Устройство приема зондирующего сигнала Советский патент 1992 года по МПК H04B7/08 

Устройство содержит блок 1 задержки, ключ 2, первый фильтр 3 верхних частот, первый гребенчатый фильтр 4, первый выпрямитель 5, первый фильтр 6 нижних частот, первый блок 7 формирования, элемент ИЛИ 8, блок 9 фильтрации, первый блок 10 управления, второй гребенчатый фильтр 11, второй фильтр 12 верхних частот, второй выпрямитель 13, второй фильтр 14 нижних частот, второй блок 15 формирования, филь- трующе-детектирующий блок 16, пороговый блок 17, второй блок 18управления, обнаружитель 19, переключатель 20 тактовых импульсов, делитель 21 частоты.

Фильтрующе-детектирующий блок 16 содержит перемножители 22, 23, фильтры 24 и 25 нижних частот, управляемый генератор 26 фазорасщепитель 27, дифференциаторы 28 и 29, перемножители 30, 31, вычитатель 32, квадраторы 33 и 34, сумматор 35.

Устройство для приема зондирующего сигнала работает следующим образом.

Входной сигнал проходит на выход через блок 1 задержки и ключ 2, открываемый импульсами от блока 9 фильтрации, соответствующими по времени моменту действия реакции канала на зондирующий сигнал. Т.о. здесь реализуется временная селекция реакции из канального сигнала, образованного реакцией канала связи на зондирующий сигнал и реакцией канала связи на информационный (модулированный) сигнал, передаваемый в промежутках между зондирующими сигналами.

На фиг. 2 изображена временная структура обрабатываемого сигнала. Все остальные элементы 3-21 образуют схему для формирования управляющих импульсов блоком 9 фильтрации из входного сигнала.

Из входного сигнала на выходе фильт- рующе-детектирующего блока 16 образуется процесс изменений мгновенной частоты, поступающий на гребенчатый фильтр 11. На другом выходе фильтрующе-детектирующе- го блока 16 образуется процесс изменений амплитуды входного сигнала, поступающий через фильтр 3 верхних частот на гребенчатый фильтр 4. Выделенный гребенчатым фильтром4 периодический процесс изменения амплитуды выпрямляется выпрямителем 5, фильтруется фильтром 6 нижних частот. В блоке 7 формирования формируется периодическая импульсная последовательность, соответствующая во времени реакции канала связи на зондирующий сигнал.

Таким же образом в частотной ветви процесс изменений мгновенной частоты, прошедший гребенчатый фильтр 11, фильтр

12 верхних частот, выпрямляется в выпрямителе 13, фильтруется в фильтре 14 нижних частот, формируется в периодическую импульсную последовательность, соответ5 ствующую по времени реакции канала на зондирующий сигнал, в блоке 15 формирования.

Амплитудная и частотная импульсные последовательности складываются в логи0 ческом элементе ИЛИ 8, образуя периодическую импульсную последовательность, более точно соответствующую по времени реакции канала на зондирующий сигнал. Большая точность обусловлена эффектом

15 разнесения по амплитуде и частоте. Вероятность того, что в процессе интерференционных замираний сигнала одновременно будут отсутствовать изменения амплитуды сигнала и его мгновенной частоты гораздо ниже, чем вероятность пропадания этих из0 менений по отдельности. Отклонения несущей частоты зондирующего сигнала от номинального значения, задаваемого в фильтрующе-детектирующем блоке 16 с помощью управляемого по частоте генерато5 ра, в пороговом блоке 17 преобразуются в одно из логических состояний его выхода: 1 - при положительном отклонении, О - при отрицательном отклонении.

При отсутствии периодической импуль0 сной последовательности, определяемой обнаружителем 19, выход порогового блока 17 фиксируется в состоянии логического О. Выход порогового блока 17 соединен с входом блока 18 управления, на другой вход

5 которого подаются тактовые импульсы от блока 8 фильтрации через делитель 21 частоты и переключатель 20 тактовых импульсов.

Фильтрующе-детектирующий блок 16,

0 гребенчатый фильтр 11, пороговый блок 17, блок 18 управления, обнаружитель 19, образуют релейную систему радиоимпульсной частотной автоподстройки частоты с поиском сигнала по несущей частоте. Режим

5 поиска осуществляется, когда на выходе блока 9 фильтрации отсутствует периодическая последовательность, управляющая ключом 2. В этом случае к блоку 18 управления через переключатель 20 тактовых им50 пульсов непрерывно поступают тактовые импульсы. При обнаружении сигнала на выходе обнаружителя 9 действует логический потенциал 1, под воздействием которого тактовые импульсы к блоку 18 управления

5 проходят через переключатель 20 тактовых импульсов только в моменты действия реакции канала связи на зондирующий сигнал. В эти моменты осуществляется автоподст- ройка частоты фильтрующе-детектирующего блока 16. Вариант его реализации представлен на фиг. 3.

Перемножители 22 и 23, фильтры 24 и 25, нижних частот, управляемый по частоте генератор 26, фазорасщепитель 27 образуют квадратурный расщепитель, на выходах которого действуют процессы, отображающие квадратурные составляющие x(t) и y(t) комплексной огибающей входного сигнала. Последующие блоки реализуют алгоритм вычисления отклонений мгновенной частоты входного сигнала от номинала, задаваемого частотой управляемого генератора 26. Полоса частот, выделяемая фильтрующе-де- тектирующим блоком 16 из входного сигнала, полностью определяется частотой среза фильтров 24 и 25 нижних частот, процесс изменения амплитуды и мгновенной частоты которого вычисляются с помощью последующих блоков, имеет полосу, отнесенную к несущей частоте 2 A F. На этом обстоятельстве и основан эффект повышения помехоустойчивости приема. Этот эффект достигается за счет целесообразного выбора частоты среза A F фильтров 24, 25 нижних частот

Т.к. длительность зондирующего сигнала тэ много больше длительности информационных посылок в рабочем пакете, то и полоса частот, занимаемая им , много меньше

Тз

полосы, занимаемой информационным сигналом -. Т.о. предварительная селекция

р

зондирующего сигнала по полосе частот уменьшает интенсивность помех до нелинейных преобразований в соответствии с ниже приведенными алгоритмами. Отклонения мгновенной частоты с точностью до изменений квадрата амплитуды А (т.) вычисляются в соответствии с алгоритмом

при помощи дифференциаторов 28,29 перемножителей 30, 31 и вычитателя 32.. Квадрат изменений амплитуды A2(t) вычисляется при помощи квадраторов 33, 34, в качестве которых используются перемножители с объединенными входами, и сумматора 35 в соответствии с алгоритмом

A2(t) x2(t)-fy2(t).

Принципиальная электрическая схема узла управления 18 приведена на фиг. 4. Он представляет собой многоразрядный реверсивный счетчик (на элементах 564ИЕ11) и цифроаналоговый преобразователь (572ПА2). При поступлении тактовых импульсов, код реверсивного счетика меняется в сторону увеличения, если на знаковом входе действует логический потенциал 1 (от порогового устройства 17) или в сторону уменьшения при логическом О на этом

5 входе. Состояние счетчика в цифроаналого- вом преобразователе превращается в аналоговое управляющее напряжение. Если от переключателя 20 тактовых импульсов тактовые импульсы следуют пачками, то изме0 нения кода происходят только в моменты действия пачек. В интервалах между ними управляющее напряжение запоминается. Непрерывное поступление тактовых импульсов соответствует режиму поиска, пач5 кообразное - режиму автоподстройки частоты.

Принципиальная электрическая схема порогового устройства, которое может быть использовано в качестве блока 17, изобра0 жена на фиг. 5. Если сигнал обнаружен, то с выхода обнаружителя 19 на другой вход порогового блока 17 поступает логический уровень 1. На выходе логического инвертора при этом действует логический О, с

5 которым и сравнивается входной сигнал, поступающий на инвертирующий вход компаратора 521 САЗ от гребенчатого фильтра 11. Эта ситуация соответствует режиму автоподстройки частоты. Если с выхода обнару0 жителя 19 поступает О, то на инвертирующем входе компаратора действует высокий потениал, соответствующий логической 1. Состояние компаратора в этой ситуации не зависит от входного сигна5 ла с выхода гребенчатого фильтра 11 и соответствует логическому О. Это соответствует режиму поиска системы автоподстройки частоты.

Принципиальная электрическая схема

0 делителя 21 частоты, обнаружителя 19, переключателя 20 тактовых импульсов изображена на фиг. 6. Импульсы, следующие с выхода блока фильтрации 9, поддерживают ждущий мультивибратор 554АГ1, работаю5 щий в режиме перезапуска, в состоянии логической 1. Если эти импульсы пропадают (сигнал не обнаруживается), то через некоторое время, определяемое параметрами RC-цепи, на выходе обнаружителя 19 уста0 навливается логический О. Необходимая частота тактовых импульсов обеспечивается делителем частоты на элементе 564ТМ2. Выходные импульсы поступают на логический переключатель на микросхеме 564ЛА7.

5 Если обнаружитель находится в состоянии логической 1, то на выход логического переключателя проходят пачки импульсов в моменты прихода импульсов с выхода блока 9 фильтрации. В эти моменты осуществляется та автоподстройка частоты. Если обнаружитель находится в состоянии логического О, то на выход логического переключателя проходят импульсы непрерывно, что соответствует режиму поиска системы автопод- стройки частоты, поскольку при фиксированном знаке расстройки (на выходе порогового устройства) код реверсивного счетчика блока 18 управления уменьшается, уменьшая частоту управляемого генератора фильтрующе-детектирующего блока. При заполнении реверсивного счетчика счет его начинается с максимального значения и частота управляемого генератора начинает изменяться с максимального значения.

Т.о. последовательный поиск по частоте осуществляется по пилообразному закону до тех пор, пока сигнал не будет обнаружен.

Формула изобретения Устройство приема зондирующего сиг- нала, содержащее последовательно соединенные блок задержки и ключ, выход которого является выходом устройства, а вход блока задержки - входом устройства, последовательно соединенные первый фильтр верхних частот, первый гребенчатый фильтр, первый выпрямитель, первый фильтр нижних частот, первый блок формирования, элемент ИЛИ, блок фильтрации и первый блок управления, второй гребенча- тый фильтр, второй фильтр верхних частот, и последовательно соединенные второй выпрямитель, второй фильтр нижних частот и второй блок формирования, выход которого

подключен к второму входу элемента ИЛИ, второй выход блока фильтрации соединен с вторым входом ключа, а выходы первого блока управления подключены к соответствующим входам первого и второго гребенчатых фильтров, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в условиях воздействия широкополосных и сосредоточенных по спектру помех в него введены последовательно соединенные обнаружитель, пороговый блок, второйблокуправленияифильтрующе-детектирующий блок, первый выход которого подключен к входу первого фильтра верхних частот, а второй его выход - к первому входу второго гребенчатого фильтра, и последовательно соединенные делитель частоты и переключатель тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу второго блока управления, первый выход блока фильтрации соединен с входом делителя частоты, второй выход блока фильтрации подключен к второму входу переключателя тактовых импульсов и к входу обнаружителя, выход которого соединен с третьим входом переключателя тактовых импульсов, выход второго гребенчатого фильтра подключен к второму входу порогового блока и к входу второго фильтра верхних частот, выход которого соединен с входом второго выпрямителя, а вход блока задержки соединен с вторым входом фильтрующе-детектирующего блока.

55Ш5

52ГС13

+ Е

56W12

Фиг. 5

56W156Ш1

Фиг.6