Устройство поиска широкополосных сигналов

Устройство поиска широкополосных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(Я и

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (»1 425367

Союз Советских

Социал истииеских

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) 3 аявлено 06.04.72 (21) 1768717/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 27.09.74 (51) М. Кл. Н 04l 1/10

Гавудврствеикый комитет

Совета Мииистрев СССР

Ilo делам изаеретеиий и аткрытий (53) УДК 621.396 669 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. И. Глазов и В. В. Родионов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПОИСКА ШИРОКОПОЛОСНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к устройствам обнаружения, распознавания и приема сложных широкополосных сигналов и может быть использовано для поиска и распознавания сложных широкополосных сигналов (ШПС) в радиоэлектронных, командных, телеметрических, навигационных и связных системах.

Практически все известные способы и устройства поиска разрабатываются применительно к следящим приемникам ШПС при использовании критерия минимума времени поиска и не позволяют найти практически приемлемых решений, так как время поиска

ШПС по частоте и запаздыванию исчисляется десятками секунд или минутами. Попытка уменьшить это время путем использования согласованных фильтров дает существенный выигрыш лишь при больших соотношениях сигнал/шум на входе приемника, а при рабочих отношениях сигнал/шум оказывается необходимым усложнять схему согласованного фильтра. Реализация оптимальных процедур сканирования области поиска уменьшает время поиска ШПС в 6 — 10 раз, но не позволяет реализовать заранее заданное время поиска, Значительное уменьшение времени поиска стало возможным при рациональном сочетании числа каналов в обнаружителе

ШПС, процедуры сканирования области поиска ШПС по частоте и запаздыванию и соотношения времени анализа сигнала в устройствах обнаружения (распознавания) и следящего приемника. Но применение пороговых элементов в каналах обнаружителя обусловило неоптимальные методы обработки на этапе обнаружения и увеличение времени поиска за счет увеличения вероятности искажений при принятии решения о наличии сигнала в каналах обнаружтеля.

Вероятность искажений на этапе обнаружения в многоканальном устройстве поиска

ШПС с пороговыми элементами определяют следующим выражением — (1 )(1(1<)m — 1)+ (1) где n» Pt — вероятности ложных тревог и пропусков сигнала в одном канале обнаружителя, т — число каналов обнаружителя.

Цель изобретения — у меньшение времени поиска ШПС без ухудшения помехоустойчивости приемника и вероятности обнаружения сигналов.

Для этого в многоканальных обнаружителях вместо пороговых элементов применены

25 вычитающие устройства и детектор максимального сигнала (ДМС), позволяющий вынести решение о номере канала обнаружителя, в котором присутствует максимальный по амплитуде сигнал. Применение вместо по30 роговых элементов вычитающих устройств и

425367

ДМС позволяет существенно уменьшить вероятность искажений на этапе принятия решения о наличии сигнала в каналах обнаружителя. Для многоканального устройства поиска ШПС с вычитающими устройствами и ДМС выражение для вероятности искажений на этапе обнаружения приобретает следующий вид д, = (1 — P,) (1 — (1 — ад)т-1) Рот + Pл,(2) где Р, — вероятность ошибочного срабатывания ДМС, Р,<<1.

При сравнении выражения (1) и выражения (2) видно, что вероятность искажений при применении в многоканальном обнаружителе вычитающих устройств и ДМС уменьшается на величину:

Ит: (1 1т) 1 (1 i) Ч (3) благодаря чему среднее время поиска уменьшается без ухудшения помехоустойчивости приемника.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Элементы, составляющие схему, объединены в три блока. Первый блок следящего приемника, содержащий схему автоматической подстройки частоты АПЧ, состоящую из смесителя 1 в цепи усиления, демодулятора 2, цепи усиления и коррекции 3, управляемого гетеродина 4, и схему слежения за задержкой, состоящую из дискриминатора 5 с цепями усиления и коррекции, управляемого тактового генератора 6, и-разрядного регистра 7 с обратной связью, рассчитанного для генерирования псевдослучайной (например, М) последовательности.

Второй блок обнаружения, состоящий из m (на чертеже m-3) корреляторов 9 — 11, вычитающих устройств 12 — 14, детектора максимального сигнала 15, вентилей 16 — 18, ключа

20, линии задержки 21, двух схем «ИЛИ» 19 и 22 на m входов.

Третий блок сканирования области поиска 8.

Штриховкой иа рисунке отмечены элементы, образующие известное в настоящее время устройство приема и поиска ШПС— следящий приемник с т-канальным обнаружителем, причем двойной штриховкой обозначены элементы блока следящего приемника.

На вход смесителя 1 поступает сигнал

s(t, т, f) с неизвестной частотой / и запаздыванием т и шум n(t). После гетеродирования в первый сигнал s,(t, т, f — f„), где f частота управляемого гетеродина 4, поступает на входы демодулятора 2, дискриминатора 5 и т корреляторов 9 — 11, на гетеродинные входы которых поступают образцовые сигналы s;(t, т;), где т; — запаздывание образцовых сигналов, i=1, 2, ...,m. Таким образом на выходе каждого (k-ого) коррелятора получим та„ (— ь-f — 4.) = s .(f — 4.)

О

Sc (t, тд ) dt, (4) где К вЂ” коэффициент передачи (усиления) коррелятора;

Тад — время интегрирования (анализа).

Как известно, операция интегрирования может быть выполнена в схеме: «смеситель— полосовой фильтр — детектор — интегратор», Сигнал с выхода полосового фильтра со средней частотой fo появится лишь в том случае, если полоса Af его пропускания будет больше разности /Π— (f — fy„) I т. е. (.— —" If — fyrl fe+ —" (5) 10

2 2

Кроме того, из свойств ШПС известно, что корреляционный интеграл будет отличен от нуля, если

1(т C)! 4 > (6) где та — интервал корреляции ШПС. Для

ШПС, образованных фазовой манипуляцией несущего колебания бинарными псевдослучайными последовательностями (например, 30 М вЂ” последовательностями) тд — cä, ИЛИ

1 (7)

Утг где т — длительность одного элемента псев35 дослучайной последовательности, f„— частота управляемого тактового генератора.

Поэтому, используя в качестве образцовых сигналов s;(t, т;) сигналы с выходов отдельных разрядов регистра 7, получаем

zc — — гт„+ 1о, (8) где 4 — номинальное запаздывание образцовых сигналов.

При выполнении условий (5) и (6) на вы45 ходе одного из m корреляторов напряжение в момент времени, кратный Та„, будет отлично от нуля, если для частоты и запаздывания будут справедливы неравенства

Ы hf

50 fo — — < (f — 4.14fo+

2 2

t o < т < t, + m „ (9)

При этом в блоке следящего приемника возможен автозахват ШПС, если полоса схва55 тывания АПЧ Af<»)Af, а интервал захвата схемы слежения за задержкой Лтзахв)тп. Для этого и образцовых сигналов подключают к сигнальным входам т вентилей 16 — 18, управляющие входы которых соединены с выхо60 дами соответствующих корреляторов через вычитающие устройства 12 — 14 и ДМС 15.

В этом случае через один из вентилей 16—

18 проходит именно тот образцовый сигнал, коррелятор которого выдал наивысший потен65 циал. Через схему «ИЛИ» 22 этот сигнал по425367

Составитель Б. Глазов

Техред Л. Богданова

Корректор Л. Орлова

Редактор О. Кунина

Заказ 2678/12 Изд. М 745 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ступает на гетеродинный вход дискриминатора 5, и, в случае правильного обнаружения и выполнения неравенств (9), следящий приемник производит автозахват. Если же неравенства (9) не выполняются (ШПС не попал в зону действия блока обнаружения) ключ 20 будет открыт (на выходе корреляторов 9 — 11 низкие потенциалы, не превышающие уровень вычитания в устройствах 12 — 14, а ДМС 15 при опросе не выдает сигнала на закрытие ключа 20. Импульсы, следующие через промежутки времени, равные Т,п, поступают на управляющий вход схемы 8 и переводят ее в режим сканирования, а также на сбросовые входы корреляторов и разряжают интеграторы. При этом все вентили закрыты, а схемы слежения за задержкой и

ЛПЧ не работают.

Предмет изобретения

Устройство поиска широкополосных сигналов, содержащее приемник с гетеродином в цепи автоматической подстройки частоты и с блоком слежения за задержкой, содержащим, в свою очередь, дискриминатор и регистр сдвига с обратной связью, выход каждого из пг разрядов которого соединен со вхо5 дом соответствующего коррелятора, а через соответствующий вентиль и общую схему

«ИЛИ» — со входом дискриминатора, другой вход которого соединен с информационными входами корреляторов, а также блок скани10 рования, управляющий регистром сдвига и гетеродином, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени поиска, выход каждого коррелятора через соответствующий вычитающий блок подключен к детектору

15 максимального сигнала (МС), причем выходы детектора МС подключены к управляющим входам соответствующих упомянутых вентилей непосредственно, а ко входам сброса корреляторов и к управляющему входу блока

20 сканирования — через дополнительную схему

«ИЛИ» и ключ, к сигнальному входу которого подключен тактовый выход блока сканирования через линию задержки.