Устройство для поиска шумоподобного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 09) (11 А 15114 Н 04 Ь 7/ ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР В 964987, кл. Н 04 В 1/10, 1982.Авторское свидетельство СССР Р 1239877, кл. Н 04 В 1/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ШУМОПОДОБНОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит два смесителя 1 и 6, синтезатор 2 частот, узкополосный фильтр 3, регулируемый усилитель 4, блок 5 временной компрессии сигнала (БВКС), корреляторы 7, генератор 8 копий входного сигнала, блок 9 выбора макального сигнала, пороговый блок 10, амплитудный детектор 11, интегра 12, запоминающий блок 13, дваовых детектора 14 и 15, фазовращатель 16, дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор18 сигнала по минимальному значениюи блок 19 деления напряжения (БДН).Информация о спектре входного сигнала считывается иэ ДАЛЗ 17 и делитсяв БДН 19 на минимальный уровень спектральной плотности, полученный в ана-"лизаторе 18. Выходным напряжениемБДН 19 управляется коэффициент.усиления усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пропускания фильтра 3 коэффициент усиления усилителя 4 уменьшается в мраэ, где ц - отношение спектральнойплотности мощности помехи и полезногосигнала. Обнаруженная узкополоснаяпомеха. подавляется с помощью усилителя 4 и не пропускается на смеситель 6. Цель достигается введениемусилителя , детектора 11, интегратора 12, запоминающего блока 13,ДАЛЗ 17, анализатора 18 и БДН 19.Даны примеры выполнения БВКС 5 икорреляторов 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил,сим тор фаз 3 аейИзобретение относится к электросвязи и может быть использовано в широкополосных системах радиосвязи для поиска шумоподобного сигнала.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для поиска шумоподобного сигнала, на фиг.2 - структурная электрическая схема блока временной компрессий сигнала; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства для поиска шумоподобного сигнала.Устройство для поиска шумоподобного сигнала содержит первый смеситель1, синтезатор 2 частот, узкополосныйфильтр 3, регулируемый усилитель 4,блок 5 временной компрессии сигнала,второй смеситель 6, корреляторы 7,генератор 8 копий входного сигнала,блок 9 выбора максимального сигнала,пороговый блок 10, амплитудный детектор 11, интегратор 12, запоминающий блок 13, первый и второй фазовыедетекторы 14 и 15, фазовращатель 16,дискретно-аналоговую линию 17 задержки (ДАЛЗ), анализатор 18 сигналапо минимальному значению, блок 19деления напряженияКорреляторысодержат первый ивторой перемножители 20 и 21, первыйи второй интеграторы 22 и 23, формирователь 14 сигнала суммы квадратовнапряжений,Блок 5 временной компрессии сигнала содержит опорный генератор 25,первый делитель 26 частоты, счетчик27 адресов записи, второй делитель 28частоты, аналого-цифровой преобразователь 29, первый коммутатор 30, цифроаналоговый преобразователь 32 частоты, второй и третий коммутаторы 32и 33, первый и второй оперативныезапоминающие блоки 34 и 35, счетчик36 адресов считывания, третий и четвертый делители 37 и 38, счетчик 39импульсов.Устройство для поиска шумоподобного сигнала работает следующим образом.Входной сигнал в виде смеси х(с)полезного сигнала и помех на промежуточной частоте Г, составляющейГ, = (21 с+1) Ргде Р - тактовая частота шумоподобного сигнала, 1 с=0,1,2,3, поступает на вход блока 5 временной комп 277415 зрессии. В блоке 5 временной компрессии сигнал дискретиэируется с частотой Р =4 Р , заполняются последовательные отрезки сообщений длитель 5 ностью (фиг.За)Т ао =4(Н+п)(Рд,где М - длийа передаваемой случайнойпоследовательности;и - число корреляторов10 Первые 4 И выборок каждого отрезкасообщений считываются 2 ш раэ с частотой Р =1 Рэ, где 1)2 ш, и по нимсчвосстанавливаются 2 ш раз повторяющиеся сжатые во времени отрезки вход 15 ного сигнала х"(с) длительностью1Т =- - (фиг. 36) .йчсчВыходной сигнал блока 5 временнойкомпрессии поступает на первый сме 20 ситель 1, где он смешивается с выходным сигналом синтезатора 2 частот соступенчато изменяющимся значениемчастоты (фиг.ЗЬ). Шаг изменения частоты синтезатора 2 частот равен25 РдГ=- 1, а число частот равно ш,шВыходной сигнал первого смесителя1 фильтруется узкополосным фильтром3. Квадрат огибающей выходного сиг 30 нала узкоплосного фильтра 3 поступает с выхода амплитудного детектора11 на интегратор 12. Импульсы сбросадля интегратора 12 формируются бло-.ком 5 временной компрессии и имеют35 период следования, равный длительности сжатого входного сигнала. В интеграторе 12 накапливается энергиячастотных составляющих (фиг.Зе), которые запоминаются запоминающим бло 40 ком 13 (фиг.Зк) и считываются из негов дискретно-аналоговую линию 17 задержки и анализатор 18. В анализаторе 18 выбирается минимальное значениечастотных составляющих (фиг.З). ВДАЛЗ 17 формируется развертка спектравходного сигнала (фиг.Зи).ЭВесь процесс считывания информации из блока 5 временной компрессииразбивается на два этапа (фиг.За).50 На первом этапе анализа спектра входного сигнала, корреляторы 7 находятсяв исходном состоянии. В этом режимеизмеряется энергия частотных составляющих входного сигнала и выбирается55 их минимальное значение. В режимеобработки (фиг.Зс) входного сигналапроисходит сравнение энергий спектральных составляющих с минимальным3 12/1 уровнем. В зависимости от результата сравнения спектральные составляющие обрабатываются или не обрабатываются в корреляторах 7. Для этого информация о спектре считывается из ДАЛЗ 17,фиг.3 й) и делится в блоке 19 деления на минимальный уровень спектральяой плотности, полученной в анализаторе 18. Выходное напряжение блока 19 деления управляет коэффициентом уси О ления управляемого усилителя 4. В момент попадания узкополосной помехи в полосу пройускания узкополосного фильтра 3 коэффициент усиления регулируемого усилителя 4 уменьшается враэ, где р - отношение спектральной плотности мощности помехи и полезного сигнала. Таким образом, обнаруженная узкополосная помеха подавляется с помощью регулируемого усилителя 4 и не пропускается на второй смеситель 6. Если в спектре входного сигнала отсутствует узкополосная помеха, то коэффициент усиления управляемого усилителя 6 остается неизменным, и сигнал с выхода узкополосного фильтра 3 без изменений поступает на вход второго смесителя 6, где он смешивается с выходным сигналом синтезатора 2 частот.30Таким образом, при каждом смешивании отрезка сжатого входного сигнала на выходе второго смесителя 6 выделяется одна из его частотных составляющих которая поступает на инУ35 формационные входы первого и второго фазовых детекторов 14 и 15. На опорный вход первого фазового детектора 14 подаются опорные колебания несущей частоты Р =Р /4 с выхода блокан сц - 40 5 временной компрессии, а на опорный вход второго фазового детектора 15о колебания, сдвинутые на 90 в фазовращателе 16. Демодулированные частотные состав ляющие с выходов первого и второго фазовых детекторов 14 и 15 подаются на входы корреляторов 7, каждый из которых состоит из двух каналов, содержащих перемножители 20 и 21, интеграторы 22 и 23 и формирователь 24. На вторые входы перемножителей 20 и 21 поступают копии псевдослучайной последовательности с генератора 8 с тактовой частотой Р 1=Г, /4, На установочные входы интеграторов 22 и 23 и одновременно на анализатор 18 поступает сигнал с блока 5 временной компрессии (фиг.3). Сигнал для синхронизации генератора 8 (фиг.3 а),3 .служащий для привязывания по фазе формируемой последовательности со считываемым сигналом, является и сиг,налом сброса для анализатора 18.В интеграторах 7 накапливаются результирующие значения корреляционных сверток опорного сигнала (фиг.3 л) со всеми частотными составляющими входного сигнала, которые эквивалент. ны свертке опорного сигнала с входным сигналом (фиг.3 м). Квадраты выходных сигналов интеграторов 7 складываются в формирователе 24 и поступают на блок 9 выбора, где они сравниваются между собой и максимальный из них сравнивается с порогом в пороговом блоке 10. Если максимальный сигнал корреляторов 7 превышает порог, то устройство для поиска шумо-. подобного сигнала переходит в режим подстройки и приема информации. Фаза сигнала определяется в этом случае по моменту начала записи очередного отрезка входного сигнала (фиг.3) и номеру коррелятора 7 с максимальным значением свертки.Блок 5 временной компрессии (фиг.2) работает следующим образом.Входной шумоподобный сигнал с шириной спектра лРс 2 Р , поступающий на вход аналого-цифрового преобразователя 29, переводится в цифровую форму и записывается в первой или второй оперативные запоминающие блоки (ОЗУ) 34 и 35.Частота дискретизации выбирается в соответствии с теоремой Котельникова и равна Г =4 Р . Формируется часа ттота дискретизации путем деления частоты опорного генератора 25 в первом делителе 26 на 1. Непрерывность обработки сигнала обеспечивается двухтактовой организацией работы ОЗУ 34 и 35,В то время, когда в ОЗУ 34 запоминаются выборки очередного отрезка сообщения, из ОЗУ 35 считываются вы-, борки предыдущего отрезка и наоборот.Для обеспечения работы ОЗУ 34 и 35 счетчиками 2 и 36 формируются адреса записи и считывания А А,. Причем счетчик 27 считывает до числа 4(И+и), а счетчик 36 - до числа 4 И. Сигнал переноса счетчика 27, поделенный на два во втором делителе 28, является импульсом управления режимами записи - считывания для ОЗУ 34 и3 127735. Одновременно сигнал переноса счетчика 27 служит для установки корреляторов 7, разрешает работу анализатора18, синхронизирует счетчик 36, счетчик 39 на ш, третий делитель 37 надва. Сигнал переноса счетчика 39,поделенный на два в третьем делителе37, служит для установки анализатора18 и для синхронизации генератора 8.Для переключения адресов записии считывания, а также сигналов выбора ячеек памяти служат второй и третий коммутаторы 32 и 33, управляемыепрямым и инверсным сигналом Записьсчитывание". Считываемые из ОЗУ 34и 35 сигналы через первый коммутатор30 поступают в цифроаналоговый преобразователь 31, где переводятся ваналоговую форму. Блок 5 временнойкомпрессии формирует сигнал путемделения сигнала опорного генератора25 на 4 в четвертом делителе 38,Формула изобретения251. Устройство для поиска шумоподобного сигнала, содержащее последовательно соединенные блок временГной компрессии сигнала, первый смеситель и узкополосный фильтр, последовательно соединенные синтезатор частот, второй смеситель и первый фазовый детектор, последовательно соединенные блок выбора максимального сигнала и пороговый блок, по 35 следовательно соединенные фазовращатель и второй фазовый детектор, а также генератор копий входного сигнала и корреляторы, опорные входы которых подключены к соответствующим выходам генератора копий входного40 сигнала, объединенные первые информационные входы и объединенные вторые информационные входы корреляторов подключены соответственно к выходам первого и второго фазовых де 45 текторов, выходы корреляторов подсоединены к соответствующим входам блока выбора максимума сигнала, опорный выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к опорным входам50 генератора копий входного сигнала, первого фазового детектора и входу фазовращателя, первые управляющие ,выходы блока временной компрессии сигнала подсоединены к соответствую-цим входам синтезатора частот, выход которого подсоединен к опорному входу первого смесителя, второй управляющий 415 Ьвыход блока временной компрессии сигнала подсоединен к установочному входу генератора копий входного сигнала, ,а выход второго смесителя подсоединен к информационному входу второго фазового детектора, причем вход блока временной компрессии сигнала является входом устройства, а второй выход блока выбора максимального сигнала и выход порогового блока являются соответственно выходами "Номер канала" и Наличие сигнала" устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные амплитудный детектор, интегратор, запоминающий блок, дискретно-аналоговая линия задержки, блок деления напряжения и регулируемый усилитйль, а также анализатор сигнала по максимальному значению, при этом выход узкополосного фильтра подсоединен к входу амплитудного детектора и информационному входу регулируемого усилителя, выход которого подсоединен к информационному входу второго смесителя, первый дополнительный управляющий выход блока временной компресии сигнала подсоединен к входу "Сброс" интегратора и управляющим входам запоминающего блока и дискретно-аналоговой линии задержки, второй дополнительный управляющий выход блока временной компрессии сигнала подсоединен к объединенным входам "Сброс" корреляторов и входу "Разрешение записи" анализатора сигнала по минимальному значению, информационный и установочный входы которого подключены соответственно к выходу запоминающего блока и второму управляющему выходу блока временной компрессии сигнала, а выход анализатора сигнала по минимальному значению подсоединен к управляющему входу блока деления напряжения.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок временной компрессии сигнала выполнен в виде последовательно соединенных опорного генератора, первого делителя частоты, счетчика адресов записи, второго делителя частоты, первого коммутатора и цифроаналогового преобразователя, последовательно соединенных второго коммутатора и первого оперативного запоминающего блока, последовательно соединенных третьего коммутатора и второго оперативного7 12774 запоминающего блока, последовательно соединенных счетчика адресов считывания, счетчика импульсов и третьего делителя частоты, а также аналогоцифрового преобразователя и четвер того делителя частоты, тактовый вход которого объединен с тактовыми входами счетчика адресов считывания, второго и третьего коммутаторов и подключен к выходу опорного генера- О тора, выход первого делителя частоты подсоединен к дополнительным тактовым входам второго и третьего коммутаторов и к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя, выходы 15 которого подсоединены к соответствующим информационным входам первого и второго оперативных запоминающих блоков, выходы которых подсоединены к соответствующим информационным вхо дам первого коммутатора, адресные выходы счетчика адресов записи подсоединены к соответствующим информационным входам второго и третьего коммутаторов, дополнительные инфор мационные входы которых подключены к адресным выходам счетчика адресов считывания, выход переноса счетчика адресов записи подсоединен к установочным входам счетчика адресов счи- ЗО тывания, счетчика импульсов, третьего и четвертого делителей частоты, прямой выход второго делителя частоты подсоединен к управляющим входам первого оперативного запоминающего блока и второго коммутатора, инверсный выход второго делителя частоты подсоединен к управляющим входам второго оперативного запоминающего блока и третьего коммутатора, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом блока временной компрессии сигнала, выход цифроаналогового преобразователя и выходы разрядов счетчика импульсов являются соответственно информационным выходом и управляющими выходами блока временной компрессии сигнала, выход переноса счетчика адресов считывания, выход третьего делителя частоты и прямой выход второго делителя частоты являются соответственно первым, вторым и третьим дополнительными управляющими выходами блока временной компрессии сигнала, а выход четвертого делителя частоты является опорным выходом блока временной компрессии сигнала.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что коррелятор выполнен в виде двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные перемножитель и интегратор, а также формирователь сигнала суммы квадратов напряжений, первый и второй входы которого подключены к выходам интеграторов, причем первые входы перемножителей являются соответственно первым и вторым информационными входами коррелятора, объединенные вторые входы перемножителей являются опорным входом коррелятора, объединенные установочные входыинтеграторов являются установочным входом коррелятора, а выход формирователя сигнала суммы квадратов напряжений является выходом коррелятора.1277415 Ж и Составитель В.ОрловРедактор И.Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор яга 6762/58 а ческое предприятие, г.ужгород, ул.Проект зводственно-полиг Тираж 624 НИИПИ Государстпо делам изоб 13035, Москва,Подписноеенного комитета СССРетений и открытий