RU2422982C2 - Signal search device - Google Patents
Signal search device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422982C2 RU2422982C2 RU2009124874/09A RU2009124874A RU2422982C2 RU 2422982 C2 RU2422982 C2 RU 2422982C2 RU 2009124874/09 A RU2009124874/09 A RU 2009124874/09A RU 2009124874 A RU2009124874 A RU 2009124874A RU 2422982 C2 RU2422982 C2 RU 2422982C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- unit
- phase difference
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиодиспетчерских пунктах мониторинга для анализа сигнальной обстановки в регионе и для автоматического поиска и обнаружения сигналов радиостанций, постоянно сменяющих рабочие частоты.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in radio dispatch monitoring points for the analysis of the signal situation in the region and for the automatic search and detection of signals from radio stations that constantly change operating frequencies.
Известно устройство автоматического поиска каналов радиосвязи, содержащее блок опорных частот, приемник радиосигналов, преобразователь сигналов, регистры, формирователь управляющих сигналов, мультиплексор, демультиплексор, несколько регистров, распределитель импульсов, блок сравнения, блок начальной установки и индикатор [авторское свидетельство СССР №1515373, МПК H04B 1/10, 1989 г.].A device for the automatic search of radio channels containing a reference frequency block, a radio signal receiver, a signal converter, registers, a driver of a control signal, a multiplexer, a demultiplexer, several registers, a pulse distributor, a comparison unit, an initial installation unit and an indicator [USSR copyright certificate No. 1515373, IPC H04B 1/10, 1989].
Недостатком данного устройства является относительно большая длительность процесса поиска частоты, и при частых сменах радиостанциями рабочих частот данное устройство не обеспечивает допустимой задержки обнаружения рабочего канала связи.The disadvantage of this device is the relatively long duration of the frequency search process, and with frequent changes by radio stations of operating frequencies, this device does not provide an acceptable delay in detecting a working communication channel.
Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является устройство автоматического поиска радиостанций [Архипенко А.А., Горин Д.Г. и др. Устройство автоматического поиска сигналов радиостанций. Патент РФ №2132111, МПК H04B 1/10 от 20.06.99, бюл. №17, 1999 г.]. Данное устройство содержит блок управления, кодовый выход которого подключен к кодовому входу блока индикации и через блок опорных частот соединен с гетеродинным входом приемника. К выходу демодулированного сигнала этого приемника подключен информационный вход ждущего формирователя тактовой частоты, импульсный выход которого соединен с входом блока запоминания тактовой частоты. Выход контроля наличия сигнала приемника подключен к первому входу блока управления и соединен с управляющими входами формирователя разности фаз и блока сравнения. Первый вход блока сравнения подключен к выходу формирователя разности фаз, а второй и третий входы блока сравнения соединены с двумя выходами формирователя пороговых уровней. Фиксирующий выход блока сравнения соединен с управляющим входом блока индикации и вторым входом блока управления, а командный выход блока сравнения подключен к третьему входу блока управления, установочный выход которого соединен с установочными входами ждущего формирователя тактовой частоты, формирователя разности фаз и формирователя пороговых уровней. В составе формирователя разности фаз и формирователя пороговых уровней использованы суммирующие счетчики импульсов и цифроаналоговые преобразователи, а в схеме блока сравнения применены аналоговые компараторы.The closest in technical essence, adopted as a prototype, is a device for automatic search for radio stations [Arkhipenko A.A., Gorin D.G. and other device for the automatic search for signals of radio stations. RF patent No. 2132111, IPC H04B 1/10 dated 06/20/99, bull. No. 17, 1999]. This device contains a control unit, the code output of which is connected to the code input of the display unit and is connected to the local oscillator input of the receiver through the reference frequency unit. The information input of the waiting clock driver is connected to the output of the demodulated signal of this receiver, the pulse output of which is connected to the input of the clock memory. An output for monitoring the presence of a receiver signal is connected to the first input of the control unit and connected to the control inputs of the phase difference former and the comparison unit. The first input of the comparison unit is connected to the output of the phase difference former, and the second and third inputs of the comparison unit are connected to two outputs of the threshold level former. The locking output of the comparison unit is connected to the control input of the display unit and the second input of the control unit, and the command output of the comparison unit is connected to the third input of the control unit, the installation output of which is connected to the installation inputs of the standby clock frequency shaper, phase difference shaper and threshold level shaper. As part of the phase difference shaper and threshold level shaper, summing pulse counters and digital-to-analog converters were used, and analog comparators were used in the circuit of the comparison unit.
Данное устройство обеспечивает поиск сигналов радиостанций, часто сменяющих рабочие частоты, путем запоминания тактовой частоты принимаемого сигнала и последующего ее сравнения с тактовой частотой сигнала на каждой k-й частоте. Решение о принадлежности сигнала на k-й фиксированной частоте интересующей радиостанции принимается при совпадении по частоте и времени прихода фронтов импульсов сравниваемых частот, чем повышается вероятность обнаружения сигнала требуемой радиостанции.This device provides a search for signals of radio stations, often changing operating frequencies, by storing the clock frequency of the received signal and its subsequent comparison with the clock frequency of the signal at each k-th frequency. The decision on whether the signal belongs to the kth fixed frequency of the radio station of interest is made when the frequency and time of arrival of the pulse fronts of the compared frequencies coincide, which increases the probability of detecting the signal of the desired radio station.
Однако данное устройство-прототип имеет следующие недостатки.However, this prototype device has the following disadvantages.
При поиске тактовой частоты нужной радиостанции в известном устройстве выделяется разность фаз между эталонной и принимаемой последовательностями тактовых импульсов, которая сравнивается с допустимым уровнем. При ведении радиомониторинга в условиях сложной помеховой обстановки может иметь место флюктуация фронтов тактовых импульсов. В данном случае совпадения фронтов сравниваемых импульсов может не произойти, хотя в действительности они принадлежат одному и тому же сигналу, а это ведет к снижению вероятности обнаружения сигнала требуемой радиостанции. Кроме того, выделение и сравнение фаз импульсных последовательностей выполняется в аналоговой форме с помощью цифроаналоговых преобразователей и аналоговых компараторов, что усложняет структуру устройства и не позволяет его реализовать на современных перепрограммируемых цифровых микросхемах.When searching for the clock frequency of the desired radio station in a known device, the phase difference between the reference and received sequences of clock pulses is allocated, which is compared with an acceptable level. When conducting radio monitoring in a complex jamming environment, there may be a fluctuation of the fronts of the clock pulses. In this case, the coincidence of the edges of the compared pulses may not occur, although in reality they belong to the same signal, and this leads to a decrease in the probability of detecting the signal of the desired radio station. In addition, the separation and comparison of the phases of the pulse sequences is performed in analog form using digital-to-analog converters and analog comparators, which complicates the structure of the device and does not allow it to be implemented on modern reprogrammable digital microcircuits.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является уменьшение времени обнаружения каналов связи при частых сменах рабочих частот наблюдаемыми радиостанциями в условиях сложной помеховой обстановки и упрощение структуры устройства.The technical result to which the invention is directed is to reduce the detection time of communication channels with frequent changes of operating frequencies by the observed radio stations in a difficult jamming environment and simplify the structure of the device.
Для достижения этого технического результата в известное устройство автоматического поиска сигналов радиостанций, содержащее блок управления, кодовый выход которого подключен к кодовому входу блока индикации и через блок опорных частот соединен с гетеродинным входом приемника радиосигналов, к выходу демодулированного сигнала которого подключен информационный вход ждущего формирователя тактовой частоты, импульсный выход которого соединен с входом блока запоминания тактовой частоты, а выход контроля наличия сигнала приемника радиосигналов подключен к первому входу блока управления и к управляющим входам формирователя разности фаз и блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу формирователя разности фаз, второй и третий входы блока сравнения соединены с двумя выходами формирователя пороговых уровней, фиксирующий выход блока сравнения соединен с управляющим входом блока индикации и вторым входом блока управления, командный выход блока сравнения подключен к счетному входу формирователя пороговых уровней и к третьему входу блока управления, установочный выход которого соединен с установочными входами ждущего формирователя тактовой частоты, формирователя разности фаз и формирователя пороговых уровней, дополнительно введен логический элемент "Исключающее ИЛИ". При этом первый и второй входы логического элемента "Исключающее ИЛИ" соединены, соответственно, с входом и выходом блока запоминания тактовой частоты, а выход логического элемента "Исключающее ИЛИ" подключен к информационному входу формирователя разности фаз, вход знака фазы которого соединен с управляющим выходом ждущего формирователя тактовой частоты. Счетный вход формирователя разности фаз соединен со стробирующим выходом ждущего формирователя тактовой частоты.To achieve this technical result, a known device for automatically searching for radio station signals, comprising a control unit, the code output of which is connected to the code input of the display unit and connected through a reference frequency unit to the heterodyne input of the radio signal receiver, to the output of the demodulated signal of which the information input of the standby clock frequency driver is connected the pulse output of which is connected to the input of the clock memory unit, and the output of the control of the presence of the signal of the radio receiver the signals are connected to the first input of the control unit and to the control inputs of the phase difference generator and the comparison unit, the first input of which is connected to the output of the phase difference generator, the second and third inputs of the comparison unit are connected to two outputs of the threshold level driver, the fixing output of the comparison unit is connected to the control input the display unit and the second input of the control unit, the command output of the comparison unit is connected to the counting input of the threshold level former and to the third input of the control unit, setting the output of which is connected to the installation inputs of the standby frequency driver, phase difference driver and threshold level driver, an exclusive OR gate has been introduced. In this case, the first and second inputs of the exclusive OR logic element are connected, respectively, to the input and output of the clock memory, and the output of the exclusive OR logic element is connected to the information input of the phase difference driver, the phase sign of which is connected to the control output of the standby shaper clock frequency. The counting input of the phase difference former is connected to the gate output of the waiting clock frequency former.
В качестве формирователя разности фаз применен реверсивный счетчик импульсов и регистр памяти, а в блоке сравнения использованы цифровые компараторы, первые выходы которых подключены в двум входам логического элемента 2И, выход которого является фиксирующим выходом блока сравнения, а вторые выходы компараторов подключены к входам элемента 2ИЛИ, выход которого является командным выходом блока сравнения.As a phase difference shaper, a reversible pulse counter and a memory register were used, and digital comparators were used in the comparison unit, the first outputs of which are connected to two inputs of the 2I logic element, the output of which is the fixing output of the comparison unit, and the second outputs of the comparators are connected to the inputs of the 2 OR element, the output of which is the command output of the comparison unit.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественны всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна». Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues, characterized by a combination of features, are identical to all the features of the claimed technical solution, are absent, which indicates compliance of the claimed device with the patentability condition of "novelty". Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided by the essential features of the claimed invention, the transformations on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
Заявленное изобретение поясняется следующими фигурами:The claimed invention is illustrated by the following figures:
фиг.1 - структурная схема устройства поиска сигналов;figure 1 is a structural diagram of a device for searching for signals;
фиг.2 - структурная схема блока управления;figure 2 is a structural diagram of a control unit;
фиг.3 - структурная схема ждущего формирователя тактовой частоты;figure 3 is a structural diagram of a waiting driver of the clock frequency;
фиг.4 - структурная схема блока запоминания тактовой частоты;4 is a structural diagram of a memory block clock frequency;
фиг.5 - структурная схема формирователя разности фаз;5 is a structural diagram of a phase difference shaper;
фиг.6 - структурная схема блока сравнения;6 is a structural diagram of a comparison unit;
фиг.7 - структурная схема формирователя пороговых уровней.7 is a structural diagram of a threshold level generator.
Устройство поиска сигналов, структурная схема которого приведена на фиг.1, содержит блок управления 1, блок опорных частот 2, приемник радиосигналов 3, блок индикации 4, ждущий формирователь тактовой частоты 5, блок запоминания тактовой частоты 6, логический элемент "Исключающее ИЛИ" 7, формирователь разности фаз 8, блок сравнения 9 и формирователь пороговых уровней 10.The signal search device, the structural diagram of which is shown in FIG. 1, contains a control unit 1, a reference frequency unit 2, a radio signal receiver 3, an indication unit 4, a
Кодовый выход 1.5 блока управления 1 подключен к кодовому входу блока индикации 4 и через блок опорных частот 2 - к гетеродинному входу приемника радиосигналов 3. Выход демодулированного сигнала 3.1 приемника радиосигналов 3 подключен к информационному входу ждущего формирователя тактовой частоты (ЖФТЧ) 5, импульсный выход 5.1 которого соединен с входом блока запоминания тактовой частоты (БЗТЧ) 6 и первым входом логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7. Второй вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7 соединен с выходом БЗТЧ 6. Выход 7.1 логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7 подключен к информационному входу формирователя разности фаз 8, вход знака фазы которого соединен с управляющим выходом 5.2 ЖФТЧ 5, а счетный вход формирователя разности фаз 8 соединен с импульсным выходом 5.1 ЖФТЧ 5. Кроме того, управляющий выход 8.1 формирователя разности фаз 8 соединен с первым управляющим входом блока сравнения 9, а выход контроля наличия сигнала 3.2 приемника радиосигналов 3 соединен с первым входом 1.1 блока управления 1, управляющим входом формирователя разности фаз 8 и вторым управляющим входом блока сравнения 9. Установочные входы формирователя разности фаз 8 и ЖФТЧ 5 объединены с установочным входом формирователя пороговых уровней 10 и подключены к установочному выходу 1.4 блока управления 1. Фиксирующий выход 9.1 блока сравнения 9 соединен с управляющим входом блока индикации 4 и вторым входом 1.2 блока управления 1, третий вход 1.3 которого соединен со счетным входом формирователя пороговых уровней 10 и подключен к командному выходу 9.2 блока сравнения 9. Цифровыми кодами на выходах 10.1 и 10.2 формирователя пороговых уровней 10 задаются нижний и верхний пороговые уровни разности фаз между импульсами в блоке сравнения 9.The code output 1.5 of the control unit 1 is connected to the code input of the display unit 4 and through the reference frequency unit 2 to the heterodyne input of the radio signal receiver 3. The output of the demodulated signal 3.1 of the radio signal receiver 3 is connected to the information input of the standby clock shaper (LFTC) 5, pulse output 5.1 which is connected to the input of the memory block clock frequency (BZTCH) 6 and the first input of the logic element "Exclusive OR" 7. The second input of the logic element "Exclusive OR" 7 is connected to the output of the BZTC 6. Output 7.1 logic of the exclusive "OR"
Устройство поиска сигналов радиостанций работает следующим образом.A device for searching for signals of radio stations works as follows.
Для идентификации сигнала нужного радиопередатчика при смене им рабочей частоты запоминаются значения тактовой синхронизации принимаемого сигнала в БЗТЧ 6 путем формирования импульсов начальной тактовой частоты в ЖФТЧ 5 и производится ее последующее сравнение с импульсами тактовой частоты сигнала, включившегося на новой частоте. Решение о принадлежности сигнала на новой фиксированной частоте искомому передатчику принимается при совпадении во временной области фронтов и срезов следующих подряд импульсов сравниваемых последовательностей. При ведении радиоприема в реальных условиях из-за влияния помеховой обстановки, нестабильности генераторов тактовой синхронизации на передающем и приемном конце совпадения фронтов сравниваемых импульсов может не произойти, так как возможен сдвиг во времени фронтов и срезов импульсов относительно друг друга на величину ΔtФР или ΔtСР соответственно.To identify the signal of the desired radio transmitter when it changes the operating frequency, the values of the clock synchronization of the received signal are stored in the
В заявленном устройстве процесс принятия решения о совпадении импульсов сводится к постоянному измерению разности величин ΔtФР или ΔtСР (разности интервалов времени между фронтами и срезами сравниваемых импульсов) и последующему ее сравнению цифровыми компараторами блока сравнения 9 с пороговыми значениями кода, задаваемыми в формирователе пороговых уровней 10. По результатам этого сравнения на блок управления 1 подаются команды от блока сравнения 9 либо для фиксации частоты в блоке опорных частот (при малой разности длительностей Δt=ΔtФР-ΔtСР≤tДОП), либо для переключения частоты (при Δt=ΔtФР-ΔtСР>tДОП).In the claimed device, the decision-making process on the coincidence of pulses is reduced to the constant measurement of the difference in the values of Δt FR or Δt CP (the difference in time intervals between the edges and slices of the compared pulses) and its subsequent comparison by digital comparators of the comparison unit 9 with threshold code values specified in the
Блок опорных частот 2 обеспечивает формирование высокостабильных колебаний для приема сигналов на фиксированных частотах и имеет цифровой вход, на который с выхода 1.5 блока управления 1 поступают кодовые комбинации фиксированных частот. С выхода блока опорных частот 2 на гетеродинный вход приемника радиосигналов 3 поступают высокостабильные колебания, соответствующие k-й фиксированной радиочастоте. Приемник радиосигналов 3 обеспечивает прием сигналов на фиксированных частотах. С выхода демодулированного сигнала 3.1 приемника радиосигналов 3 последовательность информационных посылок поступает на вход ЖФТЧ 5, обеспечивающего формирование последовательности импульсов тактовой частоты и ее подстройку согласно входному сигналу. Импульсы тактовой частоты с выхода 5.1 ЖФТЧ 5 поступают на вход БЗТЧ 6, который вырабатывает аналогичную последовательность импульсов тактовой частоты синфазно с импульсами, формируемыми ЖФТЧ 5, и обеспечивает ее сохранение в случае исчезновения сигнала на выходе 3.1 приемника радиосигналов 3. Кроме того, приемник радиосигналов 3 контролирует уровень принимаемого сигнала, и в случае исчезновения радиосигнала на выходе 3.2 приемника радиосигналов 3 формируется высокий логический уровень, который подается на вход 1.1 блока управления 1. При этом на выходе 1.5 блока управления 1 формируется новый код для задания следующей фиксированной частоты в блоке опорных частот 2.The block of reference frequencies 2 provides the formation of highly stable oscillations for receiving signals at fixed frequencies and has a digital input to which the output combinations of control unit 1 receive code combinations of fixed frequencies. Highly stable oscillations corresponding to the k-th fixed radio frequency are received from the output of the reference frequency block 2 to the heterodyne input of the radio signal receiver 3. The receiver of radio signals 3 provides the reception of signals at fixed frequencies. From the output of the demodulated signal 3.1 of the receiver of the radio signals 3, the sequence of information packets arrives at the input of the
При появлении нового кода блок управления 1 формирует единичный импульс, который с выхода 1.4 поступает на входы установки ЖФТЧ 5, формирователя разности фаз 8, формирователя пороговых уровней 10 и приводит данные устройства в начальное состояние. При наличии сигнала на вновь настроенной частоте на выходе 3.2 приемника радиосигналов 3 формируется низкий логический уровень, которым разрешается работа формирователя разности фаз 8 и блока сравнения 9. При этом ЖФТЧ 5 вырабатывает импульсы тактовой частоты для новой последовательности информационных посылок, которая поступает на первый вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7, и последовательность стробирующих импульсов с частотой в 32 раза больше тактовой, которая с выхода 5.2 ЖФТЧ 5 поступает на вход формирователя разности фаз 8.When a new code appears, the control unit 1 generates a single impulse, which from the output 1.4 enters the inputs of the
На второй вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7 поступают импульсы эталонной тактовой частоты с выхода 6.1 БЗТЧ 6. При этом на выходе элемента "Исключающее ИЛИ" 7 формируются импульсы с частотой вдвое больше тактовой частоты, длительность которых соответствует разности интервалов времени между фронтами ΔtФР и срезами ΔtСР каждой пары сравниваемых импульсов. В формирователе разности фаз 8 выполняется цифровое измерение длительностей ΔtФР и ΔtСР выходных импульсов элемента "Исключающее ИЛИ" 7 с помощью реверсивного счетчика, который суммирует стробирующие импульсы, поступающие с выхода 5.2 ЖФТЧ 5, в течение интервала времени ΔtФР, и выполняет вычитание стробирующих импульсов в течение интервала времени ΔtСР. Команда на изменение режима работы формирователя разности фаз 8 (выполнение суммирования или вычитания стробирующих импульсов) подается с выхода 5.1 ЖФТЧ 5. После окончания каждого импульса длительностью ΔtСР на выходе реверсивного счетчика формируется разностный код ΔN=(ΔtФР-ΔtСР)·fС, который запоминается в регистре памяти формирователя разности фаз 8 и сравнивается в блоке сравнения 9 с пороговыми значениями кода N1 и N2, которые подаются с выходов 10.1 и 10.2 формирователя пороговых уровней 10. В случае, если код N2<ΔN<N1, то блок сравнения 9 принимает решение о совпадении сравниваемых импульсов и формирует на выходе 9.1 единичный уровень, который поступает на управляющий вход блока индикации 4, отображающего номинал фиксированной частоты и сигнализирующего о ее принадлежности искомому передатчику, и на вход 1.2 блока управления 1, обеспечивая фиксацию настройки приемника на данной частоте. Если код N2>ΔN>N1, то блок сравнения 9 формирует единичный уровень сигнала на выходе 9.2, указывающий на несовпадение сравниваемых импульсов, а значит, и непринадлежность наблюдаемого сигнала искомому передатчику, который поступает на счетный вход формирователя пороговых уровней 10 и на командный вход 1.3 блока управления 1, который формирует новый код для настройки приемника радиосигналов 3 на новую фиксированную частоту.The second input of the exclusive-
Схема блока управления 1, приведенная на фиг.2, содержит генератор импульсов 11, мажоритарный элемент 12, счетчик импульсов 13, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 14 и работает следующим образом. Генератор 11 вырабатывает импульсы с частотой у, обратной времени анализа одной фиксированной радиочастоты приемника радиосигналов 3. Выход генератора 11 через мажоритарный элемент 12 подключен к счетному входу счетчика 13, а на второй 1.1 и третий 1.3 входы мажоритарного элемента 12 поступают импульсы с выхода 3.2 приемника радиосигналов 3 и с выхода 9.2 блока сравнения 9 соответственно. При появлении единичного уровня сигнала на выходе 9.2 блока сравнения 9 или на выходе 3.2 приемника радиосигналов 3 формируется импульс на выходе мажоритарного элемента 12, который подается на счетный вход счетчика 13 и на выход 1.4 блока управления 1. Выходы счетчика 13 подключены к адресным входам ППЗУ 14, имеющего n разрядов, число которых определяется длиной кодовой комбинации фиксированных частот. ППЗУ программируется таким образом, что каждому k-му адресу соответствует кодовая комбинация k-й фиксированной частоты. Число используемых адресов в ППЗУ 14 равно числу анализируемых фиксированных частот. С выходов счетчика 13 информация в параллельном коде подается на адресные входы ППЗУ 14. На выходе ППЗУ формируется кодовая комбинация фиксированной частоты, соответствующей k-му адресу, которая в параллельном коде с выходов 1.5 подается по n-разрядной шине на входы блока опорных частот 2 и блока индикации 4. Выход m-го разряда счетчика 13 соединен с его входом сброса для установки счетчика в начальное состояние после анализа m-й частоты. На P-вход разрешения счета счетчика 13 поступает единичный уровень сигнала с выхода 9.1 при принятии решения о совпадении импульсов блоком сравнения 9, который запрещает работу счетчика 13 и тем самым фиксирует настройку приемника радиосигналов 3 на k-й фиксированной частоте.The circuit of the control unit 1, shown in figure 2, contains a
Ждущий формирователь тактовой частоты 5 (фиг.3) содержит высокочастотный генератор импульсов 51, триггеры 52, 53, делитель частоты 54 и работает следующим образом. Генератор 51 вырабатывает импульсы с частотой, в 64 раза выше частоты манипуляции наблюдаемой передачи, которые поступают на С-вход триггера 52. Информационные посылки с выхода 3.1 приемника радиосигналов 3 подаются на D-вход этого триггера 52. При появлении единичного уровня информационной посылки триггер 52 срабатывает по фронту импульса, вырабатываемого генератором 51, и его выходной сигнал поступает на S-вход второго триггера 53. На выходе триггера 53 появляется единичный уровень сигнала, который разрешает работу делителю частоты 54. На счетный С-вход делителя частоты 54 подаются высокочастотные импульсы от генератора 51. С шестого разряда делителя частоты 54 снимается последовательность импульсов тактовой частоты, которая подается на выход 5.1 и далее поступает на блок запоминания тактовой частоты 6 и на один вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7. С первого разряда делителя частоты 54 на выход 5.2 поступают стробирующие импульсы с частотой, в 32 раза больше тактовой частоты, которые затем подаются на вход формирователя разности фаз 8. При перестройке приемника радиосигналов 3 на новую фиксированную частоту с выхода 1.4 блока управления 1 поступает единичный импульс на R-входы установки нуля триггеров 52 и 53, который их обнуляет, тем самым приводя устройство в исходное состояние.The standby frequency driver 5 (FIG. 3) comprises a high-
Блок запоминания тактовой частоты 6 (фиг.4) содержит высокочастотный генератор импульсов 61, делитель частоты 62, триггер 63, переключатель режима работы 64 и работает следующим образом. Высокочастотный генератор импульсов 61 вырабатывает импульсы с частотой, в 64 раза больше тактовой частоты, аналогично высокочастотному генератору импульсов 51 ЖФТЧ 5, которые поступают на счетный С-вход делителя частоты 62. С выхода 5.1 ЖФТЧ 5 импульсы тактовой частоты поступают на R-вход триггера 63, на S-вход которого подается нулевой уровень напряжения через переключатель 64. При поступлении импульса тактовой частоты на R-вход триггера 63 на его выходе формируется нулевой уровень, который подается на R-вход делителя частоты 62, разрешая его работу. Последовательность импульсов эталонной тактовой частоты снимается с шестого разряда делителя частоты 62 и подается на второй вход элемента "Исключающее ИЛИ" 7, выход которого соединен с входом формирователя разности фаз 8. Установка триггера 63 в единичное состояние происходит при подаче на его S-вход положительного импульса переключателем 64, что соответствует обучению системы начальной тактовой частоте, в частности при настройке приемника на частоту другого радиопередатчика.The memory unit clock frequency 6 (figure 4) contains a high-
Формирователь разности фаз 8 (фиг.5) содержит реверсивный счетчик импульсов 81 и запоминающий регистр 82 и работает совместно с логическим элементом "Исключающее ИЛИ" 7 следующим образом. С выхода 5.2 ЖФТЧ 5 стробирующие импульсы с частотой fC, в 32 раза больше тактовой, поступают на счетный С-вход реверсивного счетчика 81. На первый вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7, на вход реверса (±1) реверсивного счетчика импульсов 81 и на С-вход запоминающего регистра 82 поступают импульсы тактовой частоты с выхода 5.1 ЖФТЧ 5. На второй вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7 поступают импульсы эталонной тактовой частоты с выхода 6.1 БЗТЧ 6. При этом на выходе 7.1 логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7 появляются импульсы, длительность которых соответствует разности интервалов времени между фронтами ΔtФР и срезами ΔtСР импульсов, поступающих с выходов 5.1 и 6.1 соответственно. Эти импульсы с выхода 7.1 логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7 подаются на P-вход разрешения счета реверсивного счетчика импульсов 81. При наличии импульса на входе реверса ±1 реверсивного счетчика импульсов 81 работает в режиме суммирования счетных импульсов частоты fC в течение времени ΔtФР, и на выходе реверсивного счетчика импульсов 81 получается двоичный код, соответствующий количеству стробирующих импульсов между фронтами сравниваемых импульсов: NФР=ΔtФР·fC. В паузах между импульсами на входе реверса ±1 реверсивный счетчик импульсов 81 работает в режиме вычитания счетных импульсов частоты fC в течение времени ΔtСР, и в конце времени ΔtСР формирует разностный код ΔN=(ΔtФР-ΔtСР)·fС. Поэтому на выходах реверсивного счетчика 81 за два такта цифрового измерения формируется разностный код ΔN=(ΔtФР-ΔtСР)·fС который записывается в запоминающий регистр 82 по фронту каждого импульса па выходе 5.1 ЖФТЧ 5. С выходов запоминающего регистра 82 код ΔN поступает на выход 8.1 формирователя разности фаз для его последующего сравнения в блоке сравнения 9 с пороговыми значениями кодов N1 и N2, поступающих от формирователя пороговых уровней 10.The phase difference generator 8 (Fig. 5) contains a
Работа реверсивного счетчика импульсов 81 разрешается при единичном уровне сигнала на выходе 7.1 логического элемента "Исключающее ИЛИ" 7. Обнуление реверсивного счетчика импульсов 81 и приведение формирователя разности фаз 8 в начальное состояние осуществляется при поступлении на R-вход реверсивного счетчика импульсов 81 единичного импульса с выхода 1.4 блока управления 1.The operation of the
Блок сравнения 9 (фиг.6) содержит цифровые компараторы 91, 92, логический элемент 2ИЛИ 93, логический элемент 2И 94 и работает следующим образом. С выхода 8.1 формирователя разности фаз 8 поступает разностный код ΔN, который сравнивается цифровыми компараторами 91 и 92 с пороговыми значениями кодов N1 и N2, подаваемых с выходов 10.1 и 10.2 формирователя пороговых уровней 10. Выходы цифровых компаратора 91 и 92 подключены попарно к входам логического элемента 2ИЛИ 93 и логического элемента 2И 94. С выхода 10.1 формирователя пороговых уровней 10 на входы "А" цифрового компаратора 91 подается код нижнего порогового уровня N1. Цифровой компаратор 91 производит сравнение кодов ΔN и N1. Если выполняется неравенство ΔN>N1, то цифровой компаратор 91 вырабатывает единичный уровень сигнала, который проходит через логический элемент 93 типа 2ИЛИ и с выхода 9.2 блока сравнения 9 поступает на вход 1.3 формирователя управляющих сигналов 1, подавая команду блоку управления 1 на выработку кода новой фиксированной частоты. Если же выполняется обратное неравенство ΔN<N1, то появляется единичный уровень сигнала на втором выходе цифрового компаратора 91, который подключен к входу логического элемента 94 типа 2И. Аналогичным образом второй цифровой компаратор 92 производит сравнение кода N2, поступающего с выхода 10.2 формирователя пороговых уровней 10, с кодом ΔN. Если код ΔN будет меньше кода N1 и больше кода N2, то на обоих входах логического элемента 94 типа 2И будут высокие уровни логических сигналов. При этом на выходе 9.1 появляется единичный уровень, который поступает на управляющий вход блока индикации 4, сигнализируя о принадлежности сигнала на k-й фиксированной частоте искомому передатчику, и на вход 1.2 блока управления 1, фиксируя настройку приемника радиосигналов 3 на данную частоту. При исчезновении сигнала на входе приемника радиосигналов 3 появляется единичный уровень на выходе контроля наличия сигнала 3.2, который подается на управляющие входы цифровых компараторов 91, 92, приводя блок сравнения 9 в начальное состояние.The comparison unit 9 (Fig.6) contains
Формирователь пороговых уровней 10 (фиг.7) содержит цифровой счетчик импульсов 101, перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства 102, 103 и работает следующим образом. С выхода 9.2 блока сравнения 9 импульсы поступают на С-вход цифрового счетчика импульсов 101, который производит подсчет количества этих импульсов. Число двоичных разрядов в цифровом счетчике импульсов 101 выбирается исходя из периода анализа (числа сравниваемых импульсов тактовой частоты, по которым принимается решение об их совпадении). Код с выхода цифрового счетчика импульсов 101 поступает на адресные входы ППЗУ 102 и 103. В памяти ППЗУ 102 запрограммированы нижние пороговые значения кода N1, а в ППЗУ 103 хранятся значения верхнего порогового уровня N2. Число разрядов выходного кода в обоих ППЗУ такое же, как и у запоминающего регистра 82 формирователя разности фаз 8, и определяется максимальным количеством стробирующих импульсов, соответствующих величине, по которой принимается решение о совпадении тактовых импульсов. С выходов ППЗУ 102 и 103 кодовые комбинации нижнего N1 и верхнего N2 пороговых уровней, соответствующие каждому импульсу тактовой частоты, поступают по n-разрядным шинам 10.1 и 10.2 на входы цифровых компараторов 91 и 92 блока сравнения 9. Обнуление цифрового счетчика импульсов 101 и приведение формирователя пороговых уровней 10 в начальное состояние осуществляются при поступлении на R-вход цифрового счетчика импульсов 101 единичного уровня с выхода 1.4 блока управления 1.The threshold level generator 10 (Fig. 7) contains a
Практически в качестве основных функциональных узлов устройства можно использовать стандартные цифровые микросхемы серий К564, K561.Practically, as the main functional units of the device, you can use standard digital microcircuits of the K564, K561 series.
В блоке управления 1 кварцевый генератор импульсов 11 можно реализовать на микросхеме К564АГ1 [Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП. - М.: Ягуар, 1993. - С.62], мажоритарный элемент 12 - на микросхеме К561ЛП13, счетчик 13 - на микросхеме К561ИЕ14, ППЗУ 14 - на микросхемах серии 573 [Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. С.В.Якубовского. - М.: Радио и связь, 1990 г. с.298-314].In the control unit 1, the
В качестве блока опорных частот 2 и приемника 3 можно использовать серийно выпускаемое радиоприемное устройство Р-399А "Катран", где данные блоки технически реализованы. В качестве индикатора 4 может быть использован любой серийно выпускаемый цифровой индикатор.As a block of reference frequencies 2 and receiver 3, you can use a commercially available radio receiver P-399A "Katran", where these blocks are technically implemented. As indicator 4, any commercially available digital indicator can be used.
В ждущем формирователе тактовой частоты 5 генератор 51 аналогичен по структуре генератору 11, а в качестве триггеров 52, 53 можно использовать микросхемы типа К561ТМ2, а в качестве делителя частоты - микросхему К561ИЕ16 [Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП. - М.: Ягуар, 1993. - С.25, 34, 62].In the
В блоке запоминания тактовой частоты 6 в качестве триггера 63 можно применить микросхему К561ТМ2, а в качестве делителя частоты 62 - микросхему К561ИЕ16, в генераторе 61 - микросхему К564АГ1, а переключатель 64 реализовать на микросхеме К561КП1 [Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП. - М.: Ягуар, 1993. - С.25, 34, 23]. Элемент 7 "Исключающее ИЛИ" можно реализовать на микросхеме К561ЛП2 [Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП. - М.: Ягуар, 1993. - С.18].In the memory block of the
В формирователе разности фаз 8 реверсивный счетчик 81 можно собрать на микросхеме К561ИЕ11, а регистр 82 - на микросхемах К561ИР9 [Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП. - М.: Ягуар, 1993. - С.32, 41].In the
В блоке сравнения 9 можно реализовать компараторы 91, 92 на микросхемах К561СА1, элемент 2И 94 - на микросхеме К561ЛА7, элемент 2ИЛИ 93 - на микросхеме К561ЛЕ5 [Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП. - М.: Ягуар, 1993. - С.18-21]. В формирователе пороговых уровней 10 можно сделать счетчик импульсов 101 на микросхеме К561ИЕ11 и реализовать ППЗУ 102 и 103 на микросхемах 537 серии. Кроме того, все перечисленные блоки 5-10 устройства можно реализовать программным способом на зарубежных электрически программируемых логических матрицах фирмы Analog Devises.In the comparison unit 9, it is possible to implement
Положительный эффект в предлагаемом устройстве можно обосновать следующим образом.The positive effect in the proposed device can be justified as follows.
Показателем эффективности систем с автоматическим поиском каналов радиосвязи является вероятность обнаружения сигналов при поиске новой рабочей частоты (канала связи) наблюдаемой радиостанции, если в результате воздействия помех система связи вынуждена часто производить смену рабочих частот для достижения требуемого качества связи.An indicator of the effectiveness of systems with automatic search for radio channels is the probability of detecting signals when searching for a new operating frequency (communication channel) of the observed radio station if, as a result of interference, the communication system is often forced to change the operating frequencies to achieve the desired communication quality.
Задача состоит в том, чтобы повысить вероятность обнаружения сигнала при минимально возможном времени анализа радиочастот.The challenge is to increase the probability of signal detection at the shortest possible time of RF analysis.
При дискретной перестройке радиопередатчика по N фиксированным частотам вероятность его обнаружения зависит от частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с текущей частотой искомого сигнала. При постоянной длительности опроса каждого канала tK=const период перестройки по фиксированным частотам T=N·tK зависит от интервала времени опроса tK каждой фиксированной частоты и общего числа N таких частот.In case of discrete tuning of the radio transmitter with N fixed frequencies, the probability of its detection depends on the time-frequency coincidence of the receiver tuning frequency with the current frequency of the desired signal. With a constant polling duration of each channel t K = const, the tuning period for fixed frequencies T = N · t K depends on the polling time interval t K for each fixed frequency and the total number N of such frequencies.
Время распознавания можно уменьшить и повысить вероятность обнаружения путем сравнения импульсов начальной тактовой частоты принимаемого сигнала с последовательностями импульсов тактовых частот сигналов на каждой фиксированной частоте. При наличии частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с рабочей частотой передатчика вероятность правильного обнаружения канала связи зависит от периода анализа, числа сравниваемых импульсов и заданных значений длительности импульсов и длительности их перекрытия. В предложенном устройстве выполняется контроль длительностей не только между фронтами ΔtФР сравниваемых импульсов (как в прототипе), но и между срезами ΔtСР этих импульсов, что при одинаковой вероятности обнаружения нужного канала радиосвязи позволяет вдвое сократить время поиска нужной частоты.The recognition time can be reduced and the probability of detection can be increased by comparing the pulses of the initial clock frequency of the received signal with the sequences of clock pulses of the signals at each fixed frequency. If there is a frequency-time coincidence of the tuning frequency of the receiver with the operating frequency of the transmitter, the probability of correct detection of the communication channel depends on the analysis period, the number of compared pulses and the specified values of the pulse duration and duration of their overlap. In the proposed device, the durations are monitored not only between the fronts Δt FR of the compared pulses (as in the prototype), but also between the slices Δt CP of these pulses, which, with the same probability of detecting the desired radio channel, can halve the search time for the desired frequency.
Можно повысить вероятность обнаружения до уровня РОБН≈0,99 при времени анализа, равном двум периодам следования импульсов тактовой частоты (в течение времени передачи двух элементарных посылок), но при условии обеспечения качественного приема сигнала, когда его временные искажения не превышают 10% от длительности элементарной посылки. При плохом качестве приема в устройстве-прототипе нужно увеличивать период анализа до 7 элементарных посылок, чтобы обеспечивается вероятность обнаружения нужного канала связи до уровня РОБН>0,95 при оценке длительностей временных интервалов между фронтами сравниваемых импульсов.It is possible to increase the probability of detection to a level of P OBN ≈0.99 with an analysis time equal to two repetition periods of the clock pulses (during the transmission time of two chips), but provided that the signal is qualitatively received when its temporal distortions do not exceed 10% of duration of the elementary premise. If the reception quality in the prototype device is poor, it is necessary to increase the analysis period to 7 chips to ensure that the desired communication channel is detected to a level of P OBN > 0.95 when evaluating the duration of time intervals between the edges of the compared pulses.
В предложенном устройстве аналогичная вероятность обнаружения нужного канала связи обеспечивается максимум за 4 элементарных посылки даже в условиях сложной помеховой обстановки в канале связи.In the proposed device, a similar probability of detecting the desired communication channel is provided for a maximum of 4 elementary parcels even in difficult interference conditions in the communication channel.
Следовательно, заявляемое устройство позволяет обеспечить своевременный поиск сигналов радиостанций, часто сменяющих рабочие частоты, с довольно высокой вероятностью обнаружения за короткое время анализа. В зависимости от решаемых задач время распознавания может выбираться исходя из приоритетности максимальной вероятности обнаружения над временем распознавания или наоборот. Этим подтверждается существенный положительный эффект от использования предлагаемого устройства.Therefore, the claimed device allows for the timely search for signals of radio stations, often changing operating frequencies, with a rather high probability of detection in a short analysis time. Depending on the tasks to be solved, the recognition time can be selected based on the priority of the maximum probability of detection over the recognition time or vice versa. This confirms the significant positive effect of the use of the proposed device.
Кроме того, реализация основных функциональных узлов устройства только на цифровых микросхемах позволяет упростить его сложность, например, за счет использования современных электрически перепрограммируемых логических матриц, что дает дополнительную возможность повысить надежность, уменьшить габаритные размеры и энергопотребление устройства.In addition, the implementation of the main functional units of the device only on digital microcircuits allows to simplify its complexity, for example, through the use of modern electrically reprogrammable logic matrices, which provides an additional opportunity to increase reliability, reduce overall dimensions and power consumption of the device.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009124874/09A RU2422982C2 (en) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Signal search device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009124874/09A RU2422982C2 (en) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Signal search device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009124874A RU2009124874A (en) | 2011-01-10 |
RU2422982C2 true RU2422982C2 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44054208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009124874/09A RU2422982C2 (en) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Signal search device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422982C2 (en) |
-
2009
- 2009-06-29 RU RU2009124874/09A patent/RU2422982C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009124874A (en) | 2011-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3255851A1 (en) | Processing module for a communication device and method therefor | |
GB2247595A (en) | Data valid detector circuit for Manchester encoded data | |
CA2983824C (en) | Fast time acquisition in a frequency-hopped communications link | |
US4080572A (en) | Receiver and method for synchronizing and detecting coded waveforms | |
GB2286473A (en) | Bit error detection apparatus | |
RU2422982C2 (en) | Signal search device | |
US8199860B2 (en) | Detection circuit and detection method of carrier offset | |
US6643342B1 (en) | Unique word detection circuit | |
US3643027A (en) | Digital information receiver | |
RU2132111C1 (en) | Device for automatic search of signals of radio stations | |
RU2563145C1 (en) | Device of automatic search of radio communication channels | |
RU2292641C2 (en) | Automatic radio-station signal search device | |
RU2476923C1 (en) | Apparatus for majority signal selection | |
RU2099868C1 (en) | Device for automatic search for radio stations | |
SU1083389A1 (en) | Device for synchronizing binary signals in receiving equipment of multichannel communication system | |
Song et al. | Frequency hopping pattern detection in wireless ad hoc networks | |
JPH05252128A (en) | Frame synchronizing method of time division multiplex communication system | |
US20080253338A1 (en) | Receiving apparatus | |
JP5879372B2 (en) | Signal analysis apparatus and signal analysis method | |
US8923269B2 (en) | Precise interval timer for software defined radio | |
RU2310978C2 (en) | Discontinuous matched filter | |
RU2279762C2 (en) | Satellite communication system | |
RU2308151C1 (en) | Device for automatically finding signals of radio stations which change working frequencies | |
JP4120857B2 (en) | Test equipment | |
RU2308163C2 (en) | Start-stop communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110630 |