RU2313183C2 - Device for finding broadband signals - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering, possible use for building radio communication, radio navigation and control systems which use broadband signals.

SUBSTANCE: in broadband signal finding device, which contains linear part, clock impulse generator, two detectors, two threshold comparison blocks, NOT element, AND element, n/2 inverters, second adder, synchronized filter containing a preliminary filter, delay line, n attenuators, n phase shifters and first adder, block for analyzing interference situation of natural background, OR element, adjustable generator, key and counter of fixed numbers, output of linear part is connected to input of block for analyzing interference situation of natural background, output of which is connected to first input of OR element and input for zeroing the counter of fixed numbers, input and controlling input of key are connected respectively to output of clock impulse generator and to output of binary counter, input of which is connected to output of AND element, output of fixed number counter is connected to second input of OR element, and output of adjustable generator is connected to linear part for generating its adjustment frequency.

EFFECT: reduced broadband signal finding time under conditions of effect of high level interferences.

5 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может найти применение при построении систем радиосвязи, радионавигации, управления, использующих широкополосные сигналы.The proposed device relates to the field of radio engineering and can find application in the construction of radio communication systems, radio navigation, control, using broadband signals.

Известны устройства поиска широкополосных сигналов (см. а.с. №1003372, Н04L 7/02, 1981 г.; №809619 Н04L 7/02, 1979 г.), которым присущ общий недостаток, заключающийся в низкой помехоустойчивости поиска широкополосных сигналов (ШПС) по задержке, а именно в большой вероятности синхронизации устройств на структурные помехи.Known devices for searching for broadband signals (see AS No. 1003372, H04L 7/02, 1981; No. 809619 H04L 7/02, 1979), which have a common disadvantage of low noise immunity for searching for broadband signals ) in terms of delay, namely, in the high probability of synchronization of devices for structural interference.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, описанное в патенте №2223606, Н04В 1/10, Н04L 7/02, принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is the device described in patent No. 2223606, Н04В 1/10, Н04L 7/02, adopted as a prototype.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства-прототипа, где приведены следующие обозначения:Figure 1 shows a block diagram of a prototype device, which shows the following notation:

1 - линейная часть;1 - linear part;

2 - согласованный фильтр;2 - matched filter;

3 - предварительный фильтр;3 - preliminary filter;

4 - линия задержки;4 - delay line;

5₁-5_n - первый, ..., n-й аттенюаторы;5 ₁ -5 _n - first, ..., n-th attenuators;

6₁-6_n - первый, ..., n-й фазовращатели;6 ₁ -6 _n - the first, ..., n-th phase shifters;

7 и 13 - первый и второй сумматоры;7 and 13 - the first and second adders;

8 и 15 - первый и второй детекторы;8 and 15 - the first and second detectors;

9 и 16 - первый и второй блоки сравнения с порогом;9 and 16 - the first and second blocks of comparison with the threshold;

10₁-10_n/2 - первый, ..., n/2-й инверторы;10 ₁ -10 _{n / 2} - first, ..., n / 2nd inverters;

11 - блок управления переключением каналов;11 - channel switching control unit;

12 - элемент И;12 - element And;

14 - элемент НЕ;14 - element NOT;

17 - генератор тактовых импульсов.17 is a clock generator.

Устройство-прототип имеет следующие функциональные связи: последовательно соединенные линейную часть 1, первый, сигнальный вход которой является входом устройства, и согласованный фильтр 2; последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 17 и блок управления переключением каналов 11, выход которого соединен со вторым, управляющим входом линейной части 1. При этом согласованный фильтр 2 содержит последовательно соединенные предварительный фильтр 3, вход которого является также и входом согласованного фильтра 2, и линию задержки 4, (n-1) выходов которой (где n - четное число) соединены соответственно с входами со второго по n-й аттенюаторов 5₂-5_n, выходы которых соединены соответственно с входами со второго по n-й фазовращателей 6₂-6_n, выходы которых соединены со второго по n-й входами первого сумматора 7 соответственно, а вход линии задержки 4 через последовательно соединенные первый аттенюатор 5₁ и первый фазовращатель 6₁ соединен с первым входом первого сумматора 7, выход которого является также и выходом согласованного фильтра 2, подключенным к последовательно соединенным первому детектору 8, первому блоку сравнения с порогом 9 и элементу И 12, выход которого является выходом устройства, соединенным с первым, управляющим входом блока управления переключением каналов 11. Кроме того, выходы с первого по n/2-й фазовращателей 6₁-6_n/2 через соответствующие с первого по n/2-й инверторы 10₁-10_n/2 соединены с первой группой n/2 входов второго сумматора 13 соответственно, а выходы с (n/2+1)-го по n-й фазовращателей 6_n/2+1-6_n соединены соответственно со второй группой n/2 входов второго сумматора 13, выход которого через последовательно соединенные второй детектор 15, второй блок сравнения с порогом 16 и элемент НЕ 14 соединен со вторым входом элемента И 12.The prototype device has the following functional relationships: serially connected linear part 1, the first, the signal input of which is the input of the device, and a matched filter 2; serially connected clock generator 17 and channel switching control unit 11, the output of which is connected to the second control input of the linear part 1. In this case, the matched filter 2 contains a pre-filter 3 connected in series, the input of which is also the input of the matched filter 2, and a delay line 4, (n-1) outputs of which (where n is an even number) are connected respectively to the inputs from the second to the n-th attenuators 5 ₂ -5 _n , the outputs of which are connected respectively to the inputs from the second to the n-th phase shifter lei 6 ₂ -6 _n , the outputs of which are connected to the second to the n-th inputs of the first adder 7, respectively, and the input of the delay line 4 through the first attenuator 5 ₁ and the first phase shifter 6 ₁ connected in series to the first input of the first adder 7, the output of which is also the output of the matched filter 2 connected to the first detector 8 connected in series, the first comparison unit with a threshold 9 and the And 12 element, the output of which is the output of the device connected to the first control input of the switching control unit channels 11. In addition, the outputs from the first to n / 2nd phase shifters 6 ₁ -6 _{n / 2} through the corresponding first to n / 2nd inverters 10 ₁ -10 _{n / 2 are} connected to the first group of n / 2 inputs of the second the adder 13, respectively, and the outputs from the (n / 2 + 1) th through the n-th phase shifters 6 _{n / 2 + 1} -6 _{n are} connected respectively to the second group of n / 2 inputs of the second adder 13, the output of which is through the second detector in series 15, the second comparison unit with threshold 16 and the element HE 14 is connected to the second input of the element And 12.

Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device operates as follows.

На первый, сигнальный вход блока 1, являющийся входом устройства, поступает сигнал, структурная помеха или их смесь. С выхода блока 1 сигнал поступает на вход блока 2, где через блок 3 подается на вход блока 4. С входа блока 4 и с его n-1 выходов сигнал через соответствующие последовательно соединенные блоки 5₁-5_n и блоки 6₁-6_n поступает на соответствующие n входы блока 7. При этом параметры блока 4, блоков 5₁-5_n и блоков 6₁-6_n выбираются таким образом, что на выходе блока 7 элементы сигнала складываются в фазе и дают значение автокорреляционной функции (АКФ) полезного сигнала, а на выходе блока 8 будет значение огибающей АКФ полезного сигнала. Превышение порога в блоке 9 приводит к тому, что на первый вход блока 12 поступит логическая единица.The first signal input of block 1, which is the input of the device, receives a signal, structural noise, or a mixture thereof. From the output of block 1, the signal goes to the input of block 2, where through block 3 it is fed to the input of block 4. From the input of block 4 and from its n-1 outputs, the signal is transmitted through the corresponding series-connected blocks 5 ₁ -5 _n and blocks 6 ₁ -6 _n arrives at the corresponding n inputs of block 7. In this case, the parameters of block 4, blocks 5 ₁ -5 _n and blocks 6 ₁ -6 _n are selected so that at the output of block 7 the signal elements are added in phase and give the value of the autocorrelation function (ACF) of the useful signal, and the output of block 8 will be the envelope value of the ACF of the useful signal. Exceeding the threshold in block 9 leads to the fact that the logical unit will arrive at the first input of block 12.

Одновременно с выходов n/2 фазовращателей 6_n/2+1-6_n сигналы поступают на вторую группу n/2 входов блока 13 соответственно, а с выходов n/2 фазовращателей 6₁-6_n/2 через соответствующие инверторы 10₁-10_n/2 на соответствующую первую группу n/2 входов блока 13 поступают сигналы с противоположной фазой. Это приводит к тому, что значение АКФ сигнала на выходе блока 13 будет близко к нулю. Значит, значение огибающей АКФ на выходе блока 15 будет близкое к нулю. Соответственно, не будет превышен порог в блоке 16 и с выхода блока 14 на второй вход блока 12 поступит логическая единица. Следовательно, с выхода блока 12 выйдет логическая единица и поступит на первый, управляющий вход блока 11, что приведет к фиксации данного канала, так как формирование логической единицы на выходе блока 12 означает, что сигнал найден и поиск закончен.Simultaneously, from the outputs of n / 2 phase shifters 6 _{n / 2 + 1} -6 _{n, the} signals are fed to the second group of n / 2 inputs of block 13, respectively, and from the outputs of n / 2 phase shifters 6 ₁ -6 _{n / 2} through the corresponding inverters 10 ₁ -10 _{n / 2} , signals with the opposite phase are received at the corresponding first group of n / 2 inputs of block 13. This leads to the fact that the value of the ACF signal at the output of block 13 will be close to zero. Therefore, the value of the envelope of the ACF at the output of block 15 will be close to zero. Accordingly, the threshold in block 16 will not be exceeded and the logical unit will arrive from the output of block 14 to the second input of block 12. Therefore, the logical unit will exit the output of block 12 and go to the first control input of block 11, which will fix this channel, since the formation of a logical unit at the output of block 12 means that the signal is found and the search is finished.

Если на первый, сигнальный вход блока 1 поступит смесь полезного сигнала и мощной структурной помехи, то, как и в случае только с полезным сигналом, превышение порога суммой огибающих функций автокорреляции сигнала (АКФ) и функции взаимной автокорреляции сигнала и помехи (ВКФ) в блоке 9 приведет к поступлению на второй вход блока 12 логической единицы. Вероятность того, что в этот же момент значение ВКФ не превысит порог в блоке 16, достаточно мала. Таким образом, на первый вход элемента И 12 поступит логический нуль и на входе блока 11 будет логический нуль, означающий, что сигнал не найден, переключение каналов может быть продолжено, поиск полезного сигнала не закончен.If a mixture of a useful signal and powerful structural noise arrives at the first signal input of block 1, then, as in the case of only a useful signal, the threshold is exceeded by the sum of the envelopes of the signal autocorrelation functions (ACF) and the mutual signal autocorrelation function (VKF) in the block 9 will lead to the arrival at the second input of block 12 of a logical unit. The probability that at this moment the value of the VCF does not exceed the threshold in block 16 is quite small. Thus, a logical zero will arrive at the first input of the And 12 element and at the input of block 11 there will be a logical zero, meaning that the signal has not been found, channel switching can continue, the search for the useful signal is not finished.

Но при большом уровне помехи не имеет смысла производить обнаружение полезного сигнала на данном канале, так как заведомо он не может быть принят, даже если удастся его обнаружить.But with a large level of interference, it makes no sense to detect a useful signal on a given channel, since it certainly cannot be received, even if it can be detected.

Недостатком устройства-прототипа является большое время поиска при воздействии помех естественного фона высокого уровня.The disadvantage of the prototype device is the long search time when exposed to high-level natural background noise.

Для устранения указанного недостатка в устройство поиска широкополосных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, линейную часть, первый, сигнальный вход которой является входом устройства, а выход линейной части соединен с входом согласованного фильтра, содержащего последовательно соединенные предварительный фильтр, вход которого является входом согласованного фильтра, и линию задержки, (n-1) выходов которой (где n - четное число) соединены соответственно с входами со второго по n-й аттенюаторов, выходы которых соединены соответственно с входами со второго по n-й фазовращателей, выходы которых соединены со второго по n-й входами первого сумматора соответственно, кроме того, вход линии задержки через последовательно соединенные первый аттенюатор и первый фазовращатель соединен с первым входом первого сумматора, выход которого, являющийся также и выходом согласованного фильтра, подключен к последовательно соединенным первому детектору, первому блоку сравнения с порогом и элементу И, выход которого является выходом устройства; кроме того, выходы с первого по n/2-й фазовращателей через соответствующие с первого по n/2-й инверторы соединены с первой группой n/2 входов второго сумматора соответственно, а выходы с (n/2+1)-го по n-й фазовращателей соединены соответственно со второй группой n/2 входов второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй детектор, второй блок сравнения с порогом и элемент НЕ соединен со вторым входом элемента И, согласно изобретению введены блок анализа помеховой обстановки, логический блок и блок управления, при этом выход линейной части соединен с входом блока анализа помеховой обстановки, выход которого соединен с первыми входами логического блока и блока управления, второй, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов; выход элемента И соединен с третьим, управляющим входом блока управления, выход которого соединен со вторым, управляющим входом логического блока, выход которого соединен со вторым, управляющим входом линейной части.To eliminate this drawback, a broadband signal search device comprising a clock generator, a linear part, the first signal input of which is the input of the device, and the output of the linear part is connected to the input of a matched filter containing a pre-filter connected in series, the input of which is an input of a matched filter, and a delay line, (n-1) of the outputs of which (where n is an even number) are connected respectively to the inputs from the second to the n-th attenuators, the outputs of which are connected respectively only with the inputs from the second to the nth phase shifters, the outputs of which are connected to the second to the nth inputs of the first adder, respectively, in addition, the input of the delay line through the first attenuator and the first phase shifter connected in series to the first input of the first adder, the output of which is also the output of the matched filter is connected to the first detector in series, the first block comparing with the threshold and the And element, the output of which is the output of the device; in addition, the outputs from the first to n / 2nd phase shifters are connected through the corresponding first to n / 2nd inverters to the first group of n / 2 inputs of the second adder, respectively, and the outputs from (n / 2 + 1) -th to n -th phase shifters are connected respectively to the second group of n / 2 inputs of the second adder, the output of which is through the second detector in series, the second threshold comparison unit and the element is NOT connected to the second input of the element And, according to the invention, an interference analysis unit, a logic unit and a block are introduced control, while One linear part is connected to the input of the interference analysis unit, the output of which is connected to the first inputs of the logic unit and the control unit, the second, synchronizing input of which is connected to the output of the clock generator; the output of the AND element is connected to the third, control input of the control unit, the output of which is connected to the second, control input of the logic block, the output of which is connected to the second, control input of the linear part.

На фиг.2 изображена блок-схема предлагаемого устройства, где приведены следующие обозначения:Figure 2 shows a block diagram of the proposed device, which shows the following notation:

1 - линейная часть;1 - linear part;

2 - согласованный фильтр;2 - matched filter;

3 - предварительный фильтр;3 - preliminary filter;

4 - линия задержки;4 - delay line;

5₁-5_n - первый, ..., n-й аттенюаторы;5 ₁ -5 _n - first, ..., n-th attenuators;

6₁-6_n - первый, ..., n-й фазовращатели;6 ₁ -6 _n - the first, ..., n-th phase shifters;

7, 13, - первый и второй сумматоры;7, 13, the first and second adders;

8, 15 - первый и второй детекторы;8, 15 - the first and second detectors;

9, 16 - первый и второй блоки сравнения с порогом;9, 16 - the first and second blocks of comparison with the threshold;

10₁-10_n/2 - первый, ..., n/2-й инверторы;10 ₁ -10 _{n / 2} - first, ..., n / 2nd inverters;

11 - блок управления;11 - control unit;

12 - элемент И;12 - element And;

14 - элемент НЕ;14 - element NOT;

17 - генератор тактовых импульсов;17 - a clock generator;

18 - блок анализа помеховой обстановки;18 is a block analysis of the interference environment;

19 - логический блок.19 is a logical block.

Предлагаемое устройство имеет следующие функциональные связи: последовательно соединенные линейную часть 1, первый, сигнальный вход которой является входом устройства, и согласованный фильтр 2, содержащий последовательно соединенные предварительный фильтр 3, вход которого является входом согласованного фильтра 2, и линию задержки 4, (n-1) выходов которой (где n - четное число) соединены соответственно с входами со второго по n-й аттенюаторов 5₂-5_n, выходы которых соединены соответственно с входами со второго по n-й фазовращателей 6₂-6_n, выходы которых соединены со второго по n-й входами первого сумматора 7 соответственно, а вход линии задержки 4 через последовательно соединенные первый аттенюатор 5₁ и первый фазовращатель 6₁ соединен с первым входом первого сумматора 7, выход которого является также и выходом согласованного фильтра 2, подключенным к последовательно соединенным первому детектору 8, первому блоку сравнения с порогом 9 и элементу И 12, выход которого является выходом устройства, соединенным с третьим, управляющим входом блока управления 11, выход которого соединен со вторым, управляющим входом логического блока 19, выход которого соединен со вторым, управляющим входом линейной части 1, выход которой через блок анализа помеховой обстановки 18 соединен с первыми входами логического блока 19 и блока управления 11, второй, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 17. Кроме того, выходы с первого по n/2-й фазовращателей 6₁-6_n/2 соединены соответственно с входами с первого по n/2-й инверторов 10₁-10_n/2, выходы которых соединены с первой группой n/2 входов второго сумматора соответственно, выходы с (n/2+1)-го по n-й фазовращателей 6_n/2+1-6_n соединены соответственно со второй группой n/2 входов второго сумматора 13, выход которого подключен к последовательно соединенным второму детектору 15, второму блоку сравнения с порогом 16 и элементу НЕ 14, выход которого соединен со вторым входом элемента И 12.The proposed device has the following functional relationships: series-connected linear part 1, the first, the signal input of which is the input of the device, and a matched filter 2, containing a series-connected pre-filter 3, the input of which is the input of the matched filter 2, and a delay line 4, (n- 1) whose outputs (where n is an even number) are connected respectively to the inputs from the second to the n-th attenuators 5 ₂ -5 _n , the outputs of which are connected respectively to the inputs from the second to the n-th phase shifters 6 ₂ -6 _n , the outputs which are connected to the second through nth inputs of the first adder 7, respectively, and the input of the delay line 4 through the first attenuator 5 ₁ and the first phase shifter 6 ₁ connected in series to the first input of the first adder 7, the output of which is also the output of the matched filter 2, connected to a series-connected first detector 8, the first unit of comparison with the threshold 9 and the element And 12, the output of which is the output of the device connected to the third control input of the control unit 11, the output of which is connected to the second, the control input of the logical unit 19, the output of which is connected to the second, the control input of the linear part 1, the output of which through the interference analysis unit 18 is connected to the first inputs of the logical unit 19 and the control unit 11, the second, synchronizing input of which is connected to the output of the clock generator pulses 17. In addition, the outputs from the first to n / 2nd phase shifters 6 ₁ -6 _{n / 2 are} connected respectively to the inputs from the first to n / 2-th inverters 10 ₁ -10 _{n / 2} , the outputs of which are connected to the first group n / 2 inputs of the second adder respectively enno, outputs a (n / 2 + 1) -th to n-th shifters 6 _{n / 2 + 1} -6 _n are respectively connected to a second group of n / 2 inputs of the second adder 13, whose output is connected to the series-connected to a second detector 15, the second block comparison with the threshold 16 and the element is NOT 14, the output of which is connected to the second input of the element And 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. На вход устройства может поступать сигнал, смесь сигнала и структурной помехи или структурная помеха. Помехи естественного фона всегда присутствуют на входе устройства.The proposed device operates as follows. A signal, a mixture of signal and structural interference, or structural interference may be input to the device. Natural noise is always present at the input of the device.

Рассмотрим случай, когда на первый, сигнальный вход блока 1, являющийся входом устройства, поступает сигнал при наличии помехи естественного фона. С выхода блока 1 сигнал поступает на вход блока 2, где через блок 3 подается на вход блока 4. С входа и с (n-1) выходов блока 4 сигналы через соответствующие последовательно соединенные блоки 5₁-5_n и блоки 6₁-6_n поступают на соответствующие n входов блока 7. При этом параметры блоков 4, 5₁-5_n и 6₁-6_n выбираются таким образом, что на выходе блока 7 элементы сигнала складываются в фазе и дают значение АКФ полезного сигнала, которая подается на вход блока 8, с выхода которого значение огибающей АКФ полезного сигнала подается на вход блока 9, где происходит сравнение с пороговым значением. Превышение порога в блоке 9 приводит к тому, что на первый вход блока 12 поступит логическая единица. Одновременно с выходов блоков 6_n/2+1-6_n сигналы поступают соответственно на вторую группу n/2 входов блока 13, а с выходов блоков 6₁-6_n/2 через соответствующие блоки 10₁-10_n/2 на первую группу n/2 входов блока 13 соответствующие сигналы поступают с противоположной фазой. Это приводит к тому, что значение АКФ сигнала на выходе блока 13 будет близко к нулю. Значит, значение огибающей АКФ на выходе блока 15 будет близко к нулю. Соответственно, не будет превышен порог в блоке 16, и с выхода блока 14 на второй вход блока 12 поступит логическая единица. Следовательно, с выхода блока 12 выйдет логическая единица и поступит на выход устройства, а также на третий, управляющий вход блока 11, что приведет к фиксации данного канала, так как формирование логической единицы на выходе блока 12 означает, что сигнал найден и поиск закончен. Кроме того, сигнал при наличии помехи естественного фона с выхода блока 1 поступает на вход блока 18, предназначенного для формирования управляющего сигнала для блока 19 и для сброса блока 11 в зависимости от уровня помехи естественного фона на входе устройства. Для этого с выхода блока 18 управляющий сигнал поступает на первый вход блока 11, на второй, синхронизирующий вход которого поступают тактовые импульсы с выхода блока 17. В блоке 11 формируется сигнал управления, который подается на второй, управляющий вход блока 19, на первый вход которого подается сигнал управления с выхода блока 18. В блоке 19 происходит формирование частоты, на которую настраивается канал в блоке 1. С выхода блока 19 сигнал новой канальной частоты подается на второй, управляющий вход блока 1.Consider the case when the first signal input of block 1, which is the input of the device, receives a signal in the presence of natural background noise. From the output of block 1, the signal goes to the input of block 2, where through block 3 it is fed to the input of block 4. From the input and from (n-1) outputs of block 4, the signals are transmitted through the corresponding series-connected blocks 5 ₁ -5 _n and blocks 6 ₁ -6 _n are supplied to the corresponding n inputs of block 7. In this case, the parameters of blocks 4, 5 ₁ -5 _n and 6 ₁ -6 _n are selected so that at the output of block 7 the signal elements are added in phase and give the ACF value of the useful signal, which is fed to the input of block 8, from the output of which the envelope value of the ACF of the useful signal is fed to the input of block 9, where threshold alert. Exceeding the threshold in block 9 leads to the fact that the logical unit will arrive at the first input of block 12. Simultaneously, from the outputs of blocks 6 _{n / 2 + 1} -6 _{n, the} signals arrive respectively at the second group of n / 2 inputs of block 13, and from the outputs of blocks 6 ₁ -6 _{n / 2} through the corresponding blocks 10 ₁ -10 _{n / 2} to the first group n / 2 inputs of block 13, the corresponding signals arrive with the opposite phase. This leads to the fact that the value of the ACF signal at the output of block 13 will be close to zero. So, the value of the envelope of the ACF at the output of block 15 will be close to zero. Accordingly, the threshold in block 16 will not be exceeded, and the logical unit will arrive from the output of block 14 to the second input of block 12. Therefore, the logical unit will exit the output of block 12 and go to the output of the device, as well as to the third, control input of block 11, which will fix this channel, since the formation of a logical unit at the output of block 12 means that the signal is found and the search is finished. In addition, the signal in the presence of natural background noise from the output of block 1 is fed to the input of block 18, which is used to generate a control signal for block 19 and to reset block 11 depending on the level of interference of the natural background at the input of the device. To this end, from the output of block 18, the control signal is supplied to the first input of block 11, to the second, synchronizing input of which clock pulses are received from the output of block 17. In block 11, a control signal is generated, which is fed to the second, control input of block 19, to the first input of which a control signal is supplied from the output of block 18. In block 19, the frequency is formed at which the channel in block 1 is tuned. From the output of block 19, a signal of a new channel frequency is fed to the second, control input of block 1.

Если на вход устройства поступит смесь сигнала и мощной структурной помехи при наличии помехи естественного фона, то, как и в случае только с сигналом, превышение порога суммой огибающих АКФ сигнала и ВКФ сигнала и помехи в блоке 9 приведет к поступлению на первый вход блока 12 логической единицы. Вероятность того, что в этот же момент значение ВКФ не превысит порог в блоке 16, достаточно мала. Таким образом, с выхода блока 14 на второй вход блока 12 поступит логический нуль. Следовательно, с выхода блока 12 на третий, управляющий вход блока 11 поступит логический нуль, означающий, что сигнал не найден, переключение каналов может быть продолжено, поиск полезного сигнала будет продолжен на других каналах.If a mixture of a signal and powerful structural noise is received at the device’s input in the presence of natural background noise, then, as in the case of a signal only, exceeding the threshold by the sum of the envelopes of the ACF signal and the CCF of the signal and interference in block 9 will result in a logic input at the first input of block 12 units. The probability that at this moment the value of the VCF does not exceed the threshold in block 16 is quite small. Thus, from the output of block 14 to the second input of block 12 will be a logical zero. Therefore, from the output of block 12 to the third, control input of block 11, a logical zero will arrive, meaning that the signal has not been found, channel switching can continue, the search for the useful signal will continue on other channels.

Если на вход устройства поступит мощная структурная помеха при наличии помехи естественного фона, то вероятность того, что в момент отсчета будет превышен порог как в блоке 9, так и в блоке 16, достаточно велика. Это значит, что на первый вход блока 12 поступит логический нуль, а на второй вход блока 12 поступит логическая единица. С выхода блока 12 на третий, управляющий вход блока 11 поступит логический нуль, и поиск сигнала будет продолжен на других каналах.If a powerful structural noise arrives at the input of the device in the presence of interference from the natural background, then the probability that the threshold will be exceeded at the moment of counting both in block 9 and in block 16 is quite high. This means that the first input of block 12 will receive a logical zero, and the second input of block 12 will receive a logical unit. From the output of block 12 to the third, control input of block 11, a logical zero will be received, and the search for the signal will continue on other channels.

Если на входе устройства присутствует высокий уровень помех естественного фона, то с выхода блока 18 на первые входы блоков 11 и 19 поступит логическая единица. Это приведет к переключению этих блоков, так что поиск сигнала сразу будет продолжен на других каналах, где, возможно, уровень помех естественного фона ниже, и это позволяет принять сигнал.If at the input of the device there is a high level of interference of the natural background, then from the output of block 18, the logical unit will arrive at the first inputs of blocks 11 and 19. This will cause these blocks to switch, so that the search for the signal will immediately continue on other channels, where the noise level of the natural background may be lower, and this allows the signal to be received.

Функциональная схема блока анализа помеховой обстановки 18 приведена на фиг.3, где введены следующие обозначения:The functional block diagram of the analysis of the interference environment 18 is shown in figure 3, where the following notation:

181 - измеритель мощности;181 - power meter;

182 - блок сравнения с порогом;182 is a comparison block with a threshold;

183 - формирователь.183 - shaper.

Блок анализа помеховой обстановки 18 содержит последовательно соединенные измеритель мощности 181, вход которого является входом блока анализа помеховой обстановки 18, блок сравнения с порогом 182 и формирователь 183, выход которого является выходом блока анализа помеховой обстановки 18.The interference analysis unit 18 comprises a power meter 181 connected in series, the input of which is the input of the interference analysis unit 18, a comparison unit with a threshold 182 and a driver 183, the output of which is the output of the interference analysis unit 18.

Блок анализа помеховой обстановки 18 работает следующим образом.Block analysis of the interference environment 18 operates as follows.

С выхода блока 1 входной сигнал поступает на блок 181, который измеряет суммарную мощность сигнала и помехи естественного фона. Блок 182 настроен на порог, определяемый предельным уровнем помех, при котором сигнал еще может быть принят. Если этот порог превышен, то блок 183 формирует логическую единицу для управления блоками 11 и 19, которая подается на первые входы блоков 11 и 19.From the output of block 1, the input signal is supplied to block 181, which measures the total signal power and natural background noise. Block 182 is configured to a threshold determined by the limit level of interference at which a signal can still be received. If this threshold is exceeded, then block 183 forms a logical unit for controlling blocks 11 and 19, which is fed to the first inputs of blocks 11 and 19.

Функциональная схема логического блока 19 приведена на фиг.4, где введены следующие обозначения:The functional diagram of the logical block 19 is shown in figure 4, where the following notation is introduced:

191 - элемент ИЛИ;191 - an OR element;

192 - перестраиваемый генератор.192 - tunable generator.

Логический блок 19 содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ 191 и перестраиваемый генератор 192, выход которого является выходом логического блока 19. При этом первый вход элемента ИЛИ 191 является первым входом логического блока 19, а второй вход элемента ИЛИ 191 - вторым входом логического блока 19.The logical block 19 contains a series-connected OR element 191 and a tunable generator 192, the output of which is the output of the logical block 19. In this case, the first input of the OR element 191 is the first input of the logical block 19, and the second input of the OR element 191 is the second input of the logical block 19.

Логический блок 19 работает следующим образом.The logical unit 19 operates as follows.

На первый вход блока 191 поступает сигнал логического уровня с выхода блока 18. Если уровень помехи превышает допустимое значение, то на первый вход блока 191 поступит логическая единица. На второй вход блока 191 поступает сигнал логического уровня с выхода блока 11. Логическая единица с выхода блока 11 поступает в том случае, если заданное время поиска на данном канале истекло и сигнал не найден. При поступлении логической единицы на вход блока 192 он перестраивается на другую частоту, сигнал которой с выхода блока 19 подается на второй, управляющий вход блока 1.At the first input of block 191, a logic level signal is received from the output of block 18. If the interference level exceeds the permissible value, then the logical unit will arrive at the first input of block 191. The second input of block 191 receives a logic level signal from the output of block 11. The logical unit from the output of block 11 is received if the specified search time on this channel has expired and the signal has not been found. Upon receipt of a logical unit at the input of block 192, it is tuned to another frequency, the signal of which from the output of block 19 is supplied to the second, control input of block 1.

Функциональная схема блока управления 11 приведена на фиг.5, где введены следующие обозначения:The functional diagram of the control unit 11 is shown in figure 5, where the following notation is introduced:

111 - ключ;111 - the key;

112 - счетчик фиксированных чисел;112 - fixed number counter;

113 - формирователь;113 - shaper;

114 - бинарный счетчик.114 is a binary counter.

Блок управления 11 содержит последовательно соединенные бинарный счетчик 114, вход которого также является третьим, управляющим входом блока управления 11, ключ 111, счетчик фиксированных чисел 112 и формирователь 113, выход которого является выходом блока управления 11. При этом второй вход ключа 111 является также и вторым, синхронизируемым входом блока управления 11, а второй вход счетчика фиксированных чисел 112 является также и первым входом блока управления 11.The control unit 11 comprises a binary counter 114 connected in series, the input of which is also the third, control input of the control unit 11, a key 111, a fixed number counter 112 and a driver 113, the output of which is the output of the control unit 11. Moreover, the second input of the key 111 is also the second, synchronized input of the control unit 11, and the second input of the fixed number counter 112 is also the first input of the control unit 11.

Блок 11 работает следующим образом.Block 11 operates as follows.

На вход блока 114 поступает сигнал логического уровня с выхода блока 12. В случае, если сигнал не найден, на вход блока 114 поступит логический нуль, который, пройдя через блок 114, поступит на управляющий вход блока 111 и откроет его, то есть тактовые импульсы с выхода блока 17 через блок 111 будут беспрепятственно поступать на первый вход блока 112, который рассчитан на определенное число тактовых импульсов. Это число определяется временем, в течение которого устройство поиска будет производить обнаружение полезного сигнала на данном канале. Когда поступит заданное число тактовых импульсов, на которое рассчитан счетчик 112, на его выходе сформируется логическая единица, которая, пройдя через блок 113, подается на второй, управляющий вход блока 19.At the input of block 114, a logic level signal is received from the output of block 12. In the event that a signal is not found, a logical zero will be received at the input of block 114, which, passing through block 114, will go to the control input of block 111 and open it, that is, clock pulses from the output of block 17 through block 111 they will freely enter the first input of block 112, which is designed for a certain number of clock pulses. This number is determined by the time during which the search device will detect a useful signal on this channel. When a predetermined number of clock pulses is received, for which the counter 112 is designed, a logical unit is formed at its output, which, passing through block 113, is fed to the second, control input of block 19.

Если устройство поиска обнаружило полезный сигнал, то с выхода блока 12 на вход блока 114 поступит логическая единица и переведет его в другое состояние. С выхода блока 114 на первый, управляющий вход блока 111 поступит логическая единица и закроет его, то есть тактовые импульсы с выхода блока 17 не будут поступать на первый вход блока 112. Число тактовых импульсов не считается, и логический нуль с выхода блока 112 через блок 113 поступит на второй, управляющий вход блока 19.If the search device has detected a useful signal, then from the output of block 12 to the input of block 114 a logical unit will arrive and translate it into another state. From the output of block 114, the logical unit will enter the first control input of block 111 and close it, that is, the clock pulses from the output of block 17 will not go to the first input of block 112. The number of clock pulses is not considered, and the logic zero from the output of block 112 through the block 113 will go to the second, control input of block 19.

Если уровень помех естественного фона на входе устройства превышает допустимый, то с выхода блока 18 на второй вход блока 112 поступит логическая единица, которая обнулит его, что приготовит его для дальнейшей работы на другом канале.If the level of interference of the natural background at the input of the device exceeds the permissible, then from the output of block 18 to the second input of block 112, a logical unit will arrive, which will reset it, which will prepare it for further work on another channel.

Структурная схема блока 192 и описание его работы приведено в заявке Великобритании №1473608.The block diagram of block 192 and a description of its operation are given in UK application No. 1473608.

Блоки 112, 114 и 182 имеют широкое применение. Описание структуры и принципов построения подобных блок-схем можно найти, например, в книге М.Мэндла "200 избранных схем электроники", пер. с англ. под редакцией Ицхоки Я.С., М.: Мир, 1980 г.: блок 182 - стр.176 - 181, рис.8.6 (б).Blocks 112, 114, and 182 are widely used. A description of the structure and principles of constructing such block diagrams can be found, for example, in M. Mandle's book "200 Selected Electronics Circuits", trans. from English edited by Yitzhoka Ya.S., M .: Mir, 1980: block 182 - p. 176 - 181, fig. 8.6 (b).

Блоки 112 и 114 описаны также в книге Р.Токхейма "Основы цифровой электроники", пер. с англ. под редакцией Е.К.Масловского, М.: Мир, 1988 г.: стр.163-184.Blocks 112 and 114 are also described in the book of R. Tokheim "Fundamentals of Digital Electronics", trans. from English edited by E.K. Maslovsky, Moscow: Mir, 1988: pp. 163-184.

Реализация измерителя мощности (блок 181) не вызывает сомнений, в частности, он может быть реализован на квадратичном детекторе с конденсатором, другие методы построения измерителей мощности описаны в книге Г.Я.Мирского "Аппаратурное определение характеристик случайных процессов", М.-Л., Энергия, 1967, стр 432.The implementation of the power meter (block 181) is not in doubt, in particular, it can be implemented on a quadratic detector with a capacitor, other methods for constructing power meters are described in the book by G.Ya. Mirsky “Hardware Determination of Characteristics of Random Processes,” M.-L. , Energy, 1967, pp. 432.

Таким образом, в заявляемом устройстве время поиска сигнала может быть значительно уменьшено за счет того, что время поиска существенно снижается в тех каналах, в которых отношение сигнал/шум малое и вероятность обнаружить сигнал и принять его достаточно мала. То есть введение дополнительных блоков в заявленное устройство обеспечивает уменьшение времени поиска по сравнению с прототипом.Thus, in the inventive device, the search time of the signal can be significantly reduced due to the fact that the search time is significantly reduced in those channels in which the signal-to-noise ratio is small and the probability of detecting the signal and receiving it is quite small. That is, the introduction of additional blocks in the claimed device provides a reduction in search time compared to the prototype.

Устройство применимо, в частности, для стационарных систем связи, где уровень полезного сигнала заранее известен, а суммарный уровень полезного сигнала и помехи можно измерить.The device is applicable, in particular, for stationary communication systems, where the level of the useful signal is known in advance, and the total level of the useful signal and interference can be measured.

Claims (1)

Устройство поиска широкополосных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, линейную часть, сигнальный вход которой является входом устройства, а выход линейной части соединен с входом согласованного фильтра, содержащего последовательно соединенные предварительный фильтр, вход которого является входом согласованного фильтра, и линию задержки, (n-1) выходов которой (где n - четное число) соединены соответственно с входами со второго по n-й аттенюаторов, выходы которых соединены соответственно с входами со второго по n-й фазовращателей, выходы которых соединены со второго по n-й входами первого сумматора соответственно, кроме этого, вход линии задержки через последовательно соединенные первый аттенюатор и первый фазовращатель соединен с первым входом первого сумматора, выход которого, являющийся также и выходом согласованного фильтра, подключен к последовательно соединенным первому детектору, первому блоку сравнения с порогом и элементу И, выход которого является выходом устройства, кроме того, выходы с первого по n/2-й фазовращателей через соответствующие с первого по n/2-й инверторы соединены с первой группой n/2 входов второго сумматора соответственно, а выходы с (n/2+1)-го по n-й фазовращателей соединены соответственно со второй группой n/2 входов второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй детектор, второй блок сравнения с порогом и элемент НЕ соединен со вторым входом элемента И, отличающееся тем, что введены блок анализа помеховой обстановки естественного фона, последовательно соединенные элемент ИЛИ и перестраиваемый генератор, последовательно соединенные ключ и счетчик фиксированных чисел, при этом выход линейной части соединен с входом блока анализа помеховой обстановки естественного фона, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом обнуления счетчика фиксированных чисел, вход ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов, управляющий вход ключа подключен к выходу бинарного счетчика, вход которого подключен к выходу элемента И, выход счетчика фиксированных чисел соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а выход подстраиваемого генератора подключен к линейной части для формирования частоты ее настройки.A broadband signal search device containing a clock generator, a linear part, the signal input of which is the input of the device, and the output of the linear part is connected to the input of a matched filter containing a pre-filter connected in series, the input of which is an input of a matched filter, and a delay line, (n- 1) the outputs of which (where n is an even number) are connected respectively to the inputs from the second to the n-th attenuators, the outputs of which are connected respectively to the inputs from the second to the nth phase rotator lei, the outputs of which are connected to the second through the nth inputs of the first adder, respectively, in addition, the input of the delay line through the first attenuator and the first phase shifter connected in series is connected to the first input of the first adder, the output of which, which is also the output of the matched filter, is connected to the series connected to the first detector, the first unit of comparison with the threshold and the element And, the output of which is the output of the device, in addition, the outputs from the first to n / 2nd phase shifters through the corresponding with the first o by the n / 2-nd inverters are connected to the first group of n / 2 inputs of the second adder, respectively, and the outputs from the (n / 2 + 1) -th through the n-th phase shifters are connected respectively to the second group of n / 2 inputs of the second adder, output which, through a second detector, a second comparison unit with a threshold, and an element NOT connected to the second input of the AND element, connected in series, characterized in that a block for analyzing the disturbing environment of the natural background, a series-connected OR element, and a tunable generator, a series-connected key and a fixed number detector, while the output of the linear part is connected to the input of the natural background interference analysis unit, the output of which is connected to the first input of the OR element and the input of zeroing the fixed number counter, the key input is connected to the output of the clock generator, the key control input is connected to the binary output counter, the input of which is connected to the output of the AND element, the output of the fixed number counter is connected to the second input of the OR element, and the output of the adjustable generator is connected to the linear part for the formation of the frequency of its settings.

Images