Многоканальный дискретный согласованный фильтр Советский патент 1974 года по МПК H03H7/28 H04J1/20 

1

Изобретение относится к радиотехническим фильтрам и иожет быть использовано в системах передачи информации, передаваемой в дискретной форме, в особенности в системах связи со свободным доступом для обработки сложных шумоподобных фазоманипулированных сигналов с большой базой.

Известен многоканальный дискретный согласованный фильтр, содержащий два квадратурных канала выделения сложных шумоподобных сигналов, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные балансный фазовый детектор с общим для обоих каналов генератором несущей частоты, квантизатор и регистр сдвига с общим для обоих каналов генератором тактовой частоты, и в каждом тракте обработки принятого сигнала весовые сумматоры, балансные модуляторы, соединенные с генератором несущей частоты, и сумматоры квад|ратурных компонент каждого сигнала

с детектором, огибающей и решающей схемами на выходе.

В известном фильтре из-за того, что источники принимаемых сигналов асинхронны один относительно другого по несущей частоте, возникают энергетические потери, приводящие к снижению помехозащищенности фильтра.

0 Для повышения помехозащищенности фильтра при обработке шумоподобных фазоманипулированных сигналов от асинхронных по несущей частоте источников в каждом тракте

5 обработки принятого сигнала выход упомянутого сумматора квадратурных компонент соединен с сигнальными входами синхронного детектора и фазового детектора, выход которого

п подключен через последовательно соединенные каскад строоирования, ячейку памяти и фильтр нижних частот ко входу управления перестраиваемого генератора несущей частоты сигнала, по выходу подключенно|ГО ко входам опорного сигнала фазо344вого детектора непосредственно, а синхронрэго детектора - через фазовращатель, причем выход синхронного детектора соединон со входом управления упомянутой решающей схемы, а выход упомянутого детектора огибающей соединен со входом управления каскада стробирования и другим входом решающей схемы через формирователь импульсов в момент максимального значения сигнала, Блок-схема предложенного многоканального дискретного согласованного фильтра представлена на чертеже. Фильтр содержит два квадратурных канала I, 2 обработки сложных шумоподобных (в данном случае фазоманипулированных) сигналов, которые включают в себя балансные фазовые детекторы 3, 4 и квантизаторы 5, 6j выходы которых подключены к информационным входам регистров сдвига 7, 8, выполняющих функции дискретных линий задержки, Генератор тактовой частоты 9 управляет работой регистров сдвига 7, 8 и квантизаторов 5, 6 (моментами Начала и конца интегрирования и моментами формирования импульсов единичной амплитуды). Выходы регистров сдвига 7, 8 подключены соответственно ко входам весовых сумматоров 10т-10/ и Ит-II//X ( число обра 5атываемих сложных шумоподобных сигналов, определяющих число каналов фильтра), каждый из которых настро ен на прием своего индивидуального сигнала. Выходы весовых сумматоров подключены к сигнальным вхо ---т f -ГЛ дам балансных модуляторов I2j-I2, Опорные вхор балансных фазовых детектооов |, ны к генератору небущей частоты 14 с фазовращателем 15 на 90 , предназначенному для формирования квадратурных составляющих опорного высокочастотного напряжения. Выходы всех балансных модуляторов 12тI2fi, попарно подклкя ены к сумма- торам I6j-I6/i. квадратурных компонент каждого сигнала. Выходы сумматоров 16т-16/ соединены с сигнальными входами фазовых детекторов 17т-17л; , детекторов огибающей ,и синхронных детекторов 19т-19/1 , Выходы фа зовых детекторов г7т-17л через каскады стробирования 20т-20л , ячей ки памяти 2Ij-2 и фильтры нижних чярФпП - « полклшёны к уппавчастот T-e:z/i подключены к упревляющим входам автоматически подстраиваеыых под несущую часгоху сигналов генераторов гЗ -ЗЗ/г , соединенных с опорными вхбдаыи синхронных детекторов 19т-19А Мбрез фазовращатели 90°. Многоканальный фильз о ммеех танке решающие схемы 25т-25/г, , предназначенные для принятия решений о знаках посылок, на входы которых поданы напряжения с выходов синхронных Детекторов 19т-19,л: и с выхода ормирователей 26j--Z6/t, импульсов в момент максималБного значения огибающих продетектированных в детекторах 18т-18/г сигналов. Работа предлагаемого фильтра (на примере работы одного из п его каналов) происходит ел едущим образом На вход фильтра поступает совокупность шумоподобных сигналов разных источников. Все они после фазового детектирования балансными фазовыми детекторами 3 и 4 и квантизации в квантизаторах 5, 6 поступают на регистры сдвига 7, 8, с выходов которых задержанные сигналы подаются на весовые сумматоры Ют-Юл , Иг-11/ . Сигнал, с которым сопряжены по настройке, например, первые весовые сумматоры (Ют, 11т), выделяется на выходах последних; совокупность же остальных сигналов воспринимается этими сумматорами как шум. Форма полезного сигнала напоминает сильно сжатый импульс, причем амплитуды, этих импульсов на выходах обоих сумматоров Ют, 11т изменяются соответственно по закону синуса и косинуса частоты биений между высокочастотным заполнением приходящего сигнала и частотой генератора У зстоты 14. Эти импульсы ,,. т г поступают на балансные модуляторы 12т,13т и после них - на сумматор I6f, на выходе которого образуется сжатый радиоимпульс с частотой заполнения, равной частоте заполнения приходящего сигнала. Коэффициент временного сжатия равен базе сигнала. Радиоимпульс с выхода сумматора 16т детектируется в детекторе огибающей 18т, а затем в формирователе 2бт вырабатывается импульс в момент максимального значения огибающей продетектипованиого радиоимпульса, Такой формирователь может быть выполнен различно, В простейшем случае в формирователе 26т должны ВЫПОЛНЯТЬСЯ последовательйо операц огоаничения CHHMV ппя71йфйи и1рапичвнин иредетектированного радиоимпульса, дифференцирования и выработки (например при помощи мультивибратора) импуль са при переходе продифференциро ванного напряжения через нуль, т.е в момент максимума огибающей радиоимпульса. В фазовом детекторе 17т производится сравнение фаз высокочастот ного заполнения радиоимпульса с вы хода сумматора 16т и напряжения с выхода автоматически подстраиваемого по частоте генератора 23т и вырабатывается напряжение ошибки, которое, для обеспечения максимального отношения сигнал:шум, стробируется выходным импульсом формирователя 26у в каскаде строоирования 20т и по цепи ячейка памяти 21-г -- фильтр нижних частот 22т поступает на вход управления генератора 23т, в результате чего частота колебаний последнего оказывается равной частоте заполнения радиоимпульсов, а фаза - сдвинутой„относительно фазы заполнения на 90 . Поэтому для квазикогерентного детектирования напряжение с генератора 23-г подается на опорный вход синхронного детектора 19-г через фазовращатель 24т на 90 ,Выход синхронного детектора 19т соединен с одним из входов решающей схемы 25т, на другой вход которой поступает сигнал отсчета с формирователя 26т. Наличие автоподстрой ки частоты генераторов 23j-23/iобеспечивает малые энергетические потери, так как при малой расстрой ке несущей частоты сигналов ( vv. ) относительно несущей частоты oOfгенератора 14 в общей групповой части многоканального дискретного согласованного фильтра, т.е, при W t, - Н Га где Т - период шумоподобных сигналов, обеспечивается режим квазикогерентного приема сигналов, порознь приходящих по всем каналам дискретного согласованного фильтра. Энергетические потери за счет такой обработки по сравнению с идеальным когерентным приемом можно определить по формуле: .,/. л-ЙГ 2 л - ,р -Г, Рс(1 с1зиког) uSiT I ; V 2 / где Рс( и Р(кЬазико требуемые мощности полезного сигнала для режимов соответственно когерентной И, квазикогерентной работы при одном и том же уровне шума на входе и одной и той же вероятности ошибок при принятии решений о знаке посылок;л Si - разность частот заполнения входного сигнала и генератонесущей частоты; Т - длитальность сжимаемого шумоподобного сигнала. Эти потери могут быть пренебрежительно малы, особенно с ростом скоростей передачи информации. ПРЩМЁТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Многоканальный дискретный согласованный фильтр, содержащий два квадратурных канала выделения сложных шумоподобных сигналов, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные балансный фазовый детектор с общим для обоих каналов генератором несущей частоты, квантизатор и регистр сдвига с общим для обоих каналов генератором тактовой частоты, и в каждом тракте обработки принятого сигнала весовые сумматоры, балансные модуляторы, соединенные с генератором несущей частоты, и сумматоры квадратурных компонент каждого сигнала с детектором, огибающей и решающей схемами на выходе, отличающийс я тем, что, с целью повышалия помехозащищенности при обработке шумоподобных фазоманипулированных сигналов от асинхронных по несущей частоте источников, в каждом тракте обработки принятого сигнала выход упомянутого сумматора квадратурных компонент соединен с сигнальными входами синхронного детектора и фазового детектора, выход которого подключен через последовательно соединенные каскад стробирования, ячейку памяти и фильтр нижних частот ко входу управления Перестраиваемого генератора несущей частоты сигнала, по выходу подключенного ко входам опорного сиг- нала фазового детектора непосредственно, а синхронного детектора через фазовращатель, причем выход синхронного детектора соединен со входом управления упомянутой решающей схемы, а выход упомянутого детектора огибающей соединен со входом управления каскада стробирования и другим входом решающей схемы через формирователь импульсов в момент максимального значения сигнала.