Способ обработки сигнала баркера при его обнаружении

Изобретение относится к области радиотехники и может применяться для обнаружения сложных сигналов в тех радиотехнических системах, в которых нет возможности быстро изменять фазу сигнала. Достигаемый технический результат - возможность обработки сложных сигналов с постоянной фазой. Способ обнаружения в согласованном фильтре сигнала Баркера, модифицированного путем замены элементов "-1" на элементы "0", заключается в следующем. Фильтруют принятый сигнал во вспомогательном фильтре, согласованном по отношению к одной позиции сигнала, задерживают его в линии задержки, задержка между отводами которой равна длительности одной позиции сигнала, поочередно складывают соответствующие элементы кода принятого сигнала и эталонного кодов по модулю 2, результаты сложений инвертируют, суммируют, по результатам суммирования принимают решение об обнаружении. 2 ил.

 

Предлагаемый способ обнаружения сложного сигнала относится к области радиотехники и может применяться для обнаружения сложных сигналов в тех радиотехнических системах, в которых нет возможности быстро изменять фазу сигнала.

Известен способ обработки сложного сигнала при его обнаружении [1].

Известен также способ обнаружения сигналов Баркера [2], заключающийся в том, что входной сигнал Баркера подается на вспомогательный фильтр, согласованный по отношению к одной позиции сложного сигнала, далее - на линию задержки, фазовращатели и сумматор, по выходному сигналу которого принимается решение о наличии сигнала.

Структурная схема согласованного фильтра, предназначенного для обнаружения М-позиционного сигнала Баркера с фазовым кодированием, изображена на фиг.2, где обозначено:

1 - фильтр;

2 - линия задержки;

3 - фазовращатели;

4 - сумматор.

Приведенное на фиг.2 устройство работает следующим образом. Сигнал, имеющий вид последовательности отрезков гармонических колебаний с фазовыми сдвигами ϕ₁, ϕ₂, ...ϕ_M, равными 0 или 180°, поступает на вспомогательный фильтр (1) согласованный по отношению к одной позиции сложного фазоманипулированного сигнала. На выходе этого фильтра под воздействием входного дельта-импульса возникает радиоимпульс с огибающей прямоугольной формы. Этот импульс подается на линию задержки с отводами. Задержка во времени между отводами равна длительности каждой позиции сигнала.

Импульсная характеристика согласованного фильтра должна представлять собой «зеркальную» копию выделяемого сигнала с обращенным во времени порядком следования отдельных позиций.

Для правильного функционирования устройства необходимо, чтобы последовательность фазовых сдвигов ϕ_M, ϕ_M-1, ...ϕ₁ отвечала значениям фаз в отдельных позициях сигнала Баркера при счете от конца сигнала к началу.

Прямоугольный радиоимпульс, перемещаясь вдоль линии задержки, поочередно возбуждает входы сумматора. По результату суммирования выносится решение о наличии или отсутствии сигнала.

Недостатком данного способа обнаружения M-позиционного сигнала Баркера с фазовым кодированием является невозможность его применения в системах, в которых нельзя менять фазу сигнала.

Технический результат - возможность обработки сложных сигналов с постоянной фазой - достигается тем, что осуществляется переход от фазовою кодирования сигнала к импульсному кодированию, а при обработке сигнала происходит дополнительная математическая обработка.

Для этого в кодовой последовательности сигнала Баркера отсутствуют части сигнала, соответствующие элементам алфавита -1. Например, для сигнала Баркера 13, имеющего вид [1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1], модифицированный код Баркера - 13 будет иметь вид [1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1].

Для того чтобы автокорреляционная функция модифицированного кода Баркера имела такой же вид, как автокорреляционная функция классического кода, предлагается применять операцию сложения эталонного кода и входного потока данных по модулю 2.

На фиг.1 представлена структурная схема согласованного фильтра, на фиг.2 - схема прототипа предлагаемого решения.

Структурная схема согласованного фильтра, предназначенного для обнаружения М-позиционного модифицированного сигнала Баркера с импульсным кодированием, изображена на фиг.1, где обозначено:

1 - фильтр;

2 - линия задержки;

3 - сумматор, реализующий операцию суммирования по модулю 2;

4 - элементы эталонного сигнала;

5 - инвертор;

6 - сумматор.

Приведенное на фиг.1 устройство работает следующим образом. Сигнал, имеющий вид последовательности отрезков гармонических колебаний с постоянной фазой и отрезков, где сигнал отсутствует, поступает на вспомогательный фильтр (1), согласованный по отношению к одной позиции сложного сигнала. На выходе этого фильтра под воздействием входного дельта-импульса возникает радиоимпульс с огибающей прямоугольной формы. Этот импульс подается на линию задержки с отводами. Задержка во времени между отводами равна длительности Т каждой позиции сигнала.

Импульсная характеристика согласованного фильтра должна представлять собой «зеркальную» копию выделяемого сигнала с обращенным во времени порядком следования отдельных позиций.

Прямоугольный радиоимпульс, перемещаясь вдоль линии задержки, поочередно возбуждает входы сумматоров, выполняющих операцию сложения по модулю 2 с соответствующей позицией эталонного сигнала, далее инверторов. Затем происходит суммирование полученных сигналов. По результату суммирования выносится решение о наличии или отсутствии сигнала.

Литература

1. А.с. СССР № SU 1840151 A1.

2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника» / С.И.Баскаков. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2000.

Способ обнаружения в согласованном фильтре сигнала Баркера, модифицированного путем замены элементов "-1" на элементы "0", в соответствии с которым фильтруют принятый сигнал во вспомогательном фильтре, согласованном по отношению к одной позиции сигнала, задерживают его в линии задержки, задержка между отводами которой равна длительности одной позиции сигнала, поочередно складывают соответствующие элементы кода принятого сигнала и эталонного кодов по модулю 2, результаты сложений инвертируют, суммируют, по результатам суммирования принимают решение об обнаружении.