RU2562796C1 - Radio receiving device with continuous automatic adjustment of susceptibility - Google Patents
Radio receiving device with continuous automatic adjustment of susceptibility Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562796C1 RU2562796C1 RU2014132019/07A RU2014132019A RU2562796C1 RU 2562796 C1 RU2562796 C1 RU 2562796C1 RU 2014132019/07 A RU2014132019/07 A RU 2014132019/07A RU 2014132019 A RU2014132019 A RU 2014132019A RU 2562796 C1 RU2562796 C1 RU 2562796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- output
- input
- block
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике приема и обработки радиосигналов и может быть использовано для создания перспективных радиосредств с программируемой архитектурой с цифровой обработкой сигналов в условиях воздействия блокирующих сигналов с динамически изменяющимся уровнем и априорной неопределенностью параметров для обеспечения устойчивой радиосвязи в сложной помеховой обстановке.The invention relates to techniques for receiving and processing radio signals and can be used to create promising radio facilities with programmable architecture with digital signal processing under the influence of blocking signals with a dynamically changing level and a priori uncertainty of parameters to ensure stable radio communication in a complex jamming environment.
Такие приемники описаны, например, в книгах «Undersampling techniques simplify digital radio». Electronic Design, Vol.39, May 23, 1991, No. 10, pp. 67, 68, 70, 73-75, 78 авторов Richard Groshong и Stephen Ruscar, и «Software denned radio: enabling technologies», John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2002. - p.p. 440 автора W. Tuttlebee, Ed.Such receivers are described, for example, in the books “Undersampling techniques simplify digital radio”. Electronic Design, Vol. 39, May 23, 1991, No. 10, pp. 67, 68, 70, 73-75, 78 authors Richard Groshong and Stephen Ruscar, and Software denned radio: enabling technologies, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2002. - p.p. 440 by W. Tuttlebee, Ed.
Сущность таких устройств заключается в поддержании максимально возможного уровня сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя (АЦП), не приводящего к ограничению путем перераспределения усиления аналого-цифрового тракта (АЦТ) между аналоговым и цифровым доменами при сохранении неизменным общего коэффициента передачи. В существующих аналогах процесс автоматической регулировки восприимчивости (АРВ) реализуется поблочно, вследствие необходимости накопления буфера отсчетов сигнала для вычисления быстрого преобразования Фурье (БПФ), что может привести к искажению сигнала по причине переполнения АЦП в условиях воздействия блокирующих сигналов с динамически изменяющимся уровнем.The essence of such devices is to maintain the maximum possible signal level at the input of the analog-to-digital converter (ADC), which does not lead to limitation by redistributing the amplification of the analog-to-digital path (ADC) between the analog and digital domains while keeping the overall transmission coefficient unchanged. In existing analogs, the process of automatic susceptibility control (ARV) is implemented in blocks, due to the need to accumulate a signal sample buffer to calculate the fast Fourier transform (FFT), which can lead to signal distortion due to ADC overflow under the influence of blocking signals with a dynamically changing level.
Наиболее близким к заявляемому является устройство, описанное в авторском свидетельстве №1637026. Устройство корреляционной обработки широкополосных сигналов. - Маковий В.А, Каткова Т.П. МКИ Н04В 1/10, H04L 7/02 - 4 с. Регистрация 23.08.1988 - Опубл. 23.03.91 г., Бюл. №11, принятое за прототип [1].Closest to the claimed is the device described in the copyright certificate No. 1637026. Device for correlation processing of broadband signals. - Poppy V.A., Katkova T.P.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства-прототипа; на фиг. 2 - функциональная схема блока регулировки усиления, где обозначено:In FIG. 1 shows a functional diagram of a prototype device; in FIG. 2 is a functional block diagram of the gain control, where indicated:
1 - блок бланкирования импульсных помех (БИЛ);1 - block blanking pulse interference (BIL);
2.1-2.N - с первого по N-й блок регулировки усиления (РУ);2.1-2.N - from the first to the Nth gain control unit (RU);
3 - управляемый аттенюатор;3 - controlled attenuator;
4 - амплитудный детектор;4 - amplitude detector;
5 - первый компаратор;5 - the first comparator;
6 - второй компаратор;6 - second comparator;
7 - счетчик;7 - counter;
8.1-8.N - с первого по N-й полосовые фильтры;8.1-8.N - from the first to the N-th band filters;
9 - первый сумматор;9 - the first adder;
10 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);10 - analog-to-digital Converter (ADC);
14 - блок быстрого преобразования Фурье (БПФ);14 - block fast Fourier transform (FFT);
15 - блок памяти;15 - memory block;
16 - второй сумматор;16 - second adder;
17 - блок вычисления обратной величины (ВОВ);17 - block calculating the reciprocal of the value (BOB);
18 - блок задержки;18 - block delay;
19 - блок умножения;19 - block multiplication;
20 - блок бланкирования узкополосной помехи (БУП);20 - block blanking narrowband interference (BUP);
21 - коррелятор;21 - correlator;
22 - блок формирования опорного сигнала (ФОС);22 - block forming a reference signal (FOS);
23 - пороговый блок;23 - threshold block;
24.1-24.N - с первого по N-й умножитель.24.1-24.N - from the first to the Nth multiplier.
Устройство-прототип содержит блок БИЛ 1, вход которого является входом устройства, а выход которого соединен с входами N полосовых фильтров 8.1…8.N, выходы которых соединены с соответствующими входами N идентичных блоков РУ 2.1…2.N. Вход каждого из блоков РУ 2.1…2.N соединен с сигнальным входом управляемого аттенюатора 3, выход которого является первым выходом блока РУ и соединен с соответствующим входом первого сумматора 9, а также соединен с входом амплитудного детектора 4, выходы которого соединены с соответствующими входами первого 5 и второго 6 компараторов, выходы которых соединены с соответствующими входами счетчика 7, тактовый вход которого является тактовым входом блока РУ 2, а выход счетчика 7 соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора 3 и является вторым выходом блока РУ 2.1…2.N, который соединен с входом соответствующего умножителя 24.1…24.N. Первый сумматор 9 последовательно соединен с АЦП 10 и блоком БПФ 14, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока умножения 19. Блок памяти 15, имеющий N групп выходов, соединен с группами входов соответствующих умножителей 24.1…24.N, группы выходов которых соединены с соответствующими N группами входов второго сумматора 16, который последовательно соединен с блоком ВОВ 17 и блоком задержки 18. Группа выходов блока задержки 18 соединена со второй группой входов блока умножения 19, который соединен последовательно с блоком БУП 20, и коррелятором 21, вторая группа входов которого соединена с группой выходов блока ФОС 22. Коррелятор 21 последовательно соединен с пороговым блоком 23, выход которого является информационным выходом радиоприемного устройства.The prototype device contains a
В блоках 10, 14-23 также имеются стандартные тактовые входы, на которые подаются сигналы, обеспечивающие синхронизацию работы устройства в целом.In
Устройство-прототип работает следующим образом. Входной радиочастотный сигнал, представляющий собой аддитивную смесь сигнала, флуктуационных, импульсных и сосредоточенных помех, поступает на вход радиоприемного устройства и проходит через блок 1 БИП и поступает одновременно на N полосовых фильтров 8.1-8.N, которые разбивают диапазон частот входного сигнала на N поддиапазонов. Сигнал с выхода полосовых фильтров поступает на входы N блоков РУ 2.1-2.N (фиг. 2).The prototype device operates as follows. The input RF signal, which is an additive mixture of the signal, fluctuation, pulsed and concentrated noise, is fed to the input of the radio receiver and passes through the
Коэффициент передачи каждого блока РУ определяется цифровым кодом, поступающим с выхода счетчика 7 на управляющий вход управляемого аттенюатора 3. С выхода управляемого аттенюатора 3 сигнал последовательно поступает на амплитудный детектор 4, на два компаратора 5 и 6, которые сравнивают величину входного сигнала с заранее установленными максимальным и минимальным значениями. Если амплитуда выходного сигнала амплитудного детектора 4 выше максимального значения, то с выхода первого компаратора 5 на первый разрешающий вход счетчика 7 поступает сигнал, разрешающий уменьшение коэффициента передачи, пока выходной сигнал не станет меньше установленного значения. Если амплитуда выходного сигнала детектора 4 ниже минимального значения, то с выхода второго компаратора 6 на второй разрешающий вход счетчика 7 поступает сигнал, разрешающий увеличение коэффициента передачи, пока выходной сигнал не станет выше установленного минимального значения. При этом на тактовый вход счетчика 7 поступают тактовые импульсы (ТИ1).The transfer coefficient of each RU unit is determined by a digital code coming from the
Блоки РУ 2.1-2.N устанавливают коэффициенты усиления таким образом, чтобы напряжение на их выходах находилось в заданных, заранее установленных пределах, одинаковых для всех блоков РУ. Сигналы управления, определяющие значения установившегося коэффициента усиления, поступают на первые входы соответствующих блоков умножения 24.1-24.N.The RU 2.1-2.N blocks set the amplification factors so that the voltage at their outputs is within predetermined, predetermined limits, the same for all RU blocks. Control signals that determine the values of the steady-state gain are fed to the first inputs of the corresponding multiplication units 24.1-24.N.
Выходные сигналы блоков РУ 2.1-2.N поступают на соответствующие входы первого сумматора 9. Результат суммирования через АЦП 10 поступает на вход блока 14 БПФ, в котором отсчеты сигнала преобразуются из временной в частотную область.The output signals of the RU 2.1-2.N blocks are fed to the corresponding inputs of the
Выход блока 14 БПФ представляет собой группу величин спектральных составляющих сигнала, поступающих параллельно на первую группу входов блока 19 умножения. В блоке 19 умножения осуществляется умножение величин спектральных составляющих на соответствующие отсчеты обратного комплексного коэффициента передачи полосовых фильтров 8.1-8.N с учетом коэффициентов усиления в блоках РУ 2.1-2.N. Число отсчетов обратного комплексного коэффициента передачи совпадает с числом спектральных составляющих на выходе блока 14 БПФ. Формирование отсчетов обратного суммарного коэффициента передачи полосовых фильтров и блоков РУ происходит следующим образом.The output of the
В блоке 15 памяти находятся отсчеты комплексного коэффициента передачи каждого из N полосовых фильтров, которые параллельно поступают на вторые входы соответствующих блоков 24.1-24.N умножителей, где происходит умножение отсчетов коэффициентов передачи каждого фильтра на соответствующий коэффициент усиления в блоке РУ. Отсчеты с групп выходов блоков умножения 24.1-24.N поступают на соответствующие группы входов второго блока суммирования 16, в котором одновременно складываются соответствующие отсчеты коэффициентов передачи различных полосовых фильтров.In
В блоке 17 BOB формируются отсчеты обратного суммарного коэффициента передачи полосовых фильтров 8.1-8.N с учетом коэффициентов усиления в блоках РУ 2.1-2.N. Отсчеты обратного суммарного коэффициента передачи через блок 18 задержки поступают на вторую группу входов блока 19 умножения.In
Восстановленный таким образом сигнал поступает на вход блока 20 БУП, где подавляются спектральные составляющие этих помех. Сигнал с выхода блока 20 БУП поступает на первую группу входов коррелятора 21, на вторую группу входов которого поступает сигнал с выхода блока 22 ФОС.The signal reconstructed in this way is fed to the input of the
Коррелятор 21 представляет собой последовательное соединение блока умножения, аналогичного блоку 19, и блока обратного быстрого преобразования Фурье, реализованного аналогично блоку 14 БПФ.The
В корреляторе 21 определяется взаимно корреляционная функция опорного сигнала и сигнала с выхода блока БУП. Выборки с выхода коррелятора поступают на пороговый блок 23. Превышение порога означает обнаружение сигнала. Информация об обнаружении сигнала поступает на выход радиоприемного устройства.In the
Проблема обеспечения приема в условиях сложной помеховой обстановки при различных уровнях входного сигнала особенно остро стоит в приемниках с цифровой обработкой [2].The problem of providing reception under difficult interference conditions at various levels of the input signal is especially acute in receivers with digital processing [2].
Недостатком устройства-прототипа является необходимость буферизации отсчетов сигнала для вычисления БПФ, вследствие чего частота f1 тактового сигнала ТИ1, которым тактируются блоки регулировки усиления 2.1-2.N и блок 19 умножения, должна быть меньше в L раз (где L - количество отсчетов буферизации), чем основная частота тактирования fосн блока АЦП 10, что может привести к искажению сигнала по причине переполнения АЦП в условиях воздействия блокирующих сигналов с динамически изменяющимся уровнем.The disadvantage of the prototype device is the need to buffer the signal samples for calculating the FFT, so that the frequency f 1 of the clock signal TI1, which the gain control blocks 2.1-2.N and the
Задачей изобретения является реализация непрерывного, поточного процесса АРВ без буферизации, с единым тактовым сигналом частотой fосн для блока регулировки усиления и АЦП, для предотвращения переполнения АЦП помехой с быстро меняющимся уровнем при сохранении всех положительных свойств устройства-прототипа.The objective of the invention is the implementation of a continuous, in-line ARV process without buffering, with a single clock signal of frequency f main for the gain control unit and the ADC, to prevent the ADC from overflowing with interference with a rapidly changing level while maintaining all the positive properties of the prototype device.
Достигаемый технический результат - уменьшение возможности искажения принимаемого сигнала блокирующими помехами с динамически изменяющимся уровнем и априорной неопределенностью параметров.Achievable technical result - reducing the possibility of distortion of the received signal by blocking noise with a dynamically changing level and a priori uncertainty of the parameters.
Для решения поставленной задачи в радиоприемное устройство, содержащее блок бланкирования импульсных помех (БИЛ), вход которого является входом устройства, N полосовых фильтров, блок регулировки усиления (РУ), первый блок памяти, последовательно соединенные первый сумматор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который тактируется тактовым сигналом частотой fосн; последовательно соединенные блок быстрого преобразования Фурье (БПФ), первый блок умножения, блок бланкирования узкополосной помехи (БУП), коррелятор и пороговый блок, выход которого является информационным выходом устройства; последовательно соединенные второй сумматор, блок вычисления обратной величины (ВОВ) и первый блок задержки, группа выходов которого соединена со второй группой входов первого блока умножения, блок формирования опорного сигнала (ФОС), группа выходов которого соединена со второй группой входов коррелятора, причем блок РУ содержит управляемый аттенюатор (УА), выход которого, являющийся первым выходом блока РУ, соединен с входом амплитудного детектора, выходы которого соединены с входами соответствующих первого и второго компараторов, выходы которых соединены с соответствующими входами счетчика, выход которого соединен с управляющим входом УА, а тактовый вход счетчика является тактовым входом блока РУ; при этом первый блок памяти, второй сумматор, блок ВОВ, первый блок задержки, первый блок умножения, блок БУП, коррелятор, блок ФОС и пороговый блок тактируются тактовым сигналом с частотой f1=fосн/L, где L - количество отсчетов буферизации, согласно изобретению введены второй блок памяти и второй блок умножения, а в состав блока РУ дополнительно введен второй блок задержки, вход которого соединен с выходом счетчика, тактовый вход второго блока задержки соединен с тактовым входом счетчика, а выход второго блока задержки является вторым выходом блока РУ и соединен с управляющим входом второго блока памяти, выход которого соединен со вторым входом второго блока умножения, вход которого соединен с выходом АЦП, а выход второго блока умножения соединен с входом блока БПФ; выход блока БИЛ соединен с входом блока РУ, первый выход которого соединен с объединенными входами N полосовых фильтров, выходы которых соединены соответственно с N входами первого сумматора; N групп выходов первого блока памяти соединены соответственно с N группами входов второго сумматора; при этом блок РУ, второй блок памяти, второй блок умножения и блок БПФ тактируются тактовым сигналом частотой fосн.To solve this problem, a radio receiving device containing a pulse interference blanking unit (BIL), the input of which is the device input, N bandpass filters, gain control unit (RU), the first memory unit, the first adder and the analog-to-digital converter (ADC) are connected in series , which is clocked by a clock signal with a frequency f DOS ; a series-connected block of fast Fourier transform (FFT), the first block of multiplication, block blanking narrowband interference (BUP), a correlator and a threshold block, the output of which is the information output of the device; connected in series to a second adder, a reciprocal-calculating unit (BOB) and a first delay unit, the output group of which is connected to a second group of inputs of the first multiplication unit, a reference signal generating unit (FOS), the output group of which is connected to a second group of correlator inputs, the RU unit contains a controlled attenuator (UA), the output of which, which is the first output of the RU unit, is connected to the input of the amplitude detector, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding first and second comparators, output rows are connected to respective inputs of a counter whose output is connected to the control input of the V, and the clock input of the counter is a clock input of the EN block; wherein the first memory block, the second adder, the BOB unit, the first delay unit, the first multiplication unit, the ECU unit, the correlator, the FOS unit and the threshold unit are clocked with a frequency signal f 1 = f main / L, where L is the number of buffering samples, according to the invention, a second memory unit and a second multiplication unit are introduced, and a second delay unit is added to the RU unit, the input of which is connected to the counter output, the clock input of the second delay unit is connected to the clock input of the counter, and the output of the second delay unit is the second output m RC unit and connected to a control input of the second memory unit, whose output is connected to a second input of the second multiplier having an input connected to the output of ADC, and second multiplier output connected to an input of an FFT unit; the output of the BIL unit is connected to the input of the RU unit, the first output of which is connected to the combined inputs of N bandpass filters, the outputs of which are connected respectively to the N inputs of the first adder; N groups of outputs of the first memory block are connected respectively to N groups of inputs of the second adder; wherein the RU unit, the second memory unit, the second multiplication unit and the FFT unit are clocked with a clock signal with a frequency of f main .
Это позволяет непрерывно осуществлять АРВ без предварительной буферизации путем применения одного и того же тактового сигнала для АЦП и блока РУ, а последующие преобразования в частотной области, требующие поблочной обработки с меньшей частотой тактового сигнала, выполнять уже после компенсации уровня сигнала.This allows continuous ARV without preliminary buffering by using the same clock signal for the ADC and the RU unit, and subsequent transformations in the frequency domain, requiring block processing with a lower clock frequency, should be performed after signal level compensation.
Функциональная схема заявляемого устройства представлена на фиг. 3, где обозначено:Functional diagram of the claimed device is presented in FIG. 3, where indicated:
1 - блок бланкирования импульсных помех (БИЛ);1 - block blanking pulse interference (BIL);
2 - блок регулировки усиления (РУ);2 - gain control unit (RU);
3 - управляемый аттенюатор;3 - controlled attenuator;
4 - амплитудный детектор;4 - amplitude detector;
5 - первый компаратор;5 - the first comparator;
6 - второй компаратор;6 - second comparator;
7 - счетчик;7 - counter;
8.1-8.N - с первого по N-й полосовые фильтры;8.1-8.N - from the first to the N-th band filters;
9 - первый сумматор;9 - the first adder;
10 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);10 - analog-to-digital Converter (ADC);
11 - второй блок задержки;11 - the second block delay;
12 - второй блок памяти;12 - the second block of memory;
13 - второй блок умножения;13 - the second block of multiplication;
14 - блок быстрого преобразования Фурье (БПФ);14 - block fast Fourier transform (FFT);
15 - первый блок памяти;15 - the first block of memory;
16 - второй сумматор;16 - second adder;
17 - блок вычисления обратной величины (ВОВ);17 - block calculating the reciprocal of the value (BOB);
18 - первый блок задержки;18 - the first block delay;
19 - первый блок умножения;19 - the first block of multiplication;
20 - блок бланкирования узкополосной помехи (БУП);20 - block blanking narrowband interference (BUP);
21 - коррелятор;21 - correlator;
22 - блок формирования опорного сигнала (ФОС);22 - block forming a reference signal (FOS);
23 - пороговый блок.23 is a threshold block.
Заявляемое устройство содержит последовательно соединенные блок бланкирования импульсных помех (БИЛ) 1, вход которого является входом устройства, и блок регулировки усиления (РУ) 2, первый выход которого соединен с объединенными входами N полосовых фильтров 8.1…8.N, выходы которых соединены с соответствующими входами первого сумматора 9, выход которого через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10 соединен с первым входом второго умножителя 13.The inventive device contains a series-connected unit for blanking pulse interference (BIL) 1, the input of which is the input of the device, and a gain control unit (RU) 2, the first output of which is connected to the combined inputs of N bandpass filters 8.1 ... 8.N, the outputs of which are connected to the corresponding the inputs of the
Блок РУ 2 содержит управляемый аттенюатор (УА) 3, выход которого, являющийся первым выходом блока РУ 2, соединен с входом амплитудного детектора 4, первый и второй выходы которого соединены с входами соответствующих первого 5 и второго 6 компараторов, выходы которых соединены с соответствующими входами счетчика 7, тактовый вход которого является тактовым входом блока РУ 2 и соединен с тактовым входом второго блока задержки 11. Выход счетчика 7 соединен с управляющим входом УА 3 и входом второго блока задержки 11, выход которого является вторым выходом блока РУ 2, который соединен с управляющим входом второго блока памяти 12, выход которого соединен со вторым входом второго блока умножения 13, выход которого соединен с входом блока быстрого преобразования Фурье (БПФ) 14, группа выходов которого соединена с первой группой входов первого блока умножения 19.The
Первый блок памяти 15 имеет N групп выходов, соединеных с соответствующими N группами входов второго сумматора 16, который последовательно соединен с блоком вычисления обратной величины (ВОВ) 17 и первым блоком задержки 18, группа выходов которого соединена со второй группой входов первого блока умножения 19, который соединен последовательно с блоком бланкирования узкополосной помехи (БУП) 20 и коррелятором 21, вторая группа входов которого соединена с группой выходов блока формирования опорного сигнала (ФОС) 22, а группа выходов коррелятора 21 соединена с группой входов порогового блока 23, выход которого является информационным выходом устройства.The
В блоках 10, 12-23 также имеются стандартные тактовые входы (на чертеже не показано), на которые подаются сигналы, обеспечивающие синхронизацию работы устройства в целом. Блоки 2, 10, 12, 13 и 14 тактируются основным тактовым сигналом частотой fосн, а блоки 15-23 тактируются тактовым сигналом с частотой f1=fосн/L, где L - количество отсчетов буферизации.In blocks 10, 12-23 there are also standard clock inputs (not shown in the drawing), to which signals are provided that synchronize the operation of the device as a whole.
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.
Входной радиочастотный сигнал, представляющий собой аддитивную смесь сигнала, флуктуационных, импульсных и сосредоточенных помех, поступает на вход радиоприемного устройства и проходит через блок 1 БИЛ, в котором осуществляется бланкирование импульсных помех, результат которого подается на вход блока РУ 2, который устанавливает коэффициент усиления таким образом, чтобы напряжение на его выходе находилось в заданных, заранее установленных пределах.The input radio frequency signal, which is an additive mixture of the signal, fluctuation, pulsed and concentrated noise, is fed to the input of the radio receiver and passes through the unit BIL, in which the blanking of pulsed noise is carried out, the result of which is fed to the input of the
Коэффициент передачи блока РУ 2 определяется цифровым кодом, формируемым на выходе счетчика 7, который подается на управляющий вход УА 3. Также с выхода счетчика 7 цифровой код подается на второй блок задержки 11, в котором он задерживается на количество тактов, эквивалентное задержке сигнала на распространение до второго блока умножения 13. Со второго выхода блока 2 РУ, цифровой код поступает на управляющий адресный вход второго блока памяти 12, в котором хранятся соответствующие каждому цифровому коду коэффициенты для цифровой компенсации сигнала. Соответствующий цифровому коду компенсирующий коэффициент из второго блока памяти 12 поступает на второй вход второго блока умножения 13.The transfer coefficient of the
С выхода управляемого аттенюатора 3 сигнал последовательно поступает на амплитудный детектор 4, а затем на первый 5 и второй 6 компараторы, которые сравнивают величину входного сигнала с заранее установленными максимальным и минимальным значениями. Если амплитуда выходного сигнала амплитудного детектора 4 выше максимального значения, то с выхода первого компаратора 5 на первый разрешающий вход счетчика 7 поступает сигнал, разрешающий уменьшение коэффициента передачи, пока выходной сигнал не станет меньше установленного значения. Если амплитуда выходного сигнала амплитудного детектора 4 ниже минимального значения, то с выхода второго компаратора 6 на второй разрешающий вход счетчика 7 поступает сигнал, разрешающий увеличение коэффициента передачи, пока выходной сигнал не станет выше установленного минимального значения. При этом на тактовый вход счетчика 7 поступают тактовые импульсы (ТИ) частотой fосн.From the output of the controlled
Сигнал с первого информационного выхода блока РУ 2 поступает одновременно на N полосовых фильтров 8.1-8.N, которые разбивают диапазон частот входного сигнала на N поддиапазонов. Сигналы, полученные после фильтрации, с выходов N полосовых фильтров 8.1-8.N поступают на соответствующие входы первого сумматора 9 (фиг. 4). Результаты суммирования через АЦП 10 поступают на первый вход второго блока умножения 13. После перемножения сигнала с компенсирующим коэффициентом из второго блока памяти 12 результат поступает в блок БПФ 14, в котором отсчеты сигнала преобразуются из временной в частотную область.The signal from the first information output of the
Группа выходов блока 14 БПФ представляет собой группу L отсчетов спектральных составляющих сигнала, поступающих параллельно на первую группу входов второго блока умножения 19, в котором осуществляется умножение величин спектральных составляющих на соответствующие отсчеты обратного комплексного коэффициента передачи полосовых фильтров 8.1-8.N. При этом число отсчетов обратного комплексного коэффициента передачи полосовых фильтров совпадает с числом спектральных составляющих L на выходе блока 14 БПФ.The group of outputs of the
Формирование отсчетов обратного коэффициента передачи полосовых фильтров происходит следующим образом. В блоке 15 памяти находятся отсчеты комплексного коэффициента передачи каждого из N полосовых фильтров, которые параллельно поступают на соответствующие группы входов второго блока суммирования 16, в котором одновременно складываются соответствующие отсчеты комплексных коэффициентов передачи различных полосовых фильтров.The formation of samples of the inverse transfer coefficient of bandpass filters is as follows. In
В блоке 17 BOB формируются отсчеты обратного коэффициента передачи полосовых фильтров 8.1-8.N, которые через первый блок задержки 18 поступают на вторую группу входов первого блока умножения 19.In
Полученные в результате перемножения отсчеты сигналов спектральных составляющих сигналов поступают в блок 20 БУП, где подавляются спектральные составляющие помех. Далее, отсчеты сигнала с L выходов блока 20 БУП поступают на первую группу входов коррелятора 21, на вторую группу входов которого поступают отсчеты опорного сигнала с выхода блока 22 ФОС.The samples obtained as a result of multiplication of the signals of the spectral components of the signals are sent to the
Коррелятор 21 содержит последовательно соединенные блок умножения, аналогичный блоку 19, и блок обратного быстрого преобразования Фурье, реализованный аналогично блоку БПФ 14.The
В корреляторе 21 определяется взаимно корреляционная функция опорного сигнала и сигнала с выхода блока БУП 20. Отсчеты сигнала с L выходов коррелятора 21 подаются в пороговый блок 23. Превышение порога означает обнаружение сигнала. Информация об обнаружении сигнала поступает на выход радиоприемного устройства.In the
Таким образом, в соответствии с поставленной задачей, было реализовано радиоприемное устройство, в котором применяется единый тактовый сигнал для АЦП и блока РУ, а буферизация и последующая обработка в частотной области выполняются уже после восстановления сигнала, что позволяет осуществлять непрерывный процесс АРВ.Thus, in accordance with the task, a radio receiver was implemented in which a single clock signal is used for the ADC and the RU unit, and buffering and subsequent processing in the frequency domain are carried out after the signal is restored, which allows for a continuous ARV process.
К несомненным преимуществам такой реализации устройства относится возможность непрерывной поточной автоматической регулировки восприимчивости приемника для уменьшения возможности искажения принимаемого сигнала блокирующими помехами, независимо от динамики изменения их амплитуды. Динамический диапазон, для увеличения которого в прототипе использовались N блоков РУ, также не изменится, поскольку в предлагаемом устройстве перед блоком аналого-цифрового преобразователя уровень сигнала также поддерживается в заданных пределах, а восстановление сигнала осуществляется за счет умножения в цифровом формате на обратный коэффициент передачи блока регулировки усиления.The undoubted advantages of such an implementation of the device include the possibility of continuous in-line automatic adjustment of the susceptibility of the receiver to reduce the possibility of distortion of the received signal by blocking noise, regardless of the dynamics of changes in their amplitude. The dynamic range, for the increase of which N RP units were used in the prototype, will also not change, since in the proposed device the signal level is also maintained within the specified limits in front of the analog-to-digital converter unit, and the signal is restored by digitally multiplying by the inverse transfer coefficient of the unit gain control.
Реализация блоков 1-10, 14-23 заявляемого устройства аналогична блокам устройства-прототипа и может быть выполнена в соответствии с монографией Пауль Хоровиц и Уинфилд Хилл «Искусство схемотехники» в 2-х томах. Москва, Мир, 1986 г., причем реализация введенных блоков 11, 12 и 13 аналогична реализации блоков 18, 15 и 19 устройства-прототипа соответственно.The implementation of blocks 1-10, 14-23 of the claimed device is similar to the blocks of the prototype device and can be performed in accordance with the monograph by Paul Horowitz and Winfield Hill “The Art of Circuit Engineering” in 2 volumes. Moscow, Mir, 1986, and the implementation of the introduced blocks 11, 12 and 13 is similar to the implementation of
Приведем доказательство эффективности работы заявляемого устройства.Here is a proof of the effectiveness of the claimed device.
Рассмотрим временные диаграммы, отражающие уровень сигнала в нескольких точках устройства-прототипа (фиг. 5) и заявляемого устройства (фиг. 6). В частности, на выходе блока БИЛ 1 (фиг. 5а, фиг. 6а), на выходе АЦП 10 (фиг. 5б, фиг. 6б) и после компенсации и обратного быстрого преобразования Фурье в блоке 21 (фиг. 5в, фиг. 6в).Consider the timing diagrams reflecting the signal level at several points of the prototype device (Fig. 5) and the inventive device (Fig. 6). In particular, at the output of the BIL unit 1 (Fig. 5a, Fig. 6a), at the output of the ADC 10 (Fig. 5b, Fig. 6b) and after compensation and the inverse fast Fourier transform in block 21 (Fig. 5c, Fig. 6c) )
По оси абсцисс на временных диаграммах отложены периоды, соответствующие частоте тактовых сигналов ТИ, применяемых для автоматической регулировки усиления. На фиг. 5 по оси абсцисс цена деления соответствует периоду тактового сигнала ТИ1 частотой f1, а на фиг. 6 - периоду тактового сигнала ТИ частотой fосн.The abscissa axis in the time diagrams shows the periods corresponding to the frequency of the clock signals of the TI used for automatic gain control. In FIG. 5 along the abscissa axis, the division price corresponds to the period of the clock signal TI1 with frequency f 1 , and in FIG. 6 - period of the clock signal TI frequency f DOS .
Пусть на вход устройства-прототипа поступает некоторый сигнал Uсиг, и в момент времени t1 появляется блокирующая помеха, что представлено на фиг. 5а. На диаграмме также отмечены моменты времени, соответствующие периодам накопления отсчетов для вычисления БПФ и одновременно тактирования блоков РУ. Таким образом, в момент времени t2 сигнал с выхода одного или нескольких фильтров превышает порог компаратора 5, и счетчик 7 увеличивает свое значение на единицу. Управляемый аттенюатор 3 изменяет коэффициент передачи, и соответствующие сигналы для компенсации ослабления поступают на умножители 24.1-24.N. Описанный процесс представлен на фиг. 5б. Далее уровень блокирующей помехи продолжает расти, и в момент времени t3 происходит переполнение АЦП 10, и интервал времени 13-14 до следующего срабатывания порога является интервалом искажения приемного сигнала (фиг. 5в), что, несомненно, является существенным недостатком устройства-прототипа.Let a signal U sig be input to the prototype device, and at time t 1 a blocking noise appears, which is shown in FIG. 5a. The diagram also shows the time moments corresponding to the periods of accumulation of samples for calculating the FFT and simultaneously clocking the RU units. Thus, at time t 2 the signal from the output of one or more filters exceeds the threshold of the
При введении в состав приемного устройства блоков 11-13 получим, что блок РУ 2 будет тактироваться тем же сигналом, что и АЦП 10. Рассмотрим тот же пример. Пусть на вход предлагаемого устройства поступает некоторый сигнал Uсиг, и в момент времени t1 появляется блокирующая помеха, что представлено на фиг. 6а. На диаграмме также отмечены моменты времени, соответствующие периодам накопления отсчетов для вычисления БПФ, а также тактирования АЦП и блока РУ. Таким образом, в момент времени t2 сигнал превысит порог компаратора 5, и счетчик 7 увеличивает свое значение на единицу. Управляемый аттенюатор 3 изменяет коэффициент передачи, и соответствующий сигнал для компенсации ослабления поступает через блоки задержки 11 и памяти 12 на второй блок умножения 13. Описанный процесс представлен на фиг. 6б. Далее уровень блокирующей помехи продолжает расти, и на последующих тактах в моменты времени t3 и t4 управляемый аттенюатор 3 продолжает ослаблять входной сигнал (фиг. 6б), а на выходе блока 13 сигнал компенсируется, как представлено на фиг. 6в.When introducing blocks 11-13 into the receiver, we get that the
Таким образом, поскольку управление аттенюатором при таком построении приемного устройства осуществляется непрерывно без буферизации, принимаемый сигнал не имеет интервалов неприема сигнала, что является положительным отличительным свойством заявляемого устройства.Thus, since the control of the attenuator in this construction of the receiving device is carried out continuously without buffering, the received signal has no signal reception intervals, which is a positive distinguishing feature of the claimed device.
Для вычисления БПФ обрабатываемого сигнала накапливается буфер из L отсчетов [3], причем в заявляемом радиоприемном устройстве интервал неприема сигнала будет равен периоду дискретизации, что в L раз меньше по сравнению с прототипом, при этом увеличение динамического диапазона сохраняется за счет механизма АРВ.To calculate the FFT of the processed signal, a buffer of L samples is accumulated [3], and in the inventive radio receiver the interval of signal reception will be equal to the sampling period, which is L times smaller than the prototype, while the increase in the dynamic range is maintained due to the ARV mechanism.
Это позволяет непрерывно осуществлять АРВ путем применения единого тактового сигнала для АЦП и блока РУ, а буферизация и последующая обработка в частотной области выполняются уже после восстановления сигнала.This allows continuous ARV implementation by using a single clock signal for the ADC and the RU unit, and buffering and subsequent processing in the frequency domain are performed after the signal is restored.
ЛитератураLiterature
1. Авторское свидетельство №1637026. Устройство корреляционной обработки широкополосных сигналов. - Маковий В.А., Каткова Т.П. МКИ Н04В 1/10, H04L 7/02 - 4 с., Регистрация 23.08.1988 - Опубл. 23.03.91 г., Бюл. №11.1. Copyright certificate No. 1637026. Device for correlation processing of broadband signals. - Makoviy V.A., Katkova T.P.
2. Arthur G. Stephenson, "Digitizing Multiple RF Signals Requires an Optimum Sampling Rate", Electronics, Mar. 27, 1972. - pp. 106-110.2. Arthur G. Stephenson, "Digitizing Multiple RF Signals Requires an Optimum Sampling Rate", Electronics, Mar. 27, 1972. - pp. 106-110.
3. Цифровая обработка сигналов: Справочник / Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. - М.: Радио и связь, 1985. С. 14-20.3. Digital signal processing: Reference / L.М. Goldenberg, B.D. Matyushkin, M.N. Pole. - M .: Radio and communications, 1985.S. 14-20.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132019/07A RU2562796C1 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Radio receiving device with continuous automatic adjustment of susceptibility |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132019/07A RU2562796C1 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Radio receiving device with continuous automatic adjustment of susceptibility |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2562796C1 true RU2562796C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014132019/07A RU2562796C1 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Radio receiving device with continuous automatic adjustment of susceptibility |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2562796C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691731C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-06-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Wideband signal receiving device |
RU2768249C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-03-23 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Broadband signal receiving unit |
RU2796219C1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-05-18 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Device for determining direction finding parameters of narrow-band radio signals |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4383247A (en) * | 1981-06-25 | 1983-05-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Gain-step companding analog to digital converter |
SU1637026A1 (en) * | 1988-08-23 | 1991-03-23 | Предприятие П/Я Р-6208 | Correlation processor for wideband signals |
RU2154339C2 (en) * | 1993-05-28 | 2000-08-10 | Моторола Инк. | Device to control working range of input signals and method controlling working range of digital receiver |
WO2013008747A1 (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-17 | 日本電気株式会社 | Reception device, and gain control method |
RU2513028C2 (en) * | 2012-02-07 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Спирит Корп" | Device for suppressing narrow-band interference in satellite navigation receiver |
-
2014
- 2014-08-01 RU RU2014132019/07A patent/RU2562796C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4383247A (en) * | 1981-06-25 | 1983-05-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Gain-step companding analog to digital converter |
SU1637026A1 (en) * | 1988-08-23 | 1991-03-23 | Предприятие П/Я Р-6208 | Correlation processor for wideband signals |
RU2154339C2 (en) * | 1993-05-28 | 2000-08-10 | Моторола Инк. | Device to control working range of input signals and method controlling working range of digital receiver |
WO2013008747A1 (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-17 | 日本電気株式会社 | Reception device, and gain control method |
RU2513028C2 (en) * | 2012-02-07 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Спирит Корп" | Device for suppressing narrow-band interference in satellite navigation receiver |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691731C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-06-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Wideband signal receiving device |
RU2768249C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-03-23 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Broadband signal receiving unit |
RU2796219C1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-05-18 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Device for determining direction finding parameters of narrow-band radio signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2771710A2 (en) | Wideband sonar receiver and sonar signal processing algorithms | |
RU2562796C1 (en) | Radio receiving device with continuous automatic adjustment of susceptibility | |
RU2674468C1 (en) | Interference rejection filter | |
RU170068U1 (en) | ADAPTIVE DEVICE FOR SUPPRESSING INTERFERENCE | |
RU2549207C2 (en) | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver | |
CN109490848B (en) | Long and short radar pulse signal detection method based on two-stage channelization | |
RU158304U1 (en) | ADAPTIVE DEVICE FOR REJECTING PASSIVE INTERFERENCE | |
RU2708372C1 (en) | Method for detecting a pack of radio pulses with an arbitrary degree of coherence and a device for realizing said method | |
RU2634382C2 (en) | Digital detector of phase-animated signals | |
Adam et al. | Inter-pulse analysis of airborne radar signals using smoothed instantaneous energy | |
RU2360360C1 (en) | Device for linear suppression of retransmitted noise | |
RU2558676C1 (en) | Compensation channel-switched active jamming compensation device | |
CN112385247B (en) | Method and apparatus for acoustic delay estimation | |
RU2606634C2 (en) | Method of ultra broadband signal detecting | |
KR20150058682A (en) | Method and Apparatus for a fast Linear Frequency Modulation target detection compensating Doppler effect according to the target speed | |
RU2569554C1 (en) | Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals | |
RU2291463C2 (en) | Processing radar impulse signals analog-discrete mode | |
RU2735671C1 (en) | Adaptive interference compensator in pulse signals | |
RU2726221C1 (en) | Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver | |
RU2456743C1 (en) | Method for adaptive noise suppression | |
RU2573270C2 (en) | Adaptive correction method with compensation of guard time periods | |
RU2196385C2 (en) | Broadband noise suppression device | |
He et al. | A novel sidelobe suppression method based on the CLEAN algorithm for bi-phase codes pulse compression | |
RU2686633C1 (en) | Interference band-stop filtration computer | |
Liu et al. | A real-time algorithm for signal detection based on autocorrelation at low SNR |