Способ формирования псевдогаусовых шумовых сигналов Советский патент 1991 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации в измерительной технике.

Цель изобретения - снижение относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для осуществления способа формирования псевдогауссовых шумовых сигналов.

Устройство для осуществления способа формирования псевдогоауссовых шумовых сигналов содержит генератор 1 временной

n-разрядной двухуровневой импульсной М- последовательности, состоящий из генератора 2 тактовых импульсов, регистра 3 сдвига, сумматора 4 по модулю два. формирователь 5 весовых коэффициентов, состоящий из п сумматоров (6i, 626п) по модулю

два и блока 7 формирования управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала, и линейный сумматор 8.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность прямоугольных импульсов с выхода генератора 2 тактовых импульсов осуществляет сдвиг двухуровневых импульсов в регистре 3. На п выходах регистра 3 сдвига генерируется временная

о о ел

4 Ю Ю

-разрядная двухуровневая импульсная М- оследовательность за счет обратной связи ерез сумматор 4 по модулю два. Сумматоры 6i 6п по модулю два осуществляют

поразрядное суммирование по модулю два 5 временной n-разрядной двухуровневой импульсной М-последовательности и управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала, формируемого блоком 7 формирования управляющего п-раз- 10 рядного двухуровневого импульсного сигнала. Выходные сигналы сумматоров 6i, 62, ..., 6П по модулю два суммируются в линейном сумматоре 8, образуя п-уровневый псевдогауссовый шумовой сигнал. При этом 15 неравномерность спектра псевдогауссова шумового сигнала полностью определяется уровнями боковых выбросов автокоррелп- ционной функции управляющего п-рззряд- ного двухуровневого импульсного сигнала. 20 Формирование управляющего п-разрядно- го двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции обеспечивает минимальную неравномерность 25 спектра псевдогауссовых шумовых сигналов.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в формировании псевдогауссовых шумовых сигналов в виде30

iUt)2 iUiHPM-uy(p)

где (,,

U,,(t + pru) S0 + p) - (I + P)J (,1,...п-Г - временная n-разрядная двухуровневая ( ±1) импульсная М-последовательность;

S(aJ р)-дискретная двухуровневая ( ± 1) М-последовательность;

- (j + p) - представление прямоугольного импульса единичной амплитуды

длительностью гц 1/РТакт(где Ртакт-такто- вая частота генератора тактовых импульсов)

и началом в момент времени t (j + р) гц;

Uy(p) S(o p)- управляющий п-разряд- ный двухуровневый ( ± 1) импульсный сигнал..

Представление управляющего двухуровневого импульсного сигнала а виде

Uy(p) - S((Ј р) позволяет вариацией целого числа к выбрать любой, кроме всех f 1/п-разрядный двухуровневый импульс- ный сигнал, а следовательно, дает возможность использовать единое алгебраическое i редстаеление дискретной двухуровневой -последовательности, управляющего

двухуровневого импульсного сигнала и провести доказательство достижения цели изобретения.

Технически операцию перемножения двухуровневых импульсных сигналов UM (t + р Гц). Uy(p), входящую в формулу (1), удобнее выполнить в виде операции поразрядного суммирования по модулю два временной n-разрядной двухуровневой (0,1) импульсной М-последовательности

uL(t + pru)1 -U,(t рти) и управляющего n-разрядного двухуровневого имА

пульсного сигнала Uy(p) -п 1 - Uy(p). Как

известно, операция суммирования по модулю два может быть представлена в виде арифметических операций

U bptu U pblOt l + lJ pJ-2и;диРи(рЦ-2им ри(р);

откуда видно, что указанные операции эквивалентны. Поскольку в аналогичных технических решениях фигурирует операция поразрядного суммирования по модулю два временной n-разрядной двухуровневой импульсной М-последовательности и управляющего двухуровневого сигнала, то в ограничительной части формулы изобретения указана именно эта операция.

Для доказательства достижения цели изобретения относительная среднеквадра- Тическая неравномерность огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов дн , как отношение дисперсии огибающей спектра дискретных шумовых сигналов к квадрату ее среднего значения в полосе частот 0-Ртакт приведена к виду

п -1

Re2 (Г)

Г 1 FV(o)

где R$(Ј) значение автокорреляционной функции дискретного шумового п-уров- невого сигнала в целочисленных точках т 0,1 п-1, которые при достаточно больших п (п 7) равны R(r) 04 (к, г) ,а Wn (k,r) представляют собой апериодическую автокорреляционную функцию управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала. Параметр к функции ЧЪ (k.r) формально отображает факт выбора конкретного управляющего п-разрядного двухуровневого импульсного сигнала в соответствии с нижеследующим правилом. Следуя этому правилу, управляющий п-раз- рядный двухуровневый импульсный сигнал с номером к может быть представлен, как

п-разрядный двоичный код, содержащийся в регистре 3 сдвига, который имеет обратные связи, формирователе М-последова- тельности (генераторе 1), порождаемой полиномом n-й степени с корнем а. после к тактов сдвига регистра относительно нулевого начала отсчета.

Таким образом, относительная средне- квадратическая неравномерность огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов равна

(k,r), Г-1

откуда следует правило формирования управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции с целью достижения поставленной цели - снижения относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы. При этом, поскольку управляющий п- разрядный двухуровневый импульсный сигннал выбирается в виде управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной1 функции (k.r) t параметр к становится несущественным, а его роль в силу вышеизложенного ограничивается формальным представлением управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с целью математического доказательства достижения цели изобретения. Наилучшие результаты достигаются при выборе в качестве

управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала кодов Баркера (л 3-5, 7, 11, 13), для которых относительная среднеквадратическая неравномерность 5 огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов равна бн 0,5-, при п 7

,71 . Возможно использование других апериодических кодовых после 0 довательностей, например М-последова- тельностей, специально синтезированных двоичных последовательностей с минимальными уровнями боковых выбросов и минимальной .суммой квадратов боковых

выбросов автокорреляционной функции.

Формула изобретения - Способ формирования псевдогауссовых шумовых сигналов, основанный на од0 повременном формировании временной n-разрядной двухуровневой импульсной М- последовательности и управляющего двухуровневого сигнала, формировании из них многоразрядной последовательности им5 пульсов путем поразрядного суммирования, по модулю два и их последующем линейном суммировании, отличающий- с я тем, что, с целью снижения относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы, управляющий двухуровневый сигнал формируют в виде управляющего n-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросовч автокорреляционной функции.

0

5

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации в измерительной технике. Цель изобретения - снижение относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогаусовых шумовых сигналов при сохранении его полосы. Способ формирования псевдогаусовых шумовых сигналов основан на одновременном формировании временной N-разрядной двухуровневой импульсной M-последовательности и управляющего двухуровневого сигнала, формировании из них многоразрядной последовательности импульсов путем поразрядного суммирования по модулю два и их последующем линейном суммировании. Цель достигается тем, что управляющий двухуровневый сигнал формируют в виде управляющего N-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции. Наилучшие результаты достигаются при выборе в качестве управляющего N-разрядного двухуровневого импульсного сигнала кодов Баркера (N = 3, 4, 5, 7, 11, 13) 1 ил.