RU2020762C1 - Device for detection of wide-band signals - Google Patents

Abstract

FIELD: radio communication. SUBSTANCE: device for detection of wide-band signals has correlators 1₁-1_n, maximum selection unit 2, prseudorandom sequence generator 3, threshold unit 4, first switch 5, first and second multipliers 6, 8, rejection filter 7, second switch 9, first and second delay circuits 10, 11. EFFECT: decreased probability of false detection at influence of high-power interference. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиосвязи и может найти применение в системах связи с широкополосными сигналами. The invention relates to radio communications and may find application in communication systems with broadband signals.

Известны устройства поиска ШПС, недостатком которых является низкая помехоустойчивость к взаимным (структурным) помехам. Known devices for the search for SHPS, the disadvantage of which is low noise immunity to mutual (structural) interference.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее n корреляторов 1, входы которых объединены и являются входом устройства. Вторые входы корреляторов 1 соединены с выходами генератора копий 3, а выходы корреляторов 1 соединены с входами решающего устройства 2. Выход решающего устройства 2 соединен с входом порогового устройства 4, выход которого является выходом устройства. Closest to the proposed is a device containing n correlators 1, the inputs of which are combined and are the input of the device. The second inputs of the correlators 1 are connected to the outputs of the copy generator 3, and the outputs of the correlators 1 are connected to the inputs of the resolver 2. The output of the resolver 2 is connected to the input of the threshold device 4, the output of which is the output of the device.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости к структурными помехам. The purpose of the invention is to increase the noise immunity to structural interference.

Для достижения этой цели в устройство, содержащее n корреляторов, первые входы которых объединены, вторые соединены с выходами генератора копий, а выходы соединены с входами решающего устройства, введены блок управления, два коммутатора, первый и второй элементы задержки, последовательно соединенные первый перемножитель, режекторный фильтр, второй перемножитель, причем вход первого элемента задержки и первого перемножителя объединены и соединены с входом устройства, выход первого элемента задержки и выход второго перемножителя соединены с соответствующими входами первого коммутатора, третий вход которого соединен с выходом блока управления, а выход - с объединенными входами корреляторов, один вход второго коммутатора соединен с выходом решающего устройства, n входов второго коммутатора соединены с n выходами генератора копий, а выход коммутатора соединен с первым перемножителем и через второй элемент задержки - с вторым перемножителем, кроме того, один вход блока управления соединен с выходом решающего устройства, другой вход - с тактовым выходом генератора копий. To achieve this goal, a device containing n correlators, the first inputs of which are combined, the second are connected to the outputs of the copy generator, and the outputs are connected to the inputs of the resolver, a control unit, two switches, the first and second delay elements, the first multiplier connected in series, the notch a filter, a second multiplier, the input of the first delay element and the first multiplier combined and connected to the input of the device, the output of the first delay element and the output of the second multiplier with the corresponding inputs of the first switch, the third input of which is connected to the output of the control unit, and the output is with the combined inputs of the correlators, one input of the second switch is connected to the output of the solver, n inputs of the second switch are connected to n outputs of the copy generator, and the output of the switch is connected to the first multiplier and through the second delay element with the second multiplier, in addition, one input of the control unit is connected to the output of the deciding device, the other input to the clock output of the copy generator.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Оно содержит корреляторы 1₁...1_n, решающее устройство 2, генератор копий 3, блок управления 4, первый коммутатор 5, первый и второй перемножители 6 и 8, режекторный фильтр 7, второй коммутатор 9, первый и второй элементы задержки 10 и 11.It contains correlators 1 ₁ ... 1 _n , solver 2, copy generator 3, control unit 4, first switch 5, first and second multipliers 6 and 8, notch filter 7, second switch 9, first and second delay elements 10 and eleven.

Вход устройства соединен с первым коммутатором 5 через две ветви; одна ветвь содержит элемент задержки 10, другая - последовательно соединенные первый перемножитель 6, режекторный фильтр 7, второй перемножитель 8. Выход коммутатора 5 соединен с объединенными входами n 1₁...1_n корреляторов, выходы которых соединены с входами решающего устройства 2, один выход которого соединен с входом блока управления 4, а другой - с входом второго коммутатора 9. Вторые входы корреляторов 1₁...1_n соединены с выходами генератора копий 3, эти же выходы генератора копий 3 соединены с входами второго коммутатора 9, выход которого соединен с входом первого перемножителя 6 и через элемент задержки 11 - с входом второго перемножителя 8. Тактовый выход генератора копий 3 соединен с вторым входом блока управления 4, один выход которого соединен с входом первого коммутатора 5, другой является выходом устройства.The input of the device is connected to the first switch 5 through two branches; one branch contains a delay element 10, the other is connected in series to the first multiplier 6, the notch filter 7, the second multiplier 8. The output of the switch 5 is connected to the combined inputs of n 1 ₁ ... 1 _n correlators, the outputs of which are connected to the inputs of the resolving device 2, one the output of which is connected to the input of the control unit 4, and the other to the input of the second switch 9. The second inputs of the correlators 1 ₁ ... 1 _{n are} connected to the outputs of the copy generator 3, the same outputs of the copy generator 3 are connected to the inputs of the second switch 9, the output of which conn nen with input of the first multiplier 6 and through the delay element 11 - to the input of the second multiplier 8. The clock generator output copies 3 is connected to the second input of the control unit 4, an output coupled to an input of the first switch 5, and the other is an output device.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

В исходном режиме работы вход устройства через элемент задержки 10 и коммутатор 5 подключается к входам корреляторов 1₁...1_n, с выходов которых сигнал поступает на решающее устройство 2, где выбирается максимальный отклик, который подается на блок управления 4, а также определяется номер канала с максимальным откликом, который подается на коммутатор 9. В блоке управления 4 осуществляется сравнение отклика с первым порогом П₁. Если порог П₁ не превышен, то режим сохраняется неизменным. При превышении П₁ команда с первого выхода блока управления 4 подается на коммутатор 5, который подключает к входам корреляторов 1₁...1_n блоки 6-8. В качестве опорного сигнала на перемножители 6, 8 подается ПСП, формируемая генератором 3, при этом коммутатор 9 подключает к перемножителям 6 и 8 опорную ПСП канала с максимальным откликом. Путем перемножения с ПСП, синхронной с приходящей ШПС, в перемножителе 6 осуществляется свертка ШПС с узкополосный сигнал, который режектируется в режекторном фильтре 7. Помехи, несинхронные с опорной ПСП, подаваемой на перемножитель 6, получают дополнительную манипуляцию. При этом спектр их расширяется и часть спектра, попадающая в фильтр 7, режектируется.In the initial mode of operation, the input of the device through the delay element 10 and the switch 5 is connected to the inputs of the correlators 1 ₁ ... 1 _n , from the outputs of which the signal goes to the decider 2, where the maximum response that is applied to the control unit 4 is selected, and also determined channel number with the maximum response that is supplied to the switch 9. In the control unit 4, the response is compared with the first threshold P ₁ . If the threshold P _{1 is} not exceeded, then the mode remains unchanged. If P _{1 is} exceeded, the command from the first output of the control unit 4 is sent to the switch 5, which connects to the inputs of the correlators 1 ₁ ... 1 _n blocks 6-8. As a reference signal to the multipliers 6, 8 is fed the SRP generated by the generator 3, while the switch 9 connects to the multipliers 6 and 8 the reference bandwidth of the channel with the maximum response. By multiplying from the SRP synchronous with the incoming BSS, in the multiplier 6, the BSS is convolved with a narrow-band signal, which is rejected in the notch filter 7. Interferences that are not synchronous with the reference SRP supplied to the multiplier 6 receive additional manipulation. In this case, their spectrum expands and the part of the spectrum falling into the filter 7 is rejected.

В перемножителе 8 помехи повторно перемножаются с той же ПСП синхронной с ними, в результате чего дополнительная манипуляция, наложенная на помехи в перемножителе 6 снимается и они возвращаются к своему первоначальному виду и подаются на корреляторы 1₁...1_n и затем на решающее устройство 2, где происходит их корреляционная обработки и выбор максимального отклика, который подается на блок управления 4, где сравнивается с порогом П₂, причем П₂ < П₁. Если порог П₂ на втором этапе не превышен, выносится решение ("1" на выходе блока 4) о правильной синхронизации за полезный сигнал на первом этапе поиска. При этом командой, подаваемой с блока управления 4 на коммутатор 5, устройство возвращается в исходное состояние, т.е. вход устройства через элемент задержки 10 и коммутатор 5 подключается к корреляторам 1₁... 1_n. Если порог П₂ превышен, то принимается решение о том, что на первом этапе превышение порога П₁ было вызвано помехой и решение об окончании поиска не выносится ("0" на выходе 2 блока управления 4), а устройство возвращается в исходное состояние.In the multiplier 8, the interference is repeatedly multiplied with the same SRP synchronous with them, as a result of which the additional manipulation superimposed on the interference in the multiplier 6 is removed and they return to their original form and are fed to the correlators 1 ₁ ... 1 _n and then to the resolver 2, where their correlation processing takes place and the maximum response is selected, which is fed to the control unit 4, where it is compared with the threshold P ₂ , with P ₂ <P ₁ . If the threshold P ₂ at the second stage is not exceeded, a decision is made ("1" at the output of block 4) about the correct synchronization for the useful signal at the first search stage. In this case, the command supplied from the control unit 4 to the switch 5, the device returns to its original state, i.e. the input of the device through the delay element 10 and the switch 5 is connected to the correlators 1 ₁ ... 1 _n . If the threshold P _{2 is} exceeded, then a decision is made that at the first stage the excess of the threshold P ₁ was caused by interference and the decision to end the search is not made ("0" at the output 2 of the control unit 4), and the device returns to its original state.

Элементы задержки 10 и 11 компенсируют задержки сигнала при прохождении трактов с целью обеспечения синхронности входного и опорного сигналов. The delay elements 10 and 11 compensate for signal delays during the passage of paths in order to ensure synchronization of the input and reference signals.

Докажем достижение поставленной цели. We prove the achievement of the goal.

Устройство-прототип принимает решение об обнаружении сигнала при первом превышении порога П₁. При этом оно не различает случаи воздействия сигнала и структурной помехи, а также случай превышения порога неосновным выбросом автокорреляционной функции сигнала. При этом вероятность правильного обнаружения Д составляет Д = 0,5.The prototype device decides to detect a signal when the threshold P _{1 is} exceeded for the first time. Moreover, it does not distinguish between cases of signal exposure and structural interference, as well as the case of exceeding the threshold by a minor emission of the autocorrelation function of the signal. The probability of correct detection of D is D = 0.5.

Предложенное устройство отличает случаи превышения порога сигналом и помехой. Действительно, на первом этапе, если П₁ превышен откликом сигнала, то на втором этапе обнаружения сигнал сворачивается и полностью режектируется. Это означает, что превышение порога П₂ может быть обусловлено только помехой. Решения об окончании поиска в этом случае не выносится, устройство возвращается в исходное состояние и производит повторную попытку синхронизации и т.д. до тех пор, пока не будет принято правильное решение.The proposed device distinguishes cases of exceeding the threshold signal and interference. Indeed, in the first stage, if P _{1 is} exceeded by the response of the signal, then in the second stage of detection, the signal is minimized and completely rejected. This means that exceeding the threshold P ₂ can only be caused by interference. The decision to end the search in this case is not made, the device returns to its original state and retries synchronization, etc. until the right decision is made.

Вероятность правильного обнаружения в этом случае
Д = 1 - (0,5)^К, где К - число попыток;
К - Т/Т_н, Т - время работы устройства, Т_н - время накопления в корреляторах.Probability of correct detection in this case
D = 1 - (0.5) ^K , where K is the number of attempts;
K - T / T _n , T - device operating time, T _n - accumulation time in correlators.

Так при К = 3Д = 0,875 > 0,5. So at K = 3D = 0.875> 0.5.

Аналогично за счет выбора соотношений между П₁ и П₂ можно обнаружить случай превышения порога неосновным максимумом. Эта возможность основана на том, что при синхронизации за главный лепесток сигнал режектируется полностью и в этом случае вероятность превышения порога П₂ мала, а при синхронизации за боковой выброс режектируется не весь сигнал, а только часть его, т. е. превышение П₂ свидетельствует также о синхронизации за боковой выброс при отсутствии помех.Similarly, by choosing the relations between P ₁ and P _2, one can detect the case when the threshold is exceeded by a minor maximum. This possibility is based on the fact that when synchronizing for the main lobe, the signal is completely rejected and in this case the probability of exceeding the threshold P ₂ is small, and when synchronizing for the lateral surge, not all of the signal is rejected, but only a part of it, i.e. the excess of P ₂ indicates also about synchronization for lateral ejection in the absence of interference.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее K параллельно соединенных по информационным входам корреляторов, опорные входы которых соединены с соответствующими выходами генератора псевдослучайной последовательности, а выходы - с соответствующими входами блока выбора максимума, выход которого соединен с информационным входом порогового блока, отличающееся тем, что, с целью уменьшения вероятности ложного обнаружения при воздействии мощной помехи, в него введены последовательно соединенные первый перемножитель, режекторный фильтр, второй перемножитель и первый коммутатор, а также второй коммутатор, выход которого соединен с опорным входом первого перемножителя и через первый элемент задержки - с опорным входом второго перемножителя, информационные входы второго коммутатора соединены с соответствующими опорными входами корреляторов, а адресный вход - с адресным выходом блока выбора максимума, второй информационный вход первого коммутатора через второй элемент задержки соединен с информационным входом первого перемножителя, управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом порогового блока, тактовый вход которого соединен с соответствующим выходом генератора псевдослучайной последовательности, а выход первого коммутатора соединен с соединенными между собой информационными входами K корреляторов. DEVICE FOR DETECTING WIDESBAND SIGNALS, containing K parallel-connected information inputs of correlators, the reference inputs of which are connected to the corresponding outputs of the pseudo-random sequence generator, and the outputs are connected to the corresponding inputs of the maximum selection block, the output of which is connected to the information input of the threshold block, characterized in that, with In order to reduce the likelihood of false detection when exposed to powerful interference, the first multiplier, the notch, is connected in series the filter, the second multiplier and the first switch, as well as the second switch, the output of which is connected to the reference input of the first multiplier and through the first delay element to the reference input of the second multiplier, the information inputs of the second switch are connected to the corresponding reference inputs of the correlators, and the address input to address output of the maximum selection block, the second information input of the first switch through the second delay element is connected to the information input of the first multiplier, the control input is about the switch is connected to the output of the threshold block, the clock input of which is connected to the corresponding output of the pseudo-random sequence generator, and the output of the first switch is connected to the information inputs K of the correlators interconnected.