчик 39 на т, третий делитель 37 на два. Сигнал переноса счетчика 39, поделенный на два в третьем делителе 37, служит для установки анализатора 18 и для синхронизации генератора 8.

Для переключения адресов записи и считывания, а также сигналов выбора ячеек памяти служат второй и третий коммутаторы 32 и 33, управляемые прямым и инверсным сигналом Запись- считывание. Считываемые из ОЗУ 34 и 35 сигналы через первый коммутатор 30 поступают в цифроаналоговьй преобразователь 31, где переводятся в аналоговую форму. Блок 5 временной компрессии формирует сигнал путем деления сигнала опорного генератора 25 на 4 в четвертом делителе 38.

Формула изобретения

1. Устройство для поиска шумопо- добного сигнала, содержащее последовательно соединенные блок временной компрессии сигнала, первый смеситель и узкополосный фильтр, последовательно соединенные синтезатор частот, второй смеситель и первый фазовый детектор, последовательно соединенные блок выбора максимального сигнала и пороговый блок, последовательно соединенные фазовращатель и второй фазовый детектор, а также генератор копий входного сигнала и корреляторы, опорные входы которых подключены к соо ветствующиМ выходам генератора копий входного сигнала, объединенные первые информационные входы и объединенные вторые информационные входы корреляторов подключены соответственно к выходам первого .и второго фазовых детекторов, выходы корреляторов подсоединены к соответствующим входам блока выбора максимума сигнала, опорный выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к опорным входам генератора копий входного сигнала, первого фазового детектора и входу фазовращателя, первые управляющие :выходы блока временной компрессии сигнала подсоединены к соответствую- .цим входам синтезатора частот, выход которого подсоединен к опорному вход первого смесителя, второй управляющи

20

25

0

5

0

выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к установочному входу генератора копий входного сигнала, ,а выход второго смесителя подсоединен 5 к информационному входу второго фазового детектора, причем вход блока временной компрессии сигнала является входом устройства, а второй выход блока выбора максимального сигJO нала и выход порогового блока являются соответственно выходами Номер канала и Наличие сигнала устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустой чивости в него введены последовательно соединенные амплитудный детектор, интегратор, запоминающий блок, дискретно-аналоговая линия задержки, блок деления напряжения и регулируемый усилитель, а также анализатор сигнала по максимальному значению, при этом выход узкополосного фильтра подсоединен к входу амплитудного детектора и информационному входу регулируемого усилителя, выход которого подсоединен к информационному входу второго смесителя, первый дополнительный управляющий выход блока временной компресии сигнала подсоединен к: входу Сброс интегратора и управляющим входам запоминающего блока и дискретно-аналоговой линий задержки, второй дополнительный управляющий выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к объединенным входам Сброс корреляторов и входу Разрешение записи анализатора сигнала по минимальному значению, информационный и установочный входы которого подключены соответственно к выходу запоминающего блока и второму Заправляющему выходу блока временной компрессии сигнала, а выход анализатора сигнала по минимальному значению подсоединен к управляющему входу блока деления напряжения.

2. Устройство по П.1, о т л и - чающее ся тем, что блок временной компрессии сигнала выполнен в виде последовательно соединенных опорного генератора, первого делителя частоты, счетчика адресов записи, второго делителя частоты, первого коммутатора и цифроаналогового преобразователя, последовательно соединенных второго коммутатора и первого оперативного запоминающего блока, последовательно соединенных третьего коммутатора и второго оперативного

0

5

712774

запоминающего блока, последовательно соединенных счетчика адресов считы- ания, счетчика импульсов и третьего елителя частоты, а также аналого- ифрового преобразователя и четвер- 5 того делителя частоты, тактовый вход которого объединен с тактовыми входами счетчика адресов считывания, второго и третьего коммутаторов и подключен к выходу опорного генера- Ю тора, выход первого делителя частоты подсоединен к дополнительным тактовым входам второго и третьего комутаторов и к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя, выходы 15 которого подсоединены к соответствующим информационным входам первого и второго оперативных запоминающих блоков, выходы которых подсоединены к соответствующим информационным вхо- 20 дам первого коммутатора, адресные выходы счетчика адресов записи подсоединены к соответствующим информационным входам второго и третьего коммутаторов, дополнительные инфор- 25 мационные входы которых подключены к адресным выходам счетчика адресов считывания, выход переноса счетчика адресов записи подсоединен к установочным входам счетчика адресов счи- зо тывания, счетчика импульсов, третьего и четвертого делителей частоты, прямой выход второго делителя частоты подсоединен к управляющим входам первого оперативного запоминающего блока , и второго коммутатора, инверсный выход второго делителя частоты подсоединен к управляющим входам второго оперативного запоминающего блока и

158

третьего коммутатора, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом блока временной компрессии сигнала, выход цифроаналогово го преобразователя и выходы разрядов счетчика импульсов являются соответственно информационным выходом и управляющими выходами блока временной компрессии сигнала, выход переноса счетчика адресов считывания, выход третьего делителя частоты и прямой выход второго делителя частоты являются соответственно первым, вторым и третьим дополнительными управляющими выходами блока временной компрессии сигнала, а выход четвертого делителя частоты является опорным выходом блока временной компрессии сигнала.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коррелятор выполнен в виде двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные перемножитель и интегратор, а также формирователь сигнала суммы квадратов напряжений, первый и второй входы которого подключены к выходам интеграторов, причем первые входы перемножителей являются соответственно первым и вторым информационными входами коррелятора, объединенные вторые входы перемножителей являются опорным входом коррелятора, объединенные установочные входы интеграторов являются устано- вочным входом коррелятора, а выход формирователя сигнала суммы квадратов напряжений является выходом коррелятора.

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит два смесителя 1 и 6, синтезатор 2 частот, узкополосный фильтр 3, регулируемый усилитель 4, блок 5 вре менной компрессии сигнала (БВКС), корреляторы 7, генератор 8 копий входного сигнала, блок 9 выбора максимального сигнала, пороговый блок 10, амплитудный детектор 11, интегратор 12, запоминающий блок 13, два фазовых детектора 14 и 15, фазовращатель 16, дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор 18 сигнала по минимальному значению и блок 19 деления напряжения (БДН). Информация о спектре входного сигнала считывается из ДАЛЗ 17 и делится в БДН 19 на минимальный уровень спектральной плотности, полученный в ана-- лизаторе 18. Выходным напряжением БДН 19 управляется коэффициент усиления усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пропускания фильтра 3 коэффициент усиления усилителя 4 уменьшается в ft раз, где |U - отношение спектральной плотности мощности помехи к полезного сигнала. Обнаруженная узкополосная помеха .подавляется с помощью усилителя 4 и не пропускается на смеситель 6. Цель достигается введением усилителя , детектора 11, интегратора 12, запоминающего блока 13, ДАЛЗ 17, анализатора 18 и БДН 19. Даны примеры выполнения БВКС 5 и корреляторов 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. «Л-t-fn (Л кэ 4 сл ai.t

У///7/////////////// //7/////////////// /////Л

I I...t......(...|...| I |...1...|.1-1-1 I

в

I I i . I I I I |...1...|...| I i

Ана/ius

/l4/iVU...

Обработка

Г

и.

К Л

м

i 1 i i i i n cztrrm I I I

Составитель В.Орлов Редактор И.Касарда Техред л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Заказ 6762/58 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,

.З