УСТРОЙСТВО ПОИСКА ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА Советский патент 2006 года по МПК H04B1/00 H04B7/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи с шумоподобными сигналами в условиях наличия нестабильности несущей частоты.

Известно устройство поиска шумоподобного сигнала, описанное в авторском свидетельстве на "Устройство поиска широкополосных сигналов", №425367, МКИ Н 04 В 1/10. Это устройство использует многоканальные корреляторы и схемы автоматической подстройки частоты (АПЧ).

Однако основным его недостатком является то, что обеспечение высокой помехозащищенности обнаружения шумоподобного сигнала может быть достигнуто за счет уменьшения шумовой полосы корреляторов и перестройки гетеродина с шагом по частоте, равным шумовой полосе корреляторов. А это приводит к увеличению времени поиска.

Кроме того, для уменьшения времени ввода в синхронизм по несущей частоте необходимо использовать АПЧ с большим быстродействием, что приводит к ухудшению помехоустойчивости синхронизации.

Кроме того, известно устройство поиска и слежения за шумоподобным сигналом по авт. св. №1840322, где используется сжатие шумоподобного сигнала для сокращения времени поиска.

Недостатком данного устройства является его аппаратурная сложность из-за того, что в каждом корреляционном канале содержится запоминающее устройство, которое имеет большой объем.

Наиболее близким является устройство поиска шумоподобного сигнала, чья блок-схема представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:

1 - регистр сдвига;

2 - перемножители;

3 - интеграторы;

4 - амплитудные детекторы;

5 - сдвигающий триггер;

6Л, 6П, 6Ц - схемы выбора максимальных значений сигнала;

7, 11 - схемы сравнения;

8 - ключи;

9 - формирователь порога;

10 - сумматор;

12 - управляемый делитель точной дискретной системы фазовой автоподстройки (ФАП);

13 - управляемый делитель грубой дискретной системы ФАП;

14 - устройство управления работой точной и грубой системы ФАП;

15 - генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП);

16 - схема управления перестройкой ГПСП;

17 - опорный генератор тактовых импульсов;

18 - схема принятия решений;

19 - реверсивный счетчик ФАП;

20 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАПФ);

21 - делитель строб-импульсов;

22 - дискретная линия задержки;

23 - интегратор со сбросом;

24 - электронный коммутатор;

25 - схема сравнения;

26 - реверсивный счетчик частотной автоподстройки (ЧАП);

27 - цифроаналоговый преобразователь ЧАП;

28 - управляемый кварцевый генератор;

29, 30 - смесители;

31 - синтезатор частот,

32 - кварцевый генератор.

Устройство-прототип имеет следующие функциональные связи.

Управляемый генератор тактовых импульсов 17 соединенной с входом схемы управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12, другие входы которой соединены с выходами схемы сравнения 11, соединены также с выходами реверсивного счетчика PC ФАП 19, выходы разрядов этого РС ФАП-19 соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя ЦАПФ 20, а выход последнего соединен с управляемым генератором тактовых импульсов 17, выход схемы управляемого делителя точной дискретной ФАП 12 соединен с одним из входов схемы управляемого делителя грубой дискретной ФАП 12, тактовый выход которого соединен с опорным генератором ГПСП 15 и регистром сдвига 1, выходы регистра сдвига 1 соединены с входами перемножителей 2 трех групп корреляционных каналов, а вторые входы перемножителей 2 этих каналов соединены вместе и являются общим входом устройства поиска шумоподобного сигнала; второй выход схемы управляемого делителя грубой дискретной системы ФАП 13 подсоединен к сдвигающему триггеру 5, а второй вход этого триггера соединен с выходом Д регистра сдвига 1, выход триггера 5 соединен с перемножителем 2 центрального канала центральной группы корреляционных каналов.

Каждый корреляционный канал состоит из перемножителей 2, смесителей 30, соединенных последовательно, а выход последнего соединен с группой гребенчатых фильтровых каналов, каждый фильтровой канал гребенки состоит из полосового фильтра 3, амплитудного детектора 4 и интегратора со сбросом 23, соединенных последовательно. Средние частоты каждого полосового фильтра 3 гребенки сдвинуты по частоте на Δf относительно рядом расположенных фильтровых каналов. Число фильтровых каналов в группе может быть любым и логика работы при этом не изменится.

Корреляционные каналы функционально распределены на три группы таким образом, что на входы корреляторов первой (левой) и третьей (правой) групп поступают опорные ПСП, сдвинутые относительно друг друга на τ_о, на входы корреляторов второй (центральной) группы поступают опорные ПСП, сдвинутые друг относительно друга на τ_о/2, а сдвиг опорных ПСП, поступающих на рядом стоящие корреляторы первой и второй, второй и третьей групп равен τ_о.

Выходы корреляционных каналов каждой группы соединены с соответствующими входами схем выбора максимальных значений сигнала 6Л, 6Ц, 6П, выходы схем выбора максимальных значений сигнала 6Л и 6П соединены с входами схемы сравнения 7 через ключи 8, а выход схемы выбора максимального значения сигнала 6Ц соединен непосредственно со схемой сравнения 7.

Пороговый выход схемы сравнения 7 соединен с формирователем порога 9, вход которого соединен с входом устройства синхронизации.

Выходы 7Л и 7П схемы сравнения 7 соединены со схемой управляемого делителя грубой дискретной системы ФАП 13, 7Ц - со схемой управления переключением делителей точной и грубой дискретных ФАП - 14 соответственно и схемой принятия решения 18.

Одновременно выходы схемы сравнения 7Л, 7Ц, 7П соединены с сумматором 10, который подключен к одному из входов схемы управления 16, а выход схемы 16 соединен с ГПСП-15; один выход ГПСП-15 соединен с регистром сдвига 1, а другой - со схемами: 19 через схемы 21 и 14, и 18 - непосредственно; выход схемы принятия решения 18 соединен с ключами 8 и устройством управления перестройкой ГПСП 16. Выходы корреляционных каналов В и С центральной группы соединены со схемой сравнения 11, а выходы ее - со схемой управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12. Выход Т схемы управления 14 соединен с другими входами схемы управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12, а также с реверсивным счетчиком PC ФАП 19, а другой выход Г схемы управления 14 соединен с входом схемы управляемого делителя грубой дискретной системы ФАП 13. Вторые входы смесителей 30 корреляционных каналов соединены вместе и подключены к выходу смесителя 29, входы которого подключены к управляемому кварцевому генератору 28 и к синтезатору частот 31, один вход которого соединен с кварцевым генератором 32, а другие входы соединены с соответствующими выходами разрядов электронного коммутатора 24, один вход которого соединен со схемой принятия решения 18, а два других с соответствующими выходами реверсивного счетчика РС ЧАП 26, следующие выходы которого соединены с соответствующими входами разрядов цифроаналогового преобразователя ЦАПЧ 27, выход которого соединен с входом управляемого генератора 28, один вход PC ЧАП 26 соединен с другим выходом делителя строб-импульсов 21, а два других входа РС ЧАП 26 подключены к соответствующим выходам схемы сравнения 25, входы которой соединены с соответствующими выходами Е и О интеграторов со сбросом 23, центрального корреляционного канала, другие входы интеграторов со сбросов 23 соединены вместе и подключены к выходу дискретной задержи 22, один вход которой соединен с выходом СИ ГПСП 12, а другой - с выходом тактовых импульсов управляемого делителя грубой дискретной системы ФАП 13. Сигнал с выхода полосового фильтра ЗА центрального корреляционного канала центральной группы является информационным.

Данному устройству поиска шумоподобного сигнала может соответствовать передающее устройство шумоподобного сигнала, описанное, например, в книге Р.К.Диксона "Широкополосные системы" (М.: Связь, 1979 , с.18-19). Блок-схема передающего устройства приведена на фиг.2, где введены следующие обозначения:

17 - генератор "несущей",

18 - генератор псевдослучайной последовательности;

19 - формирователь шумоподобного сигнала.

Входы формирователя шумоподобного сигнала 19 соединены с выходами генератора "несущей" 17 и генератора псевдослучайной последовательности 18.

Таким образом, можно рассматривать работу аппаратуры поиска шумоподобного сигнала.

Передающее устройство-прототип работает следующим образом.

На формирователь шумоподобного сигнала 19 подается кодовая последовательность и сигнал несущей частоты.

Формирователь работает как двухфазный модулятор. При этом фаза сигнала несущей частоты на выходе равна некоторому значению, если символ кодовой последовательности равен "единице", и изменяется на 180°, если этот символ равен "нулю". В обычной системе с фазовой манипуляцией не важно, какому символу кодовой последовательности какое значение фазы соответствует.

Так как многие функциональные узлы и блоки приемного устройства-прототипа выполняют идентичные преобразования и сохраняют свое назначение в предлагаемой аппаратуре, то для лучшего понимания работы укрупним следующие блоки:

1) блоки: 1 - регистр сдвига и 5 - сдвигающий триггер в блок 1 - блок регистров, который выполняет функцию формирования ПСП, сдвинутых на τ_о и на τ_о/2 (на корреляторы центральной группы),

2) блоки: 15 - ГПСП, 16 - схема управления перестройкой ГПСП, 17 - опорный генератор тактовых импульсов, 11 - схема сравнения, 12 - управляемый делитель точной дискретной ФАП, 13 - управляемый делитель грубой дискретной ФАП, 14 - устройство управления работой точной и грубой систем ФАП, 19 - реверсивный счетчик ФАП, 20 - ЦАПФ, 21 - делитель строб-импульсов, 22 - дискретная линия задержки - в блок 9 - схема управления поиском по задержке.

Новый блок выполняет следующие функции:

а) формирует ПСП;

б) осуществляет сдвиг по фазе опорной ПСП на время (m-1)τ_o, где τ_о - длительность элементарной посылки ПСП, m - число корреляционных каналов, используемых для поиска по времени входных шумоподобных сигналов;

в) осуществляет грубую подстройку на τ_о опорной ПСП;

г) осуществляет точную подстройку по фазе опорной ПСП;

3) блоки: 7 - схема сравнения, 8 - ключи, 10 - сумматор; 18 - схема принятия решений и 9 - формирователь порога в - блок принятия решений 8, который выполняет следующие функции:

а) принимает решение на перестройку блока 8 со сдвигом фазы опорной ПСП на (m-1)τ_о;

б) дает команду на грубую перестройку опорной ПСП на τ_о и формирует сигнал грубой подстройки;

в) дает команду на точную подстройку и формирует сигнал точкой подстройки;

г) формирование порога и сравнение с порогом.

4) блоки: 24 - электронный коммутатор, 31 - синтезатор частот - в управляемый синтезатор частот (11).

Блок-схема приемного устройства-прототипа с учетом введенных укрупнений приведена на фиг.2, где приняты следующие обозначения:

1 - блок регистров;

2 - перемножители;

3, 13 - смесители;

4 - интеграторы;

5 - амплитудные детекторы;

7Л, 7Ц, 7П - схемы выбора максимального сигнала;

8 - блок принятия решений;

9 - схема управления поисков по задержке;

11 - управляемый синтезатор частот;

6 - интеграторы со сбросом;

16 - схема сравнения;

12 - реверсивный счетчик ЧАП;

15 - ЦАПЧАП;

14 - управляемый кварцевый генератор;

10 - кварцевый генератор.

Приемное устройство-прототип имеет следующие функциональные связи.

Входы корреляционных каналов, состоящих из перемножителей 2, интеграторов 4, амплитудных детекторов 5, интеграторов со сбросом 6 и смесителей 3, соединены с входом устройства и выходами блока регистров 1, входы которого соединены с блоком 9, один из выходов которого подключен к входам интеграторов со сбросом 5. Выходы корреляционных каналов соединены со входами схем выбора максимального сигнала 7Л, 7Ц, 7П, выходы В и С соединены с соответствующими входами блока 9, а выходы 0 и Е - со входами блока 16, выходы которого соединены с входами блока 12, два других входа которого соединены с блоком 9, а выходы подключены к управляемому синтезатору частот 11 и входу блока 15, выход которого подключен через блок 14 к блоку 13, другой вход которого соединен с блоком 11, а выход подключен к смесителям корреляционных каналов 3. Два входа блока 11 соединены с блоком 9 и блоком 8, входы которого подключены к схемам 7Л, 7Ц, 7П, а остальные четыре выхода соединены с блоком 9.

Кроме того, вход блока 8 соединен с входом устройства.

Работает приемное устройство-прототип следующим образом.

Входной широкополосный сигнал с выхода высокочастотного тракта приемного устройства подается на вход перемножителей корреляционных каналов. На вторые входы перемножителей 2 корреляционных каналов (кроме центральной группы) поступают опорные видео-ПСП с блока регистров 1, сдвинутые друг относительно друга по времени на длительность элементарного импульса τ_о структуры.

При этом опорные ПСП, подаваемые на перемножители 2 центральной группы корреляционных каналов, сдвинуты друг относительно друга на τ_о/2 с блока регистров, управляемого тактовыми импульсами с блока 9.

В каждом корреляционном канале с помощью перемножителей 2 осуществляется процедура "свертывания" широкополосного сигнала с последующим переносом смесителей 3 в полосу фильтровых каналов, состоящих из гребенки фильтров. Количество таких фильтровых каналов определяется из условия обеспечения минимально допустимого времени поиска шумоподобного сигнала по частоте. В каждом фильтровом канале осуществляется фильтрация "свернутого" ШПС, амплитудное детектирование и дофильтрация интегратором со сбросом. Таким образом, обеспечивается вычисление взаимно корреляционной функции между входным сигналом и сигналом видео-ПСП блока регистров 1.

Результаты вычисления корреляционно-фильтровых каналов поступают на схемы выбора максимальных значений сигнала 7Л, 7Ц, 7П.

Схема 7Л выбирает максимальное значение сигнала среда корреляционно-фильтровых каналов левой группы. Схема 7Ц выбирает максимальное значение сигнала среди корреляционно-фильтровых каналов центральной группы. Схема 7П выбирает максимальное значение сигнала среди корреляционно-фильтровых каналов правой группы.

В режиме поиска ШПС сигналы с выходов схем 7Л, 7Ц, 7П поступают на блок 8, который выбирает максимальное значение среди сигналов, поступающих со схем 7Л, 7Ц, 7П, и сравнивает это максимальное значение о пороговым значением сигнала.

При этом возможны следующие случаи.

1. Максимальное значение сигнала меньше порогового. В этом случае на выходах блока 8 (8Л, 8Ц, 8П) сигнал отсутствует и на вход блока 9 подается команда по выходу 0 продолжения поиска. По этой команде блок 9 перестраивается таким образом, чтобы опорные ПСП, поступающие на вход перемножителей 2, сдвинулись на время (m-1)τ_o относительно ПСП, генерируемых до поступления команды на продолжение поиска.

В случае, когда с помощью перестройки блока 9 на время, равное (m-1)τ_o, будут проанализированы все возможные позиции существования ШПС по задержке в полосе фильтровых каналов с выхода блока 8, при наличии строб-импульсов на блоке 8, в блок 11 подается команда на перестройку его на следующую частоту, таким образом, чтобы следующий цикл поиска по задержке производился на следующей частотной позиции. Такая перестройка управляемого синтезатора частот должна обеспечить анализ всех возможных значений несущих частот ШПС. Таким образом, с помощью двухэтапного поиска по задержке и несущей частоте обеспечивается поиск ШПС.

2. В случае наличия ШПС на входе устройства поиска ШПС будет обнаружен как по задержке, так и по частоте в результате процедуры, описанной в пункте 1.

Максимальное значение сигнала больше порогового, т.е. ШПС найден по несущей частоте и скомпенсировано расхождение по задержке между огибающими видео-ПСП передающего и приемного устройств и сигнал появится на выходах 8Л или 8П блока 8. При появлении сигнала на входе блока 9 с выхода 0 блока 8 не вырабатываются команды на продолжение поиска.

Сигналы с выходов 8Л или 8П являются управляющими для блока 9, по которым блоком 9 осуществляется грубая подстройка опорных ПСП с шагом τ_о до тех пор, пока сигнал не появится в центральной группе каналов и на выходе 8Ц, а на выходах 8Л или 8П сигнал пропадет. Таким образом, появление сигналов на выходах 8Л и 8П блока 8 указывает на наличие ошибки рассогласования между корреляционными каналами центральной группы и корреляционными каналами левой или правой групп.

При появлении сигнала на выходе 8Ц блока 8 по команде с блока 9 включается реверсивный счетчик 12. Сигнал ошибки рассогласования для блока 9 вырабатывается по сигналам с выходов В и С корреляционно-фильтровых каналов центральной группы. Сигнал ошибки рассогласования для реверсивного счетчика 12 вырабатывается схемой сравнения 16 по сигналам с выходов Е и О корреляционно-фильтровых левого и правого каналов. С помощью реверсивного счетчика 12 и цифроаналогового преобразователя ЧАП 15 осуществляется подстройка частоты управляемого генератора 14 на величину, которая обеспечит появление "свернутого" ШПС в центральном фильтровом канале гребенки Фильтров корреляционных каналов центральной группы.

Если же в результате коррекции за счет изменения частоты управляемого генератора с помощью реверсивного счетчика ЧАП (при достижении минимального или максимального значения кода) и ЦАПЧАП все еще должна быть произведена коррекция ошибки рассогласования по частоте, то с реверсивного счетчика ЧАП 12 выдается команда об изменении выходной частоты управляемого синтезатора 11 на величину, которая равна разности частот управляемого генератора 14 при максимальном (минимальном) и среднем значениях кодов PC ЧАП 12. Одновременно с этой перестройкой реверсивный счетчик ЧАП 12 устанавливается в среднее значение кода. Таким образом, обеспечивается возможность дальнейшего накопления ошибки рассогласования по несущей частоте в реверсивном счетчике ЧАП 12.

Такая логика работы PC ЧАП 12 и управляемого синтезатора 11 не приведет к изменению частоты сигнала, полученного после смесителей 3 всех корреляционных каналов. Отсюда видно, что крутизну перестройки управляемого генератора 14 можно выбрать такую, которая обеспечит нормальную работу при воздействии дестабилизирующих факторов.

Одновременно с этим управляемым синтезатором частот можно обеспечить большую полосу перестройки во время слежения за несущей частотой ШПС.

Интеграторы со сбросом 6, включенные после амплитудных детекторов 5, обеспечивают уменьшение дисперсии выходного сигнала, что в свою очередь вызовет увеличение помехозащищенности в режиме поиска ШПС.

Значность кода РС ЧАП 12 выбирается из условия допустимой величины крутизны перестройки управляемого генератора 14, а шаг подстройки - из условия обеспечения слежения за изменением несущей частоты за счет эффекта Допплера.

В момент, когда обнаруженный сигнал первый раз попадает в центральную группу корреляторов и разность частот тактовых импульсов ПСП передающего и приемного устройств такова, что не обеспечивается удержание в канале информации ШПС с помощью подстройки блока 9, то сигнал будет выходить влево или вправо в зависимости от знака разности частот. С появлением сигнала в левой или правой группах корреляционных каналов блок 8 выдает команду на блок 9 для подстройки структуры ПСП на τ_о для того, чтобы сигнал снова оказался в центральной группе корреляторов. Перестройка по циклу, описанному выше, будет происходить до тех пор, пока частота управляемого генератора 14 не изменится на величину, при которой будет обеспечиваться удержание ШПС в канале информации. И только в случае совпадения подряд К стробирующих импульсов (К - любое целое число) с сигналом выхода 8Ц будет принято решение об отключении корреляционных каналов левой и правой групп.

Строб-импульсы, подаваемые на PC ЧАП 12 и блок 9, должны иметь один и тот же период повторения, но сдвинуты по временя друг относительно друга на величину, которая обеспечит перестройку по несущей частоте и временной задержке таким образом, чтобы они не влияли друг на друга.

В корреляционных каналах левой и правой групп, а также корреляционных каналах центральной группы, кроме центрального корреляционного канала, число фильтровых каналов выбирается из условия (1+2l₁), а в корреляционном центральном канале центральной группы число фильтровых каналов выбирают из условия (3+2l₂).

Значения l₁ и l₂ выбираются из таблицы попарно.

l₁01234 l₂00123и т.д.

В случае, когда выбрано l₁>2 и l₂>1, то в центральном корреляционном канале центральной группы необходимо фильтровые каналы по выполняемым функциям разбить на три группы: левую, правую и центральную, состоящую только из одного центрального фильтрового канала, а выходы фильтровых каналов левой и правой групп через соответствующие схемы выбора максимального значения сигнала подсоединить соответственно к местам, обозначенным Е и О.

Работа приемного устройства приведена для l₁=0 и l₂=0.

Логика работы PC ЧАП 12 при выбранных l₁ и l₂ не изменится по отношению к тому случаю, когда l₁>2 и l₂>1. Недостатками аппаратуры-прототипа являются большое время поиска, громоздкость, которая обуславливается необходимостью введения гребенки фильтровых корреляционных каналов в каждый временной канал.

Целью настоящего изобретения является сокращение времени поиска и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается за счет введения поиска по частоте с помощью узкополосного сигнала.

Блок-схема предлагаемой аппаратуры поиска показана на фиг.3, где введены следующие обозначения:

в приемном устройстве

1 - блок регистров;

2 - перемножители;

3 - смесители;

4 - интеграторы;

5 - амплитудные детекторы;

6 - интеграторы со сбросом;

7Л, 7Ц, 7П - схемы выбора максимального значения сигнала;

8 - блок принятия решений;

9 - схема управления поиском по задержке;

10 - опорный генератор;

11 - управляемый синтезатор;

12 - смеситель;

13 - устройство фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ);

14 - смеситель;

15 - фильтр;

16 - амплитудный детектор;

17 - интегратор со сбросом,

в передающем устройстве

18 - генератор "несущей" частоты;

19 - синтезатор,

20 - смеситель;

21 - аттенюатор;

22 - формирователь шумоподобного сигнала;

23 - генератор псевдослучайной последовательности;

24 - схема объединения.

Аппаратура для поиска широкополосного сигнала имеет следующие функциональные связи.

В передающей части выход генератора "несущей" частоты 18 соединен с входами синтезатора 19, смесителя 20, формирователя шумоподобного сигнала 22, другой вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, а выход с входом схемы объединения 24, другой вход которой соединен с выходом смесителя 20 через аттенюатор 21. Выход синтезатора 22 подключен ко второму входу смесителя 20.

В приемной части входы корреляционных каналов, состоящих из последовательно соединенных перемножителя 2, смесителя 3, интегратора 4, амплитудного детектора 5 и интегратора со сбросом 6, соединены с входом приемного устройства и выходами блока регистров 1, выходы корреляционных каналов соединены с блоком принятия решений 8 через схемы выбора максимального значения сигнала 7.

Выходы 0, Л, Ц, П блока принятия решений 8 соединены со входами схемы управления поиском по задержке 9, два других входа которого соединены с выходами В и С корреляционных каналов центральной группы корреляторов, а два выхода схемы управления поиском по задержке 9 соединены с входами интеграторов со сбросом 6 и входом ФАПЧ 13, другой вход которого соединен с выходом интегратора 4 центрального канала центральной группы корреляторов. Выходы ФАПЧ 13 соединены с входами смесителя 14 и управляемого синтезатора 11, два других выхода которого соединены с опорным генератором 10 и выходом с блока принятия решений 8, выходы управляемого синтезатора 11 соединены с входом смесителей 12 и 14, выход смесителя 12 соединен с входами смесителей корреляционных каналов 3. Вход приемного устройства соединен с входами узкополосного канала, состоящего из последовательно соединенных смесителя 14, фильтра 15, амплитудного детектора 16, интегратора со сбросом 17 и одним из входов блока принятия решений 8, другой вход которого соединен с выходом узкополосного канала.

Аппаратура поиска широкополосного устройства работает следующим образом.

В передающем устройстве обеспечивается формирование узкополосного (УПС) и широкополосного (ШПС) сигналов, которые могут излучаться в любом временном и энергетическом сочетании. Возможно последовательное излучение сигналов с различными соотношениями между временем излучения ШПС и УПС, определяемыми временем их поиска в приемном устройстве.

В передающем устройстве также обеспечивается одновременная передача ШПС и УПС с различными энергетическими уровнями. Соотношение между энергетическими уровнями, излучаемыми ШПС и УПС, определяется общим временем поиска сигналов в приемном устройстве и временем накопления УПС, которое может быть больше времени накопления ШПС.

Для обеспечения передачи УПС с генератора несущей частоты 18 подается напряжение на смеситель 20 и синтезатор 19. Синтезатор 19 обеспечивает формирование УПС в любой полосе передающего устройства, при этом частота УПС может находиться в спектре ШПС, в том числе в нулевых точках спектральной плотности мощности ШПС, огибающая которого описывается функцией вида sinX(X), а также вне полосы ШПС. Сигнал с выхода синтезатора 19 подается на смеситель 20 и аттенюатор 21 и далее на схему объединения 24.

Аттенюатор 21 служит для установки соотношения между энергетическими уровнями УПС и ШПС.

ШПС формируется так же, как и в аппаратуре-прототипе.

УПС и ШПС подаются на схему объединения и излучаются.

В приемном устройстве осуществляется двухэтапный поиск по частоте и задержке. На первом этапе осуществляется поиск по частоте в узкополосном тракте. На втором этапе - поиск по задержке в широкополосном тракте.

Для обеспечения режима поиска по частоте в синтезаторе 11 устанавливается зона поиска по частоте, определяемая зоной нестабильности, при этом по командам, подаваемым с выхода с блока принятия решения 8, синтезатор 11 переводится в режим сканирования по частотам в пределах установленной зоны с временем пребывания на каждой частоте, равным времени накопления в узкополосном тракте. Синтезатор 11 формирует опорные частоты для смесителей 14, 12 узкополосного и широкополосного трактов соответственно, при этом между сформированными частотами существует жесткая связь.

С помощью смесителей 12 и 14 осуществляется перенос входного сигнала на частоту, где легко реализуется фильтрация сигнала. Узкополосный сигнал с выхода смесителя проходит через фильтр, амплитудный детектор и интегратор со сбросом. Напряжение с выхода интегратора подается в блок принятия решений 8, где принимается решение о наличии или отсутствии полезного сигнала.

Поиск по частоте в узкополосном тракте осуществляется до тех пор, пока не будет обнаружен сигнал. При обнаружении сигнала в блоке принятия решений 8 с выхода С подается команда на фиксацию синтезатора 11 на той частоте, где был обнаружен сигнал. Начиная с этого момента, устройство переходит в режим поиска по задержке в широкополосном тракте. В этом режиме работы на вход синтезатора 11 подается фиксированная частота, соответствующая найденной частоте в узкополосном тракте. Поиск по задержке осуществляется аналогично тому, как это делается в прототипе. По окончании поиска по задержке с выхода схемы принятия решений 9 подается команда на вход ФАПЧ 13, разрешающая подстройку по частоте. На второй вход ФАПЧ 13 подается сигнал с выхода интегратора 4 центрального корреляционного канала, с использованием которого ФАПЧ осуществляет точную подстройку по частоте и удержание сигнала по частоте. В том случае, когда полоса удержания по частоте ФАПЧ меньше нестабильности несущей по команде, подаваемой с выхода ФАПЧ, осуществляется скачкообразный перевод синтезатора 11 на следующую частоту.

Приемное устройство переводится в режим поиска по частоте командами с выхода блока принятия решений 8, при пропадании сигнала обнаружения в него.

Таким образом, в предлагаемой аппаратуре осуществляется одновременное излучение узкополосного и широкополосного сигналов, при этом осуществляется поиск по частоте СП одновременно двумя трактами: узкополосным и широкополосным.

Частота, найденная узкополосным трактом, проверится в широкополосном.

Оценим выигрыш во времени поиска, достигаемый в предлагаемой аппаратуре по сравнению с прототипом.

В аппаратуре-прототипе среднее время поиска, затрачиваемое на поиск ШПС определяется временем

где В - база сигнала;

Т_н - время анализа (накопления) на каждой частотно-временной позиции;

n - число корреляционных каналов,

Δf - интервал неопределенности по частоте;

ΔF - шаг поиска по частоте;

m - число интеграторов в каждом корреляционном канале.

При В=2047, Т_н=16 мсек, Δf=6 кГц,

ΔF=60 Гц, n=8 получаем

Для предлагаемого устройства время поиска по частоте составляет

где первое слагаемое определяет время поиска в узкополосном тракте, а второе слагаемое - время, затрачиваемое на проверку найденной частоты в широкополосном тракте.

При тех же исходных данных для получаем

Исходя из (1) и (2) получаем

В прототипе m=3, отсюда получаем, что предлагаемая аппаратура обеспечивает сокращение среднего времени поиска в 20 раз по сравнению с прототипом.

При использовании предлагаемой аппаратуры достигается значительное упрощение аппаратуры по сравнению с прототипом. В прототипе для сокращения времени поиска по частоте введены дополнительные линейки, содержащие фильтр, детектор и интегратор со сбросом.

При стремлении сократить время поиска в К раз в прототипе необходимо ввести N=3·К·n дополнительных блоков (при К=20 N=240).

В предлагаемой аппаратуре добавляется только узкополосный канал из четырех блоков.

Значит, в предлагаемой аппаратуре обеспечивается значительное сокращение времени поиска при схемном упрощении.

Обнаружение узкополосного сигнала противником и постановка прицельной помехи на частоте узкополосного сигнала приведет к улучшению условий поиска по частоте, так как прицельная помеха в данном случае будет способствовать правильному обнаружению сигнала на данной частоте. Наиболее опасным видом помех в данном случае является гребенка узкополосных помех. Аппаратура в данном случае будет останавливаться на каждой из частот и проверять правильность обнаружения в широкополосном тракте. Время поиска в данном случае будет увеличиваться с увеличением числа прицельных помех. Однако создание большого числа прицельных помех связано со значительными энергетическими затратами и затруднего ввиду кратковременности передачи УПС.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи с шумоподобными сигналами в условиях наличия нестабильности несущей частоты. Устройство поиска широкополосного сигнала содержит в передатчике генератор несущей частоты, формирователь шумоподобного сигнала, генератор псевдослучайной последовательности, в приемник-блок регисторов, последовательно соединенные перемножитель, смеситель, интегратор, детектор и интегратор со сбросом, блок выбора максимального значения, блок принятия решения, блок управления поиском по задержке, управляемый синтезатор, смеситель, аттенюатор и блок объединения. Техническим результатом является сокращение времени поиска. 3 ил., 1 табл.

Устройство поиска широкополосного сигнала, содержащее в передатчике генератор несущей частоты, выход которого подключен к первому входу формирователя шумоподобного сигнала (ШПС), и генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), выход которого соединен со вторым входом формирователя ШПС, в приемнике - блок регистров, выходы которого подключены к корреляционным широкополосным каналам, состоящим из последовательно соединенных перемножителя, смесителя, интегратора, детектора и интегратора со сбросом, выходы которых подключены через блок выбора максимального значения к блоку принятия решения, выходы которого соединены с входами блока управления поиском по задержке, первый выход которого подключен к интеграторам со сбросом корреляционных каналов, второй выход соединен с блоком регистров, опорный генератор, выход которого подключен к первому входу управляемого синтезатора, второй вход которого соединен с выходом блока принятия решения, а выход - со смесителем, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени поиска, в передатчик введены синтезатор, смеситель, аттенюатор и блок объединения, причем выход генератора несущей подключен к первому входу смесителя непосредственно, а ко второму - через синтезатор, выход смесителя через аттенюатор соединен с первым входом блока объединения, второй вход которого соединен с выходом формирователя ШПС, в приемник введены блок фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ и узкополосный канал, состоящий из последовательно соединенных смесителя, фильтра, детектора и интегратора со сбросом, причем первый вход блока ФАПЧ соединен с выходом интегратора одного из корреляционных широкополосных каналов, второй вход - с выходом блока управления поиском по задержке, а выходы его соединены со входами смесителей, входы узкополосного канала соединены со входом приемника и выходом управляемого синтезатора.