УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОДИНОЧНОГО Советский патент 1972 года по МПК H03K11/00 

Изобретение относится к оптимальной филь1рации радиосигналов, а именно к системе обработки фазоманинулированных последовательностей.

В условиях нриема известного сигнала на фоне белого шума для получения на выходе наилучшего отношения сигнал/шум радиоприемное устройство следует строить в виде линейного фильтра, образуюш,его из сигнала его автокорреляционную функцию. Применительно к обработке фазокодированных последовательностей это означает, что необходимо накопить и в некоторый момент времени просуммировать все парциальные импульсы пачки.

Известны устройства, в которых накопление и декодирование импульсов пачки производится с помошью многоотводной линии задержки или набора линий, включенных последовательно. Суммарная задержка должна быть не меньше, чем длительность закодированной последовательности, а число отводов не меньше, чем число дискрет. Погрешность суммарного времени задержки и задержки между отводами должна составлять малую долю периода несушей частоты сигнала.

Эти требования являются серьезным препятствием к увеличению числа позиций и длительности пачки. С ростом числа отводов от многоотводной линии или числа линий, включенных последовательно, производственные погрешности времени задержки и неодинаковость температурных коэффициентов оказывают более сильное разрушающее влияние на выходной сигнал.

Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков и отличается от известных тем, что вместо однократного пробега сигнала через Л-отводную линию задержки осуш,ествляются jV-кратный пробег того же сигнала через одну

линию, включенную в кольцо обратной связи со сдвигом частоты, осуществляемым для опознавания импульсов по их иомеру в пачке, что необходимо для декодирования и суммирования производимого в процессе обратного

преобразования частоты.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы оптимальной обработки фазоманипулированной последовательности; на фиг. 2 - блоксхема устройства с применением пилот-сигнала; на фиг. 3 - блок-схема устройства с вспомогательным преобразованием частоты.

Устройство содержит рециркулятор со сдвигом частоты, состоящий из включенных в кольцо линии / задержки, частотосдвигающего преобразователя 2, усилителя 3 и сумматора 4, к которому также подсоединены входные зажимы системы 5. Кольцо рециркулятор а соединяется с набором канальных частотных полосовых фильтров 6, 7 и 8, число которых

довательности. Выход каждого из фильтров, начиная со второго, нагружен на соответствующий канальный преобразователь Я 10 н 11 частоты, каждый из которых через собственный фазовращатель 12, 13 и 14 соединяется с входным сумматором 15. Фильтр иервого частотного канала соединен с выходным сумматором непосредственно. Выход сумматора 15 является выходом всей системы. Блок 16 гармоник имеет число выходов, равное числу канальных преобразователей частоты. Выход первой гармоники соединен одновременно со входом гетеродинирующей частоты частотосдвигающего преобразователя кольца рециркулятора и с входом гетеродинирующей частоты канального преобразователя второго канала. Выходы высщих гармоник соединяются с соответствующими канальными преобразователями.

Принцип действия устройства проиллюстрирован на примере обработки сигнала, закодироваиного по пятизначному коду Баркера. Такой сигнал.пред«жавляет собой последовательность из .пяти--ра-ДЙ.оимпульсов с несущей частотой Юс длительностью т следующих один за

другим через время Г - т (k ,

2,...), начальные фазы которых закодированы по закону И-h + - +. Как известно, фильтр, согласованный с сигналом, т. е. образующий из сигнала его автокорреляционную функцию, обладает импульсной характеристикой, являющейся зеркальным отражением сигнала во времени. В данном случае импульсная характеристика, т. е. отклик фильтра на воздействие одиночного весьма короткого импульса, должна представлять собой последовательность пяти радиоимпульсов с несущей частотой «о. длительностью т, периодом следования Т, начальные фазы которых закодированы по закону И1- + + Для краткости рассуждений предположим, что на вход системы поступает одиночный радиоимпульс с несущей шс частотой и длительностью т. На выходе системы должна наблюдаться вторая указанная выще последовательность. С выхода сумматора импульс поступает на вход линии задержки и одновременно на набор фильтров, из которых на частоту шс настроен фильтр 6. С выхода фильтра сигнал через выходной су.матор попадает на выход системы на частоте с фазой, совпадающей с фазой входного сигнала. Через время Т на выходе лйнии задержки цоявляется задержанный сигнал на частоте сос поступающий на вход частотносдвигающего устройства, которое смещает несущую частоту радиоимпульса с частоты сос на частоту шс + Иг. Частота гетеродинирующего , ,- 2.-П , . колебания имеет величину Уг (п 1,

2, ...), равную или несколько большую, чем эффективная щирина спектра парциального импульса. Усилитель компенсирует затухание, вносимое элементами тракта рециркулятора. С выхода сумматора радиоимпульс на частоте й)с -f иг поступает вновь на линию задержки и набор фильтров. На частоту со с + fir настроен фильтр 7, и с его выхода сигнал поступает на канальный преобразователь частоты,

на который также подается гетеродинирующее напряжение частоты uf от блока гармоник. На выходе канального преобразователя выделяется разностная частота, равная частоте входного сигнала («с + Qr) - fir Мс. Через фазовращатель, опрокидывающий фазу сигнала, импульс на частоте ыс поступает на сумматор и далее на выход системы, формируя вторую дискрету импульсной характеристики устройства.

Аналогично формируются следующее Дискреты заданной импульсной характеристики устройства.

Нри соответствующем выборе основных параметров система может служить согласованным с|)ильтром для обработки фазоманипулированных последовательностей при любом коде. Число дискрет в сигнале /V определяется числом частотных каналов на выходе кольца рециркулятора, период следования дискрет равен времени задержки Т, а код задается настройкой фазовращателей. Система может быть приспособлена также и для обработки сигналов с неравными интервалами между дискретами при условии, что каждый из интервалов

кратен некоторой величине Го.

Задержка в кольце в этом случае выбирается равной TO, а настройка частотных фильтров на выходе кольца и номер гармоники, используемой для обратного преобразования частоТ

ТЫ, определяются отнощением - . Полоса

0

пропускания Д кольца рециркулятора выбирается равной Д (М-1)йгд где М - отнощение общей длительности последовательности к Го. В частном случае равномерного кода М совпадает с числом дискрет N. После (М-)-го пробега по кольцу сигнал выходит за пределы полосы пропускания И не участвует в дальнейших циркуляциях.

На фиг. 2 изображена блок-схема устройства, аналогичного предыдущим, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стабильности работы, к входному сумматору подключен источник 17 монохроматических пилот-сигнальных колебаний, а источник гетеродинирующих колебаний для обратного преобразования выполнен в виде набора фильтров J8, 19 и 20, входы которых подключены ко входу линии задержки, канальные преобразователи частоты подсоединены к выходам фильтров через фазовращатели соответственно, а частотносдвигающий преобразователь подключен к некогерентному источнику 21 гетеродинирующих колебаний.

Формирование сетки частот для обратного преобразования внутри кольца рециркулятора, а не во внещних устройствах, дает то преимущество, что изменения фазовых характеристик кольца, происходящие, например, из-за измеодинаковому дополнительному набегу фазы как полезного сигнала, так и пилот-сигнала.

При обратном преобразовании частоты вне кольца эти фазовые сдвиги взаимно уничтожаются. Отпадает необходимость в когерентности, т. е. кратности времени задержки линии и периода гетеродинирующего колебания для частотносдвигающего преобразователя кольца рециркулятора, что облегчает требования к стабильности упомянутого источника.

На фнг. 3 изображена блок-схема устройства, аналогичного предыдущим, отличающаяся тем, что для уменьшения добротности фильтров последние подключены к входу линии 1 задержки через преобразователь 22 частоты, возбуждаемый от источника 17 пилот-сигнальных колебаний.

Преобразование частоты сигнальных и пилот-сигнальных колебаний вниз, осуществляемое преобразователем 22, при одной и той же разности несущих частот колебаний на двух последовательных пробегах, равной Qr приводит к увеличению отношения частот, что облегчает требования к фильтрующим цепям.

Предмет изобретения

1. Устройство для преобразования одиночного электрического импульса в последовательность фазоманипулированных радиоимпульсов, содержащее линию задержки, сумматор, на который ноданы входные сигналы, соединенный через канальные фильтры со входами канальных преобразователей, на которые подан гетеродинирующий сигнал с генератора

гармоник, входы которых через фазовращатели подключены к выходному сумматору, огличающееся тем, что, с целью снижения требований к линии задержки по точности ее изготовления и длительности задержки, к выходу

линии задержки подключен дополнительный смеситель частоты, на второй вход которого подан сигнал с генератора гармоник, а выход которого через усилитель подключен ко второму входу сумматора.

2.Устройство по н. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности работы, к третьему входу сумматора подключен генератор монохроматических колебаний, а на второй вход дополнительного смесителя частоты подан сигнал с отдельного генератора некогерентных колебаний, при этом в качестве генератора гармоник нрименен набор дополнительных фильтров, выходы которых соединены со входами канальных фильтров.

3.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что, с целью уменьшения необходимой добротности фильтров, входы канальных н дополнительных фильтров подключены к выходу сумматора через дополнительный смеситель частоты, на вход которого подан сигнал с генератора монохроматических колебаний.

16

НЗ

(Jc

H-HSbJ

ffr Gi

D u.:u