RU193622U1

RU193622U1 - Согласованный фильтр

Info

Publication number: RU193622U1
Application number: RU2019126055U
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Цимбал; Сергей Евгеньевич Потапов; Василий Евгеньевич Тоискин; Сергей Сергеевич Чайков; Константин Павлович Солнцев; Максим Артурович Лягин; Виктор Викторович Ромкин; Максим Вячеславович Голдобин; Сергей Николаевич Шиманов
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2019-11-07

Abstract

Полезная модель относится к средствам синхронизации радиосистем различного профиля. Технический результат заключается в расширении арсенала средств согласованного фильтра. При этом решается задача обеспечения возможности обработки двадцатиразрядной последовательности вида «00000000011100011011». Последовательность отрезков гармонических колебаний поступает на вход вспомогательного фильтра 1. На выходе вспомогательного фильтра 1 под воздействием входного дельта-импульса возникает радиоимпульс огибающей прямоугольной формы. Этот импульс поступает в линию задержки 2 с отводами. Прямоугольный радиоимпульс, перемещаясь вдоль линии задержки 2, и, в зависимости от номера отвода с линии задержки, проходя через фазовращатели 3.1-3.13, поочередно возбуждает входы сумматора 4. На каждом такте работы схемы в сумматоре 4 происходит суммирование полученных сигналов. Результат суммирования является основанием для принятия решения о наличии или отсутствии сигнала в линии задержки 2.

Description

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в системах синхронизации радиосистем различного профиля, функционирующих в сложной помеховой обстановке, при этом обеспечивая прием двадцатиразрядной последовательностью вида «00000000011100011011».

Известно устройство обработки фазо-кодо-манипулированных сигналов по коду Баркера, содержащее фильтр, многоотводную линию задержки, М фазовращателей, сумматор, причем вход фильтра является входом устройства, а выход фильтра соединен с входом М-го фазовращателя и с входом многоотводной линии задержки, М-1 выходов которой соединены с каждым из М-1 фазовращателей, которые в свою очередь соединены с входом сумматора, к которому также подключен выход М-го фазовращателя, а выход сумматора является выходом устройства (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).

Наиболее близким по технической сущности решением является согласованный фильтр, содержащий вспомогательный фильтр, вход которого является входом устройства, а его выход является входом линии задержки. В него введены семь фазовращателей и сумматор, причем фазовращатели подключены к восемнадцатому выходу линии задержки, семнадцатому выходу линии задержки, тринадцатому выходу линии задержки, двенадцатому выходу линии задержки, одиннадцатому выходу линии задержки, первому выходу линии задержки, а к выходу вспомогательного фильтра параллельно многоотводной линии задержки подключен фазовращатель, выход которого подключен к сумматору, к которому также подключены все выходы с линии задержки (RU №176645, опубл. 24.01.2018).

Недостатком приведенных устройств является то, что они принимают только одну числовую последовательность, то есть ограниченные функциональные возможности, выражающиеся в невозможности получения непериодической и периодической автокорреляционной функции, основной лепесток которой имеет ширину в четыре тактовых импульса, а боковые лепестки равны нулю.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности обработки двадцатиразрядной последовательности вида «00000000011100011011».

Сущность полезной модели заключается в том, что в согласованный фильтр, содержащий вспомогательный фильтр, вход которого является входом устройства, а его выход является входом линии задержки, семь фазовращателей и сумматор, причем пять фазовращателей подключены, соответственно, к восемнадцатому выходу линии задержки, семнадцатому выходу линии задержки, тринадцатому выходу линии задержки, двенадцатому выходу линии задержки, одиннадцатому выходу линии задержки, а выход вспомогательного фильтра параллельно многоотводной линии задержки подключен к сумматору, к которому также подключены все выходы с линии задержки, введены дополнительно шесть фазовращателей, причем шестой фазовращатель подключен ко второму выходу линии задержки, седьмой фазовращатель - к пятому выходу линии задержки, восьмой фазовращатель подключен к девятнадцатому выходу линии задержки, девятый фазовращатель - к шестнадцатому выходу линии задержки, десятый фазовращатель - к пятнадцатому выходу линии задержки, одиннадцатый фазовращатель - к четырнадцатому выходу линии задержки, двенадцатый фазовращатель - к седьмому выходу линии задержки, тринадцатый фазовращатель - к шестому выходу линии задержки.

Новизна заключается в том, что согласованный фильтр обеспечивает возможность обработки сигнала, представленного двадцатиразрядной последовательностью вида «00000000011100011011» за счет введения тринадцати фазовращателей на определенных отводах линии задержки.

На фиг. 1 изображена электрическая структурная схема согласованного фильтра для приема двадцатиразрядной последовательности вида «00000000011100011011».

На фиг. 2 изображена автокорреляционная функция дискретной двадцатиразрядной последовательности в непериодическом режиме.

На фиг. 3 изображена автокорреляционная функция дискретной двадцатиразрядной последовательности при наличии трех повторов.

На фиг. 4 изображена непериодическая автокорреляционная функция фазоманипулированной двадцатиразрядной последовательности.

На фиг. 5 изображена периодическая автокорреляционная функция фазоманипулированной двадцатиразрядной последовательности.

Согласованный фильтр содержит вспомогательный фильтр 1, вход которого является входом согласованного фильтра 1, а его выход является входом линии задержки 2, тринадцать фазовращателей 3.1…3.13 и сумматор 4, причем фазовращатель 3.1 подключен к девятнадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.2 - к восемнадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.3 - к семнадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.4 - к шестнадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.5 - к пятнадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.6 - к четырнадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.7 - к тринадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.8 - к двенадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.9 - к одиннадцатому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.10 - к седьмому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.11 - к шестому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.12 - к пятому выходу линии задержки 2, фазовращатель 3.13 - ко второму выходу линии задержки 2, а выход вспомогательного фильтра 1 подключен к сумматору 4, к которому также подключены все выходы с линии задержки 2.

Согласованный фильтр работает следующим образом.

Последовательность отрезков гармонических колебаний поступает на фильтр 1. На выходе этого фильтра под воздействием входного дельта-импульса возникает радиоимпульс с огибающей прямоугольной формы. Этот импульс подается на линию задержки 2 с отводами. Прямоугольный радиоимпульс, перемещаясь вдоль линии задержки 2, и, в зависимости от номера отвода с линии задержки, проходя через фазовращатели 3.1-3.13 поочередно возбуждает входы сумматора 4. На каждом такте работы схемы в сумматоре 4 происходит суммирование полученных сигналов. Результат суммирования является основанием для принятия решения о наличии или отсутствии сигнала в линии задержки 2.

Общая длительность линии задержки 2 с отводами составляет величину 19τ₀, при этом задержка сигналов между двумя каждыми смежными отводами имеет величину τ₀.

Фазовращатели 3.1-3.13 обеспечивают поворот фазы отрезка гармонического колебания, поступающего на их вход, на величину 180°.

Сумматор 4 на двадцать входов обеспечивает сложение отрезков гармонического колебания, имеющихся как на выходах линии задержки 2, так и на выходах фазовращателей 3.1-3.13.

Совокупность линии задержки 2 с отводами и фазовращателей 3.1-3.13 представляет собой «замороженную» искомую двадцатиразрядную последовательность. Поэтому последовательно поступающие фазоманипулированные импульсы двадцатиразрядной последовательности с выхода вспомогательного фильтра 1 на вход линии задержки 2 будут складываться в сумматоре 4 в общее гармоническое колебание. При этом, огибающая общего гармонического колебания будет от такта к такту отображать автокорреляционную функцию данной дискретной двадцатиразрядной последовательности. При поступлении девятнадцатого импульса в линию задержки 2 с отводами, а двадцатого импульса на сумматор 4, все фазоманипулированные импульсы двадцатиразрядной последовательности сложатся в сумматоре 4 в фазе на одном периоде в общее гармоническое колебание, что будет соответствовать автокорреляционному пику данной дискретной двадцатиразрядной последовательности. Дальнейшее продвижение фазоманипулированных импульсов искомой последовательности по линии задержки 2 с отводами приведет к уменьшению числа складываемых в сумматоре 4 импульсов, и огибающая их суммы от такта к такту также будет отображать автокорреляционную функцию данной дискретной двадцатиразрядной последовательности.

Автокорреляционная функция дискретной двадцатиразрядной последовательности в непериодическом режиме имеет вид, представленный на фиг. 2. Отличительной ее особенностью является то, что длительность основного лепестка составляет 4τ₀, по отношению к длительности 2τ₀, которую имеют основные, известные к настоящему времени дискретные последовательности, например, М-последовательности, последовательности Баркера и другие. Однако, автокорреляционная функция дискретной двадцатиразрядной последовательности при наличии трех повторов имеет вид, представленный на фиг. 3. Из фиг. 3 следует, что в периодическом режиме автокорреляционная функция двадцатиразрядной последовательности имеет боковые лепестки, равные нулю, чего нет ни у одной из известных дискретных последовательностей.

При поступлении на вход согласованного фильтра одного повтора такой последовательности на выходе согласованного фильтра будет получена автокорреляционная функция фазоманипулированной двадцатиразрядной последовательности, которая представлена на фиг. 4. Отметим, что данная автокорреляционная функция является непериодической.

При поступлении на вход согласованного фильтра трех повторов такой последовательности на выходе согласованного фильтра будет получена автокорреляционная функция фазоманипулированной двадцатиразрядной последовательности, которая представлена на фиг. 5. Отметим, что данная автокорреляционная функция имеет два периода с нулевыми боковыми лепестками и на их длительности представляет собой периодическую автокорреляционную функцию.

Таким образом, предлагаемый согласованный фильтр позволяет реализовать функции, не предусмотренные прототипом, то есть позволяет обрабатывать двадцатиразрядную последовательность вида «00000000011100011011».

Claims

Согласованный фильтр, содержащий вспомогательный фильтр, вход которого является входом устройства, а его выход является входом линии задержки, семь фазовращателей и сумматор, причем пять фазовращателей подключены, соответственно, к восемнадцатому выходу линии задержки, семнадцатому выходу линии задержки, тринадцатому выходу линии задержки, двенадцатому выходу линии задержки, одиннадцатому выходу линии задержки, а выход вспомогательного фильтра параллельно многоотводной линии задержки подключен к сумматору, к которому также подключены все выходы с линии задержки, отличающийся тем, что в него введены дополнительно шесть фазовращателей, причем шестой фазовращатель подключен ко второму выходу линии задержки, седьмой фазовращатель - к пятому выходу линии задержки, восьмой фазовращатель подключен к девятнадцатому выходу линии задержки, девятый фазовращатель - к шестнадцатому выходу линии задержки, десятый фазовращатель - к пятнадцатому выходу линии задержки, одиннадцатый фазовращатель - к четырнадцатому выходу линии задержки, двенадцатый фазовращатель - к седьмому выходу линии задержки, тринадцатый фазовращатель - к шестому выходу линии задержки.