устройство автоматического поиска радиостанций

Формула изобретения

Устройство автоматического поиска радиостанций, содержащее приемник, к выходу демодулированного сигнала которого подключен обнаружитель сигнала, выход которого подключен к входу формирователя управляющих сигналов, выход сигнала кода фиксированной частоты которого подключен к управляющему входу генератора опорных частот, подключенного к гетеродинному входу приемника, отличающееся тем, что выход контроля наличия сигнала приемника подключен к второму входу формирователя управляющих сигналов, выход сигнала "начальная установка" которого соединен с входом начальной установки обнаружителя сигнала, а выход сигнала кода фиксированной частоты дополнительно соединен с входом индикации обнаружителя сигнала, причем обнаружитель сигнала состоит из ждущего формирователя тактовой частоты, блока выделения сигнала цикловой частоты, блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот, блока сравнения, индикатора, первый вход которого является входом индикации обнаружителя сигнала, а к второму входу индикатора подключен выход блока сравнения, который в свою очередь является выходом обнаружителя сигнала, кроме того, инфорационный вход ждущего формирователя тактовой частоты соединен с информационным входом блока выделения сигнала цикловой частоты и является информационным входом обнаружителя сигнала, второй вход ждущего формирователя тактовой частоты является входом "Начальная установка" обнаружителя сигнала, выход ждущего формирователя тактовой частоты соединен с входами сигнала тактовой частоты блока выделения сигнала цикловой частоты, блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот и блока сравнения, а выход блока выделения сигнала цикловой частоты подключен к входам цикловой частоты блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот и блока сравнения, кроме того, выход сигнала эталонной цикловой частоты блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот подключен к соответствующим входам блока сравнения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиодиспетчерских пунктах мониторинга для анализа сигнальной обстановки в регионе, для автоматического поиска и обнаружения радиостанций, постоянно сменяющих рабочие частоты.

Известно устройство для выделения импульсных сигналов на фоне шумов и импульсных помех (см. авторское свидетельство СССР 1638795, кл. K 5/26, 1988 г. ), содержащее два формирователя импульсов стандартной длительности, линию задержки, блок памяти, два элемента И, селектор радиоимпульсов, амплитудный детектор, пороговый элемент, счетчик импульсов, генератор опорных импульсов, блок сравнения.

Известно устройство для приема тональных частот (см. авторское свидетельство СССР 1720171, кл. H 04 Q 1/46, 1989 г.), содержащее согласующий блок, формирователь импульсов, формирователь запускающих импульсов, генератор тактовых импульсов, два счетчика, два элемента И, два постоянных запоминающих блока, два счетчика, элемент ИЛИ, регистр, блок сравнения.

Такие схемы аналогов обеспечивают поиск радиосигналов, однако имеют низкую вероятность обнаружения требуемого сигнала при частых сменах передатчиком рабочих частот.

Также известно запоминающее устройство автоматического поиска каналов радиосвязи по авторскому свидетельству СССР 1515373, кл. B 1/10 1989 г. Данное устройство содержит: блок опорных частот, приемник, преобразователь сигналов, регистр, формирователь управляющих сигналов, демультиплексор, K дополнительных регистров, мультиплексор, индикатор, распределитель, блок сравнения, блок начальной установки. Благодаря такой схеме устройство обеспечивает поиск каналов радиосвязи с минимальным уровнем помех. Кроме того, устройство может вести поиск работающих радиостанций путем измерения энергетики принимаемых сигналов. Однако данное устройство имеет недостаток. При частых сменах радиостанциями рабочих частот устройство не обеспечивает требуемой вероятности обнаружения рабочего канала связи.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству (прототипом) является известное устройство по международной заявке WO/92/22147, кл. H 04 B 1/40, содержащее приемник с автоматическим поиском частот радиосвязи, обнаружитель сигнала, генератор опорных частот, формирователь управляющего сигнала. Однако устройство-прототип также имеет недостаток. При ведении радиомониторинга сигнальной обстановки в условиях сильной загруженности диапазона, особенно при одновременной работе нескольких идентичных радиостанций, устройство не обеспечивает требуемой вероятности обнаружения рабочего канала связи при частых сменах наблюдаемой радиостанцией рабочих частот.

Целью изобретения является разработка устройства автоматического поиска радиостанций, обеспечивающего более высокую вероятность обнаружения каналов связи при частых сменах рабочих частот наблюдаемыми радиостанциями.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство автоматического поиска радиостанций, содержащее приемник, к выходу демодулированного сигнала которого подключен обнаружитель сигнала, выход которого подключен к входу формирователя управляющих сигналов, выход сигнала кода фиксированной частоты которого подключен к управляющему входу генератора опорных частот, подключенного к гетеродинному входу приемника, дополнительно введены связи. Выход контроля наличия сигнала приемника подключен к второму входу формирователя управляющих сигналов, выход сигнала "начальная установка" которого соединен с входом начальной установки обнаружителя сигнала. Выход сигнала кода фиксированной частоты дополнительно соединен с входом индикации обнаружителя сигнала. Причем обнаружитель сигнала состоит из ждущего формирователя тактовой частоты, блока выделения сигнала цикловой частоты, блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот, блока сравнения, индикатора. Первый вход индикатора является входом индикации обнаружителя сигнала, а к второму входу индикатора подключен выход блока сравнения, который, в свою очередь, является выходом обнаружителя сигнала. Информационный вход ждущего формирователя тактовой частоты соединен с информационным входом блока выделения сигнала цикловой частоты и является информационным входом обнаружителя сигнала. Второй вход ждущего формирователя тактовой частоты является входом "начальная установка" обнаружителя сигнала. Выход ждущего формирователя тактовой частоты соединен с входами сигнала тактовой частоты блока выделения сигнала цикловой частоты, блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот и блока сравнения. Выход блока выделения сигнала цикловой частоты подключен к входам цикловой частоты блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот и блока сравнения. Выход сигнала эталонной тактовой частоты и выход сигнала эталонной цикловой частоты блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот подключены к соответствующим входам блока сравнения.

Введение новых связей и конкретное выполнение обнаружителя сигнала позволяет идентифицировать наблюдаемую радиостанцию при ее сканировании по N применяемым фиксированным частотам путем запоминания начальной тактовой и цикловой частот принимаемого сигнала и последующего их сравнения с тактовой и цикловой частотами сигнала на каждой i-й частоте. Решение о принадлежности сигнала на i-й фиксированной частоте интересующей радиостанции принимается при совпадении по частоте и времени импульсов всех четырех сравниваемых частот.

На фиг. 1 показана общая структурная схема заявленного устройства; на фиг. 2 схема формирователя управляющих сигналов; на фиг.3 схема ждущего формирователя тактовой частоты; на фиг.4 схема блока выделения сигнала тактовой частоты; на фиг.5 схема блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот; на фиг. 6 схема блока сравнения; на фиг.7 рисунок, поясняющий формулу (1); на фиг.8 график зависимости вероятности частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с частотой обнаруживаемой радиостанции от времени распознавания; на фиг.9 рисунок, поясняющий принцип идентификации требуемой радиостанции; на фиг.10 рисунок, поясняющий формулу (2); на фиг.11 график зависимости вероятности обнаружения радиостанции от времени распознавания.

Заявленное устройство, структурная схема которого показана на фиг.1, состоит из формирователя управляющих сигналов (ФУС) 1, генератора опорных частот (ГОЧ) 2, приемника 3, обнаружителя сигнала 4.

Обнаружитель сигнала 4 объединяет в себя ждущий формирователь тактовой частоты (ЖФТЧ) 5, блок выделения сигнала цикловой частоты (БВСЦЧ) 6, блок запоминания сигналов тактовой и цикловой частот (БЗСТЦЧ) 7, блок сравнения (БС) 8, индикатор 9.

Выход 1.1 ФУС 1 n-разрядный и соединен n-разрядной шиной с входом генератора опорных частот 2 и входом 9.1 индикатора 9. Выход 1.4 ФУС 1 соединен с входом 5.2 ЖФТЧ 5. Выход генератора опорных частот 2 соединен с гетеродинным входом приемника 3. Выход 3.1 приемника 3 соединен с входом 5.1 ЖФТЧ 5 и с входом 6.1 БВСЦЧ 6, а выход 3.2 с входом 1.2 ФУС 1. Выход ЖФТЧ соединен с входом 6.2 БВСЦЧ 6, с входом 7.1 БЗСТЦЧ 7 и с входом 8.1 БС 8. Выход БВСЦЧ 6 соединен с входом 7.2 БЗСТЦЧ 7 и с входом 8.4 БС 8. Выход 7.3 БЗСТЦЧ 7 соединен с входом 8.2 БС 8, а выход 7.4 с входом 8.3 БС 8. Выход БС 8 соединен с входом 9.2 индикатора 9 и с входом 1.3 ФУС 1.

Номерам входов/выходов некоторых блоков соответствуют следующие названия:

первый выход 1.1 формирователя управляющих сигналов 1 выход сигнала кода фиксированной частоты;

второй выход 1.4 формирователя управляющих сигналов 1 выход сигнала "начальная установка";

первый выход 3.1 приемника 3 выход демодулированного сигнала;

второй выход 3.2 приемника 3 выход контроля наличия сигнала;

первый вход 5.1 ждущего формирователя тактовой частоты 5 информационный вход;

второй вход 5.2 ждущего формирователя тактовой частоты 5 вход сигнала "начальная установка";

первый вход 6.1 блока выделения сигнала цикловой частоты 6 - информационный вход;

второй вход 6.2 блока выделения сигнала цикловой частоты 6 вход сигнала тактовой частоты;

первый вход 7.1 блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7

вход сигнала тактовой частоты;

второй вход 7.2 блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7

вход сигнала цикловой частоты;

первый выход 7.3 блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 выход сигнала эталонной тактовой частоты;

второй выход 7.4 блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 выход сигнала эталонной цикловой частоты.

Генератор опорных частот 2 и приемник 3 аналогичны как в устройстве поиска каналов по авторскому свидетельству СССР 151373, кл. H 04 B 1/10, 1989 г. Кроме того, в качестве генератора опорных частот и приемника можно использовать серийно выпускаемое радиоприемное устройство Р-399А "Катран", где данные блоки технически реализованы. В качестве индикатора 9 может быть использован любой серийно выпускаемый цифровой индикатор.

Формирователь управляющих сигналов 1 может быть реализован по схеме, показанной на фиг.2. В частности, схема включает генератор 101, два логических элемента И 102 и 103, логический элемент ИЛИ 104, счетчик 105, перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 106. Выход генератора 101 соединен с первыми входами элементов И 102 и 103. Второй вход элемента И 102 является входом 1.3 ФУС 1, а второй вход элемента И 103 входом 1.2 ФУС 1. Выходы элементов И 103 подключены к входам элемента ИЛИ 104, выход которого подключен к входу 105.1 счетчика 105. Кроме того, выход элемента ИЛИ 104 является выходом 1.4 ФУС 1. Выход счетчика m-разрядный и соединен с m-разрядным входом ППЗУ 106. M-й выход счетчика 106, кроме того, соединен с входом 105.2. Выход ППЗУ n-разрядный и является выходом 1.1 ФУС 1. В качестве генератора 101 может быть применен любой кварцевый генератор прямоугольных импульсов требуемой частоты. ППЗУ 106 может быть реализовано на микросхемах серии 573, а логические элементы 102, 103, 104 и счетчика 105 на микросхемах серии 133, 134, 155, 555, 176, 561, 564.

Ждущий формирователь тактовой частоты может быть реализован по схеме, показанной на фиг.3. В частности, схема включает генератор 501, два делителя частоты 502 и 506, логический элемент И 503, три триггера 504, 505, 507, логический элемент "Сложение по модулю 2" 508.

Выход генератора 501 соединен с входом 502.1 делителя частоты 502 и первым входом элемента И 503. Второй вход элемента И 503 является входом 5.1 ЖФТЧ 5. Выход делителя частоты 502 является выходом ЖФТЧ 5, кроме того, он соединен с входом 505.2 триггера 505. Выход элемента И 503 соединен с входом 504.1 триггера 504, с входом 506.1 делителя частоты 506, входом 505.1 триггера 505 и входом 507.1 триггера 507. Выход делителя частоты 506 соединен с входом 507.2 триггера 507. Выходы триггеров 505 и 507 соединены с соответствующими входами элемента "Сложение по модулю 2" 508, третий вход которого замкнут на корпус. Выход элемента 508 соединен с входом 504.2 триггера 504 и входом 506.2 делителя частоты 506, который, в свою очередь, является входом 5.2 ЖФТЧ 5.

В качестве генератора 501 может быть использован любой кварцевый генератор прямоугольных импульсов требуемой частоты. Все остальные элементы могут быть реализованы на микросхемах серии 133, 134, 155, 555, 176, 561, 564.

Блок выделения сигнала цикловой частоты 6 может быть реализован по схеме, показанной на фиг.4. В частности, схема включает последовательно-параллельный регистр 601 и постоянное запоминающее устройство 602. Тактовый вход 601.1 регистра 601 является входом 6.2, а информационный вход 601.2 регистра 601 входом 6.1 БВСЦЧ 6. Выход регистра k-разрядный и соединен с k-разрядным адресным входом постоянного запоминающего устройства 602. Выход ПЗУ 602 является выходом БВСЦЧ.

Регистр 601 может быть реализован на микросхемах серии 133, 134, 155, 555, 176, 561, 564. ПЗУ 602 может быть реализовано на микросхемах серии 556, 573.

Блок запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 может быть реализован по схеме, показанной на фиг.5. В частности, схема включает два триггера 701 и 702, генератор 703, делитель частоты 704. Вход 701.1 триггера 701 является входом 7.1 БЗСТЦЧ 7, а вход 702.1 триггера 702 входом 7.2 БЗСТЦЧ 7. Выход триггера 701 соединен с входом генератора 703, выход которого соединен с входом 704.1 делителя частоты 704. Кроме того, выход генератора 703 является выходом 7.3 БЗСТЦЧ 7. Выход триггера 702 соединен с входом 704.2 делителя частоты 704. Выход делителя частоты 704 является выходом 7.4 БЗСТЦЧ 7. Входы 701.2 и 702.2 соответствующих триггеров 701 и 702 подключены через кнопку к питанию и корпусу.

В качестве генератора может быть использован любой кварцевые генератор прямоугольных импульсов, аналогичный используемому в ждущем формирователе тактовой частоты, но частотой в шестнадцать раз меньшей. Все остальные элементы могут быть реализованы на микросхемах серии 133, 134, 155, 555, 176, 561, 564.

Блок сравнения 8 может быть реализован по схеме, показанной на фиг.6. В частности, схема включает четыре регистра 801, 802, 803, 804, два логических элемента "Сложение по модулю 2" 805 и 806, логический элемент И 807. Входы 801.1 и 801.2 регистра 801 и вход 802.1 регистра 802 соединены между собой и являются входом 8.2 блока сравнения 8. Вход 802.2 регистра 802 является входом 8.1 блока сравнения 8. Входы 803.1 и 803.2 регистра 803 и вход 804.1 регистра 804 соединены между собой и являются входом 8.3 блока сравнения 8. Вход 804.2 регистра 804 является входом 8.4 блока сравнения 8. Выходы регистров 801 и 802 соединены с соответствующими входами элемента "Сложение по модулю 2" 805, на третий вход которого подано напряжение питания. Выходы регистров 803 и 804 соединены с соответствующими входами элемента "Сложение по модулю 2" 806, на третий вход которого также подано напряжение питания. Выходы логических элементов "Сложение по модулю 2" соединены с соответствующими входами логического элемента И 807, выход которого является выходом блока сравнения 8.

Все элементы блока сравнения могут быть реализованы на микросхемах серии 133, 134, 155, 555, 176, 561, 564.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Генератор опорных частот 2 обеспечивает формирование высокостабильных колебаний для приема сигналов на фиксированных частотах. Вход генератора 2 - цифровой. На этот вход поступают кодовые комбинации фиксированных частот с первого выхода формирователя управляющих сигналов 1. На выход поступают высокостабильные колебания для обеспечения приема на фиксированных частотах. С выхода генератора опорных частот 2 высокостабильные колебания, соответствующие i-й фиксированной частоте, подаются на гетеродинный вход приемника 3. Приемник 3 обеспечивает прием сигналов на фиксированных частотах. С выхода демодулированного сигнала приемника 3 последовательность информационных посылок поступает на вход ждущего формирователя тактовой частоты 5, обеспечивающего формирование импульсов тактовой частоты и ее подстройку согласно входному сигналу, и на информационный вход блока выделения сигнала цикловой частоты 6, обеспечивающего формирование последовательности импульсов цикловой частоты и ее синхронизацию с последовательностью информационных посылок. На вход сигнала тактовой частоты блока выделения сигнала цикловой частоты 6 подаются импульсы тактовой частоты с выхода ждущего формирователя тактовой частоты 5. Выход ждущего формирователя тактовой частоты 5, кроме того, подключен к первому входу блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7, обеспечивающему сохранение тактовой и цикловой синхронизации при пропадании информационной последовательности посылок при смене передатчиком рабочей частоты, и к первому входу блока сравнения 8, обеспечивающему сравнение начальных тактовой и цикловой частот с тактовой и цикловой частотами принимаемого сигнала на новой фиксированной частоте. Выход блока выделения сигнала цикловой частоты 6 аналогично подключен к второму входу блока поддержания фазы и тактовой частоты 7 и к четвертому входу блока сравнения. При перестройке приемника 3 на новую фиксированную частоту импульсы тактовой и цикловой синхронизации с выходов блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 и импульсы тактовой синхронизации с выхода ждущего формирователя тактовой частоты 5, импульсы цикловой синхронизации с выхода блока выделения сигнала цикловой частоты 6 поступают на соответствующие входы блока сравнения, обеспечивающего формирование нулевого уровня при совпадении тактовой и цикловой частот, поступающих с выходов блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 с тактовой и цикловой частотами, поступающими с выходов ждущего формирователя тактовой частоты 5 и блока выделения сигнала цикловой частоты 6. Выход блока сравнения 8 и первый выход формирователя управляющих сигналов 1 подключены к соответствующим входам индикатора 9, обеспечивающего отображение номинала фиксированной частоты и сигнализацию о ее принадлежности контролируемому передатчику. Выход блока сравнения 8 подключен к первому входу формирователя управляющих сигналов, который при наличии единичного уровня с выхода блока сравнения 8 вырабатывает кодовую комбинацию следующей фиксированной частоты. Приемник 3 производит измерение уровня принимаемого сигнала. В случае пропадания сигнала на входе приемника P_с<P, приемник формирует единичный уровень, который с второго выхода приемника 3 поступает на второй вход формирователя управляющих сигналов, который, в свою очередь, вырабатывает кодовую комбинацию следующей фиксированной частоты. При выработке кодовой комбинации новой фиксированной частоты формирователь управляющих сигналов вырабатывает единичный импульс, который с второго выхода ФУС 1 поступает на второй вход ждущего формирователя тактовой частоты 5 и приводит его в начальное состояние.

Формирователь управляющих сигналов 1 работает следующим образом. Генератор 101 вырабатывает последовательность импульсов частотой f, равной времени анализа одной фиксированной частоты. Выход генератора 101 подключен к первым входам элементов И 102 и 103. На вторые входы элементов И поступают соответственно нулевой или единичный уровни с выхода блока сравнения 8 и второго выхода приемника 3. Выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ 104. При появлении на входах элементов И единичного уровня с блока сравнения 8 или приемника 3 на выходе элемента ИЛИ формируется импульс, который подается на счетный вход счетчика 105 и на второй вход ждущего формирователя тактовой частоты 5. Счетчик 105 m-разрядный в зависимости от числа используемых фиксированных частот. Выходы счетчика подключены к адресным входам перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства 106. ППЗУ 106 n-разрядное. Число разрядов n определяется длиной кодовой комбинации фиксированных частот. ППЗУ программируется таким образом, что каждому i-у адресу соответствует кодовая комбинация i-й фиксированной частоты. Число используемых адресов ППЗУ равно числу анализируемых фиксированных частот. С выходов счетчика 105 в параллельном коде информация, определяющая адрес, подается на адресные входы ППЗУ. На выходе ППЗУ формируется кодовая комбинация фиксированной частоты, соответствующей i-у адресу, и подается на вход генератора опорных частот 2 и индикатора 9 по n-разрядной шине.

Ждущий формирователь тактовой частоты 5 работает следующим образом. Генератор 501 вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов частотой, в 16 раз большей частоты манипуляции наблюдаемой передачи, которые поступают на счетный вход делителя частоты 502 и на первый вход элемента И 103. Последовательность информационных посылок с выхода демодулированного сигнала приемника 3 подается на второй вход элемента И 503. При совпадении переднего фронта информационной посылки и импульса последовательности, вырабатываемой генератором 501, на выходе элемента И появится импульс, который поступает на S-вход триггера 504. На выходе триггера 504 появляется единичный уровень, который разрешает работу делителю частоты 502, с 16-го разряда которого снимается последовательность импульсов тактовой частоты, которая поступает далее на соответствующие входы блока выделения сигнала цикловой частоты 6, блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7, блока сравнения 8. При перестройке приемника на новую фиксированную частоту с второго выхода формирователя управляющих сигналов 1 поступает единичный импульс, который обнуляет триггер 504, тем самым, приводя устройство в исходное состояние. С целью определения соответствия скоростей манипуляции требуемого сигнала и сигнала наблюдаемого на i-й фиксированной частоте импульс с выхода элемента И 503 подается на S-входы триггеров 505 и 507, которые формируют единичные уровни, которые, в свою очередь поступают, на соответствующие входы элемента "Сложение по модулю 2" 508. Кроме того, выход элемента И 503 соединен со счетным входом делителя частоты 506, который при поступлении на его вход 16-го импульса формирует импульс сброса триггера 507. Сброс триггера 505 происходит при поступлении на него импульса с выхода делителя частоты 502. При несовпадении импульсов, формируемых триггерами 505 и 507, на выходе элемента "Сложение по модулю 2" 508 сформируется единичный уровень, который сбросит триггер 504 в нулевое состояние, что приведет к установке устройства в исходное состояние и последует перестройка приемника на новую фиксированную частоту.

Блок выделения сигнала цикловой частоты 6 работает следующим образом. На тактовый вход последовательно-параллельного регистра 601 поступают импульсы тактовой частоты с выхода ждущего формирователя тактовой частоты 5, а на информационный вход регистра 601 последовательность информационных посылок с выхода демодулированного сигнала приемника 3. Выход регистра 601 k-разрядный. Число разрядов определяется длиной цикловой (фазирующей) комбинации наблюдаемой передачи или периоду передачи, по которому можно однозначно установить фазу при отсутствии цикловых комбинаций. С выхода регистра 601 информационные посылки в параллельном коде поступают на k-разрядный адресный вход постоянного запоминающего устройства 602. ПЗУ запрограммировано таким образом, что единичный уровень на выходе ПЗУ соответствует лишь адресу, определяющему кодовую комбинацию цикла, или при отсутствии в передаче цикловых комбинаций разрешенным адресам, соответствующим однозначной установке фазы передачи на тексте. При поступлении на адресные входы ПЗУ 602 комбинации посылок, соответствующей разрешенному адресу, ПЗУ на выходе формирует единичный импульс. Последовательность этих импульсов будет соответствовать цикловой частоте наблюдаемой передачи.

Блок запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 работает следующим образом. Последовательность импульсов тактовой частоты с выхода ждущего формирователя тактовой частоты 5 поступает на вход триггера 701 и устанавливает его в единичное состояние. Единичный уровень с выхода триггера 701 запускает генератор 703 путем подачи на него питания. Генератор 703 вырабатывает последовательность импульсов тактовой частоты синфазно со ждущим формирователем тактовой частоты 5. С выхода генератора 703 импульсы тактовой частоты на счетный вход делителя частоты 704 и на второй вход блока сравнения 8. Выход блока выделения сигнала цикловой частоты 6 соединен с S входом триггера 702. На R входы триггеров 701 и 702 подается нулевой уровень. В случае поступления на S вход триггера 702 последовательности импульсов цикловой частоты, на выходе триггера формируется единичный уровень, который подается на управляющий вход делителя частоты 707, тем самым разрешая запись импульсов тактовой частоты. Так как фронты импульсов тактовой и цикловой частот совпадают и длительность периода цикловой частоты T_ц равна N периодам тактовой частоты F_т, т.е. T_ц NF_т, то F_ц F_т/N. Следовательно, коэффициент деления делителя 704 выбирается N и выходная последовательность цикловой частоты снимается с n-го разряда делителя 704, который соединен с третьим входом блока сравнения 8. Установка в нулевое состояние триггеров 701 и 702 происходит при подаче на вход R положительного импульса путем замыкания кнопки "Установка", соответствующая обучению системы начальной фазе сигнала, при настройке на частоту другого передатчика.

Блок сравнения 8 работает следующим образом. На тактовые входы регистров 801 и 802 подаются импульсы тактовой частоты, а на тактовые входы регистров 803 и 804 импульсы цикловой частоты с блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7. Регистры 801 804 обеспечивают совмещение во времени фронтов импульсов, поступающих с выходов ждущего формирователя тактовой частоты 5, блока выделения сигнала цикловой частоты 6 и блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7. На информационный вход регистра 802 подаются импульсы тактовой частоты с выхода ждущего формирователя тактовой частоты 5, на информационный вход регистра 801 импульсы тактовой частоты с блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7. Аналогично на информационные входы регистров 803 и 804 подаются импульсы цикловой частоты с блока запоминания сигналов тактовой и цикловой частот 7 и блока выделения сигнала цикловой частоты 6. Последовательность импульсов тактовой частоты с выхода регистра 802 поступает на первый вход элемента 805, с выхода регистра 801 на второй вход элемента 805. На третий вход элемента 805 подан единичный уровень. Аналогично на входы элемента 806 подаются последовательности импульсов цикловой частоты с регистров 803 и 804. В случае совпадения импульсов на входах каждого элемента "Сложение по модулю 2" на выходе элемента формируется единичный уровень. Выходы элементов 805 и 806 соединены с входами элемента И 807. При наличии на обоих входах элемента И единичных уровней, на выходе формируется нулевой уровень, который подается на индикатор 9 и формирователь управляющих сигналов 1.

Обоснование положительного эффекта предлагаемого устройства осуществлено следующим образом.

Показателем эффективности систем автоматического поиска каналов радиосвязи является вероятность обнаружения сигналов при поиске новой рабочей частоты (канала связи) наблюдаемой радиостанции, если в результате воздействия комплекса помех система связи вынуждена часто производить смену рабочих частот для достижения требуемого качества связи.

Задача состоит в том, чтобы достигнуть максимальной вероятности обнаружения сигнала при минимально возможном времени анализа.

Вероятность обнаружения сигнала на i-й фиксированной частоте будет зависеть от вероятности частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с текущей рабочей частотой радиостанции и вероятности идентификации анализируемого сигнала при частотно-временном совпадении.

При перестройке передатчика по N фиксированным частотам вероятность обнаружения данного передатчика будет соответствовать вероятности частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с текущей частотой искомого сигнала. Если принять, что длительность опроса канала постоянна t_c=const, то период перестройки по фиксированным частотам будет равен:

T N t_c,

где t_c время, в течение которого обеспечивается опрос i-й установленной фиксированной частоты;

N количество фиксированных частот (фиг.7).

Скорость перестройки приемника в пределах всего диапазона поиска будет равна:

= Ф_o/T = Ф_o/Nt_c,

где Ф₀ полоса, занимаемая N частотами.

Для оценки вероятности частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с текущей рабочей частотой передатчика воспользуемся соотношением (1):



где t_p время регистрации сигнала, необходимое для его обнаружения;

f полоса частот передачи;

_c const длительность сигнала, излучаемого на каждой фиксированной частоте.

С учетом, что: Ф_o= Nt_c



Так как f/ = t_c время просмотра элементарного участка диапазона (время опроса канала)



Если принять, что время просмотра элементарного участка диапазона равно времени, необходимому для распознавания сигнала t_c= t_p, то



где 1_p/t_p< N+1.

Очевидно, что P_совп 0, при _c/t_p 1, и P_совп 1, если _c/t_p> N+1 Также очевидно, что вероятность частотно-временного совпадения будет выше при уменьшении времени распознавания. График зависимости P_совп= F(t_p) приведен на фиг.8.

Время распознавания можно уменьшить и повысить вероятность обнаружения путем внедрения в процесс поиска алгоритма сравнения тактовой и цикловой частот принимаемого сигнала на i-й частоте с начальными тактовой и цикловой частотами наблюдаемого сигнала.

Сигнал на каждой i-й фиксированной частоте обладает тактовой частотой f_тi и цикловой f_цi. Искомый сигнал будет тот, импульсы тактовой и цикловой частот которого совпадают по частоте и времени с эталонными последовательностями импульсов тактовой и цикловой частот (начальными тактовой и цикловой частотами наблюдаемого сигнала)(фиг.9).

Здесь: f_{т эт} поток импульсов тактовой частоты эталонного сигнала; f_{ц эт} поток импульсов цикловой частоты эталонного сигнала; f_тi и f_цi потоки импульсов соответственно тактовой и цикловой частот сигнала на i-й частоте.

Вероятность совпадения n импульсных детерминированных потоков на периоде T¹ определяется по формуле (2):



где заданная длительность перекрытия импульсов;

T_s период следования импульсов s-го потока (фиг.10);

t_s- длительность импульсов s-го потока.

При поиске требуемого сигнала происходит сравнение четырех импульсных потоков. Это потоки импульсов тактовой и цикловой частот сигнала на i-й частоте и эталонные потоки импульсов тактовой и цикловой частот наблюдаемого сигнала. Принимая во внимание, что длительности импульсов всех потоков одинаковы, можно записать:



Вероятность совпадения эталонных потоков с потоками импульсов на любой из N последовательно анализируемых частот равна сумме вероятностей совпадения эталонных потоков с потоками на каждой i-й фиксированной частоте.

Так как период анализа T¹, длительность импульсов _s и длительность перекрытия постоянны, то можно записать:



Данное выражение определяет вероятность совпадения одного импульса всех четырех потоков на интервале времени T¹. Вероятность совпадения k следующих подряд импульсов будет соответствовать произведению k вероятностей совпадения одного импульса на периоде T_{s эт} эталонного потока, что можно записать в виде:



где k T¹/T_{s эт} количество сравниваемых импульсов за период анализа. В связи с тем, что сравнение потоков происходит попарно (двух потоков тактовой частоты и двух потоков цикловой частоты) имеем два периода эталонных потоков:

T_{s эт.т} период импульсной последовательности тактовой частоты;

T_{s эт.ц} период импульсной последовательности цикловой частоты.

Тогда вероятность совпадения всех импульсов четырех анализируемых потоков на периоде T¹ примет вид:



Отсюда вытекает, что при совпадении всех импульсов на анализируемом периоде всех четырех потоков на какой-то i-й фиксированной частоте вероятность идентификации требуемого сигнала будет равна: P_ид 1 P_n, или



Полная вероятность обнаружения требуемого сигнала при смене рабочей частоты будет равна произведению вероятностей частотно-временного совпадения частоты настройки приемника с текущей рабочей частотой искомого передатчика P_совп и вероятности идентификации искомого сигнала P_ид.

При условии, что частотно-временное совпадение произошло при заданных значениях длительности импульсов _s и длительности перекрытия , вероятность обнаружения искомого сигнала будет зависеть от времени распознавания, количества сравниваемых потоков, числа подлежащих совпадению импульсов. На (фиг. 11) представлены графики зависимостей вероятности обнаружения от времени распознавания для следующих случаев:

1 обнаружение производится при совпадении одного импульса четырех потоков;

2 обнаружение производится при совпадении k импульсов двух потоков тактовой частоты;

3 обнаружение производится при совпадении k импульсов всех четырех потоков.

При расчетах вероятности обнаружения примем, что периоды следования импульсов сигналов на любой i-й частоте и эталона одинаковы T_{s iт} T_{s эт.т}, T_{s iц} T_{s эт.ц} и T_{с эт.ц} 7T_{s эт.т}. Для простоты расчетов принято, что при скорости передачи 100 Бод T_{s эт.т} 10 мс, t_s- = 1 мс.

Из графиков видно, что максимальная вероятность обнаружения искомого сигнала будет при совпадении всех следующих подряд импульсов четырех потоков на протяжении всего времени излучения сигнала на i-й фиксированной частоте. В этом случае вероятность обнаружения близка к единице (P_обн 1).

Минимально возможное время распознавания соответствует периоду следования импульсов тактовой частоты эталонного потока, но в этом случае процесс обнаружения будет вестись путем сравнения двух потоков импульсов тактовой частоты. Вероятность обнаружения в этом случае будет довольно высокая, но ниже, чем в случае сравнения четырех потоков. Следовательно, время распознавания T¹ t_p может принимать значения:

T_{s эт.т} t_p<_c,

где T_{s эт.т} период следования импульсов тактовой частоты эталонного потока;

_c время излучения сигнала на i-й фиксированной частоте.

Оптимальным временем распознавания следует принять период следования импульсов цикловой частоты эталонного потока. t_p T_{s эт.ц}, но в зависимости от решаемых задач, время распознавания может выбираться исходя из приоритетности максимальной вероятности обнаружения над временем распознавания или наоборот.

Сравнительный анализ известного устройства и предлагаемого технического решения показывает, что вероятность обнаружения увеличивается с 0,5 до 0,99 для типовых условий функционирования. Это подтверждает существенный положительный эффект от внедрения нового устройства.

Использованная литература:

1. Мартынов В. А. Селихов Ю. И. Панорамные приемники и анализаторы спектра. М.Советское радио, 1964.

2. Седякин Н.М. Элементы теории случайных импульсных потоков. М. Советское радио, 1964.