Пристрій для виявлення періодичних сигналів у шумах

Реферат: UA 86047 U UA 86047 U 5 Корисна модель належить до радіотехніки і може бути використана у радіозв'язку та радіолокації. Відомий пристрій виявлення періодичних сигналів у шумах, побудований на основі модифікованого генератора Дуффінга-Холмса [1], робота якого описується диференційним рівнянням (1): d2 d x( t )  x 3 ( t )  1  s( t )x 5 ( t )   sin( t ) , (1) dt dt де s(t ) - вхідний сигнал; x(t ) - вихідний сигнал пристрою;  sin(t ) - періодичний сигнал; яким у пристрої збуджуються коливання; k - коефіцієнт затухання. При наявності періодичних складових у вхідному сигналі s(t ) генератор переходить від режиму хаотичних коливань до режиму періодичних коливань. Мінімальне відношення сигнал/шум на вході пристрою [1], необхідне для виявлення періодичного сигналу, складає -91 дБ за потужністю. Недоліком цього пристрою є складність точного налаштування режиму коливань внаслідок того, що незначні зміни параметрів  та k можуть призводити до сильних змін вихідного сигналу x(t ) . Вказаний недолік не дозволяє знизити мінімальне відношення сигнал/шум на вході, необхідне для виявлення періодичного сигналу нижче -91 дБ за потужністю. В основу корисної моделі поставлено задачу знизити мінімальне відношення сигнал/шум на вході, необхідне для виявлення періодичного сигналу шляхом введення в пристрій [1] інтегратора дробового порядку за визначенням Грюнвальда-Лєтнікова [2]: 2 10 15 20 25 30 35 40 x( t )  k  0 Dt f (t)  lim 1 n    (1)r  r  f t  rh , (2)   h0 h r 0   де  - порядок інтегрування, h - крок дискретизації, n  t / h та r - номери відліків. Додатні порядки   0 відповідають операціям диференціювання, а від'ємні   0 - операціям інтегрування. Поставлена задача вирішується тим, що у модифікованому пристрої Дуффінга-Холмса [1] операції інтегрування цілих порядків 1 та 2 замінено операціями інтегрування дробових порядків  та 1   відповідно. Запропонований пристрій виявлення періодичних сигналів описується диференційним рівнянням (3): D1  x( t )  kD  x( t )  x 3 ( t )  1  s( t )x 5 ( t )   sin( t ) . (3) На кресленні зображена структурна схема запропонованого пристрою виявлення періодичних сигналів у шумах. Експериментальні дослідження запропонованого пристрою показали, що при встановленні порядку інтегрування   1001 мінімальне співвідношення сигнал/шум на вході, необхідне для , виявлення періодичного сигналу, складає -105 дБ по потужності, що на 13 % нижче від результату, показаного у роботі [1]. Це свідчить про те, що запропонований пристрій дозволяє підвищити ефективність виявлення періодичного сигналу шляхом більш точного налаштування режиму коливань модифікованого генератора Дуффінга-Холмса. Джерела інформації: 1. Li Y. Chaotic system for the detection of periodic signals under the background of strong noise / Y. Li, B. Yang // Chinese Science Bulletin. - 2003. - V. 48. - № 5. - p. 508-510. 2. Hu S. Fractional Processes and Fractional-Order Signal Processing. Techniques and Applications / S. Hu, Q.-C. Yang, S.Q. Tian // Springer-Verlag London Limited 2012. - 295 p. ISBN978-1-4471-2232-6. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Пристрій для виявлення періодичних сигналів у шумах, що складається з помножувача, двох суматорів, генератора синусоїдального сигналу, підсилювача, двох інтеграторів, блока піднесення до третього ступеня та блока піднесення до п'ятого ступеня, причому перший вхід помножувача є входом пристрою, другий вхід помножувача з'єднаний з виходом блока піднесення до п'ятого ступеня, вихід помножувача з'єднаний з інвертуючим входом першого суматора, до першого неінвертуючого входу першого суматора приєднаний вихід генератора синусоїдального сигналу, до другого - вихід блока піднесення до третього ступеня, вихід першого суматора з'єднаний з неінвертуючим входом другого суматора, інвертуючий вхід другого суматора з'єднаний із виходом підсилювача, вихід другого суматора з'єднаний із входом 1 UA 86047 U першого інтегратора, вихід першого інтегратора з'єднаний із входами другого інтегратора та підсилювача, вихід другого інтегратора є виходом пристрою і з'єднаний із входами блоків піднесення до третього та п'ятого ступенів, який відрізняється тим, що другий інтегратор є інтегратором дробового порядку за визначенням Грюнвальда-Лєтнікова. 5 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2