Устройство обнаружения сигнала и определения его частоты

Устройство обнаружения сигнала и определения его частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е ()))742818

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 06.03.78 (21) 2587367/18-21 (54 }М. Кд. с присоединением заявки ¹

G 01 и 23/00. Гооударстеенный комитет (23) Приоритет по делам изобретений н открытнй

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень № 23 (53 } УДе(621.317 .764 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.80

Г. М. Алябин, С. С. Глазов, i%i. И, Жодзншскнй, 8. Ф. Коваленко ) и Д. Е. Федоров (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА

И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехтптке и может быть использовано для быстрого обнаружения сигнала с неизвестной частотой на фоне шума и оценки этой частоты.

Известны устройства, позволяющие произS водить обнаружение сигнала с неизвестнои частотой на фоне шума и оценку этой частоты, содержащие набор узкополосных: аналоговых или цифровых фильтров, гетеродин, пороговый блок, блок задержки и преобразователь (1).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее полосовой фильтр, смеситель-преобразователь, гетеродин с линейно менятощейся частотой, первый и второй блоки возведения в квадрат, сумматор и пороговый т5 блок (2).

Недостатки известных устройств состоят в их низком быстродействии.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее гетеродин с линейно меняющейся частотой, последовательно соединенные полосовой фильтр и смеситель-преобразователь, второй вход которого подключен к выходу гетеродина с линейно меняющейся частотой, последовательно соединенные первый блок возведения в квадрат, сумматор и пороговый блок, а также второй блок возведения в квадрат, выход которого подключен к второму входу сумматора, введены две резистивные мат- рицы, последовательно соединенные фильтр низкнх частот, квантователь и регистр сдвига, последовательно соединенные триггер, блок совпадения и счетчик импульсов, при этом первые и выходов регистра сдвига подключены к и входам первой резистивной матрицы, выход которой соединен с входом первого блока возведения в квадрат, вторые и выходов регистра сдвига подключены к и входам второй резистивной матрицы, выход которой соединен с входом второго блока возведения в квадрат, выход порогового блока подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом гетеродина линенно меняющейся частоты, вторые входы квантователя и блока совпадения соединены с входной шиной устройства, 3 74281 а выход смесителя-преобразователя подключен к входу фильтра низких частот.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство содержит полосовой фильтр 1, смеситель-преобразователь 2 частоты входного сигнала, гетеродин 3 с линейно меняющейся частотой, фильтр 4 нижних частот, кваптователь 5, регистр 6 сдвига, первую резистивную матрицу 7, вторую резиспгвную матрицу 8, 10 блоки 9 и 10 возведения в квадрат, сумматор

11, пороговый блок 12, триггер 13, блок 14 совпадения и счетчик 15 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал О„, пройдя через полосо- 15 вой фильтр 1, полоса пропускания которого сог1гасована с селектируемым диапазоном 6f

С разностных частот, преобразуется на смесителепреОбразователе 2 с помощью сигнала гетеродина 3 в сигнал разностной частоты, Диапазон 2О перестройки по частоте гетеродина Мг боль-ше диапазона неопределенности частоты сигнала d,fzÄ а значение верхней частоты гетеродина 3 отлнчается от нижнего ожидаемого значения частоты сигнала на небольшую величину Мэ для 25 облегчения фильтрации шумов после гетеродинирования по зеркальному каналу (в случае хорошей прямоугольности характеристики полосового фильтра можно выбрать Мэ = 0 и даже 3 + 0) 30

Как видно из фиг. 2, разностная частота может изменяться в диапазоне .(df, + М + г с

+ Afar) — 5f>, причем в селектируемом диапазоне частот (d f ) — (М + Мэ) раэностная частота изменяется по одному и тому х<е M закону при каждом пробеге частоты гетеродина 3. В зависимости от значения исходной частоты меняется лишь временной сдвиг пробега селектируемого диапазона по отношению к началу изменения частоты гетеродина. Рабо- 4О та устройства основана на накоплении с пбмощью согласованных фильтров синусной и косинусной компонент гетеродинированного сигнала за время пробега раэностной частотой селектируемого диапазона. 45

Сигнал раэностной частоты с выхода смесителя-преобразователя 2 проходит через фильтр

4 нижних частот, который служит для подавления колебания с суммарной частотой (f + т ) с и полоса пропускания которого перекрывает SO селектируемый диапазон частот = Ы вЂ” Ь1, после чего подается на квантователь 5, осуществляющий двухуровневое квантование (с нулевым порогом) сигнала раэностной частоты, причем частота квантования f в> 24f „. Квантованные отсчеты преобразованного сигнала поступают на общий вход дискретных согласоВанных фильтров, которые включают регистр

8 4

6 сдвига, .куда производится запись квантованных отсчетов преобраэова1щого сигнала раэностпой частоты, и две реэистивные матрицы 7 и 8, Объем регистра 6. т,е, число разрядов N, определяется частотой квантования f и временем накопления сигнала Гн, т.е. временем пробега разностной частотой селектируемого диапазона

М = f, Т„, первая и вторая реэистивные матрицы 7 и 8 производят взвешенное суммирование квантованных отсчетов преобразованного сигнала, формируя тем самым импульсные нереходные характеристики согласованных фильтров. Для этого с прямого или инверсного выхода каждого разряда регистра б сдвига через резистор соответствующего номинала снимается потенциал на общую нагрузку. Закон подключения резисторов в каждом разряде регистра б сдвига, т.е. г1роводимость резистора и прямой или инверсный выход разряда регистра, определяющий знак сигнала, соответствуют зеркальному отображению закона изменения разностной. частоты, причем в первой р зистивной матрице 7 он соответствует синусу разностной частоты, а второй резистивной матрице 8 — косинусу. В блоках 9 и 10 производится воэвсдение в квадрат выходных напряжений дискретных согласованных фильтров.

Возведение,в квадрат можно заменить одераШгюй B3IITHH MogjjHE Bbkxo)JJIOI o напРЯжениЯ, однако параметры схемы при этом несколько. ухудшаются. Возведенные в квадрат выходные напряжения дискретных согласованных фильтров складываются в сумматоре 11 и подаются е1а пороговый олок 12.

Принятие решения о наличии сигнала производится в пороговом, блоке 12 по превышению порога, причем величина порога„ т,е. уровень опорного напряжения U„, определяет вероятность ложной тревоги или пропуска цели. При уменыпении Ыоп увеличивается вероятность пожпой тревоги 11 уменьшается вероятность пропуска цели, при увеличении U „— наоборот. Оценки частоты входного сигнала производится в устройстве, состоящем из триггера 13, блока 14 совпадения и счетчика 15 импульсов по вешгчине времеггной задержки момента срабатывания порогового устройства.

В момент начала генерации гетеродина 3

ыа триггер 13 поступает импульс, который опрокидывает триггер 13, в результате чего открывает я блок 14 совпадения и через него на с етчик 15 начинают поступать импульсы квантования до тех пор, пока триггер 13 не возвращается в исходное состояние импульсом с порогового блока 1.2.

Так как цля реализации предлагаемого устройства требуются элементы с относительно низким быстродействием и небольшим потреб742818 лением мощности, уменьшаются габаритно ве.совые характеристики аппаратуры и расширяется область применения устройства по сравнению с известными.

Формула изобретения

Устройство обнаружения сигнала и определения его частоты, содержащее гетеродин с 1О линейно меняющейся частотой, последовательно соединенные полосовой фильтр и смесительпреобразователь, второй вход которого подключен к выходу гетеродина с линейно меняющейся частотой, последовательно соединенные первый блок возведения в квадрат, сумматор и пороговый блок, а также второй блок возведения в квадрат, выход которого подключен к второму входу сумматора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены две резистнвные матрицы, последовательно соединенные фильтр низких частот, квантователь и регистр сдвига, последовательно соединенные триггер, блок совпадения и счетчик импульсов, прк этом первые и выходов регистра сдвига подключены к и входам первой резистивной матрицы, выход которой соединен с входом первого блока возведения в квадрат, вторые и выходов регистра сдвига подключены к и входам второй резистивной матрицы, выход которой соединен с входом второго блока возведения в квадрат, выход порогового блока подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом гетеродина линейно меняющейся частоты, вторые входы квантователя и блока совпадения соединены с входной шиной устройства, а выход смесителя-преобразователя подключен к входу фильтра низких частот.

Источники информации, поинятые во внимание прп экспертизе .1. Болд В., Рейдер И. Цифровая обработка сигналов, М., "Сов.радио", 1973.

2. Витербн Э. Д. Принципы когерентной связи. М., "Сов, радио", 1970, с. 347.

7428 8

Составитель Л. Воронина

Редактор А. Маковская Техред О.Легеза Корректор М Коста

Заказ 3612/12 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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