Способ измерения задержки псевдослучайной последовательности импульсов

 

Использование: в радиотехнике, в частности в системах радионавигации, радиолокации и связи с псевдослучайной фазовой манипуляцией. Сущность изобретения: способ измерения задержки псевдослучайной последовательности импульсов заключается в формировании местного опорного сигнала на двух местных псевдослучайных последовательностей (ПСП) импульсов, смещенных друг относительно друга на интервал T_э , равный длительности импульсов ПСП, формировании и запоминании двух взаимно корреляционных сигналов (ВКС) R₁ и R₂ путем перемножения принимаемой ПСП импульсов и местных ПСП импульсов, осуществлении временного сдвига местных ПСП импульсов, измерении временного интервала между началами циклов местного опорного сигнала и второй местной ПСП импульсов, при этом формируют дополнительную местную ПСП импульсов, запаздывающую относительно второй местной ПСП импульсов на интервал T_э, формируют и запоминают дополнительную ВКС R₃ путем перемножения принимаемой ПСП импульсов и третьей местной ПСП импульсов, сравнивают ВКС R₁ и R₂ и дополнительную ВКС R₃ между собой, а их разности R₁-R₂ и R₃-R₂ - с заданным порогом V, причем временной сдвиг местных ПСП импульсов на величину T_э осуществляют до тех пор, пока R₂≅ R₁ и R₁-R₂>V или R₂≅ R₃ и R₃-R₂>V, причем после каждого временного сдвига на T_э формируют значения ВКС R₁, R₂ и R₃, определяют поправку измерений задержки ПСП импульсов в соответствии с выражением, приведенным в описании изобретения. Коорректируют результат измерения задержки ПСП импульсов на величину определенных поправок +Δ₁ и -Δ₂ . Цель изобретения - повышение точности измерения задержки ПСП импульсов.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радионавигации, радиолокации и связи с псевдослучайной фазовой манипуляцией.

Известны способы измерения задержки кода псевдослучайной последовательности (ПСП) импульсов. Недостаток этих способов состоит в том, что они предписывают правила фильтрации сигналов и формирования сигнала рассогласования для дискриминирования временного положения ПСП импульсов, однако не включает способов отсчета временного положения ПСП сигнала относительно местного опорного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, реализованный в самолетном радионавигационном индикаторе. Способ включает формирование местного опорного сигнала и двух местных псевдослучайных последовательностей импульсов - копий принимаемой ПСП, смещенных друг относительно друга на длительность Т_э импульса ПСП, формирование и запоминание взаимно корреляционных сигналов (ВКС) R₁ и R₂ путем перемножения принимаемой и местных ПСП импульсов, вычитание первого ВКС из второго, временной сдвиг местных ПСП до тех пор, пока разностный сигнал не станет равным нулю, измерение временного интервала между началами циклов местного опорного сигнала и местной второй ПСП импульсов посредством заполнения интервала счетными импульсами с периодом следования Δ.

Недостаток известного способа измерения задержки заключается в том, что возможность уменьшения максимальной инструментальной погрешности, равной дискрету Δ, ограничена предельным быстродействием счетчиков, их стоимостью и потребляемой мощностью.

С целью повышения точности измерения задержки при способе, включающем формирование местного опорного сигнала и двух местных ПСП импульсов - копий принимаемой ПСП импульсов, смещенных друг относительно друга на интервал Т_э, равный длительности импульса ПСП, формирование и запоминание двух ВКС R₁ и R₂ путем перемножения принимаемой ПСП и местных ПСП импульсов, временной сдвиг местных ПСП импульсов, измерение временного интервала между началами циклов местного опорного сигнала и второй местной ПСП, формируют дополнительную местную ПСП импульсов, запаздывающую относительно второй местной ПСП импульсов на интервал Т_э, формируют и запоминают дополнительную ВКС R₃ путем перемножения принимаемой ПСП импульсов и третьей местной ПСП импульсов, сравнивают ВКС R₁, R₂ и R₃ между собой, а их разности R₁-R₂ и R₃-R₂ - с заданным порогом V, причем временной сдвиг местных ПСП импульсов на величину Т_э осуществляют до тех пор, пока R₂ ≅ R₁ и R₁-R₂ > V или пока R₂ ≅R₃ и R₃-R₂ > V , а после каждого сдвига формируют новые значения ВКС, определяют поправку к результату измерения в дискретах Т_э и корректируют результат измерения.

Сформированный третий ВКС R₃ вместе с ВКС R₁ и R₂ используют для анализа положения второй ПСП относительно принимаемой и по результатам анализа формируют поправку к изменениям с точностью до 1/25 доли дискрета Δ.

Способ измерения задержки включает следующие операции.

Формируют местный опорный сигнал с циклом повторения принимаемой ПСП импульсов и три местные ПСП импульсов, представляющие собой копии принимаемой ПСП, смещенные по фазе друг относительно друга на длительность Т_э одного импульса ПСП. При этом вторая ПСП запаздывает относительно первой, третья относительно второй.

Формируют три взаимно корреляционных сигнала R₁, R₂ и R₃ посредством, например, перемножения принимаемой ПСП на местные с последующим интегрированием произведений.

Сравнивают между собой ВКС R₁, R₂ и R₃ если R₂ больше R₁ и R₃, то переходят к следующей операции - вычислению первой и второй поправки; если R₂ не больше R₁ или R₃, то формируют сигнал разности R₁-R₂ или R₃-R₂ соответственно и сравнивают его с порогом V, при превышении которого в первом случае (пара R₁, R₂) сдвигают местные ПСП влево на Т_э, во втором случае - вправо на Т_э и повторяют предыдущую и данную операции; при непревышении порога измеряют интервал τ₂ между началами циклов принимаемой и второй местной ПСП.

Определяют поправку к результату измерения по правилу Δ₁ = R₁Т_э/(R₁ + R₂), если R₁ > R₃; Δ₂ = R₃Т_э/(R₂ + R₃), если R₁ ≅ R₃.

Корректируют результат измерения τ₂ посредством добавления к нему первой поправки Δ₁ или вычитания второй поправки Δ₂.

Поправки Δ₁ и Δ₂ составляют доли дискрета Δ , например Δ /25, поэтому инструментальная погрешность может быть уменьшена в 25 и более раз по сравнению с известным техническим решением.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАДЕРЖКИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, заключающийся в том, что формируют местный опорный сигнал и две местные псевдослучайные последовательности (ПСП) импульсов-копии принимаемой ПСП импульсов, смещенные друг относительно друга на интервал T_э, равный длительности импульса ПСП, формируют и запоминают два взаимно корреляционных сигнала (ВКС) R₁ и R₂ путем перемножения принимаемой ПСП импульсов и местных ПСП импульсов, осуществляют временной сдвиг местных ПСП импульсов, измеряют временной интервал между началами циклов местного опорного сигнала и второй местной ПСП импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения задержки ПСП импульсов, формируют дополнительную местную ПСП импульсов, запаздывающую относительно второй местной ПСП импульсов на интервал T_э, формируют и запоминают дополнительную ВКС R₃ путем перемножения принимаемой ПСП импульсов и третьей местной ПСП импульсов, сравнивают ВКС R₁ и R₂ и дополнительную ВКС R₃ между собой, а их разности R₁ - R₂ и R₃ - R₂ - с заданным порогом V, причем временной сдвиг местных ПСП импульсов на величину T_э осуществляют до тех пор, пока R₂ ≅ R₁ и R₁ - R₂ > V или до тех пор, пока R₂ ≅ R₃ и R₃ - R₂ > V, причем после каждого временного сдвига на T_э формируют значения ВКС R₁, R₂ и R₃, определяют поправку измерений задержки ПСП импульсов в соответствии с выражениями Δ₁ = T_эR₁ / (R₁+R₃) , ecли R₁>R₃, Δ₂ = T_эR₃ / (R₂+R₃) , ecли R₁≅R₃ и корректируют результат измерения задержки ПСП импульсов на величину определенных поправок +Δ₁ и -Δ₂ .