УСТРОЙСТВО для НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ Советский патент 1970 года по МПК G01S1/02 

Изобретение относится к области радиолокации и радиосвязи.

Из1вестны устройства для некогерентного приема сложных сигналов, содержащие согласованные фильтры. Однако реализация согласованных фильтров представляет сложную техническую задачу.

В «астоящее время -существует два типа согласованных фильтров: аналоговые « дискретные. Построение согласованных фильтров аналоговыми методами ограничивается узким классом сигналов, а достигаемые при этом коэффициенты сжатия невысоки и Не дают возможности перестройки их импульсной характеристики. Более перспективные, особенно при быстрой перестройке, - дискретные фильтры. Известны цифровые и дискретноаналоговые методы -построения таких фильтров. В первом случае проквантованный по времени сигнал преобразуется в цифровой код, во втором производится аналоговая обработка выборочных значений сигнала. В обоих случаях для получения выборочных значений огибающей результата оптимальной обработки сигнала нет необходимости получения самого результата оптимальной обработки в аналоговой форме, а достаточно получения результатов соответствующей весовой обработки выборочных значений сигнала. Причем величина интервала между соседними

выборочными значениями определяется не средней частотой радиосигнала, а максимальной частотой низкочастотного снектора амплитудной н фазовой модуляции. Благодаря этому дискретный фильтр оказывается значительно проще в реализации, чем аналоговый.

В настоящее время в применении к дискретным фильтрам используются два метода выделения искомой огибающей результата оптимальной обработки. Первый метод предусматривает разделение сигнала на низкочастотные квадратурные составляющие с последующей раздельной обработкой этих составляющих,

сводящейся к цифровому или аналоговому перемножению выборочных значений квадратурных составляющих сигнала с выборочными значениями квадратурных составляющих импульсной реакции соответствующего аналогового согласоваиного фильтра, с последующим суммированием результатов перемножения. Такой метод онтимальной некогерентной обработки требует создания четырех комплектов соответствующих перемножающих и суммирующих устройств, создания вспомогательного генератора синусоидального напряжения частоты, равной частоте высокочастотного заполнения радиосигнала, а также дублирования устройства задержки выборочных значе3в цифровых фильтрах или аналоговых элементов памяти в дискретно-аналоговых фильтрах). Второй метод выделения огибающей является значительно более простым, так как избав-5 ляет от необходимости разделения входного сигнала на квадратурные составляющие. Этот метод сводится к весовой обработке выборочных значений сигнала на двух комплектах взвещивающих устройств, причем коэффици-ю енты передачи («веса) взвещивающих устройств первого комплекта пропорциональны выборочным значениям импульсной реакции соответствующего аналогового согласованного фильтра, а коэффициенты передачи второ-15 го комплекта - выборочным значениям преобразования Гильберта импульсной реакции. Результаты взвещивания с обоих комплектов поступают на соответствующие суммирующие квадраторы, выходы которых подключаются к20 нелинейному устройству, осуществляющему операцию извлечения квадратного корня из суммы поданных напряжений. Однако и второй метод выделения огибающей сложен и не обеспечивает упрощения25 системы. Цель предлагаемого изобретения - упрощение устройства для некогерентного приема сложных сигналов, в котором производится обработка суммы выборок входного сигналаЗО и того же сигнала, задержанного на время, превыщающее интервал корреляции, что дает возмол{ность устранить второй квадратурный канал, вспомогательный генератор и перемножитель на входе. Для достижения этой цели35 в предлагаемом устройстве осуществляется «сжатие сигнала с выделением огибающей результата «сжатия, при этом на выходе фильтра присутствуют отсчетные импульсы, амплитуды которых приблизительно пропор-40 циональны выборочным значениям искомой огибающей результата оптимальной некогерентной обработки, что дает возможность отказаться от необходимости создания второго комплекта взвещивающих устройств, дублиро-45 вания коммутирующей матрицы и выходных накопителей. На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство для некогерентного приема50 сложных сигналов состоит из двух каналов, которые содержат буферные каскады 1 тл 2, фазовращатель 3, аналоговые ключи 4 и 5, линию задержки 6 и сумматор 7, на входы которого поданы сигналы с выхода линии за-55 держки и аналогового ключа 5. С выхода сумматора сигнал подан на вход дискретносогласованного фильтра 8. С его выхода сигнал поступает на квадрирующее устройство 9, буферные каскады W и //, линию задержки60 12 и блок извлечения квадратного корня из суммы поданных напряжений. Входной сигнал LJ(t) поступает на буферные неискажающие каскады / и 2 на входах, первого и второго каналов. В первом канале65 4 сигнал проходит через фазовращатель, осуществляющий сдвиг фаз всех частотных составляющих спектор сигнала на 90°. Во втором канале сигнал с выхода буферного каскада 2 поступает «а аналоговый ключ 5, представляющий собой аналоговый стробируемый каскад. Та-ким образом, на выходе фазовращателя в первом канале получаем преобразование г , г, Гильберта U(t) входного сигнала U(t). С фазовращателя 3 сигнал подан на вход аналогового ключа 4. На входах аналоговых ключей 4 и 5 первого и второго каналов имеем соответственно lJ(t) и {J(t). Ны выходах ключей 4 и 5 первого и второго каналов появляется последовательность отсчетных импульсов соответственно Li(if) и Uz(t), амплилтуды которых DI и t/, пропорциональны выборочным значениям сигналов lJ(t) и U(t). / Напряжение Ui(t) поступает на линию задержки 6 со временем задержки, равным рД, где р - целое число. С выхода линии задержки 6 и аналогового ключа 5 выходной сигнал подан на сумматор, выходное напряжение которого Ус, является входным сигналом дискретного фильтра 8. На выходе дискретного фильтра независимо от типа этого фильтра получается последовательность импульсов, появляющихся в моменты времени . С выхода дискретного фильтра 8 последовательность импульсов через квадрирующее устройство 9 и буферные каскады W и 11 распределяются по двум каналам, в одном из которых включена лияия задержки 12. Выходное напряжение с выхода линии задержки 12 и буферного каскада 11 поступает на вход нелинейного сумматора 13. Так как автокорреляционные функции сложных широкополосных сигналов, используемых в реальных системах, представляют собой узкий центральный пик с малыми боковыми лепестками, то очевидно такую же форму имеет и напряй ение, обусловленное полезным сигналом, на выходе аналогового фильтра, который осуществляет «сжатие входного сигнала. Тогда, если максимальное значение «сжатого сигнала, т. е. высокого центрального пика выходного сигнала, появляется на выходе соответствующего аналогового фильтра в момент , то при достаточно больщих значениях р осуществляется операция «сжатия сигнала с выделением огибающей результата этого «сжатия, т. е. производится оптимальная обработка некогерентного сигнала. В отличие от аналогового фильтра в рассматриваемом случае на выходе фильтра присутствуют отсчетные импульсы, амплитуды которых приблизительно пропорциональны выборочным значениям искомой огибающей результата оптимальной некогерентной обработки. При этом все устройство в целом оказывается значительно проще, чем известные устройства выделения огибающей при оптимальной некогерентной

обработке. Действительно, в сравнении со вторым методом выделения огибающей при реализации иредлагаемого устройства отпадает необходимость создания второго комплекта взвешивающих устройств, дублирования коммутирующей матрицы и выходных накопителей.

Предмет изобретения

Устройство для некогерентного приема сложных сигналов, содержащее сумматор, на первый вход которого выходной сигнал подай через буферный каскад, фазовращатель и аналоговый ключ, а на второй вход - через буферный каскад и аналоговый ключ; дискретный согласованный фильтр, квадратор, выход которого через буферные каскады соединен со входами блока извлечения квадратного корня из суммы поданных напряжений, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, между аналоговым ключом и первым входом упомянутого сумматора, а также между буферным каскадом и одним из входов упомянутого блока извлечения квадратного корня включены идентичные линии задержки.