CN111404518B - 一种灵活可调的延时比较方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及脉冲信号的编码、译码或代码转换领域，本发明公开了一种灵活可调的延时比较方法及系统，本发明在传统延时比较器的基础上增加了一组延时比较器和分析比较器，一组延时比较器沿用50％衰减和对应的1.6us和3.5us的延时，另一组延时比较器的衰减和延时由用户或者按照需求定义，延时比较器的输出结果全部汇入分析比较器，并分别与系统参数对比，选取更为精确的输出。本发明的灵活可调的延时比较方法简单，通过算法实现，无需耗费过多的计算单元，可实现性高。对于任意脉冲信号衰减幅度和延迟时间均可以任意调节和改变，并且选取最佳值输出，与以往的产品或者构架相比，功能更加全面，鲁棒性更强。
Description
技术领域
本发明涉及脉冲信号的编码、译码或代码转换领域，尤其涉及一种灵活可调的延时比较方法。
背景技术
TACAN、DME导航系统的信号由有一定规律的外包络调制的数千个脉冲或脉冲对组成，内含有相应的方位和距离等信息。为了准确地测量出飞机到地面应答器的距离和方位，必须准确地对脉冲进行识别、译码，完整精确的提取脉冲对信号的信息。
由于所测距离或者方位的不同，到达接收端，辐射的功率也会有所不同，若采用固定“判决门限电平”与高斯脉冲的前沿相交作为测量时间间隔的基准，那么，由于各种变化，这种变化主要是由于信道的噪声对视频信号产生了干扰，从而导致高斯脉冲的波形产生一定程度的失真，这种失真势必要影响到测量基准点的变化，从而影响到译码输出的方波的宽度，严重时甚至有可能会出现漏判、误判等，如果是测距回答信号出现漏判或者误判有可能会产生测距误差，如果是基准信号产生误判或者漏判，有可能会对测位产生一定的影响，为了克服这种问题，提高测距测位的精确度，可采用延迟比较法，其相对于固定“判决门限电平”延迟比较法大大降低了漏判或者误判的可能性，从而提高了系统的稳定性，其原理图如图1所示。
将视频信号分别加到延迟电路和衰减电路中，这两路输出信号经过比较器产生矩形脉冲信号，作为测量的基准点。这种不采用固定判决门限电平的方法，是以自适应方式工作的一种对信号处理的技术。而且用这种方法产生的时标点的位置与脉冲幅度和脉冲的上升时间无关，仅取决于衰减量和延迟时间。
在软件实现过程中，将视频信号分成两路，一路信号延时1.6us，另外一路衰减50％，将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，大约是钟形脉冲上升沿的50％，将幅度衰减一半的高斯脉冲延时3.5us，将其与延时1.6us的高斯脉冲信号进行比较，获得高斯信号的截止点，会得到宽度大约为3.5us的矩形比较脉冲，将此脉冲作为测量的基准点，将此过程称为第一译码，如图2所示。
虽然目前这是比较常用的高斯信号译码方法，但是目前针对TACAN系统的测距方式越来越多的依靠DME系统，我们发现DME系统中的DME/N模式高斯信号波形与TACAN系统还一致，如图3所示。但是DME/P模式已经与塔康系统距离甚远，如图4所示，幅度50％的上升沿位置非常容易受到传输过程中多径和滤波器等的影响，如果还沿用当前的延时比较法将对脉冲定位和译码产生影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种灵活可调的延时比较方法及系统，技术方案如下：
一种灵活可调的延时比较方法，包括：
上行延时比较器信号处理：将输入信号分为第一路和第二路信号，所述第一路信号衰减A％，所述第二路信号延时T1，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第一起始点；将衰减A％后的所述第一路信号再延时T3，并与延时T1后的所述第二路信号进行比较，将此作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第一截止点，连接所述第一起始点和所述第一截止点得到第一矩形比较脉冲；所述A％为标准值50％，所述T1为标准值1.6us，所述T3为标准值3.5us；
下行延时比较器信号处理：将所述输入信号分为第三路和第四路信号，所述第三路信号衰减B％，所述第四路信号延时T2，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第二起始点；将衰减B％后的所述第三路信号延时T4，并与延时T2后的所述第四路信号进行比较，将此作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第二截止点，连接所述第二起始点和所述第二截止点得到第二矩形比较脉冲；所述B％为预设值，所述T2对应所述输入信号上升沿B％幅度值的延迟，所述T4对应所述输入信号下降沿B％幅度值的延迟；
脉冲宽度对比：将所述第一矩形比较脉冲和所述第二矩形比较脉冲输入分析比较器，分别与预设脉冲宽度进行对比，输出脉冲宽度更精确的矩形比较脉冲。
进一步的，所述B％包括10％或30％。
进一步的，所述B％＝30％，所述T2＝0.8us，所述T4＝3.4us。
进一步的，所述输入信号包括TACAN和DME导航系统的信号。
一种灵活可调的延时比较系统，包括：
上行延时比较器，所述上行延时比较器用于将输入信号分为第一路和第二路信号，所述第一路信号衰减A％，所述第二路信号延时T1，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第一起始点；将衰减A％后的所述第一路信号再延时T3，并与延时T1后的所述第二路信号进行比较，将此作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第一截止点，连接所述第一起始点和所述第一截止点得到第一矩形比较脉冲；所述A％为标准值50％，所述T1为标准值1.6us，所述T3为标准值3.5us；
下行延时比较器，所述下行延时比较器用于将所述输入信号分为第三路和第四路信号，所述第三路信号衰减B％，所述第四路信号延时T2，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第二起始点；将衰减B％后的所述第三路信号延时T4，并与延时T2后的所述第四路信号进行比较，将此作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第二截止点，连接所述第二起始点和所述第二截止点得到第二矩形比较脉冲；所述B％为预设值，所述T2对应所述输入信号上升沿B％幅度值的延迟，所述T4对应所述输入信号下降沿B％幅度值的延迟；
分析比较器，所述分析比较器用于将所述第一矩形比较脉冲和所述第二矩形比较脉冲的脉冲宽度分别与预设脉冲宽度进行对比，再输出脉冲宽度更精确的矩形比较脉冲。
进一步的，所述B％包括10％或30％。
进一步的，所述B％＝30％，所述T2＝0.8us，所述T4＝3.4us。
进一步的，所述输入信号包括TACAN和DME导航系统的信号。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的灵活可调的延时比较方法简单，通过算法实现，无需耗费过多的计算单元，可实现性高；
2)对于任意脉冲信号衰减幅度和延迟时间均可以任意调节和改变，并且选取最佳值输出，与以往的产品或者构架相比，功能更加全面，鲁棒性更强；
3)本发明的灵活可调的延时比较方法及系统有效扩展了延时比较器的使用场景。
附图说明
图1延迟比较法译码原理图；
图2高斯脉冲译码原理图；
图3 DME/N脉冲波形图；
图4 DME/P脉冲波形图；
图5本发明的延时比较系统的构架图；
图6接收端信号图；
图7本发明的上行延迟比较器输出图；
图8本发明的下行延迟比较器输出图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种灵活可调的延时比较方法及系统，其工作流程如下：
(1)首先产生一组脉冲信号，如图4所示，该信号经过滤波器等损伤输出结果如图6所示，输出数据同时进入上行延时比较器和下行延时比较器；
(2)上行延时比较器中：信号分为两路，一路衰减50％，一路延时1.6us，将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，大约是钟形脉冲上升沿的50％，作为起始点；衰减50％输出的信号延时3.5us，将其与延时器T1输出的信号进行比较，将此作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点，连接起始点和截止点会得到宽度大约为3.5us的矩形比较脉冲，如图7所示；
(3)下行延时比较器中：信号分为两路，一路衰减30％，一路延时0.8us，将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，大约是钟形脉冲上升沿的30％，作为起始点；衰减30％输出的信号延时3.4us，将其与延时器T2输出的信号进行比较，将此作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点，连接起始点和截止点会得到矩形比较脉冲，如图8所示；
(4)两组矩形脉冲进行比较，图7定位的信号宽度为3.25us，对应标准50％幅度下图6所示3.426us宽度，图8定位的信号宽度为4.10us，对应标准30％幅度下图6所示4.118us宽度，根据对比，下行延迟比较器更加适合脉冲信号的译码，因此输出下行结果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
Claims (8)
1.一种灵活可调的延时比较方法，其特征在于，包括：
上行延时比较器信号处理：将输入信号分为第一路和第二路信号，所述第一路信号衰减A％，所述第二路信号延时T1，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第一起始点；将衰减A％后的所述第一路信号再延时T3，并与延时T1后的所述第二路信号进行比较，将交叉点作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第一截止点，连接所述第一起始点和所述第一截止点得到第一矩形比较脉冲；所述A％为标准值50％，所述T1为标准值1.6us，所述T3为标准值3.5us；
下行延时比较器信号处理：将所述输入信号分为第三路和第四路信号，所述第三路信号衰减B％，所述第四路信号延时T2，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第二起始点；将衰减B％后的所述第三路信号延时T4，并与延时T2后的所述第四路信号进行比较，将交叉点作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第二截止点，连接所述第二起始点和所述第二截止点得到第二矩形比较脉冲；所述B％为预设值，所述T2对应所述输入信号上升沿B％幅度值的延迟，所述T4对应所述输入信号下降沿B％幅度值的延迟；
脉冲宽度对比：将所述第一矩形比较脉冲和所述第二矩形比较脉冲输入分析比较器，分别与预设脉冲宽度进行对比，输出脉冲宽度更精确的矩形比较脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种灵活可调的延时比较方法，其特征在于，所述B％包括10％或30％。
3.根据权利要求2所述的一种灵活可调的延时比较方法，其特征在于，所述B％＝30％，所述T2＝0.8us，所述T4＝3.4us。
4.根据权利要求1所述的一种灵活可调的延时比较方法，其特征在于，所述输入信号包括TACAN和DME导航系统的信号。
5.一种灵活可调的延时比较系统，其特征在于，包括：
上行延时比较器，所述上行延时比较器用于将输入信号分为第一路和第二路信号，所述第一路信号衰减A％，所述第二路信号延时T1，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第一起始点；将衰减A％后的所述第一路信号再延时T3，并与延时T1后的所述第二路信号进行比较，将交叉点作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第一截止点，连接所述第一起始点和所述第一截止点得到第一矩形比较脉冲；所述A％为标准值50％，所述T1为标准值1.6us，所述T3为标准值3.5us；
下行延时比较器，所述下行延时比较器用于将所述输入信号分为第三路和第四路信号，所述第三路信号衰减B％，所述第四路信号延时T2，再将这两路信号进行比较，交叉点出现在受多径干扰最小的前沿，并以此作为第二起始点；将衰减B％后的所述第三路信号延时T4，并与延时T2后的所述第四路信号进行比较，将交叉点作为脉冲测量的基准点，获得高斯信号的截止点作为第二截止点，连接所述第二起始点和所述第二截止点得到第二矩形比较脉冲；所述B％为预设值，所述T2对应所述输入信号上升沿B％幅度值的延迟，所述T4对应所述输入信号下降沿B％幅度值的延迟；
分析比较器，所述分析比较器用于将所述第一矩形比较脉冲和所述第二矩形比较脉冲的脉冲宽度分别与预设脉冲宽度进行对比，再输出脉冲宽度更精确的矩形比较脉冲。
6.根据权利要求5所述的一种灵活可调的延时比较系统，其特征在于，所述B％包括10％或30％。
7.根据权利要求6所述的一种灵活可调的延时比较系统，其特征在于，所述B％＝30％，所述T2＝0.8us，所述T4＝3.4us。
8.根据权利要求5所述的一种灵活可调的延时比较系统，其特征在于，所述输入信号包括TACAN和DME导航系统的信号。
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