Спосіб прийому коротких імпульсних радіосигналів

Спосіб прийому коротких імпульсних радіосигналів, згідно з яким здійснюють кореляційну обробку сигналу за допомогою пасивного погодженого фільтра, який відрізняється тим, що імпульси, що приймаються, виділяють, порівнюють їх амплітуди з усередненим рівнем шумів і завад, фронти виділених імпульсів загострюють, генерують високоенергетичні імпульси заданої амплітуди і тривалості та здійснюють селекцію сигналу. (19) (21) u201006786 (22) 01.06.2010 (24) 10.03.2011 (46) 10.03.2011, Бюл.№ 5, 2011 р. (72) БУНІН СЕРГІЙ ГЕОРГІЙОВИЧ, ДОЛЖЕНКО ДМИТРО ОЛЕГОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" 3 ним фільтром до енергії всіх інших імпульсів, які генеруються одновібратором в результаті дії шумів і завад в паузах між інформаційними імпульсами M N I 0  Ei /  Ei  AMi / ANTc  iN  Mi Tc  iM де А - амплітуда імпульсів, що генеруються одновібратором; і - тривалість імпульсів; М - кількість імпульсів в сигналі; N - кількість імпульсів, викликаних шумами і завадами; Тс - тривалість сигналу. Таким чином, вимоги до точності розміщення відводів в такому фільтрі значно нижча, ніж у разі селекції коротких імпульсів, і похибка точок відводів лінії затримки від ідеального положення може знаходитись в межах половини тривалості згенерованих імпульсів, що суттєво спрощує конструкцію фільтру. Також підвищується достовірність прийому інформації, оскільки, вона визначається не відношенням енергії сигналу до спектральної густини шумів та завад на вході пристрою, що приймає рішення, а відношенням амплітуд імпульсів сигналу до імпульсів достатньо високої крутизни в спектрі шумів і завад, і наявністю сигналів інших абонентів в мережі з достатньою амплітудою імпульсів. Спосіб може бути реалізований на пристрої для прийому коротких імпульсних радіосигналів. Найближчим аналогом пристрою є "гібридний приймач коротких імпульсів з погодженими фільтрами і імпульсним корелятором" [2], який містить погоджений фільтр, блок затримки, блок комплексного спряження, помножувач та пристрій прийняття рішення. Використовується передача опорного імпульсу зсунутого на певний інтервал часу від інформаційного. До недоліків пристрою відносяться - необхідна велика точність реалізації блоку затримки для точного перемноження опорного і інформаційного сигналів. Достовірність прийому інформації визначається відношенням накопиченої енергії імпульсів до енергії шумів і завад. Задачею пристрою є покращення достовірності передачі інформації, а також зменшення вимог до точності виконання вузлів та елементів приймача, шляхом введення нових елементів конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для прийому коротких імпульсних радіосигналів, який містить вхідний фільтр, підсилювач і пасивний погоджений фільтр, виконаний як лінія затримки з відводами і суматор, новим є те, що пристрій додатково містить випрямляч, диференціюючу і інтегруючо-пропорціональну схеми, виходи яких підключені до протилежних входів диференційного підсилювача, вихід диференційного підсилювача через амплітудний обмежувач підключений до запускаючого входу одновібратора, вихід одновібратора підключений до входу лінії затримки з відводами, останні підключені до входу суматора, вихід якого підключений до порогового пристрою; відводи ліній затримки з відводами, які відповідають часовим позиціям імпульсів кожного із ортогональних сигналів, підключають до окре 57558 4 мих суматорів, виходи яких підключають до протилежних входів диференційного підсилювача. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями де на Фіг.1 зображена схема приймача коротких імпульсних радіосигналів. На Фіг.2 зображена схема приймача коротких ортогональних імпульсних радіосигналів. Фіг.1 зображає структуру приймача коротких імпульсних радіосигналів. Пристрій складається з вхідного фільтру 1, вихід якого підключений до входу підсилювача 2, вихід якого, в свою чергу, підключено до входу випрямляча 3, вихід якого підключено до входів диференціюючої 4 і інтегруючо-пропорціональної 5 схем, виходи яких підключені до протилежних входів диференційного підсилювача 6, вихід диференційного підсилювача через амплітудний обмежувач 7 підключений до запускаючого входу одновібратора 8, вихід одновібратора підключений до входу пасивного погодженого фільтру 9, що складається з лінії затримки з відводами 10 і суматора 11, що з'єднані між собою, вихід якого підключений до порогового пристрою 12. Приймач коротких імпульсних радіосигналів працює наступним чином. Прийнятий сигнал з прийомної антени надходить на вхід вхідного фільтру 1, який в певній мірі знижує шуми та завади, що лежать поза межами діапазону, що використовується, і через підсилювач 2, що підіймає рівень суміші сигналу та шуму для нормальної роботи подальшого елемента, надходить на вхід випрямляча 3, який випрямляє напругу суміші сингалшум. Отриманий сигнал надходить на вхід диференціюючої схеми 4, що додатково збільшує крутизну переднього фронту імпульсів, задній фронт від'ємної полярності усувається діодом, що вводиться до диференціюючої схеми, яка зв'язана з першим входом диференційного підсилювача 6, і також надходить на вхід інтегруючопропорціональної схеми 5, вихідний сигнал грає роль сигналу автоматичного регулювання підсилення, яка зв'язана з другим входом диференційного підсилювача 6. Далі сигнал надходить на вхід амплітудного обмежувача 7, який обмежує рівень сигналу як знизу, так і зверху, для нормування амплітуди імпульсів, і через одновібратор 8, що генерує імпульси постійного струму фіксованої довжини та амплітуди у відповідь на отримані імпульси, надходить на вхід пасивного погодженого фільтру 9, який розраховує кореляційну функцію між сигналом і комплексно пов'язаною імпульсною функцією лінії затримки з відводами 10 в будьякий момент часу, сигнал надходить на вхід суматора 11, і далі на вхід порогового пристрою 12, який забезпечує вибір порогу для правильного прийому імпульсів. Фігура 2 зображає структуру приймача коротких ортогональних імпульсних радіосигналів. Пристрій складається з вхідного фільтру 1, вихід якого підключений до входу підсилювача 2, вихід якого, в свою чергу, підключено до входу випрямляча 3, вихід якого підключено до входів диференціюючої 4 і інтегруючо-пропорціональної 5 схем, виходи яких підключені до протилежних вхо 5 57558 дів диференційного підсилювача 6, вихід диференційного підсилювача через амплітудний обмежувач 7 підключений до запускаючого входу одновібратора 8, вихід одновібратора підключений до входу пасивного погодженого фільтру 9, що складається з лінії затримки з відводами 10, суматора 11 та суматора 13, що з'єднанні між собою, виходи яких підключені до диференційного підсилювача 14. При прийомі ортогональних імпульсних радіосигналів принцип роботи приймача є аналогічним, однак відводи лінії затримки з відводами 10, які відповідають часовим позиціям імпульсів кожного із ортогональних радіосигналів, подаються на окремі суматори 11, 13, виходи яких підключаються до протилежних входів диференційного підсилювача 14, полярність напруги на виході якого буде вказувати на ймовірність прийому одного з них. Таким чином, в запропонованих пристроях достовірність інформації, що приймається, збільшується, оскільки, вона визначається не відношенням енергії сигналу до спектральної густини шумів та завад на вході пристрою, що приймає рішення, а відношенням амплітуд імпульсів сигналу до ім Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 пульсів достатньо високої крутизни в спектрі шумів і завад і наявністю сигналів інших абонентів в мережі з достатньою амплітудою імпульсів. Також запропоновані пристрої прийому значно знижують вимоги до точності відводів лінії затримки з відводами, оскільки імпульси, які генеруються одновібратором, мають більшу тривалість ніж імпульси, що надходять на вхід приймача, а також похибка може сягати більших значень, проте не повинна перевищувати половину тривалості сгенерованого імпульсу. Бібліографічні дані джерел інформації: 1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М: Радио и связь, 1985. - 384с., ил. 2. Пат. US 7,305,052 В2 США, МКИ H04L27/08 H04L27/00 Н04В1/00 Н04В7/165 H01Q11/12 UWB Communication receiver feedback loop. Alex Spiridon (US), Dave Benzel (US), Farid U.Dowla, Faranak Nekoogar (US), Erwin T.Rosenbury (US) - Заявлено 31.30.2004. Опубл. 04.12.2007. 3. Пат. US 2005/0013390 A1 США, МКИ H04L27/06 Hybrid UWB receiver with matched filters and pulse correlator. Anders Fredrik Tufvesson (SE) Заявлено 14.07.2003. Опубл. 20.01.2005. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601