Многоканальный приемник сигналов

Многоканальный приемник сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРИЕМНИК СИГНАЛОВ , содержаищй матрицу приемных элементов, блок формирования выборок, каждый вход которого соединен с соответствующим выходом матрицы приемных элементов, сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока формирования выборок, и блок принятия решения, выход которого является выходом многоканального приемника сигналов , отличающийся тем, что, с целью сокращения времени выделения полезного сигнала из шумов, в него введены синхронизатор, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом сумматора, генератор шума, синхронизирующий вход которого соединен с вторьм выходом синхронизатора , формирователь модулирующего сигнала, первый вход которого соединен с выходом генератора шума, блок эталонных сигналов, выход, управляющий вход и синхронизирукиций вход которого соединены соответственно с вторым входом форкшрователя модулирующего сигнала, управляющим выходом блока принятия решения и вторым выходом синхронизатора соответственно, элемент задержки, выход и синхронизирующий вход которого соед1шеиы соответственно с вторым входом сумматора и третьим выходом синхронизатора , соединенные последовательно блок вьщеления шума, вход которого соединен с выходом блока формироваi ния выборок, и анализатор шума, выход которого соединен с управляющим W входом генератора шума, соединенные последовательно блок модуляции, вход, синхронизирующий вход и модулирующий вход которого соединены с выходом сумматора, четвертым выходом синхронизатора и выходом формирователя модулирующего сигнала, соответственно, :о з: и коррелятор, другой вход и выход которого соединены соответственно с Еыходом блока эталонных сигналов и со входом блока принятия решения соответственно , элемента задержки 9 соединен с вьпсодом блока модуляции, пятый выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом блока формирования выборок.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) H 04 В 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д, - .40. ;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3398128/24-09 (22) 19.02.82 (46) 23.01.85. Бюл, Р 3 (72) Г.Н. Романов, В.Г. Тихонов и В.A. Морозов (53) 621.396.9671621 396 62(088 8) (56) 1. Приборы с зарядовой связью.

Под ред. Х. Хоувза, М, Знергоиздат, 1981 с. 202, 2. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения. Под ред.

P.A. Суриса, N., "Мир", 1979, с. 2223 (прототип). (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРИЕМНИК СИГНАЛОВ, содержаший матрицу приемных элементов, блок формирования выборок, каждый вход которого соединен с соответствующим выходом матрицы приемных элементов, сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока формирования выборок, и блок принятия решения, выход которого является выходом многоканального приемника сигналов, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью сокращения времени выделения полезного сигнала из шумов, в него введены синхронизатор, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом сумматора, генератор шума, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, формирователь модулирующего сигнала, первый вход которого соединен с выходом генератора шума, блок эталонных сигналов, выход, управляющий Вход и синхронизирующий вход кото рого соединены соответственно с вторым входом формирователя модулирующего сигнала, управляющим выходом блока принятия решения и вторым выходом синхронизатора соответственно, элемент задержки, выход и синхронизирующий вход которого соединены соответственно с вторым входом сумматора и третьим выходом синхронизатора, соединенные последовательно блок выделения шума, вход которого соединен с выходом блока формирования выборок, и анализатор шума, выход которого соединен с управляющим входом генератора шума, соединенные последовательно блок модуляции, вход, синхронизирующий вход и модулирующий вход которого соединены с выходом сумматора, четвертым выходом синхронизатора и выходом формирователя модулирующего сигнала. соответственно, и коррелятор, другой вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока эталонных сигналов и входом блока принятия решения соответственно, в од элемента задержки соединен с выходом блока модуляции, пятый выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом блока формирования выборок.

113631б

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в информационных системах, предназначенных для приема, обработки и идентификации сигналов различной 5 природы, например радиолокационных сигналов, сигналов изображения и прочих сигналов, представляемых сильными шумами.

Известен многоканальный приемник 10 сигналов, содержащий линейку детекторов излучения, соединенный с ней формирователь выборок сигнала изображения и блок суммирования, выполненный в виде мультиплексора с вре- 15 менной задержкой и накоплением.

В данном устройстве формирователь выборок сигнала изображения преобразует сигналы с детекторов в зарядовые пакеты и инжектирует их в 20 мультиплексор (на основе ПЗС), где сигнальные заряды когерентно складываются, тогда как шумы складываются некогерентно, в результате чего отношение сигнал/шум растет пропор- 25 ционально корню квадратному из числа детекторов сигнала (1) .

Однако при регистрации слабых ма локонтрастных сигналов на фоне сильных шумов для получения отношения сигнал/шум достаточно для надежной идентификации сигналов применения из" вестного устройства, которое при регистрации сигналов с низким отношением сигнал/шум Heýôôýêòèâío.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальный приемник сигналов, содержащий матрицу приемных элементов, блок формирования выборок, каждый 40 вход которого соединен с соответствующим выходам матрицы приемных элементов, сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока формирования выборок, и блок принятия ре- 4> шения, выход которого является выходом многоканального приемника сигналов (2) .

Однако известный многоканальный приемник не обеспечивает достаточно большого отношения сигнал/шум без существенного увеличения количества приемных элементов или времени обра ботки сигналов, что обусловлено отсутствием адаптации к существующей

55 помеховой обстановке.

Цель изобретения - сокращение вре" мени выделения полезного сигнала из шумов.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный приемник сигналов, содержащий матрицу приемных элементов, блок формирования выборок, каждый вход которого соединен с соответствующим выходом матрицы приемных элементов. сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока формирования выборок, и блок принятия решения, выход которого является выходом многоканального приемника сигналов, введены синхронизатор, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом сумматора, генератор шума, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора. формирователь модулирующего сигнала. первый вход которого соединен с выходом генератора шума, блок эталонных сигналов, выход, управляющий вход и синхронизирующий вход которого соединены соответственно с

BTopblM входом формирователя модулирую щего сигнала, управляющим выходом блока принятия решения и вторым выходом синхронизатора соответственно, элемент задержки, выход и синхронизирующий вход которого соединены соответственно с вторым входом сумматора и третьим выходом синхронизатора, соединенные последовательно блок выделения шума, вход которого соединен с выходом блока формирования выборок, и анализатор шума., выход которого соединен с управляющим входом генератора шума, соединенные последовательно блок модуляции, вход, синхронизирующий вход и модулирующий, вход которого соединены с выходом счмматора1 четвертым выходом синхронизатора и выходом формирователя мод лирчюшего сигнала соответственно. и коррелятор, другой вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока эталонных сигналов и входом блока принятия решения соответственно, вход элемента задержки соединен с выходом блока модуляции, пятый выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом блока формирования выборок.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема многоканального приемника сигналов; на фиг.2 — диаграммы напряжений, поясняющие работу многоканального приемника сиГналов.

Иногоканальньсй приемник сигналов содержит матрицу 1 приемных элемен11363

3 тов, блок 2 формирования выборок, сумматор 3, блок 4 модуляции, коррелятор 5, элемент 6 зедержки, блок

7 выделения шума, анализатор 8 шума, генератор 9 шума, формирователь 10 модулирующего сигнала, блок 11 эталонных сигналов, синхронизатор 12, блок 13 принятия решения.

Многоканальный приемник сигналов

10 работает следующим образом.

Сигнал от какого-либо источника и сопровождающий его шум поступают на матрицу 1 приемных элементов. Сигнал с каждой строки матрицы 1 подается на блок 2, где преобразуется в последовательность дискретных по времени выборок (фиг.2б l по сигналам синхронизатора 12 фиг.2а).

Последовательность выборок, каждая из которых соответствует одному

20 из элементов матрицы 1, поступает на сумматор 3, где при поступлении сигнала синхронизатора 12 (фиг.2в) происходит суммирование по каждому каналу и суммарный сигнал подается

25 на блок 4 модуляции, синхронизируемый сигналами (фиг.2д).

Промодулированный сигнал с блока

4 через элемент 6, синхронизируемый сигналом (фиг.2е1 с синхронизатора 12,З0 поканально поступает в сумматор 3, куда одновременно, также поканально, вводится очередная выборка с блока 2 и результат промодулированных ранее поступивших на блок 4 выборок. 35

Также одновременно с указанной .операцией модулированный сигнал с блока 4 поканально подается на коррелятор 5, где осуществляется сравнение сигналов, поступающих с блока <0

11 эталонных сигналов по сигналу фиг.2г) с синхронизатора 12. и про" модулированного сигнала с блока

В блоке 11 эталонных сигналов хранятся подлежащие идентификации 45 сигналы 1например, сигналы изображения), записанные поканально или поэлементно.

Выработанный коррелятором 5 =игнал сравнения подается на блок 13, где 50 выдается сигнал об идентификации, если сигнал сравнения ниже порога идентификации j,èëè находится на уровне этого порога), с выхода бло— ка 13 сигнал поступает для дальней- 55 шей обработки.

Если сигнал сравнения после нескольких циклов обработки не отве16 4 чает этим требованиям, блок 13 BbIдает команду блоку 11 эталонных сигналон о замене эталонного сигнала на новый, хранящийся в указанном блоке 11.

E случае перебора всех записанных в блоке 11 эталонных сигналов и невыработки сигнала об идентификации, блок 13 дает команду блоку 11 о формирован*ш нового текущего сигнала изображения, которьпr уточняется в процессе обработки, Вновь сформированный сигнал с блока 11 поступает на формирователь

10 где синхронно с формированием последовательности выборок в блоке

2 определяется коэффициент модуляции в зависимости от соотношения эталонного сигнала и шума по каждому каналу или элементу сигнала изображения, Для этого шумовой сигнал блока 2 в течение промежутков времени, когда отсутствует сигнал изображения, через блок ? направляется в анализатор 8, который определяет параметры шума, Сигнал с анализатора 8 шума вводится в генератор 9 шума, синхронизируемый сигналами синхронизатора 12 (фиг.2г). Здесь генерируется шумовой сигнал согласно параметрам, определенным в анализаторе

8 шума. шумовой сигнал с генератора 9 шу ма подается на формирователь 10, где в зависимости от соотношения шумового сигнала с генератора 9 шума и эталонного сигнала с блока 11 эталонных сигналов формируется сигнал управления коэффициентом модуляции. Указанные сигналы поступают с формирователя 10 на блок 4.

Работа устройства продолжается д ; т<".о момента, когда коррелятор 5 при сравнении результата обработки и одного из эталонных сигналов вырабатывает такой сигнал, который блок

13 квалифицирует как удовлетворяющий определенному отношению сигнал/шум.

Таким образом, многоканальный при емник сигналов адаптируется как по характеру принимаемых сигналов, так и по уровню сопутствующих им шумов, причем моделирование шумов или знание априорной информации и их статистическом распределении позволяет посредством придания формируемым выборкам сигнала в ходе стохастичес1136316 кой модуляции статистического веса значительно увеличить рост отношения сигнал/шум. при суммировании.Ðàñчет показывает; что рост отношения сигнал/шум при стохастической модуляции может быть пропорциональным числу суммируемых выборок сигнала, что дает выигрыш в скорости получения достоверной информации (в корне„

5 из числа суммируемых выборок).

1136316

Составитель Н.Мелвннков

Редактор Н.Лазаренко Техред А.Ач Корректор Н. Король

Заказ 10302/44 Тираж 65S Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113015, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4