Устройство для поиска шумоподобного сигнала

 

Изобретение относится к электросвязи . Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит два смесителя 1 и 6, синтезатор 2 частот, узкополосный фильтр 3, регулируемый усилитель 4, блок 5 вре менной компрессии сигнала (БВКС), корреляторы 7, генератор 8 копий входного сигнала, блок 9 выбора максимального сигнала, пороговый блок 10, амплитудный детектор 11, интегратор 12, запоминающий блок 13, два фазовых детектора 14 и 15, фазовращатель 16, дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор 18 сигнала по минимальному значению и блок 19 деления напряжения (БДН). Информация о спектре входного сигнала считывается из ДАЛЗ 17 и делится в БДН 19 на минимальный уровень спектральной плотности, полученный в ана-- лизаторе 18. Выходным напряжением БДН 19 управляется коэффициент усиления усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пропускания фильтра 3 коэффициент усиления усилителя 4 уменьшается в ft раз, где |U - отношение спектральной плотности мощности помехи к полезного сигнала. Обнаруженная узкополосная помеха .подавляется с помощью усилителя 4 и не пропускается на смеситель 6. Цель достигается введением усилителя , детектора 11, интегратора 12, запоминающего блока 13, ДАЛЗ 17, анализатора 18 и БДН 19. Даны примеры выполнения БВКС 5 и корреляторов 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. «Л-t-fn (Л кэ 4 сл ai.t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 151) 4 Н 04 1. 7/О4ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3810157/24-09 (22) 06. 11.84 (46) 15.12.86. Бюл. 1) 46 (72) Н.И.Коэленко, Ю.В.Левченко и Л.И.Алгазинова (53) 621.394.662(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 964987, кл. Н 04 В 1/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1239877, кл. Н 04 В 1/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ШУМОПОДОБНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Устройство содержит два смесителя 1 и 6, синтезатор 2 частот, узкополосный фильтр 3, регулируемый усилитель 4, блок 5 временной компрессии сигнала (БВКС), корреляторы 7, генератор 8 копий входного сигнала, блок 9 выбора максимального сигнала, пороговый блок

10, амплитудный детектор 11, интегратор 12, запоминающий блок 13, два фазовых детектора 14 и 15, фаэовращатель 16, дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор

18 сигнала по минимальному значению и блок 19 деления напряжения (БДН).

Информация о спектре входного сигнала считывается иэ ДАЛЗ 17 и делится в БДН 19 на минимальный уровень спектральной плотности, полученный в ана-" лизаторе 18. Выходным напряжением

БДН 19 управляется коэффициент .Усиления усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пропускания фильтра 3 коэффициент усиления усилителя 4 уменьшается в р раэ, где и — отношение спектральной плотности мощности помехи и полезного сигнала. Обнаруженная узкополосная помеха. подавляется с помощью усилителя 4 и не пропускается на смеситель 6. Цель достигается введением усилителя 4, детектора 11, интегратора 12, запоминающего блока 13, ДАЛЗ 17, анализатора 18 и БДН 19.

Даны примеры выполнения БВКС 5 и корреляторов 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в широкополосных системах радиосвязи для поиска шумоподобного сигнала.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для поиска шумоподобного сигнала, на фиг.2 — структурная электрическая схема блока временной компрессии сигнала; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства для поиска шумоподобного сигнала.

Устройство для поиска шумоподобного сигнала содержит первый смеситель

1, синтезатор 2 частот, узкополосный фильтр 3, регулируемый усилитель 4, блок 5 временной компрессии сигнала, второй смеситель 6, корреляторы 7, генератор 8 копий входного сигнала, блок 9 выбора максимального сигнала, пороговый блок 10, амплитудный детектор 11, интегратор 12, запоминающий блок 13, первый и второй фазовые детекторы 14 и 15, фазовращатель 16, дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор 18 сигнала по минимальному значению, блок 19 деления напряжения °

Корреляторы 7 содержат первый и второй перемножители 20 и 21, первый и второй интеграторы 22 и 23, формирователь 14 сигнала суммы квадратов напряжений.

Блок 5 временной компрессии сигнала содержит опорный генератор 25, первый делитель 26 частоты, счетчик

27 адресов записи, второй делитель 28

Ф частоты, аналого-цифровой преобразователь 29, первый коммутатор 30, цифроаналоговый преобразователь 32 частоты, второй и третий коммутаторы 32 и 33, первый и второй оперативные запоминающие блоки 34.и 35, счетчик

36 адресов считывания, третий и чет вертый делители 37 и 38, счетчик 39 импульсов.

Устройство для поиска шумоподобного сигнала работает следующим образом.

Входной сигнал в виде смеси х(с) полезного сигнала и помех на промежуточной частоте f составляющей

f, =(21+1)F,, где F - тактовая частота шумоподобного сигнала, 1%=0,1,2,3..., поступает на вход блока 5 временной комп277415 2 рессии. В блоке 5 временной компрессии сигнал дискретиэируется с частотой F> =4F заполняются последовательные отрезки сообщений длитель5 ностью (фиг.За)

Т „ =4(И+и)/F, где М вЂ” длийа передаваемой случайной последовательности; и — число корреляторов 7.

IO Первые 4N выборок каждого отрезка сообщений считываются 2m раэ с частотой F =1Рэ, где t>2m, и по ним сч восстанавливаются 2m раз повторяющиеся сжатые во времени отрезки вход15 ного сигнала х"(i) длительностью

Т =- — (фиг.Зо ).

СЧ

c ×

Выходной сигнал блока 5 временной компрессии поступает на первый сме20 ситель 1, где он смешивается с выходным сигналом синтезатора 2 частот со ступенчато изменяющимся значением частоты (фиг.35). Шаг изменения частоты синтезатора 2 частот равен

25 р дГ=- t, а число частот равно m. m

Выходной сигнал первого смесителя

1 фильтруется узкополосным фильтром

3. Квадрат огибающей выходного сиг30 нала узкоплосного фильтра 3 поступает с выхода амплитудного детектора

11 на интегратор 12. Импульсы сброса для интегратора 12 формируются бло-. ком 5 временной компрессии и имеют

35 период следования, равный длительности сжатого входного сигнала. В интеграторе 12 накапливается энергия частотных составляющих (фиг.Зе), которые запоминаются запоминающим бло4О ком 13 (фиг.З к) и считываются из него в дискретно-аналоговую линию 17 задержки и анализатор 18. В анализаторе 18 выбирается минимальное значение частотных составляющих (фиг.З ). В

ДАЛЗ 17 формируется развертка спектра входного сигнала (фиг.Зи).

Весь процесс считывания информации из блока 5 временной компрессии разбивается на два этапа (фиг.За).

56 На первом этапе анализа спектра входного сигнала .корреляторы 7 находятся в исходном состоянии. В этом режиме измеряется энергия частотных составляющих входного сигнала и выбирается

55 их минимальное значение. В режиме обработки (фиг.Зк) входного сигнала происходит сравнение энергий спектральных составляющих с минимальным з 1Z i! уровнем. В зависимости от результата сравнения спектральные составляющие обрабатываются или не обрабатываются в корреляторах 7. Для этого информация о спектре считывается из ДАЛЗ 17, фиг.Зй) и делится в блоке 19 деле«ия на минимальный уровень спектраль«ой плотности, полученной в анализаторе 18. Выходное напряжение блока 19 деления управляет коэффициентом уси- 10 ления управляемого усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пройускания узкополосного фильтра 3 коэффициент усиления регулируемого усилителя 4 уменьшается в раэ, где р — отношение спектральной плотности мощности помехи и полезного сигнала. Таким образом, обнаруженная узкополосная помеха подавляется с помощью регулируемого усилителя 4 и не пропускается на второй смеситель 6. Если в спектре входного сигнала отсутствует узкополосная помеха, то коэффициент усиления управляемого усилителя 6 остается неизменным, и сигнал с выхода узкополосного фильтра 3 без изменений поступает на вход второго смесителя 6, ! где он смешивается с выходным сигналом синтезатора 2 частот.

Таким образом, при каждом смешивании отрезка сжатого входного сигнала на выходе второго смесителя 6 выделяется одна из его частотных составляющих которая поступает на инУ

35 формационные входы первого и второго фазовых детекторов 14 и 15. На опорный вход первого фазового детектора

14 подаются опорные колебания несущей частоты F =F /4 с выхода блока н си - 40

5 временной компрессии, а на опорный вход второго фазового детектора 15 о колебания, сдвинутые на 90 в фазовращателе 16.

Демодулированные частотные состав-45 ляющие с выходов первого и второго фазовых детекторов 14 и 15 подаются на входы корреляторов 7, каждый из которых состоит из двух каналов, содержащих перемножители 20 и 21, интеграторы 22 и 23 и формирователь 24.

На вторые входы перемножителей 20 и

21 поступают копии псевдослучайной последовательности с генератора 8 с тактовой частотой F (=F,„ /4. На уста- новочные входы интеграторов 22 и 23 и одновременно на анализатор 18 поступает сигнал с блока 5 временной

4)э ф компрессии (фиг. 3 ) . Сигнал для синхронизации генератора 8 (фиг.3 а), и служащий для привязывания по фазе формируемой последовательности со считываемым сигналом, является и сиг,налом сброса для анализатора 18.

В интеграторах 7 накапливаются результирующие значения корреляционных сверток опорного сигнала (фиг.Зл) со всеми частотными составляющими входного сигнала, которые эквивалентны свертке опорного сигнала с входным сигналом (фиг.Зм). Квадраты выходных сигналов интеграторов 7 складываются в формирователе 24 и поступают на блок 9 выбора, где они сравниваются между собой и максимальный из них сравнивается с порогом в пороговом блоке 10. Если максимальный сигнал корреляторов 7 превышает порог, то устройство для поиска шумо-. подобного сигнала переходит в режим подстройки и приема информации. Фаза сигнала определяется в этом случае по моменту начала записи очередного отрезка входного сигнала (фиг.3 ) и номеру коррелятора 7 с максимальным значением свертки.

Блок 5 временной компрессии (фиг.2) работает следующим образом.

Входной шумоподобный сигнал с шириной спектра gFc2F, поступающий на вход аналого-цифрового преобразователя 29, переводится в цифровую форму и записывается в первой или второй оперативные запоминающие блоки (ОЗУ) 34 и 35.

Частота дискретизации выбирается в соответствии с теоремой Котельникова и равна F =4Е . Формируется часа т тота дискретизации путем деления частоты опорного генератора 25 в первом делителе 26 на Г. Непрерывность обработки сигнала обеспечивается двухтактовой организацией работы ОЗУ 34 и 35 .

В то время, когда в ОЗУ 34 запоминаются выборки очередного отрезка сообщения, из ОЗУ 35 считываются вы-, борки предыдущего отрезка и наоборот.

Для обеспечения работы ОЗУ 34 и

35 счетчиками 27 и 36 формируются адреса записи и считывания А .....А,.

Причем счетчик 27 считывает до числа

4(N+n), а счетчик 36 — до числа 4N.

Сигнал переноса счетчика 27, поделенный на два во втором делителе 28, является импульсом управления режимами записи — считывания для ОЗУ 34 и

$ 1277

35. Одновременно сигнал переноса счетчика 27 служит для установки корреляторов 7, разрешает работу анализатора

18, синхронизирует счетчик 36, счетчик 39 на m третий делитель 37 на два. Сигнал переноса счетчика 39, поделенный на два в третьем делителе

37, служит для установки анализатора

18 и для синхронизации генератора 8.

Для переключения адресов записи и считывания, а также сигналов выбора ячеек памяти служат второй и третий коммутаторы 32 и 33, управляемые прямым и инверсным сигналом Записьсчитывание". Считываемые из ОЗУ 34 и 35 сигналы через первый коммутатор

30 поступают в цифроаналоговый преобразователь 31, где переводятся в аналоговую форму. Блок 5 временной компрессии формирует сигнал путем деления сигнала опорного генератора

25 на 4 в четвертом делителе 38.

Формула изобретения

1. Устройство для поиска шумоподобного сигнала, содержащее последовательно соединенные блок временг ной компрессии сигнала, первый смеситель и узкополосный фильтр, последовательно соединенные синтезатор частот, второй смеситель и первый фазовый детектор, последовательно соединенные блок выбора максимального сигнала и пороговый блок, по35 следовательно соединенные фазовращатель и второй фазовый детектор, а также генератор копий входного сигнала и корреляторы, опорные входы которых подключены к соответствующим выходам генератора копий входного

40 сигнала, объединенные первые информационные входы и объединенные вторые информационные входы корреляторов подключены соответственно к выходам первого и второго фазовых де45 текторов, выходы корреляторов подсоединены к соответствующим входам блока выбора максимума сигнала, опорный выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к опорным входам

50 генератора копий входного сигнала, первого фазового детектора и входу фазовращателя, первые управляющие ,выходы блока временной компрессии сигнала подсоединены к соответствую- цим входам синтезатора частот, выход которого подсоединен к опорному входу первого смесителя, второй управляющий

415 Ь выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к установочному входу генератора копий входного сигнала,,а выход второго смесителя подсоединен к информационному входу второго фазового детектора, причем вход блока временной компрессии сигнала является входом устройства, а второй выход блока выбора максимального сигнала и выход порогового блока являются соответственно выходами "Номер канала" и Наличие сигнала" устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные амплитудный детектор, интегратор, запоминающий блок, дискретно-аналоговая линия задержки, блок деления напряжения и регулируемый усилитедь, а также анализатор сигнала по максимальному значению, при этом выход узкополосного фильтра подсоединен к входу амплитудного детектора и информационному входу регулируемого усилителя, выход которого подсоединен к информационному входу второго смесителя, первый дополнительный управляющий выход блока временной компресии сигнала подсоединен к входу "Сброс" интегратора и управляющим входам запоминающего блока и дискретно-аналоговой линии задержки, второй дополнительный управляющий выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к объединенным входам "Сброс" корреляторов и входу

"Разрешение записи" анализатора сигнала по минимальному значению, информационный и установочный входы которого подключены соответственно к выходу запоминающего блока и второму управляющему выходу блока временной компрессии сигнала, а выход анализатора сигнала по минимальному значению подсоединен к управляющему входу блока деления напряжения.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок временной компрессии сигнала выполнен в виде последовательно соединенных опорного генератора, первого делителя частоты, счетчика адресов записи, второго делителя частоты, первого коммутатора и цифроаналогового преобразователя, последовательно соединенных второго коммутатора и первого оперативного запоминающего блока, последовательно соединенных третьего коммутатора и второго оперативного

7 f2774 запоминающего блока, последовательно соединенных счетчика адресов считы-вания, счетчика импульсов и третьего делителя частоты, а также аналогоцифрового преобразователя и четвер- 5 того делителя частоты, тактовый вход которого объединен с тактовыми входами счетчика адресов считывания, второго и третьего коммутаторов и подключен к выходу опорного генера- 10 тора, выход первого делителя частоты подсоединен к дополнительным тактовым входам второго и третьего коммутаторов и к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя, выходы 15 которого подсоединены к соответствующим информационным входам первого и второго оперативных запоминающих блоков, выходы которых подсоединены к соответствующим информационным вхо- 20 дам первого коммутатора, адресные выходы счетчика адресов записи подсоединены к соответствующим информационным входам второго и третьего коммутаторов, дополнительные инфор- 25 мационные входы которых подключены к адресным выходам счетчика адресов считывания, выход переноса счетчика адресов записи подсоединен к установочным входам счетчика адресов счи — 50 тывания, счетчика импульсов, третьего и четвертого делителей частоты, прямой выход второго делителя частоты подсоединен к управляющим входам первого оперативного запоминающего блока и второго коммутатора, инверсный выход второго делителя частоты подсоединен к управляющим входам второго оперативного запоминающего блока и третьего коммутатора, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом блока временной компрессии сигнала, выход цифроаналогового преобразователя и выходы разрядов счетчика импульсов являются соответственно информационным выходом и управляющими выходами блока временной компрессии сигнала, выход переноса счетчика адресов считывания, выход третьего делителя частоты и прямой выход второго делителя частоты являются соответственно первым, вторым и третьим дополнительными управляющими выходами блока временной компрессии сигнала, а выход четвертого делителя частоты является опорным выходом блока временной компрессии сигнала.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коррелятор выполнен в виде двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные перемножитель и интегратор, а также формирователь сигнала суммы квадрагов напряжений, первый и второй входы которого подключены к выходам интеграторов, причем первые входы перемножителей являются соответственно первым и вторым информационными входами коррелятора, объединенные вторые входы перемножителей являются опорным входом коррелятора, объединенные установочные входы интеграторов являются установочным входом коррелятора, а выход формирователя сигнала суммы квадратов напряжений является выходом коррелятора.

Составитель В.Орлов

Редактор H.Kacappa Техред JI.Сердюкова Корректор В.БУтяга

Заказ 6762/58 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная,