RU2797027C1 - Устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов произвольной формы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники и может быть применено в составе аппаратуры радиосвязи, радиолокации, радиоразведки, дистанционного зондирования и т.п. для одновременного измерения значений времени прихода и длительности последовательности сверхширокополосных сигналов (СШП) с неизвестными амплитудой и начальной фазой на фоне случайных искажений. Техническим результатом изобретения является реализации возможности создания новых систем связи и передачи данных с упрощенным в исполнении устройством, которые могут использоваться в условиях сложной помеховой обстановки. Устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности СШП квазирадиосигналов (КРС) произвольной формы дополнительно содержит первую линию задержки с N -выходами на входе устройства, третий, четвертый, седьмой и восьмой сумматоры, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой усилители, пятый, шестой, девятый и десятый интеграторы, первый и второй блок удвоения частоты, первый и второй блок удвоения начальной фазы, четвертый и пятый умножители и N-1 устройств А. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть применено в составе аппаратуры радиосвязи, радиолокации, радиоразведки, дистанционного зондирования и т.п.для одновременного измерения значений времени прихода и длительности последовательности сверхширокополосных сигналов (СШП) с неизвестными амплитудой и начальной фазой на фоне случайных искажений.

В практических приложениях статистической радиофизики, теории связи, радио- и гидролокации, радиоастрономии, дефектоскопии и сейсмологии актуальна задача приема сигнала с неизвестными временем прихода и длительностью. Также последние годы активно развивается направление, связанное с применением СШП сигналов и их последовательностей. Основное их преимущество перед традиционными узкополосными и широкополосными сигналами - это то, что СШП сигналы позволяют увеличить пропускную способность канала связи, а также обладают более высокой разрешающей способностью. В последние годы СШП сигналы успешно применяются в различных областях науки и техники. Сверхширокополосные технологии продолжают бурное и стремительное развитие, о чем свидетельствует как постоянно увеличивающееся количество публикаций, так и продвижение на рынок соответствующих технологий и средств. Большое число практических задач требует измерения неизвестных параметров СШП сигналов на фоне случайных искажений. Оптимальные алгоритмы измерения времени прихода и длительности сигналов в предположении полной априорной неопределенности также находят применение в различных системах синхронизации беспроводных средств связи.

Среди множества СШП сигналов выделяют отдельный класс - СШП квазирадиосигналы (КРС), структура которых подобна узкополосным радиосигналам, но условие относительной узкополосности для них не выполняется. Предлагаемое устройство измерения времени прихода и длительности работает с некогерентной последовательностью СШП КРС. Под некогерентной последовательностью понимается последовательность импульсов, в которой каждый импульс имеет различные значения амплитуды, начальной фазы, частоты и формы огибающей, при этом амплитуды и начальные фазы каждого из импульсов полагаются неизвестными. Использование последовательности СШП КРС вместо одиночных сигналов при передаче информации позволяет повысить помехозащищенность и скрытность радиолинии. Таким образом, синтез оптимального устройства измерения времени прихода и длительности последовательности СШП КРС с неизвестными параметрами позволит измерять время прихода и длительность сигналов с априори неизвестными параметрами в интересах создания перспективных систем радиосвязи, радиолокации и др.

В настоящее время подробно изучены алгоритмы измерения времени прихода и длительности одиночных узкополосных радиоимпульсов с неизвестными амплитудой и начальной фазой [1]. Однако известные методы измерения времени прихода и длительности радиосигналов, основанные на свойствах их узкополосности, не могут быть применены к СШП сигналам, а также к их последовательностям.

В работах [2, 3] исследованы алгоритмы измерения длительности прямоугольного импульса, а в работе [4] - сигнала произвольной формы. Также известен измеритель временного положения и длительности видеоимпульса [5]. Однако в ряде практических приложений неизвестным оказывается время прихода сигнала. Синтезированные алгоритмы и устройства не могут быть применены к СШП КРС, поскольку в них не учитывается наличие несущей в сигнале, а также не учитывают особенности приема пачки импульсов, что существенно упрощает их структуру.

В работе [6] синтезированы максимально правдоподобный и квазиправдоподобный алгоритмы оценки длительности СШП КРС. А в работе [7] исследованы максимально правдоподобный и квазиоптимальный алгоритмы оценки времени прихода СШП КРС с неизвестной амплитудой и фазой. Однако данные алгоритмы не могут быть использованы при проектировании перспективных радиофизических систем поскольку не учитывают совместное оценивание времени прихода и длительности сигнала, а также способны обрабатывать только одиночные сигналы.

В работе [8] было синтезировано устройство обнаружения когерентной последовательности СШП КРС с неизвестными амплитудой и начальной фазой, наблюдаемой на фоне белого гауссовского шума. Синтезированный обнаружитель имеет схожую структуру с устройством измерения амплитуды [9], однако отличается своим назначением от предлагаемого устройства.

Наиболее близким по совокупности признаков является измеритель времени прихода и длительности одиночного узкополосного радиосигнала [1], включающий квадратор, тцесть сумматоров, четыре инвертора, два устройства сброса интеграторов, два аттенюатора, линию задержки, интегратор, работающий на интервале

, интегратор, работающий на интервале

, экстрематор, работающий на интервале,

где

, экстрематор, работающий на интервале

, где

, а также одно устройство А, которое содержит три умножителя, усилитель, аттенюатор, генератор модулирующего сигнала с уровнем а, генератор гармонического сигнала (sin), генератор ожидаемого значения начальной фазы, два интегратора, работающих на интервале

, два интегратора, работающих на интервале

, фазовращатель, который изменяет начальную фазу гармонического сигнала с генератора 3.2 на π/2, фазовращатель, который изменяет начальную фазу сигнала с генератора 3.3 на π/2, два сумматора (прототип). Недостатком известного устройства является возможность измерения значений времени прихода и длительности только одиночного узкополосного радиосигнала.

Задача предлагаемого технического решения - измерение времени прихода и длительности некогерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов при априори неизвестных амплитуде и начальной фазе сигнала и изменяющихся от импульса к импульсу амплитуде, начальной фазе, частоте, огибающей, времени прихода, длительности сигнала.

Технический результат, который может быть получен при его осуществлении, заключается в реализации возможности создания новых систем связи и передачи данных с упрощенным в исполнении устройством, которые могут использоваться в условиях сложной помеховой обстановки, также устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности СШП КРС при априори неизвестных параметрах сигнала может быть использовано в интересах задач радиоразведки и при проведении технического анализа сигналов.

Технический результат достигается тем, что устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности СШП КРС произвольной формы содержит на входе устройство А, которое содержит последовательно соединенные первый умножитель, первый аттенюатор и первый усилитель, при этом первый вход первого умножителя является входом устройства А, а второй вход подключен к первому выходу первого генератора модулирующего сигнала с уровнем а, выход первого усилителя подключен к первым входам каналов обработки синфазной и квадратурной составляющих принимаемого сигнала, при этом канал обработки синфазной составляющей принимаемого сигнала содержит последовательно соединенные второй умножитель и первый, второй интеграторы, которые между собой соединены параллельно, также канал обработки квадратурной составляющей принимаемого сигнала содержит последовательно соединенные третий умножитель и третий, четвертый интеграторы, которые между собой соединены параллельно, выходы первого и третьего интеграторов подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно, а выходы второго и четвертого интеграторов соединены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, причем второй вход второго умножителя соединен с третьим выходом второго генератора гармонического сигнала, третий вход второго умножителя соединен с третьим выходом третьего генератора ожидаемого значения начальной фазы, а второй вход третьего умножителя - с первым выходом первого фазовращателя, вход которого соединен со первым выходом второго генератора гармонического сигнала, а третий вход третьего умножителя - с первым выходом второго фазовращателя, вход которого соединен со вторым выходом третьего генератора ожидаемого значения начальной фазы, выход первого сумматора является первым выходом устройства А, который подключен к первому входу пятого сумматора, выход второго сумматора является вторым выходом устройства А, который подключен к первому входу шестого сумматора, первый выход пятого сумматора подключен к первому входу девятого сумматора, а второй выход пятого сумматора подключен ко второму входу девятого сумматора через последовательно соединенные вторую линию задержки и третий инвертор, выход девятого сумматора подключен ко входу второго экстрематора, первый выход которого подключен к первому входу десятого сумматора через четвертый инвертор, выход шестого сумматора подключен ко второму входу десятого сумматора через первый экстрематор, выход десятого сумматора подключен ко входу первого устройства сброса интеграторов, которое является первым выходом устройства, второй выход второго экстрематора соединен с первым входом одиннадцатого сумматора, ко второму входу которого подключен второй выход первого экстрематора, выход одиннадцатого сумматора соединен с первым входом двенадцатого сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего аттенюатора, выход двенадцатого сумматора подключен ко входу второго устройства сброса интеграторов, которое является вторым выходом устройства, второй выход первого генератора модулирующего сигнала с уровнем а является третьим выходом устройства А и соединен со входом квадратора, выход которого подключен ко входу второго аттенюатора, второй выход которого подключен ко второму входу пятого сумматора через последовательно соединенные седьмой интегратор и первый инвертор, а третий выход второго аттенюатора подключен ко второму входу шестого сумматора через последовательно соединенные восьмой интегратор и второй инвертор, согласно изобретению, устройство дополнительно содержит первую линию задержки с N -выходами на входе устройства, третий, четвертый, седьмой и восьмой сумматоры, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой усилители, пятый, шестой, девятый и десятый интеграторы, первый и второй блок удвоения частоты, первый и второй блок удвоения начальной фазы, четвертый и пятый умножители, N-1 устройств А, при этом входом каждого устройства А является один из N -выходов первой линии задержки, первым выходом каждого устройства - выход с первого сумматора на один из N -входов третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу пятого сумматора, вторым выходом - выход со второго сумматора на один из N-входов четвертого сумматора, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, третьим выходом - второй выход первого генератора модулирующего сигнала с уровнем а на один из N-входов квадратора, четвертым выходом - второй выход второго генератора гармонического сигнала на один из N -входов первого блока удвоения частоты, выход которого соединен с первым входом четвертого умножителя, пятым выходом - первый выход третьего генератора ожидаемого значения начальной фазы на один из N-входов первого блока удвоения начальной фазы, выход которого подключен к третьему входу четвертого умножителя, шестым выходом - второй выход первого фазовращателя на один из N-входов второго блока удвоения частоты, выход которого подключен к первому входу пятого умножителя, седьмым выходом - второй выход второго фазовращателя на один из N -входов второго блока удвоения начальной фазы, выход которого соединен с третьим входом пятого умножителя, второй вход четвертого умножителя подключен к первому выходу второго аттенюатора, первый выход четвертого умножителя подключен к первому входу седьмого сумматора через последовательно соединенные пятый интегратор и второй усилитель, а второй выход четвертого умножителя подключен к первому входу восьмого сумматора через последовательно соединенные шестой интегратор и третий усилитель, выход седьмого интегратора через четвертый усилитель подключен ко второму входу седьмого сумматора, выход которого подключен ко входу первого инвертора, выход восьмого интегратора через пятый усилитель соединен со вторым входом восьмого сумматора, выход которого соединен со входом второго инвертора, второй вход пятого умножителя подключен к четвертому выходу второго аттенюатора, первый выход пятого умножителя подключен к третьему входу седьмого сумматора через последовательно соединенные девятый интегратор и шестой усилитель, а второй выход пятого умножителя подключен к третьему входу восьмого сумматора через последовательно соединенные десятый интегратор и седьмой усилитель.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, где обозначено:

1.1, 1.2- линии задержки;

2.1-2.5- умножители;

3.1- генератор модулирующего сигнала с уровнем а;

3.2 - генератор гармонического сигнала (sin);

3.3 - генератор ожидаемого значения начальной фазы;

4.1-4.3 - аттенюаторы;

5.1-5.7 - усилители;

6.1 - фазовращатель (изменение начальной фазы гармонического сигнала с генератора 3.2 на π/2);

6.2 - фазовращатель (изменение начальной фазы сигнала с генератора 3.3 на π/2);

7.1, 7.3, 7.5, 7.7, 7.9 - интеграторы на интервале

;

7.2, 7.4, 7.6, 7.8, 7.10 - интеграторы интервале

;

8.1-8.12 - сумматоры;

9 - квадратор;

10.1, 10.2 - блоки удвоения частоты;

11.1, 11.2- блоки удвоения начальной фазы;

12.1-12.4 - инверторы;

13.1- экстрематор на интервале

, где

;

13.2- экстрематор на интервале

, где

;

14.1, 14.2 - устройства сброса интеграторов.

Устройство работает следующим образом.

Приемник, в состав которого входит измеритель времени прихода и длительности, осуществляет сканирование и анализ радиоэфира. Время прихода λ и длительность τ сигнала могут принимать значения из априорной области на интервале Λ, описываемой неравенствами

, где Λ₀ является истинным значением времени прихода сигнала, а T₁ и Т₂ - границы заданного априорного интервала длительности. В выбранной системе отсчета времени положение переднего фронта сигнала

может принимать значения из отрезка

, а положение заднего фронта

- из отрезка

. На интервале времени

на вход измерителя времени прихода и длительности поступает реализация (случайный сигнал)

, представляющая собой аддитивную смесь полезного сигнала

и гауссовского белого шума n(t). Считается, что сигнал полностью размещается в интервале наблюдения, т.е.

. Также полагается, что в моменты появления

и исчезновения

принятого сигнала функция ƒ_k(t) не равна нулю, и следовательно, сигнал появляется и исчезает скачком, т.е. является разрывным, что приводит к нарушению условий регулярности.

Пачка (последовательность) СШП КРС произвольной формы, время прихода и длительность которых подлежат измерению, имеет вид

где N - количество импульсов в последовательности, Т₀ - период повторения,

. Каждый импульс последовательности представляет собой СШП КРС, определяемый выражением

где

а_k, ϕ_k, ω_k, λ_k, τ_k, ƒ_k (t) - амплитуда, начальная фаза, частота, время прихода, длительность и модулирующая функция, описывающая форму k-го импульса последовательности соответственно.

Генератор 3.1 измерителя времени прихода и длительности формирует модулирующие сигналы ƒ_k(t) с соответствующим ожидаемым уровнем а_k, генератор 3.2 формирует гармонический сигнал sin(ω_kt) на частотах ω_k, генератор 3.3 формирует ожидаемые значения начальной фазы ϕ_k. Принимаемый случайный сигнал ξ(t) поступает в линию задержки 1.1 с N-отводами через время, равное периоду повторения импульсов в последовательности Т₀ и задерживается. Каждый из N-выходов линии задержки 1.1 поступает на вход каждого устройства А, содержащее в себе блоки 2.1-2.3, 3.1-3.3, 4.1, 5.1, 6.1, 6.2, 7.1-7.4, 8.1-8.2. Таким образом, устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности СШП КРС является многоканальным устройством содержащим линию задержки 1.1, N устройств А, а также блоки 1.2, 2.4, 2.5, 4.2, 4.3, 5.2-5.7, 7.5-7.10, 8.3-8.12, 9, 10.1, 10.2, 11.1, 11.2, 12.1-12.4, 13.1, 13.2, 14.1, 14.2. Каждое из N устройств А содержит в своем составе первый генератор модулирующей функции с уровнем а_k 3.1, что позволяет для каждого импульса последовательности формировать собственную огибающую ƒ_k(t) для повышения эффективности измерения времени прихода и длительности, а также обеспечения возможности приема сигнала в условиях сложной помеховой обстановки. Сигнал с каждого из N -выходов линии задержки 1.1 поступает на вход устройства А и в умножителе 2.1 устройства измерения времени прихода и длительности умножается на модулирующий сигнал с уровнем а_k генератора 3.1. После ослабления в аттенюаторе 4.1 в N₀ раз, где N₀ - числовое значение априори известной величины спектральной плотности мощности шума, сигнал усиливается в два раза в усилителе 5.1, и в итоге на его выходе имеем сигнал, усиленный с коэффициентом

. Далее полученный сигнал перемножается с гармоническим сигналом генератора 3.2 и сигналом с генератора 3.3 в умножителе 2.2 на сигнал sin(ω_kt) и на сигнал sin(ϕ_k) соответственно, а в умножителе 2.3 - на сигнал cos(ω_kt) и на сигнал cos(ϕ_k), подаваемые с генератора 3.2 через фазовращатель 6.1, где происходит изменение фазы гармонического сигнала на π/2, и с генератора 3.3 через фазовращатель 6.2 соответственно. Затем полученные сигналы с выхода умножителя 2.2 поступают на вход интеграторов 7.1 и 7.2, а с выхода умножителя 2.3 - на вход интеграторов 7.3 и 7.4 соответственно. В результате получаем с выхода блоков 7.3 и 7.4 синфазные составляющие Х_1k, Х_2k, а с выхода блоков 7.1 и 7.2 квадратурные составляющие Y_1k, Y_2k каждого из N импульсов последовательности, домноженные на a_kcos(ϕ_k) и a_ksin(ϕ_k) соответственно.

Составляющие принимаемого сигнала в одном из N -каналов с выходов интегратора 7.1 и интегратора 7.3 суммируются в сумматоре 8.1, ас выходов интегратора 7.2 и интегратора 7.4 суммируются в сумматоре 8.2. Таким образом, каждое из N устройств А имеет по 2 выхода с квадратурных каналов - с блоков 8.1, 8.2 соответственно. Сигналы с каждого из N-блоков 8.1, поступают на сумматор 8.3 с N -входами, на выходе которого формируется случайная величина Z₁, равная сумме случайных величин

, где

,

, с N -блоков 8.2 - поступают на сумматор 8.4 с N -входами, на выходе которого формируется случайная величина Z₂, равная сумме случайных величин

, где

,

. Сформированные случайные величины для всей последовательности сигналов позволяют завершить обработку сигнала в одноканальном режиме, что существенно позволяет упростить конструкцию устройства. Кроме выходов с блоков 8.1 и 8.2 каждое из N устройств А имеет выходы с блоков 6.1, 6.2, 3.1-3.3, сигналы с которых поступают на каждый из N -входов блоков 10.2, 11.2, 9, 10.1, 11.1 соответственно.

Формирование сигналов Х₁, Х₂ и Y₁, Y₂ заключается в умножении принимаемого сигнала ξ(t) на произведение модулирующей функции и гармонической несущей с последующим интегрированием, что соответствует переносу сигнала на нулевую частоту. В случае узкополосного сигнала этого достаточно для измерения времени прихода и длительности, поскольку составляющие сигнала на удвоенной частоте 2ω пренебрежимо малы. Также помимо синфазной и квадратурной составляющих принимаемого сигнала, устройство формирует нормированные (синфазные) составляющие модулирующего сигнала на нулевой частоте - Q₁, Q₂. Так как для измерения времени прихода и длительности СШП КРС требуется учитывать помимо низкочастотных еще и высокочастотные составляющие, устройство формирует дополнительно нормированные синфазные составляющие модулирующего сигнала на удвоенной частоте - Р_с1, Р_с2 и нормированные квадратурные составляющие модулирующего сигнала на удвоенной частоте - P_s1, P_s2. Формирование указанных составляющих модулирующего сигнала осуществляется следующим образом. Сигнал ƒ_k(t) со второго выхода генератора 3.1 поступает на один из N -входов квадратора 9, затем ослабляется в аттенюаторе 4.2 в 2N₀ раз, и подается на входы интеграторов 7.7, 7.8 непосредственно, на входы интеграторов 7.5 и 7.6 - через умножитель 2.4, где перемножается с каждым из N гармоническим сигналом с генератора 3.2 с выхода блока удвоения частоты 10.1 и с каждым из N гармоническим сигналом с генератора 3.3 с выхода блока удвоения начальной фазы 11.1, а на входы интеграторов 7.9, 7.10 - через умножитель 2.5, где перемножается с гармоническим сигналом с генератора 3.2, прошедшего через фазовращатель 6.1, и один из N-входов блока удвоения частоты 10.2 и с гармоническим сигналом с генератора 3.3, прошедшего через фазовращатель 6.2, и один из N -входов второго блока удвоения начальной фазы 11.2. На выходах интеграторов 7.5 и 7.6 получаем нормированные квадратурные составляющие модулирующего одиночного сигнала на удвоенной частоте P_s1 и P_s2 соответственно, домноженных на сигнал sin(2ϕ_k), на выходах интеграторов 7.7 и 7.8 - нормированные синфазные составляющие модулирующего одиночного сигнала на нулевой частоте Q₁ и Q₂, а на выходах интеграторов 7.9 и 7.10 - нормированные синфазные составляющие модулирующего одиночного сигнала на удвоенной частоте Р_с1 и Р_с2 соответственно, домноженных на сигнал cos(2ϕ_k). Указанные составляющие модулирующего сигнала описываются следующими функциями:

При этом синфазные и квадратурные составляющие модулирующего сигнала на нулевой и удвоенной частоте должны формироваться для каждого из N -выходов линии задержки 1.1. Для упрощения конструкции устройства блоки, не входящие в состав устройства А, можно не повторять в каждом из N -каналов, а умножить сформированные величины Q₁, Q₂, Р_с1, Р_с2, P_s1, P_s2 на N:

,

,

,

,

,

тогда с выхода интегратора 7.5 сигнал

поступает на усилитель в N раз 5.2, с выхода интегратора 7.6 сигнал

поступает на усилитель в N раз 5.3, с выхода интегратора 7.7 сигнал Q₁ поступает на усилитель в N раз 5.4, с выхода интегратора 7.8 сигнал Q₂ поступает на усилитель в TV раз 5.5, с выхода интегратора 7.9 сигнал

поступает на усилитель в N раз 5.6, с выхода интегратора 7.10 сигнал

поступает на усилитель в N раз 5.7. С выхода усилителя 5.2 сигнал

, с выхода усилителя 5.4 сигнал

и с выхода усилителя 5.6 сигнал

поступают на сумматор 8.7, на выходе которого формируется комбинация сигналов

, которая через инвертор 12.1 поступает на один вход сумматора 8.5, на другой вход которого приходит сигнал с выхода сумматора 8.3. С выхода усилителя 5.3 сигнал

, с выхода усилителя 5.5 сигнал

и с выхода усилителя 5.7 сигнал

поступают на сумматор 8.8, на выходе которого формируется комбинация сигналов

, которая через инвертор 12.2 поступает на один вход сумматора 8.6, на другой вход которого приходит сигнал с выхода сумматора 8.4. Таким образом, на выходах сумматора 8.5 и 8.6 получаем комбинации сигналов

и

соответственно.

Комбинация сигналов с выхода сумматора 8.5 поступает на первый вход сумматора 8.9, а на второй вход поступает комбинация сигналов, прошедшая через линию задержки 1.2 и инвертор 12.3. В результате комбинация сигналов с выхода сумматора 8.9 подается на вход экстрематора 13.2, с первого выхода которого поступает на первый вход сумматора 8.10 через инвертор 12.4. На второй вход сумматора 8.10 подается комбинация сигналов с выхода сумматора 8.6 через экстрематор 13.1. С выхода сумматора 8.10 комбинация сигналов поступает на устройство сброса интеграторов 14.1, которое по истечению длительности сигнала осуществляет сброс интеграторов. Выходом блока 14.1 является первый выход устройства, а выходным сигналом является измеренное значение длительности некогерентной последовательности СШП КРС. Со второго выхода экстрематора 13.2 комбинация сигналов поступает на первый вход сумматора 8.11, а ко второму поступает комбинация сигналов со второго выхода экстрематора 13.1. Таким образом, выход сумматора 8.11 подключается к первому входу сумматора 8.12, на второй вход которого подключается аттенюатор 4.3, осуществляющий ослабление комбинации сигналов в 2 раза. С выхода сумматора 8.12 комбинация сигналов поступает на вход устройства сброса интеграторов 14.2, которое по истечению длительности сигнала осуществляет сброс интеграторов. Выходом блока 14.2 является второй выход устройства, а выходным сигналом является измеренное значение времени прихода некогерентной последовательности СШП КРС.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает измерение значений времени прихода и длительности некогерентной последовательности СШП КРС при априори неизвестных начальной фазе и амплитуде сигнала.

Список использованных источников

1. Трифонов А.П., Корчагин Ю.Э., Корольков С.В. Оценка времени прихода и длительности радиосигнала с неизвестными амплитудой и начальной фазой // Известия вузов. Радиофизика, 2017, №11. - С. 1-12.

2. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов / В.И. Тихонов. - М.: Радио и связь, 1983. - 319 с.

3. Трифонов А.П. Совместное различение сигналов и оценка их параметров на фоне помех / А.П. Трифонов, Ю.С. Шинаков. - М: Радио и связь, 1986. - 267 с.

4. Трифонов А.П., Корчагин Ю.Э. Прием сигнала с неизвестной длительностью // Известия ВУЗов. Радиофизика, 2002, Т.45, №7. - С.625-637.

5. Патент на изобретение №2648304. Устройство для измерения временного положения и длительности видеоимпульса. Чернояров О.В., Кутоянц Ю.А., Сальникова А.В., Титов К.Д. 23.03.2018 г.

6. Трифонов А.П., Корчагин Ю.Э., Титов К.Д. Эффективность оценки длительности сверхширокополосного сигнала // Сборник докладов XXII международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь», 2016, Т. 1. - С. 82-89.

7. Руднев П.А. Статистический анализ сверхширокополосных квазирадиосигналов с неизвестными параметрами: диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: 01.04.03 / П.А. Руднев. - Воронеж, 2011. - 168 с.

8. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д. Обнаружение когерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов произвольной формы // Радиотехника, 2019, №3. - С. 26-32.

9. Патент на изобретение №2774436. Устройство измерения амплитуды некогерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов произвольной формы. Корчагин Ю.Э., Титов К.Д., Завалишина О.Н. 22.06.2022 г.

Claims (1)

1. Устройство измерения времени прихода и длительности некогерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов (СШП КРС) произвольной формы, содержащее на входе устройство А, которое содержит последовательно соединенные первый умножитель, первый аттенюатор и первый усилитель, при этом первый вход первого умножителя является входом устройства А, а второй вход подключен к первому выходу первого генератора модулирующего сигнала с уровнем а, выход первого усилителя подключен к первым входам каналов обработки синфазной и квадратурной составляющих принимаемого сигнала, при этом канал обработки синфазной составляющей принимаемого сигнала содержит последовательно соединенные второй умножитель и первый, второй интеграторы, которые между собой соединены параллельно, также канал обработки квадратурной составляющей принимаемого сигнала содержит последовательно соединенные третий умножитель и третий, четвертый интеграторы, которые между собой соединены параллельно, выходы первого и третьего интеграторов подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно, а выходы второго и четвертого интеграторов соединены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, причем второй вход второго умножителя соединен с третьим выходом второго генератора гармонического сигнала, третий вход второго умножителя соединен с третьим выходом третьего генератора ожидаемого значения начальной фазы, а второй вход третьего умножителя - с первым выходом первого фазовращателя, вход которого соединен со первым выходом второго генератора гармонического сигнала, а третий вход третьего умножителя - с первым выходом второго фазовращателя, вход которого соединен со вторым выходом третьего генератора ожидаемого значения начальной фазы, выход первого сумматора является первым выходом устройства А, который подключен к первому входу пятого сумматора, выход второго сумматора является вторым выходом устройства А, который подключен к первому входу шестого сумматора, первый выход пятого сумматора подключен к первому входу девятого сумматора, а второй выход пятого сумматора подключен ко второму входу девятого сумматора через последовательно соединенные вторую линию задержки и третий инвертор, выход девятого сумматора подключен ко входу второго экстрематора, первый выход которого подключен к первому входу десятого сумматора через четвертый инвертор, выход шестого сумматора подключен ко второму входу десятого сумматора через первый экстрематор, выход десятого сумматора подключен ко входу первого устройства сброса интеграторов, которое является первым выходом устройства, второй выход второго экстрематора соединен с первым входом одиннадцатого сумматора, ко второму входу которого подключен второй выход первого экстрематора, выход одиннадцатого сумматора соединен с первым входом двенадцатого сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего аттенюатора, выход двенадцатого сумматора подключен ко входу второго устройства сброса интеграторов, которое является вторым выходом устройства, второй выход первого генератора модулирующего сигнала с уровнем а является третьим выходом устройства А и соединен со входом квадратора, выход которого подключен ко входу второго аттенюатора, второй выход которого подключен ко второму входу пятого сумматора через последовательно соединенные седьмой интегратор и первый инвертор, а третий выход второго аттенюатора подключен ко второму входу шестого сумматора через последовательно соединенные восьмой интегратор и второй инвертор, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит первую линию задержки с N -выходами на входе устройства, третий, четвертый, седьмой и восьмой сумматоры, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой усилители, пятый, шестой, девятый и десятый интеграторы, первый и второй блок удвоения частоты, первый и второй блок удвоения начальной фазы, четвертый и пятый умножители, N-1 устройств А, при этом входом каждого устройства А является один из N -выходов первой линии задержки, первым выходом каждого устройства - выход с первого сумматора на один из N -входов третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу пятого сумматора, вторым выходом - выход со второго сумматора на один из N -входов четвертого сумматора, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, третьим выходом - второй выход первого генератора модулирующего сигнала с уровнем а на один из N -входов квадратора, четвертым выходом - второй выход второго генератора гармонического сигнала на один из N -входов первого блока удвоения частоты, выход которого соединен с первым входом четвертого умножителя, пятым выходом - первый выход третьего генератора ожидаемого значения начальной фазы на один из N -входов первого блока удвоения начальной фазы, выход которого подключен к третьему входу четвертого умножителя, шестым выходом - второй выход первого фазовращателя на один из N -входов второго блока удвоения частоты, выход которого подключен к первому входу пятого умножителя, седьмым выходом - второй выход второго фазовращателя на один из N - входов второго блока удвоения начальной фазы, выход которого соединен с третьим входом пятого умножителя, второй вход четвертого умножителя подключен к первому выходу второго аттенюатора, первый выход четвертого умножителя подключен к первому входу седьмого сумматора через последовательно соединенные пятый интегратор и второй усилитель, а второй выход четвертого умножителя подключен к первому входу восьмого сумматора через последовательно соединенные шестой интегратор и третий усилитель, выход седьмого интегратора через четвертый усилитель подключен ко второму входу седьмого сумматора, выход которого подключен ко входу первого инвертора, выход восьмого интегратора через пятый усилитель соединен со вторым входом восьмого сумматора, выход которого соединен со входом второго инвертора, второй вход пятого умножителя подключен к четвертому выходу второго аттенюатора, первый выход пятого умножителя подключен к третьему входу седьмого сумматора через последовательно соединенные девятый интегратор и шестой усилитель, а второй выход пятого умножителя подключен к третьему входу восьмого сумматора через последовательно соединенные десятый интегратор и седьмой усилитель.

Images