Устройство приема зондирующих сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(5) Н 04 В 7/О БРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИОПИСАНИЕ ИЗ(71) Куйбышевский электротехническийинститут связи(56) 1, Лейхтер Л.Н,Расчет гребенчатых фильтров, М "Сов. радио",1972, с. 20.2. Авторское свидететьство СССРР 720730, кл, Н 04 В 15/00, 1977(54)(57) УСТРОйство ПРиемА ЗОНдируюЩИХ СИГНАЛОВ, содержащее объединенные по входу п каналов приема,каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосногофильтра и первого ключа, а такжеполосового фильтра, соединенного свходом узкополосного фильтра, второго ключа и компаратора, причем выходы первых ключей соединены с входами сумматора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышеЯО 1059681 А ния помехоустойчивости приема, в него введены счетчик,- блок усреднения и генератор сетки частот, а в каждый канал приема - блок фазовой автоподстройки частоты .(ФАПЧ 1, блок совпадения, причем выход полосового фильтра через последовательно соединенные блок ФАПЧ и блок совпадения подключен к второму входу первого ключа и входу второго ключа, другой вход которого соединен с вторым выходом блока ФАПЧ и входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а вторые и третьи входы компаратора соединены с выходами счетчика и блока усреднения, выход блока совпадения каж- Е дого канала приема соединен с соответствующим входом счетчика, а выход второго ключа каждого канала соединен с соответствующим входом С блока усреднения, выход которого соединен через генератор сетки частот Я с управляющими входами узкополосного фильтра, полосового фильтра и блока ФАПЧ.Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах радио- и проводной связи с переодическим зондированием канала связи при передаче дискретных сигналов с высокой удельной скоростью в условиях межсимвольной интерференции, селективных по частоте замираний и действия сосредоточенных по частоте помех при неопределенной в месте приема частоте несущего колебания.Известно устройство приема сигналов, содержащее Фильтры дпя выделения периодических и кваэиперио-. днческих процессов на Фоне шумов Г 13Однако работа укаэанного устрой-ства эффективна при наличии точной синхронизации с приходящимсигналом.Наиболее близким к предлагаемому является устройства приема зондирую" щих сигналов, содержащее объединенные по входу и каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного Фильтра и первого ключа, а также полосового Фильтра, соединенного с входом узкополосного Фильтра, второго ключа и кампаратора, причем выходы первых ключей соединены с. входами сумматора 21.Однако в известном устройстве помехоустойчивость выделения входного периодического сигнала с помощью такого Фильтра при селективнцх по частоте замираниях фильтруемого сигнала и неопределенной частоте несущей его невысока из-за необходимости расширения полосы Фильтров до ширины эоны неопределенности по частоте и из-за ложных срабатываний ключей при селективных по частоте замираниях.Цель изобретения - повьзаение помехоустойчивости приема.Укаэанная цель достигается тем, что в устройство приема зондирующих сигналов, содержащее объединенные Ьо входу о каналов приема, каждый иэ ко- . торых состоит из последовательно соединенных узкополосного Фильтра и первого ключа, а также полосового фильтра, соединенного с входом узкополосного Фильтра, второго, ключа и компаратора, причем выходы первых ключей соединены с входами сумматора, введены счетчик, блок усреднения и генератор сетки частот, а в каждый канал приема - блок Фаэовой авто- подстройки частоты 1 ФАПЧ ), блок совпадения, причем выход полосового фильтра через последовательно соединенные блок ФАНЯ и блок совпадения подключен к второму входу первого ключа и входу второго ключа, другой вход которого соединен с вторым выходом блока ФАПЧ и входом компара тора, выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а вторые и третьи входы компаратора соединены с выходами счетчика и блокаусреднения, выход блока совпадениякаждого канала приема соединен ссоответствующим входом счетчика, авыход второго ключа каждого каналасоединен с соответствующим входомблока усреднения, выход которогосоединен через генератор сетки час 510 тот с управляющими входами узкополосного фильтра, полосового фщтьтра и блока ФАПЧ,На чертеже дана структурная элек 15 трическая схема предлагаемого уст"ройства.Устройство приема зондирующихимпульсов содержит п каналов 1приема каждый иэ которых содержитузкополосный фильтр 2, первый и второй ключи 3 и 4, полосовой фильтр5,.сумматор б, блок 7 фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ ), блокВ совпадения, блок 9 .Усреднения,генератор 10 сетки частот, счетчик11, компаратор 12.Устройство работает следующимобразом.Входной сигнал - смесь периодического зондирующего сигнала - слу"ЗО чайного дискретного информационногосигнала, передаваемого в интервалахмежду элементами зондирующего, искаженньх по форме и перекрыванаихся во времени из-эа межсимвольной35 интерФеренции, обусловленной многолучевым характером распространениярадиоволн в канале связи или нелинейностью Фаэочастотной характерис"тики его флуктуационного шума,.4 О сосредоточенных по частоте помех,замирающая неравномерно по занимаемой полосе частот, поступает на полосовые фильтры 5, каналов 1 приема, имеющие примыкающие частотные45 характеристики, суммарная полосапропускания которых равна полосепередаваемого сигнала, а средниечастоты совпадают с частотами дискретных составляющих спектра передаваемого сигнала. Эти полосовые50 фильтры 5 выполнены синхронными,управляемями от, генератора 10 сет"ки частот, Отфильтрованный процесспреобразуется в полосовом фильтре 5к общей для всех,полосовых Фильтров55 5 промежуточной частоте. Полученные процессы поступают на сигнальные входы идентичных блоков 7 ФАПЧ,начальная частота которых установлена единой и равной промежуточ -6 О ной частоте с помощью колебания отгенератора 10 сетки частот, поданного на синхрониэирующий вход каждого блока 7 ФАПЧ.Особенности каждого блока 7 ФАПЧсостоят в том, что он имеет выходиндикатора захвата, имеющего два состояния:"Слежение" - логическая П 1" и фсрыв слежения" (его отсутствие ) - логический "О", Состояние "0" .на его выходе при отсутствии слежения во время глубокого замирания или сильной флуктуационной помехи закрывает ключи 3 и 4. Блок 7 ФАПЧ используется как преобразо-. ватель частота " напряжение, напряжение на его выходе пропорционально расстройке.но частоте отслеживаемого процесса относительно начальной частоты, задаваемой по синхрониэирующему входу. Оценка частотной расстройки дискретной составляющей спектра на основном выходе ФАПЧ сравнивается в компараторе 12 с оценкой частотной расстрой- ки, усредненной по всем дискретным составляющим спектра входного сигнала в блоке 9 усреднения, Воэможность такого усреднения обусловлена спектральной структурой передаваемого сигнала. Частоты дискретных составляющих связаны с частотой несущей соотношениемшЭгде ( = 1 0,1,2 Т - период зондирования канала Смещение несущей частоты на величину О"- вызывает смещение частот всех дискретных составляющих на эту же величину, Оптимальное (весовое ) суммирование приводит к увеличению отношения сигнал/шум в число раз, равное количеству усредняемах оценок. Особенность компараторов 12 в 1 ом, что они имеют зону нечувствительности, причем ширина ее может регулироваться внешним управляющим воздействием, Если оценка частотной расстройки в одном канале .1 приема отличается от среднего по всем каналам 1 значения, то компаратор 12 переходит в состояние логического "О", которое вызывает закрывание ключей 3 и 4, что вызывает изменение среднего значения оценки. Существенное отличие частотной расстройки в одном или нескольких каналах 1 от среднего значения обусловлено тем, что в их полосе действует узкополосная помеха более мощная, чем дискретная сос" тавляющая от зондирующего сигнала, и блок 7 ФАПЧ отслеживает. помеху, Переход компаратора 12 в состояние логического фО" вызывает исключение участка полосы с помехой иэ процесса измерения расстройки с помощью ключа 4 и из процесса выделения реакции канала 1 на зондирующий сигнал участка полосы, ограниченного полосой пропускания узкополосного фильтра 2 с помощью ключа Э в соответствующем канале 1 . Комбинацияузкополосных фильтров 2, выполненных в виде синхронных фильтров, настроенных на частоты дискретных сос 5тавляющих спектра зондирующего сигнала, ключей .3 и сумматора б совместно с управляемым по частоте генератором 10 сетки частот, образует следящий гребенчатый фильтр, помехоустойчивость которого тем выше,10 чем уже полосы пропускания узкополосных фильтров 2, (При весьма узких полосах можно отказаться отиспользования ключей 3 1. Ширина эонынечувствительности компараторов 12 15 управляется счетчиком 11, и которомосуществляется подсчет количества,каналов 1 приема, в которых ключи3 и 4 закрыты (т.е. блок 8 совпадения находится в состоянии логического "0", что возможно когда илиблок. 7 ФАПЧ не в состоянии отслеживать сигнал из-за отношения сигнал/помеха ниже порогового или блок 7ФАПЧ отслеживает сосредоточенную почастоте помеху, отличающуюся почастоте от частоты соответствующейдискретной составляющей , В исходном состоянии, когда все ключи 3 и 4открыты, ширина эоны нечувствитель-:ности компараторов 12 максимальна;З 0 их состояние - Логическая "1 фВсостояние логического "О" переходятте компараторы 12, в каналах.1 которых действуют наиболее удаленные от35дискретных составляющих по частотеузкополосные помехи. По мере закрывания ключей 4 усредненная оценкачастотной расстройки, получаемая вблоке 9 все более уточняется, при,этом ширина зоны нечувствительнос 40 ти уменьшается под воздействием выходного сигнала счетчика 11. .Этовызывает, в свою очередь, переходв состояние логического "Оф компараторов 12 в тех каналах 1, в кото рых расстройка по частоте сосредоточенной помехи относительно дис"кретной составляющей меньше, чем вканалах 1, в которых компараторы 12оказались в состоянии логического"О" рн. финимальная ширина эонынечувствительности соответствуетситуации, когда всего один канал 1не искажен сосредоточенной по частоте помехой . Если же помех нет - ширина эоны нечувствительности ком параторов 12 максимальна.Технико-экономические преймущества предлагаемого устройства заключается в том, что введение новыхэлементов и связей по сравнению 60 с прототипом позволяет получить большую помехоустойчивость выделенияреакции канала связи на зондирую"щий сигнал в сложных условиях работы: при межсимвольных и флуктуацион ных помехах, помехах, сосредоточен-.1059681 СОставитель В.Суторшинредактор С,квятковская Техред М.Надь КорректоР О.Тигор Заказ 9858/58 Тираж 677 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных по частоте, селективных по частоте замираниях частотных расстройках несущей относительно номинала, неизвестном времни прихода сигнала.Использование предлагаемого устройства в последовательных модемах с высокой удельной скоростью передачи информации позволяет применять для связи более "плохие" каналы связи а значит и более дешевые ), Эта проблема весьма актуальна в тех ситуациях применения, где имеютсясерьезные ограничения на вес и энергетические возможности оборудованияв частности при использовании наборту самолетов.Реализация устройства облегчается тем, что там используется множество .однотипных узлов - узкополосныхфильтров 2 блоков 7 ФЛПЧ, легкоподдающихся микроминиатюризации и 10 выпускаемых серийно.