|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Рассмотренный обнаружитель импульсных сигналов известен как бинарный обнаружитель пачки с равновесным суммированием. Его часто назьюают обнаружителем типа «движущееся окно», так как действие этой схемы эквивалентно продвижению непрерывной бинарно-квантованной реализации входного сигнала через ограниченное «окно», образуемое на временной оси точками, соответствующими выборочным значениям сигнала отстоящим друг от друга на период повторения Т„. Практическая реализация такой простей- Рис. 4.17. Разновидности сложных бинарно-модулированных сигналов: а - модулирующая функция; б - импудьсно-временной код; в - ФМ-сигнал шей схемы бинарного обнаружителя не требует больших аппаратурных затрат, так как в номенклатуру современных интегральных микросхем (ИМС) входят сдвигающие регистры, содержащие до 2048 элементов памяти типа D. Кроме того, существует известный путь сокращения требуемого объема памяти (полезный при больших m и Л), связанный с дополнительными отступлениями от оптимальной процедуры обнаружения и вытекающими отсюда потерями эффективности. Возможны два вида таких отступлений: 1) увеличение интервала разрешения До, уменьшающее значения т = TJA, т. е. число ячеек в каждом сдвигающем регистре, и 2) уменьшение интервала наблюдения Т„ = = (Л-1)Т„, позволяющее уменьшить число регистров в схеме обнаружителя. Обнаружители сложных импульсных сигналов. В РТС, использующих цифровые методы формирования и обработки сигналов, широко применяются сложные сигналы с бинарной модуляцией (манипуляцией) амплитуды и фазы в пределах периода повторения. На рис. 4.17 показан один период модуляции таких сигналов: на рис. 4.17, а изображена бинарная функция, описывающая дискретный закон модуляции; на рис. 4.17. б - соответствующий этому закону импульсный радиосигнал с модуляцией амплитуды при произвольном вькокочастотном заполнении (т. е. последовательность некогерентных радиоимпульсов, называемая часто импульсно-временным или интервальным кодом [191); на рис. 4.17, в - соответствующий сигнале дискретной по времени фазовой манинуляцией (сокращенно ФМ-сигнал [65]). На практике применяются также сигналы с одновременной, амплитудной и фазовой манипуляцией, называемые троичными последовательностями [27, 28]. Их можно рассматривать как определенные комбинации представленных на рис. 4.17 более простых сигналов. Первый из сложных сигналов, импульсно-временнбй код (рис. 4.17, б), можно рассматривать как пачку непериодически следующих простых некогерентных радиоимпульсов с известной совокупностью временных интервалов между ними {кь к2. -..i ./v-i} (на рис. 4.17, б в качестве примера представлен случай N = 3, = = 4Д„ = 2Aj). Следовательно, соображения по построению цифровых устройств поиска и обнаружения пачек импульсных сигналов справедливы и в данном случае, когда речь идет о внутри периодной обработке импульсных сигналов с бинарной модуляцией амплитуды в пределах периода. Особенностями данного случая являются непериодичность импульсов кодовой пачки (ki Ф улФ Ф к.ЛГ-О. а также необходимость однозначного определения ее временного положения с точностью до длительности интервала дискретизации А,. Если ограничиться рассмотрением наиболее широко используемой для данного случая схемы бинарного обнаружителя пачки с равновесным суммированием (см. рис. 4.16), то указанные особенности приводят к тому, что, во-первых, число элементов памяти в сдвигающих регистрах-АПг (г = [1, Л- 1]) становится неодинаковым (в отличие от исходной схемы на рис. 4.16) и выбирается в соответствии с правилом зеркального отображения заданной совокупности кодовых интервалов, т. е. по правилу т, = tк,N-ilA. Во-вторых, порог обнаружения сигнала К в этом случае следует выбрать равным числу импульсов в кодовой группе Л, чтобы исключить возможность срабатывания обнаружителя по какому-либо неопределенному импульсу группы, за исключением последнего, обеспечивающего достижение решающего порога K=N. Схема бинарного обнаружителя импульсно-временнбго кода представлена на рис. 4.18, где опущены операции амплитудного детектирования и амплитудно-временной дискретизации принимаемого сигнала (на вход схемы подается дискретизированный по времени и бинарный по уровню видеосигнал, изображенный на рис. 4.17, а). Такую схему можно трактовать как цифровую модификацию внутри-периодного согласованного фильтра, совмещенного с решающим устройством, выполняющим операцию обнаружения по логике «Л из Л». Это иллюстрируется эквивалентной схемой обнаружителя на рис. 4.19 и поясняющими ее временными диаграммами. Нетрудно убедиться, что импульсная характеристика фильтра на рис. 4.19 совпадает с зеркальным отображением входного сигнала (см. рис. 4.19, а), что соответствует определению согласованного фильтра [50]. При этом выходной, сигнал фильтра (рис. 4.19, г) представляет собой корреляционную функцию принимаемого импульсно-временнбго кода (рис. 4.19, а). Сумматор с пороговым устройством, имеющим порог K=N, представляет собой логическое устройство, выполняющее операцию конъюнкции бинарных сигналов, поступаюищх с выходов сдвигаюищх регистров,. . ,. , Рассмотренные схемы (рис. 4.18, 4.19) выполняют операции внутри периодной обработки, которую часто называют декодированием интервально-временного кода. В реальных РТС, использующих такие импульсные сигналы (например, в многоканальных системах передачи информации), эту операцию можно выполнять совместно с процедурой межпериодного накопления. Здесь возможны два варианта взаимодействия устройств внутрипериодной и межпериодной обработки: 1) декодирующее устройство включено на входе межпериодного накопителя, который накапливает результаты внутрипериодной обработки. Свшода п п п
Рис. 4.18. Функциональная схема бинарного обнаружителя сигнала- с импульсно-временным кодированием Рис. 4.19. Эквивалентная схема внутрипериодного согласованного фильтра для декодирования им-пульсно-временного кода Т. е. одиночные декодированные импульсы; 2) межпериодное накоп-ление одиночных импульсов кодовой группы осуществляется на входе декодирующего устройства, выполняющего в данном случае операцию декодирования выходного сигнала накопителя. С точки зрения аппаратурных затрат оба варианта взаимодействия эквивалентны, если не учитывать тонкостей практической реализации, связанных с конструктивным размещением отдельных узлов в блоках конкретной аппаратуры. Что касается качественных характеристик этих вариантов, то, как показано в [29], определенными преимуществами обладает второй вариант, однако они не так велики, чтобы оказаться решающими в конкретных условиях работы реальной аппаратуры. В каждом конкретном случае следует помнить о необходимости оптимизации порогов бинарной процедуры накопления-декодирования [29]. Рассмотрим принципы построения цифровых устройств обработки ФМ-сигналов, т. е. сложных сигналов с дискретной по времени внутри-импульсной фазовой манипуляцией (рис. 4.17, в). Главной особенностью цифровой обработки таких сигналов является трудность практической реализации функции г(т) вида (4.3) в реальном масштабе.времени, как это делается с помощью согласованных фильтров для импульсных сигналов с более простыми законами внутриимпульсной модуляции (или без нее). Реальным способом формирования функции г(т) в данном случае является корреляционный способ [65], состоящий согласно (4.3) в 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 |