Способ определения временной задержки одного псевдослучайного сигнала относительно другого

 

Изобретение может быть использовано в системах измерения временных задержек псевдослучайных сигналов. Способ включает выделение из псевдослучайных сигналов колебаний несущих частот , измерение разности фаз между указанными колебаниями, демодуляцию псевдослучайных сигналов , измерение ь смеги, вдержки между указанными демодулированными сигналами, при этом значение времени задержки одного псевдослучайного сигнала относительно другого определяют расчеты путем с использованием результатов измерения разности фаз между колебаниями тактовых частот, выделенными из демодулированных псевдослучайных сигналов. Сп б имеет повышенную помехоустойчивость 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ, К ПАТЕНТУ

Комитет Российской федерации по патентам и товарным знакам (21) 4903157/21 (22) 1801 91 (46) 15.11.93 Бюл. Na 41-42 (71) Центральный научно-исследовательский институт "Комета" (72) Беляев В.Ю.; Гореликов АВ. (73) Центральный научно-исследовательский институт "Комета" (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ

ЗАДЕРЖКИ ОДНОГО ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО

СИГНАЛА ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГОГО (57) Изобретение может быть использовано в системах измерения временных задержек псевдослу(19) RU (11) 2003158 С1 (SI) G F 1 Об чайных сигналов. Способ включает выделение из псевдослучайных сигналов колебаний несущих частот, измерение разности фаз между указанными колебаниями, демодуляцию псевдослучайных сигe HBAoB, измерение ь| ем нь,шдержки между указанными демодулированными сигналами, при этом значение времени задержки одного псевдослучайного сигнала относительно другого определяют расчеты путем с использованием результатов измерения разности фаз между колебаниями тактовых частот, выделенными из демодулированных псевдослучайных сигналов. Сп. об имеет повышенную помехоустойчивость. 1 ил.

2003158

50

Изобретение относится к радиотехнике и акустике и может быть использовано в системах измерения временных задержек псевдослучайных радиосигналов, например, в интерферометрах, системах измерения дальности и т,д.

Известен способ определения временной задержки одного радиосигнала относительно другого, заключающийся в выделении колебаний несущих частот и измерении разности фаз между этими колебаниями, Недостатком этого способа является

:.: ;чй диапазон измеряемых времен задерх ...", "f3"за неоднозначного соответствия

r „=,. .ду ра"-постыл фаз и временем задержки о,;ного р диосигнала относительно другого, Известен способ определения времени задержки одного радиосигнала относительно другого, заключающийся в демодуляции псевдослучайных радиосигналов и измерен: и а реме ни задержки одного демодулиров;«.нного псевдослучайного радиосигнала относительно другого..

Недостатком этого способа является низ .ая точность измерения при малом периоде псевдослучайной последовательности и большая сложность реализации при

Bольшэм периоде псевдослучайной последовательности, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения задержки одного псевдослучайного радиосигнала относительно другого, заключающийся в выделении из псевдослучайных радиосигналов колебаний несущих частот, измерении разности фаз между колебаниями несущих частот, демодуляции псевдослучайных радиосигналов, измерении времени. задержки одного демодулирова н ного псевдослучайного радиосигнала относительно другого и определении искомой временной задержки по результатам этих измерений, Недостатком этого способа является его низкая помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Эта цель достигается тем, что согласно способу определения временной задержки одного псевдослучайного радиосигнала относительно другого. заключающемуся в выделении иэ псевдослучайных радиосигналов колебаний несущих частот, измерении разности фаэ между выделенными колебаниями несущих частот, демодуляции псевдослучайных радиосигналов, измерении времени задержки одного демодулированного псевдослучайного радиосигнала относительно другого и нахождении времени задержки одного псевдослучайного радиосигнала относительно другого с помощью величины to определяемой по формуле то" Ko/fo+ ъ/(2&fp), где Ко — целое число, f — значение несущих частот, а уев значение измеренной разности фаз между выделенными колебаниями несущих частот, осуществляют выделение колебаний тактовых частот из демодулированных псевдослучайных радиосигналов и измерение разности фаз между выделенными колебаниями тактовых частот, при этом число Ко выбирают таким, что значения to и tr, где tt =

- K>/tr + р /(2л fT), где К - целое число, гт— значение тактовых частот и рт — значение измеренной разности фаз между выделенными колебаниями тактовых частот, удовлетворяют неравенству to — th) < 0>, где От — абсолютная точность определения величины t>, причем число Кт выбирается таким, что значения tr u tT. где 1л — значение измере,iного времени задержки одного демодулированного псевдослучайного радиосигнала

25 относительно другого, удовлетворяют неравенству I tn — tT l< 0, где Ол — абсолютная точность измерения величины t>, Блок-схема устройства, реализующего предложенный способ. изображена на чер30 „ж, Устройство содержит блоки 1 и 2 выделения колебаний несущих частот, демодуляторы 3 и 4, входы которых объединены с входами блоков 1 и 2. блоки 5 и 6 выделения

35 колебаний тактовых частот, входы которых подключены к выходам демодуляторов 3 и 4, блоки 7 и 8 слежения за периодом псевдослучайных последовательностей, фаэовращатели 9 и 10. фазовые детекторы 11 и 12, 40 измеритель 13 задержки между сигналами, входы которого подключены к выходам блоков 7 и.8, и блок 14 обработки результатов, к входам которого подключены выходы фа, зовых детекторов 11 и 12 и измерителя 13.

45 Входы блоков 7 и 8 подключены к выходам демодуляторов 3 и 4, входы фазового детектора 11 соединены с выходами блока 2 непосредственно и блока 1 через фаэовращатель 9, входы фазового. детектора 12 подключены к выходам блока 6 непосредственно и блока 5 через фазовращатель 10.

Устройство работает следующим образом.

На входы демодуляторов 3 и 4 поступают псевдослучайные радиосигналы, временную задержку между которыми определяют предложенным способом.

Псевдослучайные радиосигналы могут быть.

2003158

25 пропорциональные разностям фаэ между 3 колебаниями несущих частот, и между колебаниями тактовых частот, соответственно, Фазовращатели 9 и 10 предназначены для компенсации разброса фазовых сдвигов сигналов в блоках 1, 2, 5 и б. 3

Таким образом, на выходе фазового детектора 11 образуется постоянное напря>кение, пропорциональное величине т/>о= 2 fo о — 2 лК,. Число Ко определяет целое например, фазоманипулированными сигналами с модулирующей функцией в виде M-последовательности, При этом анализируемые радиосигналы когерентны и являются, например, один — зондирующим радиосигналом, другой — отраженным.

Блоки 1 и 2 выделения колебаний несущих частот формируют на своих выходах мо"охроматические колебания несущих частот входных радиосигналов. Демодуляторы 3 и 4 демодулируют фазоманипулированные сигналы и на их выходах формируются видеосигналы типа М-последовательности, Блоки

7 и 8 слежения за периодом псевдослучайныхх последовательностей осуществляют синхронизацию опорных генераторов, входящих в блоки 7 и 8, с входными видеопоследовательностямии по их циклу. B результате на выходах блоков 7 и 8 формируются импульсы с периодом демодулированных M-последовательностей и временными положениями, совпадающими с началами демодулированных М-последовательностей, Блоки 5 и б выделения колебания тактовых частот формируют HB своих выходах монохроматичеcêèå колебания с тактовыми частотами демодулирован н ых М-последовател ьностей. Фазовые детекторы 11 и 12 формируют на своих выходах потенциалы, число периодов колебания несущей частоты fo, укладывающихся в интервале то.

Аналогично на выходе фазового детектора

12 образуется постоянное напряжение пропорциональное величине p;=.2лfT тт — 2 лКт

Число Кт определяет число целых периодов колебаний тактовой частот fT, укладывающихся в интервале тт, В результате на блок 14 обработки данных поступают результаты грубого измерения (to) временной задержки одного псевдослучайного радиосигнала с абсолютной точностью, равной Do (с выхода измерителя 13), результаты измерения величины to со средней абсолютной точностью, равной

От (с выхода фазового детектора 12), и результаты измерения величины to с высокой абсолютной точностью, равной О, (с выхода фазового детектора 11). Тем самым реализуется многошкальный способ измерения

55 временной задержки одного псевдослучайного радиосигнала относительно другого.

При этом абсолютная точность Оо измерения задержки определяется точностью измерения величины, а диапазон однозначности измерения задержки определяется периодом

M-последовательности, Результат измерения величины необходим для правильной стыковки грубой и точной шкал измерения величины to, Блок 14 обработки осуществляет стыковку шкал и выдает окончательный результат измерения. Стыковка шкал осуществляется посредством нахождения чисел Ко и Кт по следующему алгоритму: пусть а =- (1о/Тт), где (. ) — дробная часть числа, стоящего в скобках, TT = 1/fT и 7т = т/>Т/2(л1т), тогда: а) при Оо < а < Тт Оо Кт = (tn/Тт), где () — целая часть числа, стоящего в скобках; б) при a < Оп и Tт< a+Do Кт = (то/Тт);

B) при а < Оп и- Гт> а+Тт Do Кт=(п/Тт) 1, г)приа<Тт — Оли т <а+Π— тт К,=(tÄ/T)+1; д) при д > Тт Оп и Тт > a Оп Кт = (tp/Тт).

Аналогично, если обозначить То = 1/fo, Iî= po/2(л fo) и Ь = (тт/Tp), то: а) при DT < Ь <То — От Ко = (tT/To); б) при b < От v. то < Ь+От Ко = (тт/То): в)при Ь<От и Го>Ь+То От Ко=(от/То) 1; г) при Ь > To — От и to < Ь+От — То Ко = (т,,/Т,)+1 д) при b >To От и ro > b-От Ко =(1т/То), Достигаемый результат при использовании предложенного споеоба заключается в том, что помехоустОйчивость многошкального измерения временной задержки одного псевдослучайного радиосигнала относительно другого (определяемая как требуемое отношение сигнал/шум на входе измерителя при заданной точности измерения) определяется квадратом отношения частоты, на которой измеряется временная задержка по шкале со средней точностью к тактовой частоте псевдослучайного сигнала, 8 известном способе это отношение должно быть достаточно большим (обычно порядка 5 — 10). В предложенном же способе это отношение равно 1, Таким образом, вы2003158

7 может представлять собой цифровой индикатор или спецвычислитель. (56) Пестряков В.Б. Фазовые радиотехнические системы, M., Советское радио, 1968, 5 с.22-30, Основы радиоуправления. /Под ред.

В.А,Вейцеля и В.Н,Типугина, M,: Советское радио, 1973. с.155-160.

Космические траекторные измерения, 10 /flop ред, В,А.Агаджанова и др., M,; Советсхое радио, 1969, с,477-480.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕН-15

f ЗАД РжКИ ОДНОГО ПСЕВДОСЛУЧА11НОГО СИГНАЛА ОТНОСИТЕЛЬНО ,"." УГОГО. включающий выделение из

-; ";; ..,,1ослучайных сигналов колебаний не- 20 астот, измерение разности фаз

: . : . Ау выделенными колебаниями несу и,:; частот, демодуляцию псевдослучайс.п, .алов, измерение времени з;.:„-,ержки одного демодулированного псев- 25 луча .ного сигнала относительно другои определение значения времени

:адар к ." одного псевдослучайного сигнал;: огносительнс другого с использованием иы1ижения

30 где:о - зпа ение несущих частот;

Jo - значение разности фаз между коле- 35 баниями несу цих частот;

Ко - целое число, отличающийся тем, что, с целью повышеиг.:ыш в помехоустойчивости составляет 4-20 qQ, Lnoe; 1 и 2 могут быть реализованы, например, с помощью системы синхронизации Костаса. блоки 5 и 6 — в виде системы так гQBQA (посимвольной) синхронизации Мпоследовательности, блоки 7 и 8 — в виде с«едящего фильтра М-последовательности с детектором начала M-последовательности, а измеритель 13 — в виде измерителя временного интервала. Блок 14 обработки ния помехоустойчивости, осуществляют выделение колебаний тактовых частот из демодулированных псевдослучайных сигналов и измерение разности фаз между выделенными колебаниями тактовых частот, число Ко выбирают удовлетворяющим условию

1 о — bf < 0т, Кт,3 т где tT-- — + —:

2л fT

f - значение тактовых частот;

Jo - значение разности фаз между колебаниями тактовых частот;

Km - целое число;

0> - абсолютная точность определения величины tm, а число f(m выбирают удовлетворяющим условию

1тп — bf < 0п где Ь вЂ” значение времени задержки одного демодулированного псевдослучайного сигнала относительно другого;

0п - абсолютная точность измерения величины tn.