СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в системах синхронизации радиосистем различного профиля, функционирующих в сложной помеховой обстановке, при этом обеспечивая прием шестидесятиразрядной последовательности вида .
Известно устройство обработки фазо-кодо-манипулированных сигналов по коду Баркера, содержащее фильтр, многоотводную линию задержки, М фазовращателей, сумматор, причем вход фильтра является входом устройства, а выход фильтра соединен с входом М-го фазовращателя и с входом многоотводной линии задержки, М-1 выходов которой соединены с каждым из М-1 фазовращателей, которые в свою очередь соединены с входом сумматора, к которому также подключен выход М-го фазовращателя, а выход сумматора является выходом устройства (Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. для вузов по спец. «Радиотехника» / С.И. Баскаков. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2000).
Наиболее близким по технической сущности решением является согласованный фильтр, содержащий вспомогательный фильтр, вход которого является входом согласованного фильтра, а его выход является входом линии задержки, введены семь фазовращателей и сумматор, причем первый фазовращатель подключен к восемнадцатому выходу линии задержки, второй фазовращатель к семнадцатому выходу линии задержки, третий фазовращатель к тринадцатому выходу линии задержки, четвертый фазовращатель к двенадцатому выходу линии задержки, пятый фазовращатель к одиннадцатому выходу линии задержки, шестой фазовращатель к первому выходу линии задержки, а к выходу вспомогательного фильтра параллельно многоотводной линии задержки подключен седьмой фазовращатель, выход которого подключен к сумматору, к которому также подключены все выходы с линии задержки (патент РФ №176645, 2018 год).
Недостатком приведенных устройств является то, что они принимают только одну числовую последовательность, то есть ограниченные функциональные возможности, выражающиеся в невозможности получения непериодической и периодической автокорреляционной функции, основной лепесток которой имеет ширину в восемь тактовых импульсов, а боковые лепестки равны нулю.
Технической задачей является расширение функциональных возможностей согласованного фильтра за счет обеспечения обработки шестидесятиразрядной последовательности вида .
Сущность полезной модели заключается в том, что в согласованный фильтр, содержащий вспомогательный фильтр, вход которого является входом устройства, а его выход является входом линии задержки, двадцать один фазовращатель и сумматор, причем три фазовращателя подключены, соответственно, к пятьдесят девятому выходу линии задержки, пятьдесят восьмому выходу линии задержки, пятьдесят седьмому выходу линии задержки, двенадцать фазовращателей подключены, соответственно, к сорок седьмому выходу линии задержки, сорок шестому выходу линии задержки, сорок пятому выходу линии задержки, сорок четвертому выходу линии задержки, сорок третьему выходу линии задержки, сорок второму выходу линии задержки, сорок первому выходу линии задержки, сороковому выходу линии задержки, тридцать девятому выходу линии задержки, тридцать восьмому выходу линии задержки, тридцать седьмому выходу линии задержки, тридцать шестому выходу линии задержки, три фазовращателя подключены, соответственно, к одиннадцатому выходу линии задержки, десятому выходу линии задержки, девятому выходу линии задержки, два фазовращателя подключены, соответственно, к второму выходу линии задержки, первому выходу линии задержки, один фазовращатель подключен на выходе вспомогательного фильтра, а выход вспомогательного фильтра параллельно многоотводной линии задержки подключен к сумматору, к которому также подключены все выходы с линии задержки.
Новизна заключается в том, что согласованный фильтр обеспечивает возможность обработки сигнала, представленного шестидесятиразрядной последовательностью вида  за счет введения двадцати одного фазовращателя на определенных отводах линии задержки.
На фиг. 1 изображена электрическая структурная схема согласованного фильтра для приема шестидесятиразрядной последовательности вида .
На фиг. 2 изображена непериодическая автокорреляционная функция дискретной шестидесятиразрядной последовательности.
На фиг. 3 изображена периодическая автокорреляционная функция дискретной шестидесятиразрядной последовательности (два повтора).
На фиг. 4 изображена непериодическая автокорреляционная функция фазоманипулированной шестидесятиразрядной последовательности.
На фиг. 5 изображена периодическая автокорреляционная функция фазоманипулированной шестидесятиразрядной последовательности (два повтора).
Согласованный фильтр, представленный на фиг. 1, содержит вспомогательный фильтр 1, вход которого является входом согласованного фильтра, а его выход является входом линии задержки 2, двадцать один фазовращатель 3.1…3.21 и сумматор 4, причем фазовращатель 3.1 подключен к выходу вспомогательного фильтра 1, фазовращатель 3.2 подключен к первому выходу линии задержки, фазовращатель 3.3 подключен к второму выходу линии задержки, фазовращатель 3.4 подключен к девятому выходу линии задержки, фазовращатель 3.5 подключен к деятому выходу линии задержки, фазовращатель 3.6 подключен к одиннадцатому выходу линии задержки, фазовращатель 3.7 подключен к тридцать шестому выходу линии задержки, фазовращатель 3.8 подключен к тридцать седьмому выходу линии задержки, фазовращатель 3.9 подключен к тридцать восьмому выходу линии задержки, фазовращатель 3.10 подключен к тридцать девятому выходу линии задержки, фазовращатель 3.11 подключен к сороковому выходу линии задержки, фазовращатель 3.12 подключен к сорок первому выходу линии задержки, фазовращатель 3.13 подключен к сорок второму выходу линии задержки, фазовращатель 3.14 подключен к сорок третьему выходу линии задержки, фазовращатель 3.15 подключен к сорок четвертому выходу линии задержки, фазовращатель 3.16 подключен к сорок пятому выходу линии задержки, фазовращатель 3.17 подключен к сорок шестому выходу линии задержки, фазовращатель 3.18 подключен к сорок седьмому выходу линии задержки, фазовращатель 3.19 подключен к пятьдесят седьмому выходу линии задержки, фазовращатель 3.20 подключен к пятьдесят восьмому выходу линии задержки, фазовращатель 3.21 подключен к пятьдесят девятому выходу линии задержки.
Принцип работы устройства заключается в том, что на вход вспомогательного фильтра 1 поступает последовательность отрезков гармонических колебаний. На выходе вспомогательного фильтра 1 под воздействием входного дельта-импульса возникает радиоимпульс с огибающей прямоугольной формы. Этот импульс подается на линию задержки 2 с отводами. Прямоугольный радиоимпульс, перемещаясь вдоль линии задержки 2, и, в зависимости от номера отвода с линии задержки, проходя через фазовращатели 3.1-3.21 поочередно возбуждает входы сумматора 4. На каждом такте работы схемы в сумматоре 4 происходит суммирование полученных сигналов. Результат суммирования является основанием для принятия решения о наличии или отсутствии сигнала в линии задержки 2.
0
0
Общая длительность линии задержки 2 с отводами составляет 59τ, при этом задержка сигналов между двумя каждыми смежными отводами имеет величину τ.
Фазовращатели 3.1-3.21 обеспечивают поворот фазы отрезка гармонического колебания, поступающего на их вход, на величину 180°.
Сумматор 4 на шестьдесят входов обеспечивает сложение отрезков гармонического колебания, имеющихся как на выходах линии задержки 2, так и на выходах фазовращателей 3.1-3.21.
Совокупность линии задержки 2 с отводами и фазовращателей 3.1-3.21 представляет собой «замороженную» искомую шестидесятиразрядную последовательность. Поэтому последовательно поступающие фазоманипулированные импульсы шестидесятиразрядной последовательности с выхода вспомогательного фильтра 1 на вход линии задержки 2 будут складываться в сумматоре 4 в общее гармоническое колебание. При этом, огибающая общего гармонического колебания будет от такта к такту отображать автокорреляционную функцию данной дискретной шестидесятиразрядной последовательности. При поступлении пятьдесят девятого импульса в линию задержки 2 с отводами, а шестидесятого импульса на сумматор 4, все фазоманипулированные импульсы шестидесятиразрядной последовательности сложатся в сумматоре 4 в фазе на одном периоде в общее гармоническое колебание, что будет соответствовать автокорреляционному пику данной дискретной шестидесятиразрядной последовательности. Дальнейшее продвижение фазоманипулированных импульсов искомой последовательности по линии задержки 2 с отводами приведет к уменьшению числа складываемых в сумматоре 4 импульсов, и огибающая их суммы от такта к такту также будет отображать автокорреляционную функцию данной дискретной шестидесятиразрядной последовательности.
0
0
Автокорреляционная функция дискретной шестидесятиразрядной последовательности в непериодическом режиме имеет вид, представленный на фиг. 2. Отличительной ее особенностью является то, что длительность основного лепестка составляет 8τ, по отношению к длительности 2τ, которую имеют основные, известные к настоящему времени дискретные последовательности, например, М-последовательности, последовательности Баркера и другие. Однако, автокорреляционная функция дискретной шестидесятиразрядной последовательности при наличии двух повторов имеет вид, представленный на фиг. 3. Из фиг. 3 следует, что в периодическом режиме автокорреляционная функция шестидесятиразрядной последовательности имеет боковые лепестки, равные нулю, чего нет ни у одной из известных дискретных последовательностей.
При поступлении на вход согласованного фильтра одного повтора такой последовательности на выходе согласованного фильтра будет получена автокорреляционная функция фазоманипулированной шестидесятиразрядной последовательности, которая представлена на фиг. 4. Отметим, что данная автокорреляционная функция является непериодической. При поступлении на вход согласованного фильтра двух повторов такой последовательности на выходе согласованного фильтра будет получена автокорреляционная функция фазоманипулированной шестидесятиразрядной последовательности, которая представлена на фиг. 5. Отметим, что данная автокорреляционная функция имеет период с нулевыми боковыми лепестками и на их длительности представляет собой периодическую автокорреляционную функцию.
Технический результат - расширение функциональных возможностей согласованного фильтра за счет обеспечения способа обработки шестидесятиразрядной последовательности вида .
Таким образом, предлагаемый согласованный фильтр позволяет реализовать функции, не предусмотренные прототипом, то есть позволяет обрабатывать шестидесятиразрядную последовательность вида .