RU2248100C2 - Multichannel device for searching for signal - Google Patents

Multichannel device for searching for signal Download PDF

Info

Publication number
RU2248100C2
RU2248100C2 RU2003104070/09A RU2003104070A RU2248100C2 RU 2248100 C2 RU2248100 C2 RU 2248100C2 RU 2003104070/09 A RU2003104070/09 A RU 2003104070/09A RU 2003104070 A RU2003104070 A RU 2003104070A RU 2248100 C2 RU2248100 C2 RU 2248100C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
block
amplifier
input
interference
Prior art date
Application number
RU2003104070/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003104070A (en
Inventor
О.Ф. Бокк (RU)
О.Ф. Бокк
Г.Д. Колесниченко (RU)
Г.Д. Колесниченко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи"
Priority to RU2003104070/09A priority Critical patent/RU2248100C2/en
Publication of RU2003104070A publication Critical patent/RU2003104070A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248100C2 publication Critical patent/RU2248100C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Noise Elimination (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: device has N similar channels, in each of which has narrowband filter, amplifier, detector, adjustable amplifier, comparing circuit, non-inertial limiter, disabled lines indicator, phase rotator, controlled amplifier, inverter and key. Also, device has broadband input filter, frequency amplification and conversion block, minimum selection block, block for determining width of spectrum, free of interference, block for forming amplitude-frequency characteristic, adder and optimal filter.
EFFECT: higher efficiency.
6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи, может быть применено в радиотехнических системах, предназначенных для приема широкополосных сигналов на фоне сосредоточенных по спектру помех.The present invention relates to the field of radio communications, can be used in radio systems designed to receive broadband signals against a background of concentrated spectrum interference.

В настоящее время известен ряд многоканальных устройств, позволяющих вести борьбу с сосредоточенными помехами в широкополосных системах связи (например, патент США №3112452, статьи Бокка О.Ф. “Оптимизация характеристик фильтров блока защиты от сосредоточенных по спектру помех” Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.4, 1987 г., Бокка О.Ф. “О быстродействии блока защиты от сосредоточенных помех” Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.7, 1983 г., Гармонова А.В., Котова А.В. “Повышение эффективности приема сложных сигналов на фоне Гауссовского шума и сосредоточенных по спектру помех”, Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.4, 1985 г., Бокка О.Ф., Грибко В.М. “Анализ работы блока защиты при воздействии на его вход белого шума”, Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.7, 1985 г., диссертация Иощенко А.Н. “Исследование методов борьбы с сосредоточенными помехами в широкополосных системах связи”, Новосибирск, 1970 г.Currently, there are a number of multichannel devices that can combat concentrated interference in broadband communication systems (for example, US patent No. 3112452, articles by Bokka OF “Optimization of filter characteristics of the protection unit against spectrum-centered interference” Communication technology, technology series Radiocommunication, issue 4, 1987, Bokka OF “On the speed of the protection block against concentrated interference” Communication equipment, series Radio communication technology, issue 7, 1983, Garmonova A.V., Kotova A.V. . “Improving the reception efficiency of complex signals Against the background of Gaussian noise and concentrated on the spectrum of interference ”, Communication technology, series Radio communication technology, issue 4, 1985, Bokka OF, Gribko VM“ Analysis of the operation of the protection unit when exposed to white noise ”, Communication technology, series Radio communication technology, vol. 7, 1985, dissertation A. N. Ioshchenko“ Research on methods of dealing with concentrated interference in broadband communication systems ”, Novosibirsk, 1970

Все перечисленные устройства содержат многоканальный фильтровой анализатор спектра параллельного типа, каналы которого разбивают полосу частот принимаемого сигнала на N равных полос. Устройства различаются как по методам подавления узкополосных помех в каналах, так и по технической реализации этих методов.All of these devices contain a multi-channel filter spectrum analyzer of a parallel type, the channels of which divide the frequency band of the received signal into N equal bands. Devices differ both in the methods of suppressing narrow-band interference in channels and in the technical implementation of these methods.

Так, устройство по патенту США №3112452 осуществляет ограничение узкополосных помех в каналах.So, the device according to US patent No. 3112452 restricts narrowband interference in the channels.

В диссертации Иощенко А.Н. и статьях Бокк О.Ф. “Анализ изменений корреляционной функции широкополосного сигнала при режекции узкополосных помех”, Вопросы радиоэлектроники, серия Техника радиосвязи, вып.1, 1975 г., Бокк О.Ф., Гармонов А.В. “Искажение корреляционной функции за счет режекции узкополосных помех”, Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.7, 1979 г. приводятся устройства, которые подавляют узкополосные помехи методом режекции участков спектра широкополосного сигнала, пораженных узкополосными помехами.In the dissertation Ioshchenko A.N. and articles Bokk O.F. “Analysis of changes in the correlation function of a broadband signal during rejection of narrow-band interference”, Questions of radio electronics, a series of Radio communication technology, issue 1, 1975, Bokk OF, Garmonov AV “Distortion of the correlation function due to rejection of narrow-band interference”, Communication Technology, Radio Engineering Series, issue 7, 1979, provides devices that suppress narrow-band interference by notching sections of the spectrum of a broadband signal affected by narrow-band interference.

Метод взвешивания сигналов в каналах, пораженных узкополосными помехами, реализован в устройствах, описанных в статьях Бокк О.Ф. ”Оптимизация характеристик фильтров блока защиты от сосредоточенных по спектру помех”, Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.4, 1987 г., Бокк О.Ф. “Обнаружение сигнала на фоне окрашенного шума”, ч. 1 и 2, Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.3 и 7, 1989 г.The method of weighing signals in channels affected by narrow-band interference is implemented in the devices described in the articles of Bokk O.F. "Optimization of the filter characteristics of the protection unit against interference concentrated in the spectrum", Communication technology, series Radio communication technology, issue 4, 1987, Bokk O.F. “Signal Detection Against a Background of Colored Noise”, part 1 and 2, Communication Technology, Series Radio Communication Technology, issue 3 and 7, 1989

Эти устройства представляют собой оптимальный фильтр при обнаружении сигнала на фоне окрашенного Гауссова шума. Таким образом, они оптимальны только в случае, когда о сигнале известно все (известны координаты сигнала, его уровень), кроме его наличия.These devices are an optimal filter for detecting a signal against a background of colored Gaussian noise. Thus, they are optimal only when everything is known about the signal (the coordinates of the signal, its level are known), except for its presence.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство, описанное в статье Бокка О.Ф. “Оптимизация характеристик фильтров блока защиты от сосредоточенных по спектру помех”, Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.4, 1987 г., структурная схема которого представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:The closest in technical essence to the claimed invention should be considered the device described in the article of Bokka O.F. “Optimization of the filter characteristics of the protection block against spectrum-centered interference”, Communication Equipment Technique, a series of Radio Communication Technology, issue 4, 1987, the structural diagram of which is shown in FIG. 1, where the following notation is introduced:

1 - усилитель;1 - amplifier;

2 - узкополосный фильтр;2 - narrow-band filter;

3 - усилитель;3 - amplifier;

4 - детектор;4 - detector;

5 - фильтр нижних частот (ФНЧ);5 - low-pass filter (low-pass filter);

6 - формирователь порога;6 - threshold shaper;

7 - регулируемый усилитель;7 - adjustable amplifier;

8 - сумматор.8 - adder.

В статье для анализа быстродействия из состава детектора был выделен ФНЧ 5, а регулируемый усилитель 7 включает в себя схему сравнения. Для лучшего понимания заявляемого технического решения объединим все усилители 1 и назовем этот блок блоком усиления и преобразования частоты, на вход которого включен широкополосный входной фильтр. Объединим блоки 4 и 5 и назовем этот блок по выполняемым функциям детектором. Выделим из состава регулируемого усилителя 7 схему сравнения (см., например, рис. 1, стр.115, статья Бокк О.Ф., Грибко В.М. Техника средств связи, серия Техника радиосвязи, вып.7, 1985 г.). Формирователь порога 6 выбирает максимальное из n минимальных значений, поэтому по выполняемым функциям он вполне может быть назван блоком выбора минимума (см. подробно, например, стр. 117, статья Бокк О.Ф., Грибко В.М. Техника средств связи серия, Техника радиосвязи, вып.7, 1985 г.). На выходе устройства включим оптимальный фильтр. Схема укрупненного прототипа приведена на фиг.2, где обозначено:In the article, for analyzing the performance, a low-pass filter 5 was isolated from the detector, and an adjustable amplifier 7 includes a comparison circuit. For a better understanding of the claimed technical solution, we will combine all the amplifiers 1 and call this unit the amplification and frequency conversion unit, the input of which includes a broadband input filter. Combine blocks 4 and 5 and call this block the functions performed by the detector. Let us isolate the comparison circuit from the structure of the adjustable amplifier 7 (see, for example, Fig. 1, p. 115, article Bokk O.F., Gribko V.M. Communication equipment, series Radio communication technology, vol. 7, 1985) . The threshold shaper 6 selects the maximum of n minimum values, therefore, according to the functions it can be called the minimum selection block (see, for example, page 117, article Bokk O.F., Gribko V.M. Radio Engineering, vol. 7, 1985). At the output of the device, turn on the optimal filter. The scheme of the enlarged prototype is shown in figure 2, where it is indicated:

1 - широкополосный входной фильтр;1 - broadband input filter;

2 - блок усиления и преобразования частоты;2 - block amplification and frequency conversion;

3 - узкополосный фильтр;3 - narrow-band filter;

4 - усилитель;4 - amplifier;

5 - детектор;5 - detector;

6 - схема сравнения;6 is a comparison diagram;

7 - регулируемый усилитель;7 - adjustable amplifier;

8 - сумматор;8 - adder;

9 - оптимальный фильтр;9 - optimal filter;

10 - блок выбора минимума.10 - block selection of the minimum.

Устройство-прототип содержит N частотных каналов, одинаковых по построению. Входом устройства является вход широкополосного фильтра 1, выход которого через блок усиления и преобразования частоты 2 подключен к входам частотных каналов. Каждый частотный канал содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр 3, усилитель 4, детектор 5, схему сравнения 6, регулируемый усилитель 7, выход которого соединен с соответствующим входом сумматора 8. Выход усилителя 4 соединен с первым входом регулируемого усилителя 7, выход детектора 6 каждого канала соединен с соответствующим входом блока выбора минимума 10, выход которого соединен с входом блока усиления и преобразования частоты 2 и вторым входом схем сравнения 6 каждого канала. Выход сумматора 8 присоединен к входу оптимального фильтра 9, выход которого является выходом устройства.The prototype device contains N frequency channels that are identical in construction. The input of the device is the input of the broadband filter 1, the output of which through the amplification and frequency conversion unit 2 is connected to the inputs of the frequency channels. Each frequency channel contains a serially connected narrow-band filter 3, amplifier 4, detector 5, comparison circuit 6, adjustable amplifier 7, the output of which is connected to the corresponding input of adder 8. The output of amplifier 4 is connected to the first input of adjustable amplifier 7, the output of detector 6 of each channel is connected with the corresponding input of the minimum selection block 10, the output of which is connected to the input of the amplification and frequency conversion unit 2 and the second input of the comparison circuits 6 of each channel. The output of the adder 8 is connected to the input of the optimal filter 9, the output of which is the output of the device.

Работает устройство-прототип следующим образом.The prototype device works as follows.

Предположим, что на вход широкополосного фильтра 1 поступает широкополосный сигнал, “белый” шум и сосредоточенные по спектру (узкополосные) помехи. Причем помеховая обстановка является стационарной, т.е. уровни и количество узкополосных помех не меняется во времени. В этом случае устройство осуществляет подавление узкополосных помех методом уменьшения коэффициентов передачи каналов, пораженных помехами.Suppose that a broadband signal, “white” noise and spectrum-focused (narrow-band) noise are fed to the input of broadband filter 1. Moreover, the interference environment is stationary, i.e. the levels and amount of narrowband interference does not change over time. In this case, the device suppresses narrowband interference by reducing the transmission coefficients of channels affected by interference.

Блок выбора минимума выбирает наименьшее из напряжений на выходах детекторов 5. Это напряжение характеризует уровень шума и используется в качестве управляющего напряжения автоматической регулировки усиления для блока усиления и преобразования частоты 2 (поддерживая тем самым постоянным уровень сигнала в каналах с минимальным уровнем помех), а также в качестве порога это напряжение поступает на вычитающие входы схем сравнения 6. В схемах сравнения 6 это напряжение сравнивается с напряжением, поступающим с выходов соответствующих детекторов 5. Коэффициенты передачи регулируемых усилителей 7 уменьшаются с ростом напряжений на выходах схемы сравнения 6. По этой причине наибольший коэффициент передачи регулируемого усилителя 7 будет в канале, суммарный уровень помех в котором наименьший.The minimum selection block selects the lowest voltage at the outputs of the detectors 5. This voltage characterizes the noise level and is used as a control voltage for automatic gain control for the gain and frequency conversion unit 2 (thereby maintaining a constant signal level in the channels with a minimum noise level), as well as as a threshold, this voltage is supplied to the subtracting inputs of comparison circuits 6. In comparison circuits 6, this voltage is compared with the voltage coming from the outputs of the corresponding detectors 5. Coefficients Hur transmission controlled amplifier 7 decreases with increasing voltage at the outputs of the comparison circuit 6. Therefore, the largest transmission ratio is controlled amplifier 7 in the channel, the total interference level in which the smallest.

При возрастании сигнала на выходе какого-либо узкополосного фильтра 3 коэффициент передачи соответствующего регулируемого усилителя 7 будет уменьшаться, причем параметры регулируемого усилителя 7 подбираются такими, чтобы его коэффициент передачи уменьшался в большей мере, чем растет напряжение на выходе соответствующего узкополосного фильтра 3. В этом случае наибольший сигнал будет на выходе канала с минимальным уровнем помех. Поэтому в стандартной помеховой обстановке сигналы проходят через каналы без ограничения. На выходах каналов сигналы суммируются, и суммарный сигнал через оптимальный фильтр 4 поступает на выход устройства.When the signal at the output of any narrow-band filter 3 increases, the transmission coefficient of the corresponding adjustable amplifier 7 will decrease, and the parameters of the adjustable amplifier 7 are selected so that its transmission coefficient decreases to a greater extent than the voltage at the output of the corresponding narrow-band filter 3. In this case, the largest signal will be at the output of the channel with a minimum level of interference. Therefore, in a standard interference environment, signals pass through channels without restriction. At the outputs of the channels, the signals are summed, and the total signal through the optimal filter 4 is fed to the output of the device.

Эффективность подавления помех определяется точностью взвешивания смеси сигнала и помех в каналах. Максимальная помехоустойчивость реализуется в случае, когда коэффициент передачи регулируемого усилителя обратно пропорционален мощности помех на выходе узкополосного фильтра 3 (см. Бокк О.Ф., Гармонов А.В., “Выделение известного сигнала из помех с применением блока защиты”, Техника средств связи, серия ТРС, 1983 г., вып.4, стр. 66-75).The effectiveness of noise suppression is determined by the accuracy of weighing the mixture of signal and interference in the channels. The maximum noise immunity is realized when the gain of the adjustable amplifier is inversely proportional to the interference power at the output of a narrow-band filter 3 (see Bokk O.F., Garmonov A.V., “Isolation of a known signal from interference using a protection unit”, Communication technology , TRS series, 1983, issue 4, pp. 66-75).

В прототипе блоки работают оптимально для обнаружения сигнала с известными координатами, в частности с известным временем прихода сигнала, то есть устройство обнаруживает сигнал с выходным напряжением, равным Вmax. На практике чаще всего временное положение сигнала неизвестно и выходное напряжение может находиться в пределах от 0,5 Bmax до 0,9 Bmax, что приводит к резкому увеличению вероятности пропуска сигнала при фиксированном значении ложной тревоги, значит, в этом случае прототип работает неоптимально.In the prototype, the blocks work optimally for detecting a signal with known coordinates, in particular with a known signal arrival time, that is, the device detects a signal with an output voltage equal to Bmax. In practice, most often the temporal position of the signal is unknown and the output voltage can range from 0.5 Bmax to 0.9 Bmax, which leads to a sharp increase in the probability of skipping the signal with a fixed value of false alarm, which means that in this case the prototype does not work optimally.

Недостатком устройства прототипа является то, что блоки работают неоптимально для обнаружения сигнала, временное положение которого неизвестно.The disadvantage of the prototype device is that the blocks are not optimal for detecting a signal whose temporary position is unknown.

Для устранения указанного недостатка в устройство, содержащее широкополосный входной фильтр, выход которого соединен с блоком усиления и преобразования частоты, выходы которого соединены с входами N частотных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра, усилителя, детектора, схемы сравнения, регулируемого усилителя, выход детектора каждого канала, кроме того, соединен с соответствующим входом блока выбора минимума, выход которого соединен со вторыми входами блока усиления и преобразования частоты и схемы сравнения каждого канала, выход усилителя соединен с первым входом регулируемого усилителя, а также последовательно соединенные сумматор и оптимальный фильтр, введены блок определения ширины спектра, свободного от помех, блок формирования амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и в каждый канал введены индикатор отключенных линеек, последовательно соединенные управляемый усилитель, инвертор и ключ, причем выход схемы сравнения соединен с индикатором отключенных линеек, выход которого соединен с соответствующими входами блока определения ширины спектра, свободного от помех, и блока формирования АЧХ, выходы которого соединены с соответствующими входами управляемого усилителя и инвертора, выход управляемого усилителя соединен со вторым входом ключа, выход которого соединен с соответствующим входом сумматора, выход блока определения ширины спектра, свободного от помех, соединен с входом блока формирования АЧХ.To eliminate this drawback, a device containing a broadband input filter, the output of which is connected to the amplification and frequency conversion unit, the outputs of which are connected to the inputs of N frequency channels, each of which consists of a series-connected narrow-band filter, amplifier, detector, comparison circuit, adjustable amplifier , the detector output of each channel, in addition, is connected to the corresponding input of the minimum selection block, the output of which is connected to the second inputs of the amplification and conversion unit h statistics and comparison schemes for each channel, the amplifier output is connected to the first input of the adjustable amplifier, as well as a series-connected adder and an optimal filter, a block for determining the width of the spectrum, free from interference, a block for generating the amplitude-frequency characteristic (AFC), and an indicator are introduced into each channel disconnected rulers, serially connected controlled amplifier, inverter and key, and the output of the comparison circuit is connected to the indicator of disconnected rulers, the output of which is connected to the corresponding input Ami block definition of the width of the spectrum, free from interference, and the block forming the frequency response, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the controlled amplifier and inverter, the output of the controlled amplifier is connected to the second input of the key, the output of which is connected to the corresponding input of the adder, the output of the block for determining the width of the spectrum, free from interference, connected to the input of the frequency response shaping unit.

Суть изобретения заключается в том, что, когда есть зона, свободная от помех, преднамеренно вносят искажения для получения функции взаимной корреляции “прямоугольной” формы.The essence of the invention lies in the fact that when there is a zone free from interference, they intentionally introduce distortions to obtain a cross-correlation function of a “rectangular” shape.

Блок-схема предлагаемого устройства изображена на фиг.3, где введены следующие обозначения:The block diagram of the proposed device is shown in figure 3, where the following notation is introduced:

1 - широкополосный входной фильтр;1 - broadband input filter;

2 - блок усиления и преобразования частоты;2 - block amplification and frequency conversion;

3 - узкополосный фильтр;3 - narrow-band filter;

4 - усилитель;4 - amplifier;

5 - детектор;5 - detector;

6 - блок выбора минимума;6 - block selection of the minimum;

7 - регулируемый усилитель;7 - adjustable amplifier;

8 - схема сравнения;8 is a comparison diagram;

9 - индикатор отключенных линеек;9 - indicator of disabled rulers;

10 - блок определения ширины спектра, свободного от помех;10 - block determining the width of the spectrum, free from interference;

11 - управляемый усилитель;11 - controlled amplifier;

12 - блок формирования амплитудно-частотной характеристики (АЧХ);12 - block forming the amplitude-frequency characteristic (AFC);

13 - инвертор;13 - inverter;

14 - ключ;14 - key;

15 - сумматор;15 - adder;

16 - оптимальный фильтр.16 is the optimal filter.

Устройство содержит N одинаковых каналов. Входом устройства является вход широкополосного входного фильтра 1, выход которого соединен с входом блока усиления и преобразования частоты 2. Выход блока 2 соединен с входами всех каналов, являющимися входами узкополосных фильтров 3...3N.The device contains N identical channels. The input of the device is the input of a broadband input filter 1, the output of which is connected to the input of the amplification and frequency conversion unit 2. The output of block 2 is connected to the inputs of all channels, which are inputs of narrow-band filters 3 ... 3N.

В каждом канале содержатся последовательно соединенные узкополосный фильтр 3, усилитель 4, детектор 5, схема сравнения 8, регулируемый усилитель 7, управляемый усилитель 11, инвертор 13, ключ 14. Выход усилителя 4 соединен со вторым входом регулируемого усилителя 7. Выход детектора 5 каждого канала соединен с входами блока выбора минимума 6, выход которого соединен с входами блока усиления и преобразования частоты 2 и схемы сравнения 8 каждого канала. Выход схемы сравнения 8 соединен с входом индикатора отключенных линеек 9. Выход индикатора отключенных линеек 9 соединен с входами блока определения ширины спектра, свободного от помех, 10 и блока формирования АЧХ 12. Выход блока 10 соединен с входом блока 12. Выход управляемого усилителя 11 всех каналов, кроме того, соединен со вторым входом ключа 14. Выход ключа 14 каждого канала соединен с соответствующим входом сумматора 15, выход которого соединен с оптимальным фильтром 16. Выходы блока формирования АЧХ 12 соединены с входом “а” инвертора 13 и входом “в” управляемого усилителя 11 каждого канала.Each channel contains a series-connected narrow-band filter 3, amplifier 4, detector 5, comparison circuit 8, adjustable amplifier 7, controlled amplifier 11, inverter 13, key 14. The output of amplifier 4 is connected to the second input of the adjustable amplifier 7. The output of detector 5 of each channel connected to the inputs of the minimum selection block 6, the output of which is connected to the inputs of the amplification and frequency conversion unit 2 and the comparison circuit 8 of each channel. The output of the comparison circuit 8 is connected to the input of the indicator of the disabled bars 9. The output of the indicator of the disabled bars 9 is connected to the inputs of the block for determining the width of the spectrum, free from interference, 10 and the block for forming the frequency response 12. The output of block 10 is connected to the input of block 12. The output of the controlled amplifier 11 is all channels, in addition, is connected to the second input of the key 14. The output of the key 14 of each channel is connected to the corresponding input of the adder 15, the output of which is connected to the optimal filter 16. The outputs of the frequency response shaping unit 12 are connected to the input “a” of the inverter 13 and input home "in the" controlled amplifier 11 for each channel.

В случае отсутствия узкополосных помех устройство работает так же, как и прототип. Когда узкополосные помехи присутствуют, устройство работает следующим образом.In the absence of narrowband interference, the device operates in the same way as the prototype. When narrowband interference is present, the device operates as follows.

В каждом из N каналов сигнал со схемы сравнения 8 поступает на индикатор отключенных линеек 9, а с него подается на блок определения ширины спектра, свободного от помех, 10 и блок формирования АЧХ 12. Определив наибольший участок спектра, в котором нет пораженных помехами каналов, формируем корреляционную функцию, ширина которой зависит от величины участка спектра, свободного от помех. С блока формирования АЧХ 12 сигнал поступает на вход “в” управляемого усилителя 11 каждого канала и на вход “а” инвертора 13 каждого канала. В управляемом усилителе 11 по этому сигналу происходит изменение коэффициента передачи, в инверторе 13 происходит изменение знака сигнала в случае отрицательного его значения. Складывая в сумматоре 15 статически независимые величины, получаем практически “прямоугольную” автокорреляционную функцию.In each of the N channels, the signal from the comparison circuit 8 is sent to the indicator of the disabled bars 9, and from it is fed to the block for determining the width of the spectrum, free from interference, 10 and the block for generating the frequency response 12. Having determined the largest portion of the spectrum in which there are no channels affected by interference, we form a correlation function, the width of which depends on the size of the portion of the spectrum free from interference. From the block forming the frequency response 12, the signal is fed to the input “in” of the controlled amplifier 11 of each channel and to the input “a” of the inverter 13 of each channel. In the controlled amplifier 11, a change in the transmission coefficient takes place on this signal, in the inverter 13, the sign of the signal changes if its value is negative. Adding statically independent quantities in adder 15, we obtain an almost “rectangular” autocorrelation function.

Такой же эффект можно получить и в случае отсутствия сосредоточенных по спектру помех за счет использования всех отключенных каналов с соответствующим коэффициентом передачи и формирования на свободном участке спектра частот кривой

Figure 00000002
Отметим, что такой же эффект можно получить, совмещая отключенные каналы с нулями
Figure 00000003
The same effect can be obtained in the absence of interference concentrated over the spectrum due to the use of all disabled channels with the corresponding transmission coefficient and the formation of a curve in the free part of the spectrum
Figure 00000002
Note that the same effect can be obtained by combining disabled channels with zeros
Figure 00000003

Докажем это. Реально выходные напряжения корреляторов имеют вид треугольника с основанием для первого от τ до 3τ, для второго от 2τ до 4τ (см. фиг 4). Выходные напряжения в этом случае некоррелированны, так как в точках, отстроенных на ±τ, выходное напряжение равно нулю. Максимальное напряжение на выходе корреляторов меняется от Вmax до 0,5 Вmax.Let us prove it. Actually, the output voltages of the correlators have the form of a triangle with the base for the first from τ to 3τ, for the second from 2τ to 4τ (see Fig. 4). The output voltages in this case are uncorrelated, since at the points tuned to ± τ, the output voltage is zero. The maximum voltage at the output of the correlators varies from Vmax to 0.5 Vmax.

При перемещении сигнала по оси времени выходное напряжение второго коррелятора меняется от 0,5 до 1. Следовательно, вероятность пропуска сигнала Рпр, при фиксированной величине ложной тревоги, минимальна при выходном напряжении, близком к 1, и резко увеличивается в зоне выходных напряжений, близких к 0,5. По этой причине зависимость выходного напряжения от τ в виде треугольника нежелательна.When the signal moves along the time axis, the output voltage of the second correlator changes from 0.5 to 1. Therefore, the probability of skipping the signal Ppr, with a fixed value of false alarm, is minimal when the output voltage is close to 1, and increases sharply in the zone of output voltages close to 0.5. For this reason, the dependence of the output voltage on τ in the form of a triangle is undesirable.

Как известно из литературы (см., например, Гоноровский И.С. “Радиотехнические цепи и сигналы”, изд. 3-е перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1977 г.), автокорреляционная функция В (τ) связана со спектром сигнала следующим соотношением:As is known from the literature (see, for example, IS Gonorovsky, “Radio-technical circuits and signals,” ed. 3rd revised and additional M .: Sov. Radio, 1977), the autocorrelation function B (τ) associated with the signal spectrum by the following relationship:

Figure 00000004
Figure 00000004

Здесь квадрат модуля сигнала S2(ω)≥0, а для формирования прямоугольной автокорреляционной функции необходимо иметь

Figure 00000005
Это практически недостижимо.Here, the squared signal modulus S 2 (ω) ≥0, and for the formation of a rectangular autocorrelation function, it is necessary to have
Figure 00000005
It is practically unattainable.

Однако если обнаружение сигнала производить многоканальным коррелятором при числе каналов (N) значительно меньше базы сигнала (Б), например N=8 при Б=2047, то возможно приблизиться к прямоугольной характеристике, при этом не увеличивать вероятность пропуска сигнала.However, if the signal is detected by a multichannel correlator with the number of channels (N) significantly less than the signal base (B), for example, N = 8 at B = 2047, then it is possible to approach a rectangular characteristic without increasing the probability of signal skipping.

Если при действии помех остался свободным диапазон частот (см. фиг.5), то возможно сформировать АЧХ трех видов. На фиг.6 изображены выходные напряжения корреляторов в зависимости от временной расстройки, пронормированной к дисперсии шума. Следует отметить, что мощность шума на выходе корреляторов также падает линейно с полосой пропускания фильтра. Из фиг.5 видно, что амплитуда сигнала падает пропорционально ширине первого лепестка АЧХ, а длительность его возрастает.If under the influence of interference the frequency range remained free (see Fig. 5), then it is possible to form the frequency response of three types. Figure 6 shows the output voltage of the correlators depending on the time detuning, normalized to the noise variance. It should be noted that the noise power at the output of the correlators also decreases linearly with the filter passband. From figure 5 it is seen that the amplitude of the signal decreases in proportion to the width of the first lobe of the frequency response, and its duration increases.

Таким образом, получая практически прямоугольную характеристику выходного напряжения корреляторов, мы имеем возможность получения минимальной величины вероятности пропуска сигнала при фиксированном значении вероятности ложной тревоги, т.е. обнаружения сигнала, временное положение которого неизвестно. А это свойство в свою очередь позволяет при том же общем времени поиска сигнала делать меньшее число шагов по времени, и, таким образом, увеличивается время накопления на одной временной позиции.Thus, obtaining an almost rectangular characteristic of the output voltage of the correlators, we are able to obtain the minimum value of the probability of signal skipping with a fixed value of the probability of false alarm, i.e. detecting a signal whose temporary position is unknown. And this property, in turn, allows for the same total signal search time to take fewer time steps, and thus increases the accumulation time at one time position.

Claims (1)

Многоканальное устройство поиска сигнала, содержащее широкополосный входной фильтр, выход которого соединен с блоком усиления и преобразования частоты, выходы которого соединены с входами N частотных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра, усилителя, детектора, схемы сравнения, регулируемого усилителя, безинерционного ограничителя, фазовращателя, выход детектора каждого канала, кроме того, соединен с соответствующим входом блока выбора минимума, выход которого соединен с входом блока усиления и преобразования частоты и с вторым входом схемы сравнения каждого канала, выход усилителя соединен с первым входом регулируемого усилителя, выходы всех каналов подключены к сумматору, выход которого соединен с оптимальным фильтром, отличающееся тем, что введены блок определения ширины спектра свободного от помех, блок формирования амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и в каждый канал индикатор отключенных линеек и последовательно соединенные управляемый усилитель, инвертор и ключ, причем выход схемы сравнения соединен с индикатором отключенных линеек, выход которого соединен с соответствующими входами блока определения ширины спектра свободного от помех и блока формирования АЧХ, выходы которого соединены с соответствующими входами управляемого усилителя и инвертора, выход управляемого усилителя соединен с ключом, выход которого соединен с сумматором, выход блока определения ширины спектра свободного от помех соединен с входом блока формирования АЧХ.A multi-channel signal search device containing a wide-band input filter, the output of which is connected to an amplification and frequency conversion unit, the outputs of which are connected to the inputs of N frequency channels, each of which consists of a series-connected narrow-band filter, amplifier, detector, a comparison circuit, an adjustable amplifier, inertialess limiter, phase shifter, the output of the detector of each channel, in addition, is connected to the corresponding input of the minimum selection block, the output of which is connected to the input of the block power and frequency conversion and with the second input of the comparison circuit of each channel, the output of the amplifier is connected to the first input of the adjustable amplifier, the outputs of all channels are connected to the adder, the output of which is connected to the optimal filter, characterized in that a block for determining the width of the spectrum of the interference-free spectrum is introduced, block the formation of the amplitude-frequency characteristic (AFC) and in each channel the indicator of the disabled lines and the controlled amplifier, inverter and key connected in series, the output of the comparison circuit being connected to an indicator of disconnected rulers, the output of which is connected to the corresponding inputs of the block for determining the spectrum width free of interference and the block for generating the frequency response, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the controlled amplifier and inverter, the output of the controlled amplifier is connected to a key, the output of which is connected to the adder, the output of the width determination unit spectrum free from interference is connected to the input of the block forming the frequency response.
RU2003104070/09A 2003-02-11 2003-02-11 Multichannel device for searching for signal RU2248100C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003104070/09A RU2248100C2 (en) 2003-02-11 2003-02-11 Multichannel device for searching for signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003104070/09A RU2248100C2 (en) 2003-02-11 2003-02-11 Multichannel device for searching for signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003104070A RU2003104070A (en) 2005-01-27
RU2248100C2 true RU2248100C2 (en) 2005-03-10

Family

ID=35138130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003104070/09A RU2248100C2 (en) 2003-02-11 2003-02-11 Multichannel device for searching for signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2248100C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003104070A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7218934B2 (en) Mobile station speed estimation
CN103297159A (en) Spectrum sensing method and device
CN107290758B (en) GNSS interference signal multi-stage identification and detection system and method
WO2014190572A1 (en) Blind spectrum sensing method and device based on fast fourier transform
CN1350723A (en) Co-channel interference in a receiver
RU2695542C1 (en) Method for protection against narrow-band and pulse interference for a digital receiver
RU2248100C2 (en) Multichannel device for searching for signal
WO2014123451A1 (en) Method for intrapulse direct-sequence spread spectrum modulation/demodulation
CN113644888B (en) Self-adjusting method for noise signal
US20100182200A1 (en) Magnitude-squared coherence filtering in a time difference of arrival (tdoa) or group delay interferometric geolocation system
US7277500B2 (en) Signal-processing method and a receiver
US7577412B2 (en) System and method for detecting narrow bandwidth signal content to determine channel occupancy
Salnikova et al. Detection of the fluctuating pulse with unknown time of arrival and intensity
JP3727765B2 (en) Receiver
KR100659440B1 (en) A method and a device for multi-selection coherent detection
US8340582B1 (en) Method for detecting center-frequency-tuned signals in the presence of off-tuned signals and noise using higher order statistics
EP1252721B1 (en) System for continuous wave rejection
RU2768217C1 (en) Method for adaptive multichannel detection of radio signals in interference conditions with unknown parameters
US7231194B2 (en) Localization of narrowband signals
Ahnström et al. Detection and direction-finding of spread spectrum signals using correlation and narrowband interference rejection
RU2206179C2 (en) Broadband signal receiving device
JPH1130661A (en) Receiver
KR0181377B1 (en) Agc circuit having a few rssi detector
RU2236689C2 (en) Portable amplitude radio direction finder
RU2199179C2 (en) Radio-frequency pulse amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080212