RU2376703C1 - Broadband signal searching device - Google Patents
Broadband signal searching device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376703C1 RU2376703C1 RU2008109409/09A RU2008109409A RU2376703C1 RU 2376703 C1 RU2376703 C1 RU 2376703C1 RU 2008109409/09 A RU2008109409/09 A RU 2008109409/09A RU 2008109409 A RU2008109409 A RU 2008109409A RU 2376703 C1 RU2376703 C1 RU 2376703C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- adder
- comparator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
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 по 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 поиска на структурные помехи.Known devices for searching for broadband signals by AS No. 1003372,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, описанное в патенте РФ №2223606, Н04В 1/10, H04L 7/02, принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is the device described in RF patent No. 2223606,
На фиг.1 изображена блок-схема устройства-прототипа, где обозначено:Figure 1 shows a block diagram of a prototype device, where indicated:
1 - линейная часть;1 - linear part;
2 - согласованный фильтр;2 - matched filter;
3 - предварительный фильтр;3 - preliminary filter;
4 - линия задержки;4 - delay line;
51-5n - с первого по n-й аттенюаторы;5 1 -5 n - from the first to the n-th attenuators;
61-6n - с первого по n-й фазовращатели;6 1 -6 n - from the first to the n-th phase shifters;
7, 18 - первый и второй сумматоры;7, 18 - 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;
10 -генератор тактовых импульсов;10 - clock generator;
11 - блок управления переключением каналов;11 - channel switching control unit;
12 - элемент «И»;12 - element "And";
14 -элемент «НЕ»;14 - element "NOT";
171-17n/2 - с первого по n/2-й инверторы.17 1 -17 n / 2 - from the first to the n / 2nd inverters.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные линейную часть 1 и согласованный фильтр 2, состоящий из последовательно соединенных предварительного фильтра 3 и линии задержки 4, (n-1) выходов которой соединены с входами соответственно со второго по n-й аттенюаторов 52-5n, выходы которых соединены с входами соответственно со второго по n-й фазовращателей 62-6n, выходы которых соединены с входами соответственно со второго по n-й сумматора 7. При этом выход предварительного фильтра 3 соединен с входом первого аттенюатора 51, выход которого через первый фазовращатель 61 соединен с первым входом сумматора 7, выход которого является выходом согласованного фильтра 2 и соединен с входом первого детектора 8, выход которого через первый блок сравнения с порогом 9 соединен с первым входом элемента «И» 12, выход которого является выходом устройства и соединен с управляющим входом блока управления переключением каналов 11, выход которого соединен со вторым входом линейной части 1, первый вход которой является входом устройства. Причем выход генератора тактовых импульсов 10 соединен с синхронизирующим входом блока управления переключением каналов 11. Кроме того, выходы с первого по n/2-й инверторов 171-17n/2 соединены соответственно с первой группой n/2 входов второго сумматора 18, входы с первого по n/2-й инверторов 171-17n/2 соединены с n/2 входами первой группы первого сумматора 7, а n/2 входов второй группы второго сумматора 18 соединены соответственно с n/2 входами второй группы первого сумматора 7. Выход второго сумматора 18 через последовательно соединенные второй детектор 15, второй блок сравнения с порогом 16 и элемент «НЕ» 14 соединен со вторым входом элемента «И» 12. При этом вход предварительного фильтра 3 является входом согласованного фильтра 2.The prototype device contains a series-connected
Устройство-прототип работает следующим образом. На первый вход линейной части 1 поступает сигнал, структурная помеха или их смесь. С выхода линейной части 1 сигнал поступает на вход согласованного фильтра 2, где через предварительный фильтр 3 поступает на вход линии задержки 4. С выхода предварительного фильтра 3 и с n выходов линии задержки 4 через соответствующие с первого по n-й аттенюаторы 51-5n сигнал поступает на входы соответствующих с первого по n-й фазовращатели 61-6n и далее на соответствующие входы первого сумматора 7. Параметры линии задержки 4, аттенюаторов 51-5n и фазовращателей 61-6n выбираются таким образом, чтобы на выходе первого сумматора 7, являющимся также и выходом согласованного фильтра 2, и на входе первого детектора 8 элементы сигнала складывались в фазе и давали значение функции автокорреляции полезного сигнала, а на выходе первого детектора 8 при этом будет значение огибающей функции автокорреляции полезного сигнала. Превышение порога в первом блоке сравнения с порогом 9 приводит к тому, что на второй вход элемента «И» 12 поступит логическая единица.The prototype device operates as follows. The first input of the
Одновременно с n входов первого сумматора 7 сигнал поступает на соответствующие n входов второго сумматора 18, причем n/2 входов первой группы первого сумматора 7 через n/2 инверторов 171-17n/2 соединены с первой группой n/2 соответствующих входов второго сумматора 18. Это приводит к тому, что в момент времени, когда на выходе первого сумматора 7 все n элементов сигнала сложатся синфазно, то и на выходе второго сумматора 18 n/2 элементов сложатся синфазно, а n/2 остальных элементов сигнала сложатся с противоположной фазой, т.е. значение автокорреляционной функции сигнала на выходе второго сумматора 18 будет близко к нулю. Соответственно, не будет превышен порог в блоке 16 и с выхода элемента «НЕ» 14 на первый вход элемента «И» 12 поступит логическая единица. Следовательно, с выхода элемента «И» 12 выйдет логическая единица и поступит на управляющий вход блока управления переключением каналов 11, что приведет к фиксации данного канала, так как выход логической единицы с выхода элемента «И» 12 означает, что сигнал найден и поиск закончен.Simultaneously with n inputs of the
Если на второй вход линейной части 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 и функции взаимной корреляции помехи в блоке 9 приведет к поступлению на второй вход элемента «И» 12 логической единицы. Вероятность того, что в этот же момент значение функции взаимной корреляции не превысит порог в блоке 16, достаточно мала. То есть с выхода блока 14 на первый вход элемента «И» 12 поступит логический нуль. Следовательно, с выхода элемента «И» 12 на управляющий вход блока управления переключением каналов 11 поступит логический нуль, означающий, что сигнал не найден, переключение каналов может быть продолжено, поиск полезного сигнала будет продолжен.If the second input of the
Если на второй вход линейной части 1 поступит мощная структурная помеха, 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 элемента «И» 12 поступит логический нуль, а на второй вход элемента «И» 12 поступит логическая единица. С выхода элемента «И» 12 на управляющий вход блока управления переключением каналов 11 поступит логический нуль и поиск сигнала будет продолжен на других каналах.If a powerful structural interference arrives at the second input of the
Недостатком устройства-прототипа является нестабильность помехоустойчивого поиска широкополосных сигналов (ШПС) по задержке, а именно, заранее подключенные выводы линии задержки часто не соответствуют тем выходам, где требуется произвести инвертирование принятого сигнала, что создает вероятность синхронизации устройств поиска на структурные помехи.The disadvantage of the prototype device is the instability of the noise-tolerant search for broadband signals (SHPS) by delay, namely, the pre-connected outputs of the delay line often do not correspond to those outputs where it is necessary to invert the received signal, which creates the likelihood of synchronization of the search devices for structural interference.
Для устранения указанного недостатка в устройство поиска широкополосных сигналов, содержащее последовательно соединенные линейную часть и согласованный фильтр, состоящий из последовательно соединенных предварительного фильтра и линии задержки, выходы со 2-го по n-й которой соединены с входами соответствующих со 2-го по n-й аттенюаторов, выходы которых соединены с входами соответствующих со 2-го по n-й фазовращателей, при этом выход предварительного фильтра через 1-й аттенюатор соединен с входом 1-го фазовращателя, выходы всех фазовращателей соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом согласованного фильтра и через последовательно соединенные детектор и блок сравнения с порогом соединен с первым входом логического элемента «И», выход которого является выходом устройства и соединен с управляющим входом блока управления переключением каналов, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем выход блока управления переключением каналов подсоединен ко второму входу линейной части, первый вход которой является входом устройства, согласно изобретению введен компаратор, первый вход которого является входом установки порогового напряжения VK, а n остальных его входов соединены с n входами сумматора 7, при этом выход компаратора соединен со вторым входом логического элемента «И».To eliminate this drawback, a broadband signal search device containing a linearly connected linear part and a matched filter consisting of a preliminary filter and a delay line connected in series, the outputs from the 2nd to the nth of which are connected to the inputs from the 2nd to n- attenuators, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding from the 2nd to the n-th phase shifters, while the output of the preliminary filter through the 1st attenuator is connected to the input of the 1st phase shifter, the outputs of all phase shifters th are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which is the output of the matched filter and through a series-connected detector and comparison unit with a threshold connected to the first input of the logic element "I", the output of which is the output of the device and connected to the control input of the channel switching control unit, the synchronizing input which is connected to the output of the clock generator, and the output of the channel switching control unit is connected to the second input of the linear part, the first input to which is the input of the device, according to the invention, a comparator is introduced, the first input of which is the input of the threshold voltage setting V K , and the n remaining inputs are connected to n inputs of the
На фиг.2 изображена блок-схема предлагаемого устройства поиска широкополосного сигнала, где использованы следующие обозначения:Figure 2 shows a block diagram of the proposed device for searching for broadband signal, where the following notation is used:
1 - линейная часть;1 - linear part;
2 - согласованный фильтр;2 - matched filter;
3 - предварительный фильтр;3 - preliminary filter;
4 - линия задержки;4 - delay line;
51-5n - с 1-го по n-й аттенюаторы;5 1 -5 n - from the 1st to the n-th attenuators;
61-6n - с 1-го по n-й фазовращатели;6 1 -6 n - from the 1st to the n-th phase shifters;
7 - сумматор;7 - adder;
8 - детектор;8 - detector;
9 - блок сравнения с порогом;9 is a comparison block with a threshold;
10 - генератор тактовых импульсов;10 - clock generator;
11 - блок управления переключением каналов;11 - channel switching control unit;
12 - логический элемент «И»;12 - logical element "AND";
13 - компаратор.13 is a comparator.
Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные линейную часть 1 и согласованный фильтр 2, состоящий из последовательно соединенных предварительного фильтра 3 и линии задержки 4, выходы которой со 2-го по n-й соединены с входами соответствующих аттенюаторов 52-5n, выходы которых соединены с входами соответствующих фазовращателей 62-6n, при этом выход предварительного фильтра 3 через первый аттенюатор 51 соединен с входом первого фазовращателя 61. Выходы n фазовращателей 61-6n подсоединены к соответствующим входам сумматора 7, выход которого является выходом согласованного фильтра 2 и через последовательно соединенные детектор 8 и блок сравнения с порогом 9 соединен с первым входом логического элемента «И» 12, выход которого является выходом устройства и соединен с управляющим входом блока управления переключением каналов 11, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 10, причем выход блока управления переключением каналов 11 подсоединен ко второму входу линейной части 1, первый вход которой является входом устройства. Второй вход элемента «И» 12 соединен с выходом компаратора 13, первый вход которого является входом установки порогового напряжения VK, а n остальных его входов соединены с n входами сумматора 7.The proposed device contains a series-connected
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
На первый вход линейной части 1, являющийся входом устройства, поступает сигнал, структурная помеха или их смесь. Поступление положительного потенциала от блока управления переключением каналов 11 на второй вход линейной части 1 означает начало работы устройства. С выхода линейной части 1 сигнал поступает на вход согласованного фильтра 2, где через предварительный фильтр 3 поступает на вход линии задержки 4. С выхода предварительного фильтра 3 и с n выходов линии задержки 4 через соответствующие с первого по n-й аттенюаторы 51-5n сигнал поступает на входы соответствующих с первого по n-й фазовращатели 61-6n и далее на соответствующие входы первого сумматора 7.The first input of the
Параметры линии задержки 4, n аттенюаторов 5 и n фазовращателей 6 выбираются таким образом, чтобы на выходе сумматора 7, являющемся также и выходом блока 2, соединенным с входом детектора 8, элементы сигнала складываются в фазе и дают значение функции автокорреляции полезного сигнала, а на выходе детектора 8 будет выделяться напряжение огибающей функции автокорреляции полезного сигнала. Превышение порога в блоке сравнения с порогом 9 приводит к тому, что на первый вход элемента «И» 12 поступает логическая единица.The parameters of the
Одновременно с выходов n фазовращателей 61-6n сигнал поступает на соответствующие n входов компаратора 13, схема которого приведена на фиг.3а, где обозначено:Simultaneously with the outputs of n phase shifters 6 1 -6 n the signal is supplied to the corresponding n inputs of the comparator 13, the circuit of which is shown in Fig.3A, where it is indicated:
входы 1, 2, …, n компаратора 13 (фиг.2) являются соответственно входами 13.1, 13.2, …, 13.n;the
вход 13.k является входом установки порога;input 13.k is the threshold setting input;
13.С - операционный усилитель;13. C - operational amplifier;
13.01, 13.04 - резисторы делителя;13.01, 13.04 - resistors of the divider;
13.03 - конденсатор;13.03 - capacitor;
13.02, 13.1k, 13.11, 13.2, …, 13.n - резисторы.13.02, 13.1k, 13.11, 13.2, ..., 13.n are resistors.
Компаратор 13 содержит операционный усилитель 13.С, к инвертирующему входу которого через соответствующие резисторы 13.11, 13.12, 13.1n, 13.1k подсоединены входы компаратора 13.1, 13.2, 13.n, 13.k. Между выходом операционного усилителя 13.С и общей шиной включен делитель на резисторах 13.01 13.04, средняя точка которого через параллельно соединенные резистор 13.02 и конденсатор 13.03 подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя 13.С.The comparator 13 contains an operational amplifier 13.C, to the inverting input of which, through the corresponding resistors 13.11, 13.12, 13.1n, 13.1k, the inputs of the comparator 13.1, 13.2, 13.n, 13.k are connected. A divider on resistors 13.01 13.04 is connected between the output of the operational amplifier 13.C and the common bus, the midpoint of which is connected through a parallel-connected resistor 13.02 and the capacitor 13.03 to the non-inverting input of the operational amplifier 13.C.
Работает компаратор 13 следующим образом.The comparator 13 operates as follows.
Устанавливаемое пороговое напряжение VK поступает на вход 13.k. С делителя на резисторах 13.01 13.04 напряжение через параллельно соединенные резистор 13.02 и конденсатор 13.03 подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 13.С.The set threshold voltage V K is input 13.k. From the divider on the resistors 13.01 13.04, the voltage through the parallel connected resistor 13.02 and the capacitor 13.03 is supplied to the non-inverting input of the operational amplifier 13.C.
Сигналы, подаваемые на входы 13.11, 13.2, …, 13.n, складываются в соответствии с формулой:The signals supplied to the inputs 13.11, 13.2, ..., 13.n are added in accordance with the formula:
. .
Пороговое напряжение VK вычитается, как показано на фиг.3б. В результате половина сигналов Vi, будет складываться с одним знаком, а половина - с противоположным. Причем знак суммируемых напряжений определяется формой, расширяющей спектр последовательности, а не устанавливается заранее, как в прототипе. При превышении значения порога VK суммарным напряжением . на выходе компаратора 13 устанавливается низкий потенциал (логический «нуль»), как показано на фиг.3б, указывая, что сигнал не найден.The threshold voltage V K is subtracted, as shown in figb. As a result, half of the signals V i will add up with one sign, and half with the opposite. Moreover, the sign of the summed stresses is determined by the form, expanding the spectrum of the sequence, and is not set in advance, as in the prototype. If the threshold value V K is exceeded by the total voltage . at the output of the comparator 13, a low potential (logical “zero”) is set, as shown in FIG. 3b, indicating that the signal was not found.
Если установленный порог VK не превышен, то это означает, что сигнал найден. При этом на выходе компаратора 13 устанавливается высокий потенциал (логическая «единица»). Для обеспечения надежности работы компаратора 13 элементы рассчитываются таким образом, чтобы подавлять пульсации сигнала, что отражено характеристикой, приведенной на фиг.3б.If the set threshold V K is not exceeded, then this means that the signal is found. In this case, at the output of the comparator 13, a high potential is set (logical “unit”). To ensure the reliability of the comparator 13, the elements are calculated in such a way as to suppress the ripple of the signal, which is reflected in the characteristic shown in figb.
Если установленный порог VK не превышен, то это означает, что сигнал найден. При этом на выходе компаратора 13 устанавливается высокий потенциал (логическая «единица»). Также высокий потенциал появляется на выходе схемы «И» 12, выход которой подключен к управляющему входу блока управления переключением каналов 11. В результате на выходе блока управления переключением каналов 11 устанавливается низкий потенциал, означающий окончание поиска сигнала. В случае низкого потенциала на выходе компаратора 13 и соответственно на выходе схемы «И» 12 и управляющем входе блока управления переключением каналов 11 устанавливается высокий потенциал, означающий продолжение поиска сигнала на новых радиоданных. При поступлении положительного перепада импульса от тактового генератора 10 на синхронизирующий вход блока управления переключением каналов 11 возобновляется поиск сигнала на новых радиоданных. Для обеспечения надежности работы компаратора 13 элементы рассчитываются таким образом, чтобы подавлять пульсации сигнала, что отражено характеристикой, приведенной на фиг.3б.If the set threshold V K is not exceeded, then this means that the signal is found. In this case, at the output of the comparator 13, a high potential is set (logical “unit”). Also, a high potential appears at the output of the And
Сигнал с выхода компаратора 13 поступает на второй вход элемента «И» 12. В случае поступления высокого потенциала на управляющий вход блока управления переключением каналов 11 поиск заканчивается, означая, что сигнал найден. Если потенциал на управляющем входе блока управления переключением каналов 11 будет низким, то это означает, что сигнал не найден и подается сигнал на переключение каналов на второй вход линейной части 1. На синхронизирующий вход блока управления переключением каналов 11 подается сигнал от генератора тактовых импульсов 10, обеспечивающий тактирование работы устройства поиска широкополосных сигналов.The signal from the output of the comparator 13 is fed to the second input of the element "And" 12. In the case of a high potential at the control input of the control unit for switching
Блок 10 может быть выполнен на основе различных типов генераторов, например на основе кварцевого генератора, приведенного в патенте RU 2311727, Н03В 5/36.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109409/09A RU2376703C1 (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Broadband signal searching device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109409/09A RU2376703C1 (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Broadband signal searching device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008109409A RU2008109409A (en) | 2009-10-10 |
RU2376703C1 true RU2376703C1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41260091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008109409/09A RU2376703C1 (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Broadband signal searching device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376703C1 (en) |
-
2008
- 2008-03-11 RU RU2008109409/09A patent/RU2376703C1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008109409A (en) | 2009-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10075154B1 (en) | Analog front end circuit of an optical pulse energy digitizer | |
US5694068A (en) | Digital phase-locked loop (PLL) having multilevel phase comparators | |
CN102361456A (en) | Clock phase alignment and adjustment circuit | |
US20030058014A1 (en) | Delay locked loop | |
RU2376703C1 (en) | Broadband signal searching device | |
US2514671A (en) | Decoder for pulse code modulation | |
US3634772A (en) | Digital band-pass detector | |
US6313621B1 (en) | Method and arrangement for determining the phase difference between two timing signals | |
RU2300170C1 (en) | Phase-frequency detector | |
CN113328745A (en) | Time interval measuring system and method | |
RU2469471C1 (en) | Pulse selector | |
RU2313183C2 (en) | Device for finding broadband signals | |
RU2273953C1 (en) | Device for finding broadband signals | |
SU1693713A1 (en) | Digital phase discriminator | |
US5801560A (en) | System for determining time between events using a voltage ramp generator | |
SU839067A1 (en) | Frequency divider with either integer countdown ratio | |
RU2244375C1 (en) | Broadband signal search device | |
SU869074A1 (en) | Clock synchronization device | |
SU1378029A1 (en) | Pulse shaper | |
SU790272A1 (en) | Digital frequency discriminator | |
SU1072755A1 (en) | Pulse repetition frequency multiplier | |
RU2223606C1 (en) | Broadband signal searching device | |
SU815862A1 (en) | Frequency discriminator | |
SU1109928A2 (en) | Digital synchronizing device | |
SU366572A1 (en) | ALL-UNIQUE • PZTE;: 7..s -.-. '; Ь :: ^ 1Е1ГА ;; ; bkbsho7e; cha, IBA ^ _ ^ |