Устройство для некогерентного приема сложных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

265975

Союз Соеетских

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 21. К1968 (№ 1242260/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.111.1970. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 1 VII.1970

Кл. 21а4, 48/63

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрое

СССР

МПК G Ols

УДК 621.396.962.3(088.8) Автор изобретения

И. А. Цикин

1

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Кали ина -. : - -"-- . :

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА

СЛОЖНЫХ СИ ГНАЛОВ

Изобретение относится к области радиолокации и радиосвязи.

Известны устройства для некогерентного приема сложных сипналов, содержащие согласованные фильтры. Однако, реализация согласованных фильтров представляет сложную техническую задачу, В настоящее время существует д ва типа согласованных фильтров: аналоговые и дискретные. Построение согласованных фильтров аналоговыми методами ограничивается узким классом сигналов, а достигаемые при этом коэффициенты сжатия невысоки и не дают возможности перестройки их импульсной характеристики. Более перспективные, особенно при быстрой перестройке, — дискретные фильтры. Известны цифровые и дискретноаналоговые методы построения таких фильтров. В первом случае проквантованный IIO времени сигнал преобразуется в цифровой код, ео втором производится аналоговая обработка выборочных значений сигнала. В обоих случаях для получения выборочных значений огибающей результата оптимальной обработки сигнала нет необходимости получения самого результата оптимальной обработки в аналоговой форме, а достаточно получения результатов соответствующей весовой ооработки выборочных значений сигнала. Причем величина интервала между соседними выборочными значениями определяется не средней частотой радиосигнала, а максимальной частотой низкочастотного спектора амплитудной и фазовой модуляции. Благода5 ря этому дискретный фильтр оказывается значительно проще в реализации, чем аналоговый.

В настоящее время в применении к дискретным фильтрам используются два метода вы10 деления искомой огибающей результата оптимальной обработки. Первый метод предусматривает разделение сигнала на низкочастотные квадратурные составляющие с последующей раздельной обработкой этих составляющих, 15 сводящейся к цифровому или аналоговому перемножению выборочных значений квадратурных составляющих сигнала с выборочными значениями квадратурных составляющих импульсной реакции соответствующего аналого20 вого согласован ного фильтра, с последующим суммированием результатов перемножения.

Такой метод оптимальной некогерентной обработки требует создания четырех комплектов соответствующих перемножающих и сумми25 рующих устройств, создания вспомогательного генератора синусоидального напряжения частоты, ран ной частоте высокочастотного заполнения радиосигнала, а также дублирования устройства задержки выборочных значе30 ний входного сигнала (сд вигающего регистра

265975

15 г0 в цифровых фильтрах или аналоговых элементов памяти в дискретно-аналоговых фильтрах).

Второй метод выделения огибающей я вляется значительно более простым, так как избавляет от необходимости разделения входного сигнала на квадратурные составляющие. Этот метод сводится к весовой обработке выборочных значений сигнала на двух комплектах взвешивающих устройств, причем коэффициенты передачи («веса») взвешивающих устройств первого комплекта пропорциональны выборочным значениям импульсной реакции соответствующего аналогового согласованного фильтра, а коэффициенты передачи второго комплекта — выборочным значениям преобразования Гильберта импульсной реакции.

Результаты взвешивания с обоих комплектов поступают на соответствующие суммирующие квадраторы, выходы .которых подключаются к нелинейному устройству, осуществляющему операцию извлечения квадратного корня из суммы поданных напряжений.

Однако и второй метод выделения огибающей сложен и не обеспечивает упрощения системы.

Цель предлагаемого изобретения — упрощение устройства для некогерентного приема сложных сигналов, в котором производится обработка суммы выборок входного сигнала и того же сигнала, задержанного на время, превышающее интервал корреляции, что дает возможность устранить второй квадратурный канал, вспомогательный генератор и перемножитель на входе. Для достижения этой цели в предлагаемом устройстве осуществляется

«сжатие» сигнала с выделением огибающей результата «сжатия», при этом на выходе фильтра присутствуют отсчетные импульсы, амплитуды которых приблизительно пропорциональны выборочным значениям искомой огибающей результата оптимальной некогерентной обработки, что дает возможность отказаться от необходимости создания второго комплекта взвешивающих устройств, дублирования коммутирующей матрицы и выходных накопителей.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для некогерентного приема сложных сигналов состоит из двух каналов, которые содержат буферные каскады 1 и 2, фазовращатель 8, аналоговые ключи 4 и 5, линию задержки б и сумматор 7, на входы которого поданы сигналы с выхода линии задержки и аналогового ключа 5. С выхода сумматора сигнал подан на вход дискретносогласованного фильтра 8. С его выхода сигнал поступает на квадрирующее устройство 9, буферные каскады 10 и 11, линию задержки

l2 и блок извлечения квадратного корня из суммы поданных напряжений.

Входной сигнал U(t) поступает на буферные неискажающие каскады 1 и 2 на входах первого и второго каналов. В первом канале

65 сигнал проходит через фазовращатель, осуществляющий сдвиг фаз всех частотных составляющих спектор сигнала на 90 . Во,втором канале сигнал с выхода буферного каскада 2 поступает на аналоговый ключ 5, представляющий собой аналоговый стробируемый каскад. Таким образом, на выходе фазовращателя в первом канале получаем преобразование ./1

Гильберта (1(/) входного сигнала с/(1). С выхода фазовращателя 8 сигнал подан на вход аналогового ключа 4. На входах аналоговых ключей 4 и 5 первого и второго каналов име1 ем соответственно U(t) и U(t). Ны выходах ключей 4 и 5 первого и второго каналов появляется последовательность отсчетных импульсов соответственно Ui(t) и Uq(t), ампли.« туды которых U и U, пропорциональны вы,1 борочным значениям сигналов U(t) и U(t).

Напряжение U<(t) поступает на линию задержки б со временем задержки, равным

pht, где р — целое число. С выхода линии задержки б и аналогового ключа 5 выходной сигнал подан на сумматор, выходное напряжение которого У„является входным сигналом дискретного фильтра 8. На выходе дискретного фильтра независимо от типа этого фильтра получается последовательность импульсов, появляющихся в моменты времени t> — — iAt. С выхода дискретного фильтра 8 последовательность импульсов через квадрирующее устройство 9 и буферные каскады 10 и 11 распределяются по двум каналам, в одном из которых включена линия задержки 12. Выходное напряжение с выхода линии задержки 12 и буферного каскада 11 поступает на вход нелинейного сумматора И. Так как автокорреляционные функции сложных широкополосных сигналов, используемых в реальных системах, представляют собой узкий центральный пик с малыми боковыми лепестками, то очевидно такую же форму имеет и напряжение, обусловленное полезным сигналом, на выходе аналогового фильтра, который осуществляет

«сжатие» входного сигнала. Тогда, если максимальное значение «сжатого» сигнала, т. е. высокого центрального пика выходного сигнала, появляется на выходе соответствующего аналогового фильтра в момент ti р, то при достаточно больших значениях р осуществляется операция «сжатия» сигнала с выделением огибающей результата этого «сжатия», т. е. производится оптимальная обработка некогерентного сигнала. В отличие от аналогового фильтра в рассматриваемом случае на выходе фильтра присутствуют отсчетные импульсы, амплитуды которых приблизительно пропорциональны выборочным значениям искомой огибающей результата оптимальной некогерентной обработки. При этом все устройство в целом оказывается значительно проще, чем известные устройства выделения огибающей при оптимальной некогерентной

265975

Предмет изобретения

Составитель Резников

Редактор H. Д, Воликова Техред А. А. Камышникова Корректор Л. И. Гаврилова

Заказ 1654)15 Тираж 480 Подписное

ЦНИ11ПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва %-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, лр. Сапунова, 2 обработке. Действительно, в сравнении со вторым методом выделения огибающей при реализации предлагаемого устройства отпадает необходимость создания второго комплекта взвешивающих устройств, дублирования коммутирующей матрицы и выходных накопителей.

Устройство для некогерентного приема сложных сигналов, содержащее сумматор, на первый вход которого выходной сигнал подан через буферный каскад, фазовращатель и аналоговь|й ключ, а на второй вход — через буферный каскад и аналоговый ключ; дискретный согласованный фильтр, квадратор, выход

5 которого через буферные каскады соединен со входами блока извлечения квадратного корня пз суммы поданных напряжений, отлачаюьцееся тем, что, с целью упрощения устройства, между аналоговым ключом и первым входом

l0 упомянутого сумматора, а также между буферным каскадом и одним из входов упомянутого блока извлечения квадратного корня включены идентичные линии задержки.