Устройство для приема многочастотных сигналов

где С - длительность одного элемента МЧС;И - число элементов (размерность) МЧС;Тс - длительность МЧС,Для рассматриваемой структуры МЧС И=5;=Т/5, В этом случае для передачи мно. очастотного сигнала используется ансамбль из пяти час" тот Е Е, Гз, Г и Г. При этом фазы передаваемых колебаний на этих частотах должны соответствовать двоичной информационной последовательности в относительном коде, т.е. для передачи импульса отрицательной полярности используется зйачение фазы ко 45 Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано дляобработкимногочастотных сигналов сотносительной фаэовой манипуляцией,представляющих собой последовательность частотно-разнесенных во времени элементов.Цель изобретения - повьгшение помехоустойчивости при воздействии сосредпточенньж помех,На фиг. изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногоустройства, на Фиг,2 (а,б 5 - временные диаграммы: на фиг,З - проходная 15характеристика решающих блоков,Устройство для приема многочастотных сигналов содержит линейный приемный тракт 1, согласованные Фильтры 2,формирователи 3 отсчетовблоки 4 определения дисперсии помех, решающиеблоки 5 сумматор 6 блок 7 регистрации, блок 8 синхронизации и многоотводную линию 9 задержки,"Устройство работает следующим образом,Принцип работы устройства рассмотрим (для конкретности и простоты)на примере пятиэлементного многочастотного (МЧС) сигнала (фиг,2 в). З 0Рассмотрим случай, когда двоичная информационная последовательность имеет вид, изображенный наФиг.2 а, (в абсолютном коде), илина фиг,26 (в относительном коде),(лительность МЧС равна длительности передаваемого двоичного информационного символа Т , а длительность одного элемента сигнала опреде"ляется размерностью МЧС, т.е.40л Тсо лебаний, равное - 180 (или), для передачи импульса положительной полярности - Оо (фиг.26 и 2 в), На фиг. фиг,2 в показан вид многочастотного сигнала с проманипулированными по фазе элементами, Знаки + и "-" в ус" ловном вице показывают фазу отдельных элементов МЧС (и+и соответствует значению передаваемой Фазы 0 "-" - фаозы 180 ), которая соответствует полярности передаваемой информационной последовательности в относительном коде (фиг,26)Многочастотный сигнал, прошедший линию связи, поступает на вход приемника 1, в котором осуществляются предварительная обработка и селекция принимаемого колебания, С выхода общего тракта приемника 1 элементы многочастотного сигиала поступают на соответствующие согласованные фильтры 2. Каждый из согласованных фильтров 2 настроен па частоту, соответствующую одной иэ послецующих частот принимаемого многочастотного сигнала, На выходе согласованного Фильтра 2, с которым был согласован принимаемый элемент МЧС, голдляется отклик в виде высокочастотного процесса с максимальным значением в .момеит окончания частотного элемента МЧС, В момент времени приема данного элемента МЧС ( на конкретной частоте) на выходах остальных согласованных фильтров 2 буд т присутствовать только шум, Временные диаграммы реакции согласованных Фильтров 2 приведены на фиг,2 г д, е, ж, з. С целью иллюстрации принципа работы устройства предполагается, что при приеме первого и третьего МЧС сосредоточенными помехами поражены их второй, третий и четвертый элементы на частотах Гг, Гэ, Г 4 (фиг.2 д, е, ж, где показано, что при приеме первого многочастотного сигнала отрицательной полярности отклики на выходе Фильтров 2, согласованных с элементами МЧС на частотах Г, Г, Г, име ют положительную полярность". при приеме третьего МЧС положительной полярности укаэанные отклики имеют отрицательную полярность), При приеме второго МЧС предг:олагается, что сосредо" точенные помехи отсутствуют, поэтому отклики на выходах всех согласованных фильтров 2 имеют одинаковые максималь-ные значения одной и той же полярности, Элементы многочастотного сигнала5529" 6 с выхода общего тракта приемника 1 поступают также на вход блока 8 синхронизации, который определяет границы МЧС (фиг,2 и), Короткие импульсы с выхода блока 8 синхронизации поступают на нход многоотводной линии 9 вадержки, состоящий из Иэлементов задержки, обеспечивающих задержку входных импульсов на длительность одного эле мента МЧСДля рассматриваемой структуры МЧС при И=5 временные диаграммы импульсов на выходах многоотводной линии.9 задержки представлены на фиг.2 к, л, м, н, и, Данные после довательности импульсов поступают на управляющие входы формирователей 3 отсчетов соответствующих ветвей обработки, Блок 8 синхронизации обязательно должен содержать инерционный 20 элемент с большой памятью, который при воздействии достаточно мощной кратковременной помехи препятствует срыву синхронизации, Формирователи 3 отсчетов могут быть реализованы н ни де электронного ключа, Следовательно, на выходах формиронателей 3 отсчетов существуют короткие импульсы, амплитуды и полярности которых определяются максимальньм значением и поляр ностью откликов согласованных фильтров 2 (в моменты времени, кратные с ), Для наглядности отсчеты на выходах формирователей 3 отсчетов изображены на фиг.2 о на одной временной оси,В каждой ветви обработки отсчеты элементов МЧС с выходов формирователей 3 отсчетов одновременно поступают на входы решающего блока 5 и блока 4 определения дисперсии помех, Оценка 40 дисперсии помехи осуществляется путам накопления отсчетов элементов принимаемых МЧС, полученных на выходе согласованного фильтра 2 в течение приема, их воздействия н квадрат и 45 статистического усреднения, при этом точность оценки дисперсии определяется количеством отсчетов, участвующих в процессе статистического усредненияС выхода блока 4 определения дисперсии помех сигнал с уровнем, соответствующим дисперсии помехи в 1.-й ветни, подается на управляющий вход решающего блока 5. В каждой ветви обработки в решающем блоке 5 осущест вляется вынесение частного решения о полярности принятого элемента МЧС, Данные блок 5 реализует алгоритм бинарного квантования с нулевой зо 2 6ной, который можно записать следующим соотношением:+1, если 1; 7 + ,р,О, если-Пофрв(+пор -1, если8 ик Г;гггде 4 - удельная интенсивность помеохи в 1.-й ветви приемаДля рассматриваемой структуры МЧС величина 4 определяется по форму- ле 2 7 ло ф,гсформированной в блоке 4,На фиг,2 о величина порогового напряжения, определяющего нулевую зону для каждого элемента ИЧС, показана пунктирными линиями, На фиг,2 о видно, что отсчеты элементов ИЧС, пораженные помехой на частотах Гг, Г 3, Г, на ныходах согласованных фипътров 2 при приеме первого и третьего сигналов оказываются меньше порогового напряжения, определяющего нулевую зону, При приеме первого сигнала предполагается наличие на частотах Гг, ЙЗ, Г 4 мощных сосредоточечиьх помех, интенсивность которых значительно превышает уровень элементов МЧС, При этом результирующие отсчеты на выходах согласованных фильтров 2 представляют собой сумму противоположен.х Проходная характеристика решающего блока 5 в -й (1.=1,Р 1) ветви приема изображена на фиг,3. Нулевая эона проходной характеристики определяется интервалом изменения входного напряжения от -1,р до +1,Р, Величина порогового напряжения (11 1) определяется текущим значением дисперсии помехи в каждой ветви обработки. В соответствии с проходной характеристикой (фиг,3) на выходе решающего бло. ка 5 появляется напряжение положительной или отрицательной полярности единичной амплитуды, если входное напряжение (1 ) больше порогового напряжения (1 , 1 ), т,е. 1111 Гг 1, Величина порогового напряжения зависит от дисперсии помехи и постоянно изменяется в соответствии с ее оценкой, сформированной н блоке 4 определения дисперсии помех н каждой ветви обработки. При этом величина порогового уровня опрегеляется выражениемпо знаку отсчетов помехи и сигнала, так как отмечалось выше, сигнал и помеха противоположны по фазе (фиг,2 г, д, е, ж). Поскольку блок 4 определе 5 ния дисперсии помех Формирует отсчеты, пропорциональные дисперсии помехи, а входной отсчет решающего блока 5 есть алгебраическая сумма противоположных по знаку отсчетов помехи и сигнала, то его уровень будет меньше величины порогового уровня (фиг,2 о), При приеме второго сигнала сосредоточенные помехи отсутствуют, поэтому величина порогового уровня определяется только дисперсией белого шума, Ио этой причине отсчеты элементов МЧС превышают пороговый уровень 1 Б,р 1, При приеме третьего сигнала предполагается наличие на частотахГ4 2 О сосредоточенных помех, интенсивность которых незначительно отличается от уровня элементов МЧС, При этом, как и при приеме первого МЧС, их Фазы противоположны (Фиг,2 г, д, е, ж, з). По этой причине результирующие отсчеты принимаемых сигналов во второй, третьей и четвертой ветвях имеют отрицательную полярность, (вместо положительной) и мечьше порогового уревня, В решающем блоке 5 происходит сравнение входного отсчета и текущего порогового уровня, На выходе решающего блока 5 существуют единичные импульсы положительной или отрицательной полярности, если величина входного отсчета выходит за пределы нулевой эоны, В противном случае выходной Сигнал равен нулю Отмеченное показано на временных диаграммах (Фиг,2 п). Так, при приО еме первого и третьего МЧС на выходах решающих блоков 5 во второй, третьей и четвертой ветвях выходной импульс отсутствует. Окончательное решение о полярности всего МЧС в дальнейшем бу дет приниматься на основе анализа су шествующих выходных импульсов, Импульсы с выходов решающих блоков 5 посту пают на входы сумматора 6, на выходе которого формируется результирующий импульс соответствующей полярности (фиг.2,р). В блоке 7 регистрации осуществляется сравнение полярностей двух соседних импульсов, соответствующих предыдущему и последующемуФ сигналам, и формирование принимаемого информационного импульса, Срав.нивая временные диаграммы (Фиг.2 т и 2 а), на которых показаны принятая и переданная соответственно информационные последовательности, приходим к выводу, что, несмотря на действие сосредоточенной помехи на первом и третьем МЧС, информационные сигналы приняты верно, В то же время при использовании в качестве решающего блока 5 бинарного квантователя (без нулевой меняющейся зоны) при действии тех же самых помех переданная информационная последовательность будет восстановлена с ошибкой: фиг,2 у - временные диаграммы на выходе решающего блока 5, фиг,2 ф - на выходе сумматора 6, фиг,2 х - на выходе пере- множителя блока 7 и фиг,2 ц - на выходе блока 7 регистрации, Это объясняется тем, что в известном устройстве решающее устройство в виде бинарного квантователя (без нулевой зоны) не устраняет пораженные помехой отсчеты (например, при приеме первого МЧС, а только ограничивает их уровень и. сохраняет полярность, В связи с этим окончательное решение выносится с учетом этих ограниченных отсче - тов, полярность которых определяется действующей помехой что приводит к ошибочному решению, Кроме того, при использовании бинарного квантователя без нулевой зоны возможны ложные срабатывания по отсчетам пренебрежительно малой величины (случай приема третьего МЧС), когда по малым входным отсчетам на выходе решающего блока 5 Формируются единичные импульсы той или иной полярности (фиг.2 о и фиг.2 у для третьего МЧС),Проходная характеристика решающего блока 5 должна соответствовать требуемой, а именно:Цвыу = +Е при 13 в+Ппор 13 в= -Е при 11 ввОпор 111 вых О при 11 псрех - ЦперТаким образом, величина нулевой зоны меняется прямо пропорционально дисперсии приходящей сосредоточенной помехи, На фиг,2 о значения нулевой зоны изображены пунктирной линией, и при приеме элементов сигнала, пораженных помехой (второго, третьего,и четвертого элементов первого и третьего МЧС), уровень нулевой зоны устанавливается таким, что ошибочные элементы вырезаются (Фиг,2 п) и прием происхоцит без ошибки (Фиг,2 п, р, с, т).9 152946Таким образом, при использовании предлагаемого устройства обеспечивается положительный эффект, заключающийся в повышении помехоустойчивос 5 ти приема сигналов по сравнению с прототипом относительно сосредоточенных помех.формула изобретения бУстройство для приема многочастотных сигналов, еодержащее линейный приемный тракт, выход которого соединен с входами согласованных Фильтров, решающие блоки, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого соединен с входом блока регистрации, при этом вход приемника является входом устройства, выходом которого является выход блока регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью понышения помехоустойчивости при воздействии сосредоточенных помех, введены формирователи отсчетон, блоки определениядисперсии помех, многоотводная линиязадержки и блок синхронизации, выходкоторого соединен с входом многоотводкой линии задержки, выходы которой подключены к управляючрм входамформирователей отсчетов, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков определения дисперсии помех и с первыми входами соответствующих решающих блоков, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих блоков определения диспер.сии помех, при этом вход блока синхронизации подключен к выходу приемника, а выходы согласованных фильтровсоединены с сигнальными входами соответствующих формирователей отсчетов.1529462 Г Составитель О.ГеллерРедактор А.Маковская Техред М.Дидык Корректор И,Максимиаииец аказ 7761/5 одпис н ри ГКНТ СССР по изо -35, Р тениям и открьггиям ская наб., д, 4/5 осударстве 11