Устройство для приема сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты систем радиосвязи

 

(19) Щ (11) (51) 5 H64L27 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4836712109 (22) 23.02.90 (46) 30.10.93 Ьол. Мв 39-40 (71} Воронежский научно-исследовательский институт связи (72) Зинчук В.М„Мухин.Н.П. Потапов РА (73) Воронежский научно-исследовательо(ий институт связи (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С

ПСЕВДОСПУЧАЙНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ PASOЧЕЙ ЧАСТОТЫ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ (57) Использование: в технике приема и обработки дискретных сигналов. Сущность изобретения: устройство для приема сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты систем радио связи содержит каналы обработки, в востав каждого из которых входят широкополосный фильтр, смеситель, синтезатор частоты, генератор псевдослучайного кода, полосовой фильтр генератор опорного напряжения, умножитель частоты, фазовращатель на П/29, интегратор, квадратор, сумматор, вычислитель квадратного корня, умножитель, нелинейный элемент, перемножитель напряжениц блок сравнения, блок синхронизации, второй синтезатор, второй смеситель, узкополосный фильтр, второй квадратор, второй интегратор, блок управления, блок выбора максимума, второй вычислитель квадратного корня, умножитель на 2, делитель напряжения, ограничитель.

2002376

Изобретение относится к технике приема и обработки дискретных сигналов и может быть использовано для повышения помехоустойчивости цифровых средств радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.

Известны приемные устройства для оптимального приема сигналов, в том числе и сигналов псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Такие устройства реализуются либо с помощью квадратурных схем, либо с помощью согласованных фильтров.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство (1). Во всех этих устройствах в реальных условиях различные элементы сигнала с ППРЧ, передаваемые на различных частотах, могут поражаться помехами по-разному и для оптимальной обработки принимаемых сигналов с ППРЧ требуется измерение амплитуды сигналов и мощности помехи для каждого элемента сигнала длительностью То и формирования на этой основе нелинейного весового множителя..

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости приема сигналов с псевдослучайной перестройкой частоты.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Вход устройства через широкополосный усилитель 2 соединен с входом первого смесителя частоты 20, другой вход которого через первый синтезатор частоты 19 соединен с выходами генератора псевдослучайного кода 5. Выход первого смесителя 20 соединен с входом первого полосового фильтра 21, выход которого соединен с входом первого квадратора 22. Выход квадратора 22 через первый и дополнительный интеграторы 23 соединен с соответствующими входами блока управления 24, выходы которого соединены с вторыми входами интеграторов 23.

Выход широкополосного фильтра 2 соединен также с входами второго смесителя 3, входящего в состав из двух симметричных каналов, разнесенных по частоте. Выход смесителя 3 через полосовой фильтр 6 соединен с объединенным входом умножителей 8. Второй вход второго смесителя 3 через синтезатор частот 4 соединен с выходами генератора псевдослучайного кода 5, вход которого соединен с выходом блока поиска и синхронизации 18, Этот же выход блока 18 соединен с соответствующим входом блока управления 24 и входом блока выбора максимума 25.

Устройство содержит также последовательно соединенные первый квадратор 22 и первый интегратор 23, последовательно соединенные блок выбора максимума 25, первый вычислитель квадратного корня 26, умножитель на два 27 и делитель напряжения

28. Устройство содержит два симметричных канала обработки, разнесенных по частоте, Каждый канал содержит два подканала, каждый подканал состоит из последовательно соединенных умножителя частоты 8, второго интегратора 10 и второго квадратора 11. Первые входы умножителей частоты 8 соединены между собой. Вторые входы умножителей 8 соединены с генератором опорного напряжения 7, причем один соединен непосредственно, а другой — через

15 фазовращатель 9. Вторые входы вторых интеграторов 10 соединены между собой и первым выходом блока поиска и синхронизации 18. Выходы вторых квадраторов 11 обоих подканалов соединены с входом сум20 матора 12. Выход сумматора 12 соединен с входом блока выбора максимума 25 и входом второго вычислителя квадратного корня 13, выход которого через умножитель 14 и нелинейный элемент 15 соединен с входом умножителя напряжения 16, выход которого соединен с входом схемы сравнения

17. Вторые входы умножителей нап ряжения

16 соединены между собой и соединены с входом схемы сравнения 17 и вторым выхо30 дом блока поиска и синхронизации 18. Вторые входы умножителей частоты 14 через ограничитель 29 соединен с делителем напряжения 28, второй вход которого соединен с выходом блока управления 24.

35 Работает устройство следующим образом.

Сигналы с выхода широкополосного фильтра 2 с полосой пропускания, обеспечивающей пропускание всех частотных эле40 ментов информационных символов "1" и

"0", подаются на вход смесителей частоты 3, на вторые входы которых подаются напряжения с выходов синтезаторов частоты 4.

При этом один из синтезаторов вырабатыва45 ет частоты, соответствующие частотным элементам "1", другой — "0". Выработка соответствующих частот синтезаторами 4 обеспечивается за счет управления ими генератором псевдослучайного кода 5. Синх50 ронизация приходящей псевдослучайной последовательности сигналов с опорной

ПСП, выдаваемой генератором 5, осуществляется устройством поиска и. синхронизации 18. На выходе смесителей 3 скачки

55 рабочей частоты снимаются и на выходе полосовых фильтров 6 f-го и If-го подканалов формируются частотные элементы "1" или

"0" в зависимости от вида передаваемого символа на постоянных промежуточных частотах, С выхода полосового фильтра 6

2002376 информационного символа ("1" или "0").

Для получения достоверных оценок дисперсии помех 0< измерение дисперсии 45 происходит в свободных от элементов сигнала с ППРЧ частотных каналах в моменты. времени, предшествующие появлению на входе устройства элементов сигнала на той или иной рабочей частоте. Для выработки 50 напряжения, пропорционального оценке дисперсии помехи Qi< имеется синтезатор

19, на который с генератора псевдослучайного кода 5 подаются команды о включении той частоты, которая будет иметь место в 55 следующем скачке частоты в соответствии с известным действующим кодом, Если в течение времени (К вЂ” 2)To

I t-го подканала действует напряжение, пропорциональное дисперсии помехи. Напряжение с сумматоров 12 через вычислители квадратного корня 13 подаются на входы умножителей 14, а затем на нелинейный элемент 15, реализующих зависимость вида

lo(x) — функции Бесселя нулевого порядка. С выхода нелинейных элементов 15 напряжения в виде последовательности импульсов с различными амплитудами и периодами, равными длительности элемента принимаемого сигнала То, поступают на входы перемножителей напряжения 16. Сброс накопленных напряжений в перемножителях напряжения 16 на входы устройства сравнения 17 в момент окончания информационного бита обеспечивается за счет подачи на управляющие входы перемножителей напряжения 16 импульсов с второго выхода устройства синхронизации 18. За счет работы устройства поиска и синхронизации 18 в момент окончания информационного бита на выходе устройства сравнения

17 в результате сравнения напряжений, поступающих на его входы с выходом перемножителей напряжения 16, принимается решение 01 или 02 о наличии того или иного

40 вход смесителя 20 поступило напряжение с частотой (fK + Ж р), где Флр — промежуточная частота, а на второй вход смесителя 20 в течение этого же промежутка времени поступает смесь сигнала и помехи на частоте

f< и помехи на частоте fK, то в результате на выходе узкополосного фильтра 21, настроенного на частоту Af р, действует напряжение помехи в виде квазигармонического колебания. Далее это напряжение в квадраторе 22 возводится в квадрат и подается на входы двух параллельно включенных интеграторов 23. Работу интеграторов 23 обеспечивает схема управления 24. В моменты подачи на управляющий вход схемы управления 24 импульсов с периодом То с первого выхода блока поиска и синхронизации 18 происходит сброс напряжения с одного из интеграторов 23, пропорционального мощл2 ности помехи о», на один из входов делителя напряжения 28 и обнуление этого интегратора, В этот же момент времени второй интегратор 23 переходит в режим запоминания накопленного: напряжения на время То. В результате поочередной работы интеграторов 23 на выходе схемы управления 24 на каждом скачке частоты формицется напряжение, пропорциональное U< .

Это напряжение с выхода схемы управления 24 передается на один из входов делителя напряжения 28.

С выходов сумматоров 12 I-го и II-ro подканалов поступает напряжение на входы устройства выбора максимума 25. Причем, если на входе приемника "1", то с выхода сумматора 12 1-го подканала на блок

25 поступает напряжение, пропорциональное максимуму квадрата огибающей функции взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами, а на другой вход блока 25 поступает напряжение, пропорциональное дисперсии помехи.

При передаче "0" — наоборот. На выходе устройства выбора максимума 25 действует напряжение, пропорциональное квадрату оценки амплитуды сигналов. Устройство поиска и синхронизации 18 обеспечивает сброс напряжений с блока 25 после окончания действий каждого К-го элемента сигнала с ППРЧ на вход вычислителя квадратного корня 26, на выходе которого вырабатывается напряжение, пропорциональное оценг ке амплитуды К-го элемента сигнала А, Это напряжение через умножитель на два 27 поступает на делитель напряжения 28, на другой вход которого поступает напряжение с выхода схемы управления 24, В результате на выходе делителя 28 сформировался нелинейный весовой мно2002376 (56) Зинчук В.M. и др, Анализ алгоритмов

10 различения сигналов с внутрибитовой псевдослучайной перестройкой частоты. Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып. 7, 1989, с. 3 — 20.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ СИСТЕМ

РАДИОСВЯЗИ, содержащее последовательно соединенные первый квадратор и первый интегратор, последовательно соединенные блок выбора максимума, первый вычислитель квадратного корня, умножитель на два и делитель напряжения, а также блок сравнения и два симметричных и разнесенных по частоте канала обработки, в состав каждого из которых входят два подканала, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных умножителя частоты, второго интегратора и второго квадратора, причем первые входы умножителей частоты соединены между собой, а вторые входы умножителей частоты обоих подканалов соединены с выходом генератора опорного напряжения непосредственно и через фазовращатель соответственно, другие входы вторых интеграторов обоих подканалов соединены между собой и с первым выходом блока поиска и синхронизации, выходы вторых квадраторов обоих подканалов соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с соответствующим входом блока выбора максимума и с входом второго вычислителя квадратного корня, выход которого соединен с одним из входов умножителя, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема сигналов с псевдослучайной перестройкой частоты, в него введены последовательно соединенные широкополосный усилитель, первый смеситель частоты, другой вход которого соединен с соответствующими выходами генератора псевдослучайного кода через первый синтезатор частот, и первый полосовой фильтр, последовательно соединенные дополнительный интегратор и блок управлел л л2 житель —,и, =-2А,/oi< . Напряжение, пропорл циональноер, через ограничитель 29 подается на вторые входы умножителей 14. В соответствии со значениями весовых мно/ жителей и в умножителях 14 происходит адаптивное управления напряжениями каждого К-ro элемента сигнала с ППРЧ, по- ступающего на другие входы умножителей

14.

Ограничитель 29 с режимом мягкого ограничения обеспечивает работоспособность устройства при отсутствии помехи

Формула изобретения (или очень малом ее значении) в том или ином частотном канале. В этом случае при превышении весовым множителем,йк некоторого значения, на входы умножителей 14

5 I-го и И-го подканалов с ограничителя 29 подается постоянное напряжение, пропорциональное уровню порога ограничения, 15 ния, а также ограничитель, причем в состав каждого из двух симметричных и разнесенных по частоте каналов введены последовательно соединенные второй сме20 ситель частоты, другой вход которого соединен с выходом второго синтезатора частоты, и полосовой фильтр, а также последовательно соединенные нелинейный элемент и перемножитель напряжения, 25 при этом выход широкополосного усилителя соединен с соответствующими входами вторых смесителей частоты обоих симметричных и разнесенных по частоте каналов, в каждом из которых второй полосовой

30 фильтр соединен с соединенными между собой первыми входами умножителей частоты, выход умножителя соединен с входом нелинейного элемента, выход перемножителя напряжения соединен с

З5 соответствующим входом блока сравнения, входы второго синтезатора частот соединены с соответствующими выходами генератора псевдослучайного кода, другой вход умножителя через органичитель соединен с выходом делителя напряжения, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления, другие выходы которого соединены соответственно с вхо45 дами сброса первого и дополнительного интеграторов, входы которых соединены между собой, а выход первого интегратора соединен с соответствующим входом блока управления. управляющий вход которо50 го соединен с управляющим входом блока выбора максимума, управляющим входом генератора псевдослучайного кода и первым выходом блока поиска и синхронизации, второй выход которого соединен с соответствующими входами блока сравнения и перемножителей напряжения обоих симметричных и разнесенных по частоте каналов обработки, а выход первого полосового фильтра соединен с входом первого квадратора.

2002376

Ф

el

S Y

Ч а( о

Ф»

Составитель Н.Мухин

Техред M,Moðãåíòçë

Корректор С.Лисина

Редактор А.Бер

Заказ 3177

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101

t !

1

I

i !

1 !

1 ! !

t EТираж Подписное

НПО -"Поиск" Роспатента

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