RU188128U1 - Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала - Google Patents
Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU188128U1 RU188128U1 RU2019100203U RU2019100203U RU188128U1 RU 188128 U1 RU188128 U1 RU 188128U1 RU 2019100203 U RU2019100203 U RU 2019100203U RU 2019100203 U RU2019100203 U RU 2019100203U RU 188128 U1 RU188128 U1 RU 188128U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- multiplier
- received
- adder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, радиолокации, а также к измерительной технике, и может быть использована в системах одночастотной передачи данных и в системах радиозондирования для оценки частоты принимаемого гармонического сигнала в информационно-измерительных устройствах. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь, блок накопления, первый, второй и третий умножителя, первый, второй и третий сумматоры накопители, умножитель, сумматор, делитель, блок вычисления arcos и умножитель на коэффициент. Техническим результатом является повышение точности оценки частоты принимаемого зашумленного гармонического сигнала и снижение количества вычислительных операций. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, радиолокации, а также к измерительной технике, и может быть использована в системах одночастотной передачи данных и в системах радиозондирования для оценки частоты принимаемого гармонического сигнала в информационно-измерительных устройствах.
Необходимость оценки частоты принимаемого сигнала обусловлена рядом факторов, таких как наличие доплеровского смещения несущей частоты излучаемого сигнала, что может быть вызвано движением источника и/или приемника, а также возможным расхождением частот опорных генераторов в передающем и/или приемном устройствах.
Для оценки несущей частоты в большинстве систем используют гармонический синусоидальный сигнал.
Известен патент РФ на изобретение №2117306, опубликованный 10.08.1998 «Способ определения частоты узкополосного сигнала», который принят за прототип. Способ содержит аналого-цифровой преобразователь, блок дискретного преобразования Фурье, блок определения максимума, блок сравнения и блок определения частоты. Способ заключается в том, что сигнал длительностью Т дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр, определяют номер К максимальной спектральной составляющей, ее амплитуду, а также номер и амплитуду большей из смежных с ней составляющих и определяют частоту сигнала на основании этих данных в соответствии с выражением:
Недостатком данного патента является уменьшение точности способа при значениях частоты сигнала, близких номиналам, равноудаленным от двух соседних номиналов ортогональных частот дискретного преобразования Фурье.
Известен патент РФ на изобретение №2442178, опубликованный 10.02.2012 «Способ определения частоты узкополосного сигнала» при котором сигнал длительностью Т дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный энергетический спектр, определяют номер к спектральной составляющей с максимальной амплитудой, отличающийся тем, что дискретный спектр получают с использованием дискретного преобразования Хартли, далее для k и (k+1) номеров вычисляют нечетную синусную Hsk и четную косинусную Нсk спектральные составляющие, затем вычисляют значение угловой частоты узкополосного сигнала: при выполнении условия Hsk ≠ 0 вычисляют по формуле
при выполнении условия Hsk = 0 вычисляют по формуле
Недостатком патента является большая погрешность при оценке частоты гармонического сигнала, принятого из канала с многолучевостью и большим уровнем аддитивного шума.
Также известен патент РФ на изобретение №2643708, опубликованный 14.11.2017 «Устройство оценки частоты гармонического зашумлённого сигнала», принятый за прототип. Устройство оценки частоты гармонического зашумлённого сигнала, содержит аналого-цифровой преобразователь, блоки дискретного преобразования Фурье, блоки вычисления амплитуды, блоки определения максимума, блоки накопления, блоки вычисления разности фаз, блоки вычисления синуса, блоки вычисления косинуса, сумматор, блоки вычисления фазового сдвига, блоки вычисления частотного сдвига, делитель, блок сравнения и блок определения частоты. В устройстве осуществляется измерение амплитудного спектра сигнала на разных длительностях, определяется номинал частоты с максимальным значением, получают грубую оценку частоты сигнала, а затем осуществляется вычисление фазового сдвига на данной частоте, чтобы определить частотное смещение относительно данной частоты, получая, таким образом, оценку частоты принимаемого сигнала.
Недостатком прототипа является то, что для получения точной оценки требуется гармонический сигнал достаточно большой длительности.
Целью изобретения является оценки частоты принимаемого зашумлённого гармонического сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что устройство оценки частоты зашумлённого гармонического сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, блок накопления, сумматор и делитель, отличающееся тем, что вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства, на который поступает принимаемый зашумленный гармонический сигнал, а выход подключен к входу блока накопления, причем при поступлении на вход блока накопления очередных трёх отсчетов принятого сигнала Sl, S2 и S3 блок накопления передает соответствующие значения отсчетов с первого, второго и третьего выходов, соответственно, на входы первого второго и третьего умножителей, причем первый и второй входы первого умножителя соединены с первым и вторым выходами блока накопления, первый и второй входы второго умножителя соединены со вторым выходом блока накопления, первый и второй входы третьего умножителя соединены со вторым и третьим выходами блока накопления, результаты умножения с выхода первого, второго и третьего умножителя подают на вход соответственно первого, второго и третьего сумматора накопителя, в которых осуществляют сложение поступивших значений с хранящимся значением по формуле: где X - значение, поступившее на вход сумматора накопителя , - предыдущее хранящееся значение, причем Y(0) = 0, - получаемое значение для накопления, при суммировании с накоплением значений, где L задано заранее, получаемые значения с выхода первого и третьего сумматоров накопителей подают на первый и второй вход сумматора, а с выхода второго сумматора накопителя подают на вход умножителя, в котором умножают поступившее значение на 2, после чего обнуляют накопленные значения, хранящиеся в первом, втором и третьем сумматоре накопителе, результат суммирования: Q с выхода сумматора подают на первый вход делителя, а результат умножения: W с выхода умножителя подают на второй вход делителя, в котором осуществляют деление, получая на выходе значение R = Q/W, которое подают на вход блока вычисления arcos, на выходе которого получают значение ϕ = arcos(R), которое подают на вход умножителя на коэффициент, в котором осуществляют умножение на коэффициент 1/2π, в результате получая на выходе умножителя на коэффициент, являющегося выходом устройства, оценку значения частоты принятого зашумлённого гармонического сигнала.
Структурная схема предлагаемого устройства изображена на фиг. 1. Она содержит аналого-цифрового преобразователь 1 вход, которого является входом устройства, а выход соединен с входом блока накопления 2. Первый и второй входы первого умножителя 3(1) соединены с первым и вторым выходами блока накопления 2, первый и второй входы второго умножителя 3(2) соединены со вторым выходом блока накопления 2, первый и второй входы третьего умножителя 3(3) соединены со вторым и третьим выходами блока накопления 2. Выход первого, второго и третьего умножителя 3(1), 3(2), 3(3) подключены ко входу соответственно первого, второго и третьего сумматора накопителя 4(1), 4(2), 4(3). Выход второго сумматора накопителя 4(2) соединен с входом умножителя 5. Выход первого сумматора накопителя 4(1) соединен с первым входом сумматора 6, а выход третьего сумматора накопителя 4(3) соединен со вторым входом сумматора 6. Выход сумматора 6 подключен к первому входу делителя, а выход умножителя 5 подключен ко второму входу делителя 7, выход которого соединен с входом блока вычисления arcos 8, выход которого подключен к входу умножителя на коэффициент 9, выход которого является выходом устройства.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
На вход аналого-цифрового преобразователя 1, являющегося входом устройства поступает входной сигнал s(t), длительностью Т, являющийся зашумленным гармоническим сигналом. Сигнал s(t) дискретизируют с получением N отсчетов, которые поочередно подают с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 на вход блока накопления 2. При поступлении на вход блока накопления 2 очередных трёх отсчетов принятого сигнала S1, S2 и S3 блок накопления 2 передает соответствующие значения отсчетов с первого, второго и третьего выходов, соответственно, на входы первого второго и третьего умножителей 3(1), 3(2), 3(3). Причем первый и второй входы первого умножителя 3(1) соединены с первым и вторым выходами блока накопления 2, первый и второй входы второго умножителя 3(2) соединены со вторым выходом блока накопления 2, первый и второй входы третьего умножителя 3(3) соединены со вторым и третьим выходами блока накопления 2. В результате на выходе первого умножителя 3(1) получают:
А = S1⋅S2,
на выходе второго умножителя 3(2) получают:
В = S2 ⋅ S2l
на выходе третьего умножителя 3(3) получают:
С = S2 ⋅ S3.
Результаты умножения с выхода первого, второго и третьего умножителя 3(1), 3(2), 3(3) подают на вход соответственно первого, второго и третьего сумматора накопителя 4(1), 4(2), 4(3), в которых осуществляют сложение поступивших значений с хранящимся значением по формуле:
где X - значение, поступившее на вход сумматора накопителя (А, В или С), - предыдущее хранящееся значение, причем Y(0) = 0, - получаемое значение для накопления.
При суммировании с накоплением значений, где L задано заранее, получаемые значения с выхода первого и третьего сумматоров накопителей 4(1) и 4(3) подают на первый и второй вход сумматора 6, а с выхода второго сумматора накопителя 4(2) подают на вход умножителя 5, в котором умножают поступившее значение на 2. Также обнуляют накопленные значения, хранящиеся в первом, втором и третьем сумматоре накопителе 4(1), 4(2) и 4(3).
Результат суммирования: Q с выхода сумматора 6 подают на первый вход делителя 7, а результат умножения: W с выхода умножителя 5 подают на второй вход делителя 7, в котором осуществляют деление, получая на выходе значение:
Значение R подают на вход блока вычисления arcos 8, на выходе которого получают значение ϕ = arcos(R), которое подают на вход умножителя на коэффициент 9, в котором осуществляют умножение на коэффициент 1/2π, в результате получая на выходе умножителя на коэффициент 9, являющегося выходом устройства, оценку значения частоты принятого зашумлённого гармонического сигнала.
Предлагаемое устройство обеспечивает технический результат: поручение оценки частоты принимаемого зашумлённого гармонического сигнала. По сравнению с прототипом устройство обеспечивает получение точной оценки частоты по небольшому отрезку принятого гармонического сигнала и требует значительно меньшее количество вычислительных операций.
Claims (1)
- Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, блок накопления, сумматор и делитель, отличающееся тем, что вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства, на который поступает принимаемый зашумленный гармонический сигнал, а выход подключен к входу блока накопления, причем при поступлении на вход блока накопления очередных трех отсчетов принятого сигнала S1, S2 и 53 блок накопления передает соответствующие значения отсчетов с первого, второго и третьего выходов, соответственно, на входы первого второго и третьего умножителей, причем первый и второй входы первого умножителя соединены с первым и вторым выходами блока накопления, первый и второй входы второго умножителя соединены со вторым выходом блока накопления, первый и второй входы третьего умножителя соединены со вторым и третьим выходами блока накопления, результаты умножения с выходов первого, второго и третьего умножителя подают на вход соответственно первого, второго и третьего сумматора накопителя, в которых осуществляют сложение поступивших значений с хранящимся значением по формуле: где X - значение, поступившее на вход сумматора накопителя, - предыдущее хранящееся значение, причем Y(0)=0, - получаемое значение для накопления, при суммировании с накоплением значений, где L задано заранее, получаемые значения с выхода первого и третьего сумматоров накопителей подают на первый и второй вход сумматора, а с выхода второго сумматора накопителя подают на вход умножителя, в котором умножают поступившее значение на 2, после чего обнуляют накопленные значения, хранящиеся в первом, втором и третьем сумматоре накопителе, результат суммирования: Q с выхода сумматора подают на первый вход делителя, а результат умножения: W с выхода умножителя подают на второй вход делителя, в котором осуществляют деление, получая на выходе значение R=Q/W, которое подают на вход блока вычисления arcos, на выходе которого получают значение ϕ=arcos(R), которое подают на вход умножителя на коэффициент, в котором осуществляют умножение на коэффициент 1/2π, в результате получая на выходе умножителя на коэффициент, являющегося выходом устройства, оценку значения частоты принятого зашумленного гармонического сигнала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100203U RU188128U1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100203U RU188128U1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188128U1 true RU188128U1 (ru) | 2019-03-29 |
Family
ID=66088024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019100203U RU188128U1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188128U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3617900A (en) * | 1966-07-07 | 1971-11-02 | Litton Systems Inc | Digital frequency detecting system |
RU2117306C1 (ru) * | 1997-06-30 | 1998-08-10 | Военная академия ПВО им.Жукова Г.К. | Способ определения частоты узкополосного сигнала |
RU2183839C1 (ru) * | 2000-10-30 | 2002-06-20 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" | Способ измерения частоты синусоидальных сигналов и устройство для его реализации |
RU2643708C2 (ru) * | 2016-05-04 | 2018-02-05 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Устройство оценки частоты гармонического зашумлённого сигнала |
-
2019
- 2019-01-09 RU RU2019100203U patent/RU188128U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3617900A (en) * | 1966-07-07 | 1971-11-02 | Litton Systems Inc | Digital frequency detecting system |
RU2117306C1 (ru) * | 1997-06-30 | 1998-08-10 | Военная академия ПВО им.Жукова Г.К. | Способ определения частоты узкополосного сигнала |
RU2183839C1 (ru) * | 2000-10-30 | 2002-06-20 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" | Способ измерения частоты синусоидальных сигналов и устройство для его реализации |
RU2643708C2 (ru) * | 2016-05-04 | 2018-02-05 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Устройство оценки частоты гармонического зашумлённого сигнала |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
C1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7617731B2 (en) | Ultrasonic measuring apparatus and ultrasonic measuring method | |
JP6123974B2 (ja) | レーダ装置 | |
CN105675083B (zh) | 一种带有频率细化插值的高精度液位测量方法 | |
RU188128U1 (ru) | Устройство оценки частоты зашумленного гармонического сигнала | |
CN107209259A (zh) | 用于测距的方法和装置 | |
RU2688921C2 (ru) | Способ измерения дальности и радиальной скорости в РЛС с зондирующим составным псевдослучайным ЛЧМ импульсом | |
RU2460093C1 (ru) | Способ измерения дистанции гидролокатором | |
RU2643708C2 (ru) | Устройство оценки частоты гармонического зашумлённого сигнала | |
KR101193446B1 (ko) | 도플러 주파수 추정을 이용한 펄스 압축기 및 그의 펄스 압축방법 | |
JP2013152112A (ja) | 時間差方位探知装置 | |
RU183781U1 (ru) | Устройство определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу путем аппроксимации фазового отклонения | |
RU2316784C1 (ru) | Способ определения местоположения передатчика мобильным пеленгатором | |
RU2628672C1 (ru) | Способ контроля герметичности и определения координаты места течи в продуктопроводе и устройство для его осуществления | |
RU2563889C1 (ru) | Цифровой обнаружитель радиосигналов в условиях шума неизвестной интенсивности | |
KR101446439B1 (ko) | Fmcw 레이더의 고정밀 주파수 추정 방법 및 고정밀 주파수 추정 장치 | |
RU188982U1 (ru) | Устройство оценки допплеровского смещения частоты гармонического сигнала | |
RU2687884C1 (ru) | Способ определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу на основе анализа отклонения разности фаз 2 порядка | |
RU2733938C1 (ru) | Способ отображения гидроакустической информации | |
RU186027U1 (ru) | Устройство определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу путем взвешенной аппроксимации фазового отклонения | |
KR20170128899A (ko) | 무선 통신 신호의 수신 시각 산출 장치 및 방법 | |
RU2504798C1 (ru) | Способ спектральной обработки дополнительных сигналов | |
RU2472167C1 (ru) | Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени | |
KR101328703B1 (ko) | Fmcw 방식을 이용한 거리측정 장치 및 방법 | |
RU2551400C1 (ru) | Способ гармонического анализа периодического многочастотного сигнала на фоне шума | |
KR100916640B1 (ko) | 무선 통신 기반 송,수신 장치 간 거리 추정 방법 |