Устройство для преобразования одиночного

 

ОПИСАНИЕ 337930

ИЗОБ РЕТ ЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскиз

"..оциалистическил

Роспуслин

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 03k 11/00

Заявлено ОЗ.Х1.1969 (№ 1373187/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрев

СССР

УДК 621.396.1(088.8) Опубликовано 05.Ч.1972. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 5.VI.1972

Авторы изобретения

И. В. Бисенек, И. С. Гоноровский, Jl, А. Медведева и IO. В. Ърщфщз, Московский ордена Ленина авиационный инСтцту6 щи,>„, „ им. Серго Орджоникидзе

-- ф4

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОДИНОЧНОГО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ

ФАЗОМАН И ПУЛ И РОВАН НЫХ РАДИО ИМПУЛ ЬСО В

Изобретение относится к оптимальной фильтрации радиосигналов, а именно к системе обработки фазоманипулированных последовательностей.

В условиях приема известного сигнала на фоне белого шума для получения на выходе наилучшего отношения сигнал/шум радиоприемное устройство следует строить в виде линейного фильтра, образующего из сигнала его автокорреляционную функцию. Применительно к обработке фазокодированных последовательностей это означает, что необходимо накопить и в некоторый момент времени просуммировать все парциальные импульсы пачки, Известны устройства, в которых накопление и декодирование импульсов пачки производится с помощью многоотводной л ин ии задержки или набора линий, включенных последовательно. Суммарная задержка должна быть не меньше, чем длительность закодированной последовательности, а число отводов не меньше, чем число дискрет. Погрешность суммарного времени задержки и задержки между отводами должна составлять малую долю периода несущей частоты сигнала.

Эти требования являются серьезным препятствием к увеличению числа позиций и длительности пачки. С ростом числа отводов от многоотводной линии или числа линий, включенных последовательно, производственные погрешности времени задержки и неодинаковость температурных коэффициентов оказывают более сильное разрушающее влияние на выходной сигнал.

5 Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков и отличается от извесгных тем, что вместо однократного пробега сигнала через

N-отводную линию задержки осуществляются

N-кратный пробег того же сигнала через одну

10 линию, включенную в кольцо обратной связи со сдвигом частоты, осуществляемым для опознавания импульсов по их номеру в пачке, что необходимо для декодирования и суммирования производимого в процессе обратного

15 преобразования частоты.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы оптимальной обработки фазоманипулированной последовательности; на фиг. 2 — олоксхема устройства с применением пилот-сигна20 ла; на фиг. 3 — блок-схема устройства с вспомогательным преобразован|ием частоты.

Устройство содерж|ит рециркулятор со сдвигом частоты, состоящий из включенных в кольцо линии 1 задержки, частотосдвигающе25 го преобразователя 2, усилителя 8 и сумматора 4, к которому также подсоединены входные зажимы системы б. Кольцо рециркулятора соединяется с набором канальных частотных полосовых фильтров б, 7 и 8, число которых

30 равно числу дискрет обрабатываемой после337930

65 довательностн. Выход каждого нз фильтров, начиная со второго, нагружен на соответствуюший канальный преобразователь 9, 10 и 11 частоты, каждый из которых через собственный фазовращатель 12, 18 и 14 соединяется с входным сумматором 15. Фильтр первого частотного канала соединен с выходным сумматором непосредственно. Выход сумматора 15 является выходом всей системы. Блок 16 гармоник имеет число выходов, равное числу канальных преобразователей частоты. Выход первой гармоники соединен одновременно со входом гетеродинирующей частоты частотосдвигающего преобразователя кольца рециркулятора и с входом гетеродинирующей частоты канального преобразователя второго канала. Выходы высших гармоник соединяются

:с соответствующими канальными преобразователямими.

Принцип действия устройства проиллюстрирован на примере обработки сигнала, закодированного по пятизначному коду Баркера. Такой сигнал.предеывляет собой последовательность из.пяти- радйоимпульсов с несущей частотой й, длительностью т следующих один за

2-,.k другим че)5ез время T = ((т (й = 1, И

2,...), начальные фазы которых закодированы по закону ++ + — +. Как известно, фильтр, согласованный с сигналом, т. е. образующий из сигнала его автокорреляционную функцию, обладает импульсной характеристикой, являющейся зеркальным отражением сигнала во времени. В данном случае импульсная характеристика, т. е. отклик фильтра на воздействие одиночного весьма короткого импульса, должна представлять собой последовательность пяти радиоимпульсов с несущей частотой а„длительностью т, периодом следования Т, начальные фазы которых закодированы по закону + — + + +. Для краткости рассуждений предположим, что на вход системы поступает одиночный радиоимпульс с несущей в, частотой и длительностью т. На выходе системы должна наблюдаться вторая указанная выше последовательность. С выхода сумматора импульс поступает на вход линии задержки и одновременно на набор фильтров, из которых на частоту о; настроен фильтр б.

С выхода фильтра сигнал через выходной сумматор попадает на выход системы на частоте ас с фазой, совпадающей с фазой входного сигнала. Через время Т на выходе линпи задержки появляется задержанный сигнал на частоте а„поступающий на вход частотносдвигающего устройства, которое смещает несущую частоту радиоимпульса с частоты в, на частоту а + Р,. Частота гетеродинирующего

2.-.п колебания имеет величину Q, = " (г = 1, т

2, ...), равную или несколько большую, чем эффективная ширина спектра парц иального импульса. Усилитель компенсирует затухание, вносимое элементами тракта рециркулятора.

С выхода сумматора радиоимпульс на часто5

45 те о, + Й,, поступает вновь на линию задержки и набор фильтров. На частоту о, + Q, настроен фильтр 7, и с его выхода сигнал поступает на канальный преобразователь частоты, на который также подается гетеродинирующее напряжение частоты 0, от блока гармоник. На выходе канального преобразователя выделяется разностная частота, равная частоте входного сигнала (а, + й,) — О, = в, Через фазовращатель, опрокидывающий фазу сигнала, импульс на частоте о, поступает на сумматор и далее на выход системы, формируя вторую дискрету импульсной характеристики устройства.

Аналогично формируются следующие дискреты заданной импульсной характеристики устройства.

При соответствующем выборе основных параметров система может служить согласованным фильтром для обработки фазоманипулированных последовательностей при любом коде. Число дискрет в сигнале А определяется числом частотных каналов на выходе кольца рециркулятора, период следования дискрет равен времени задержки Т, а код задается настройкой фазовращателей. Система может быть приспособлена также и для обработки сигналов с неравными интервалами между дискретами при условии, что каждый из интервалов кратен некоторой величине То.

Задержка в кольце в этом случае выбирается равной То, а настройка частотных фильтров на выходе кольца и номер гармоники, используемой для обратного преобразования частот ты, определяются отношением — . Полоса

То пропускания Л кольца рециркулятора выбирается равной Л = (М вЂ” 1) Я„где M — отношение общей длительности последовательности к То. В частном случае равномерного кода

М совпадает с числом дискрет N. После (М-1)-ro пробега по кольцу сигнал выходит за пределы полосы пропускания и не участвует в дальнейших циркуляциях.

На фиг. 2 изображена блок-схема устройства, аналогичного предыдущим, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стабильности работы, к входному сумматору подключен источник 17 монохроматических пилот-сигнальных колебаний, а источник гетеродинирующих колебаний для обратного преобразования выполнен в виде набора фильтров 18, 19 и 20, входы которых подключены ко входу линии задержки, канальные преобразователи частоты подсоединены к выходам фильтров через фазовращатели соответственно, а частотносдвигающий преобразователь подключен к некогерентному источнику 21 гетеродинирующ их колебаний.

Формирование сетки частот для обратного преобразования внутри кольца рециркулятора, а не во внешних устройствах, дает то преимущество, что изменения фазовых характеристик кольца, происходящие, например, из-за изменения времени задержки в линии, приводят к.3.37930 одинаковому дополнительному набегу фазы как полезного сигнала, так и пилот-сигнала.

При обратном преобразовании частоты вне кольца эти фазовые сдвиги взаимно уничтожаются. Отпадает необходимость в когерентности, т. е. кратности времени задержки линии и периода гстеродинирующего колебания для частотносдвига ющего преобразователя кольца рециркулятора, что облегчает требования к стабильности упомянутого источника.

На фиг. 3 изображена блок-схема устройства, аналогичного предыдущим, отличающаяся тем, что для уменьшения добротности фильтров последние подключены к входу линии 1 задержки через преобразователь 22 частоты, возбуждаемый от источника 17 пилот-сигнальных колебаний.

Преобразование частоты сигнальных и пилот-сигнальных колебаний вниз, осуществляемое преобразователем 22, при одной и той же разности несущих частот колебаний а двух последовательных пробегах, равной Q„, приводит к увеличению отношения ча тот, что облегчает требования к фильтрующим цепям.

Предмет изобретения

1. Устройство для преобразования одиночного электрического импульса в последовательность фазоманипулированных радиоимпульсов, содержащее линию задержки, сумматор, на который поданы входные сигналы, соединенный через канальные фильтры со входами канальных преобразователей, на которые подан гетеродинирующ|ий сигнал с генератора гармоник, входы которых через фазовращатсли подключены к выходному сумматору,отличающееся тем, что, с целью снижения требований к линии задержки по точности ее изготовления и длительности задержки, к выходу линии задержки подключен дополнительный смеситель частоты, на второй вход которого подан сигнал с генератора гармоник, а выход которого через усилитель подключен ко второму входу сумматора.

2. Устройство по п. 1, отлича ощееся тем, что, с целью повышения стабильности работы, к третьему входу сумматора подключен генератор монохроматических колебаний, а на второй вход дополнительного смесителя частоты подан сигнал с отдельного генератора некогерентных колебаний, при этом в качестве генератора гармоник применен набор дополнительных фильтров, выходы которых соединены со входами канальных фильтров.

3. Устройство по и. 3, отличающееся тсм, что, с целью уменьшения необходимой добротности фильтров, входы канальных и дополпптельных фильтров подключены к выходу сумматора через дополнительный смеснтель частоты, на вход которого подан сигнал с генератора монохроматических колебаний..3,37930

Риг 2

Составитель П. Хромышев

Техред 3. Тараненко

Корректор Е. Михеева

Редактор T. Иванова

Т ипография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1634/13 Изд. № 710 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете MHHIKTpotB СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5