×
10.04.2019
219.017.079d

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ ПРИХОДА РАДИОСИГНАЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при проектировании радиоприемных устройств, работающих в условиях многолучевого распространения радиосигналов. Достигаемый технический результат - повышение точности определения момента прихода радиосигнала. Устройство для оценки времени прихода радиосигнала содержит три цифровых детектора, четыре цифровых блока измерения момента прихода радиосигнала, цифровой блок вычисления пеленга, цифровой блок расчета фазовых сдвигов, два цифровых фазовращателя, два цифровых сумматора и цифровой блок выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при проектировании радиоприемных устройств, работающих в условиях многолучевого распространения радиосигналов.

Известно устройство для определения момента прихода радиосигнала в условиях его многолучевого распространения, содержащее блок формирования вектора корреляций входного сигнала с совокупностью опорных передаваемых сигналов, блок формирования векторов оценок комплексных амплитуд, включающих амплитуды и фазы прямого и отраженных сигналов для каждого из значений задержки прямого сигнала, блок формирования функционала правдоподобия и блок определения момента прихода прямого сигнала на основе поиска максимума функционала правдоподобия [1].

Недостатком такого устройства является низкая точность определения момента прихода радиосигнала, поскольку данное устройство является одноканальным и в нем отсутствует совместная додетекторная и последетекторная обработка принимаемого сигнала, повышающая точность определения момента его прихода (методы додетекторной и последетекторной обработки принимаемого сигнала имеют различную эффективность). Недостатком данного устройства также является то, что его работа осуществляется только по известному сигналу, что ограничивает область его применения.

Известно устройство для оценки времени прихода радиосигнала, содержащее один вход и один выход, каскадно соединенные коррелятор, блок формирования прямоугольных импульсов, пиковый детектор и блок измерения момента прихода радиосигнала [2].

Недостатком такого устройства также является низкая точность определения момента прихода радиосигнала, поскольку оно является одноканальным и в нем отсутствует совместная додетекторная и последетекторная обработка принимаемого сигнала. Недостатком устройства также является то, что работа осуществляется только по известному сигналу, что ограничивает его область применения.

Близких аналогов к заявляемому устройству нами не обнаружено.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение точности определения момента прихода радиосигнала.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для оценки времени прихода радиосигнала содержит четыре входа, на первую и вторую пару из которых поступают сигналы в цифровой форме, и один выход, первый и второй цифровые детекторы, имеющие по два входа, соединенные соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым входами устройства, первый и второй цифровые блоки измерения момента прихода радиосигнала, имеющие по одному входу, которые соединены с выходами первого и второго цифрового детектора, цифровой блок вычисления пеленга, имеющий четыре входа, соединенные с четырьмя входами устройства, и один выход, цифровой блок расчета фазовых сдвигов, вход которого соединен с выходом цифрового блока вычисления пеленга, первый и второй цифровые фазовращатели, имеющие по три входа и по два выхода, первый и второй входы первого цифрового фазовращателя соединены с первым и вторым входами устройства, первый и второй входы второго цифрового фазовращателя соединены с третьим и четвертым входами устройства, а третьи - с выходом цифрового блока расчета фазовых сдвигов, первый цифровой сумматор, содержащий четыре входа, первый и второй из которых соединены с двумя выходами первого цифрового фазовращателя, а третий и четвертый - с выходами второго цифрового фазовращателя, и два выхода, третий цифровой детектор, имеющий два входа, соединенные с выходами первого цифрового сумматора, и один выход, третий цифровой блок измерения момента прихода радиосигнала, имеющий один вход, соединенный с выходом третьего цифрового детектора, и один выход, цифровой блок выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала, имеющий четыре входа, первый, второй и четвертый из которых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего цифровых блоков измерения момента прихода радиосигнала, и один выход, являющийся выходом устройства, второй цифровой сумматор, имеющий два входа, первый из которых соединен с выходом первого цифрового детектора, а второй - с выходом второго цифрового детектора, и один выход, четвертый цифровой блок измерения момента прихода радиосигнала, имеющий один вход, соединенный с выходом второго цифрового сумматора, и один выход, соединенный с третьим входом цифрового блока выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала.

Функциональная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

На чертеже обозначено: 1, 2, 3 и 4 - первый, второй, третий и четвертый входы устройства; 5 - выход устройства; 6 - цифровой блок вычисления пеленга; 7 - цифровой блок расчета фазовых сдвигов; 8 и 9 - первый и второй цифровые фазовращатели; 10 и 11 - первый и второй цифровые сумматоры; 12, 13 и 14 - первый второй и третий цифровые детекторы; 15, 16, 17 и 18 - первый, второй, третий и четвертый цифровые блоки измерения момента прихода радиосигнала; 19 - цифровой блок выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала.

Работа предлагаемого устройства для оценки времени прихода радиосигнала основана на реализации в нем трех алгоритмов оценки момента прихода радиосигнала: алгоритма додетекторной обработки, алгоритма последетекторной обработки, алгоритма обработки сигналов в двух отдельных каналах.

Алгоритм додетекторной обработки сигналов осуществляется следующим образом.

На входы предлагаемого устройства поступают квадратурные составляющие сигналов с двух антенн приемного устройства. На входы 1 и 3 устройства в цифровом виде поступают сигналы:

Aci(n)=Ai(n)cos(φiог),

а на входы 2 и 4 устройства в цифровом виде поступают сигналы:

Asi(n)=Ai(n)sin(φiог),

где φог - начальная фаза сигнала опорного гетеродина приемного устройства,

φi - фаза сигнала,

i - номер антенны.

Далее сигналы поступают на четыре входа цифрового блока вычисления пеленга 6 и одновременно на первые и вторые входы первого 8 и второго 9 цифровых фазовращателей. В цифровом блоке вычисления пеленга 6 производится оценка направления прихода сигнала для каждой из антенн по формуле:

где Δφi - разность фаз между принятой фазой и фазой опорного гетеродина,

l - расстояние между приемными антеннами.

Затем оценивается усредненное направление прихода радиосигнала:

где N - число приемных антенн;

и данные о пеленге поступают в цифровой блок 7 расчета фазовых сдвигов, в котором производится операция вычисления фазового сдвига между сигналами в различных антеннах

Сигналы с выхода цифрового блока расчета фазовых сдвигов 7 поступают на входы цифровых фазовращателей 8 и 9, в которых производится выравнивание фаз сигналов, поступающих с входов устройства:

где ΔФi - фазовый сдвиг.

Сигналы с выходов цифровых фазовращателей 8 и 9 поступают на первый цифровой сумматор 10. Сигналы на выходе цифрового сумматора 10 определяются выражениями:

Далее сигналы поступают на третий цифровой детектор 14, в котором производится выделение огибающей сигнала:

.

Огибающая сигнала поступает на вход третьего цифрового блока измерения момента прихода радиосигнала 17, в котором пороговым методом оценивается момент прихода радиосигнала. С выхода третьего цифрового блока сигнал поступает на вход блока выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала 19.

Алгоритм последетекторной обработки сигналов осуществляется следующим образом.

На входы предлагаемого устройства поступают квадратурные составляющие сигналов с двух антенн приемного устройства. На входы 1 и 3 устройства в цифровом виде поступают сигналы:

Aci(n)=Ai(n)cos(φiог),

а на входы 2 и 4 устройства в цифровом виде поступают сигналы:

Asi(n)=Ai(n)sin(φiог),

где φог - начальная фаза сигнала опорного гетеродина приемного устройства,

φi - фаза сигнала,

i - номер антенны,

n - номер временного дискрета,

которые затем поступают на входы цифровых детекторов 12 и 13. В детекторах 12 и 13 производится выделение огибающей сигналов отдельно для каждого канала. Далее огибающие сигнала поступают на входы второго цифрового сумматора 11, где огибающие суммируются. Амплитуда суммарного сигнала на выходе второго цифрового сумматора в n-м временном дискрете описывается выражением:

,

где Aci(n) и Asi(n) - отсчеты сигнала в момент времени n,

N - число суммируемых каналов.

С выхода второго цифрового сумматора 11 сигнал поступает на вход четвертого цифрового блока измерения момента прихода радиосигнала 18. В блоке 18 пороговым методом оценивается момент прихода радиосигнала. Далее сигнал поступает на вход цифрового блока выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала 19.

Оценка момента прихода радиосигнала в двух отдельных каналах, входами которых являются первая и вторая пары входов устройства, осуществляется следующим образом.

На входы предлагаемого устройства поступают квадратурные составляющие сигналов с двух антенн приемного устройства. На входы 1 и 3 устройства в цифровом виде поступают сигналы:

Aci(n)=Ai(n)cos(φiог),

а на входы 2 и 4 устройства в цифровом виде поступают сигналы:

Asi(n)=Ai(n)sin(φiог),

которые далее поступают на входы цифровых детекторов 12 и 13. В детекторах производится выделение огибающей сигнала отдельно для каждого канала. Огибающие сигнала поступают на входы измерителей момента прихода радиосигнала 15 и 16, в которых пороговым методом оценивается момент прихода радиосигнала. Затем сигналы поступают на входы цифрового блока выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала 19. В блоке 19 происходит выбор наименьшего значения момента прихода радиосигнала среди сигналов, поступивших на его входы.

Пороговый метод оценки прихода радиосигнала реализуется следующим образом.

K последовательных отсчетов огибающей сигнала в окне регистрации сигнала, начиная с первого отсчета, сравниваются с заданным пороговым уровнем р. В случае превышения всеми K отсчетами сигнала порогового уровня принимается решение о том, что моменту прихода радиосигнала соответствует первый отсчет в окне регистрации. Если один или несколько из K отсчетов сигнала не превысили заданный порог, то принимается решение о том, что моменту прихода первый отсчет сигнала не соответствует. Далее с заданным порогом р сравнивается K отсчетов радиосигнала начиная со второго, третьего и последующих отсчетов до тех пор, пока начиная с i-го отсчета в K отсчетах подряд не будет превышен порог р. В этом случае за момент прихода радиосигнала принимается временное положение первого из K отсчетов, превысивших порог р.

Алгоритм функционирования цифрового блока измерения момента прихода радиосигнала с цифровым порогом соответствует условию:

если s(n)>p∩s(n+1)>p∩…∩s(n+K)>р, то tпр=n, где ∩ - логическая операция «И», s(n), …, s(n+K) - отсчеты огибающей сигнала в пределах окна регистрации, n - текущий момент времени, tпр - момент прихода радиосигнала, K - число отсчетов сигнала в окне регистрации.

Повышение точности определения момента прихода радиосигнала в предлагаемом устройстве по отношению к аналогам достигается за счет увеличения числа каналов, в которых производится обработка радиосигнала, и введения совместной оценки момента прихода принимаемого радиосигнала в алгоритмах додетекторной обработки сигналов, последетекторной обработки сигналов и обработки сигналов в двух отдельных каналах и составляет не менее полутора раз.

Источники информации

1. Пат. РФ №2278470, кл. Н04В 1/68, Н04В 7/08. Способ синхронизации радиосигнала. Заявл. 03.11.2003 г.

2. Пат. США №6675018, кл. H04Q 7/20, U.S.CL. 455/456.1, опубл. 6.01.2004.

Устройство для оценки времени прихода радиосигнала, содержащее четыре входа, на первую и вторую пару из которых поступают сигналы в цифровой форме, и один выход, первый и второй цифровые детекторы, имеющие по два входа, соединенных соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым входами устройства, первый и второй цифровые блоки измерения момента прихода радиосигнала, имеющие по одному входу, которые соединены с выходами первого и второго цифрового детектора, цифровой блок вычисления пеленга, имеющий четыре входа, соединенных с четырьмя входами устройства, и один выход, цифровой блок расчета фазовых сдвигов, вход которого соединен с выходом цифрового блока вычисления пеленга, первый и второй цифровые фазовращатели, имеющие по три входа и по два выхода, первый и второй входы первого цифрового фазовращателя соединены с первым и вторым входами устройства, первый и второй входы второго цифрового фазовращателя соединены с третьим и четвертым входами устройства, а третьи - с выходом цифрового блока расчета фазовых сдвигов, первый цифровой сумматор, содержащий четыре входа, первый и второй из которых соединены с двумя выходами первого цифрового фазовращателя, а третий и четвертый - с выходами второго цифрового фазовращателя, и два выхода, третий цифровой детектор, имеющий два входа, соединенных с выходами первого цифрового сумматора, и один выход, третий цифровой блок измерения момента прихода радиосигнала, имеющий один вход, соединенный с выходом третьего цифрового детектора, и один выход, цифровой блок выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала, имеющий четыре входа, первый, второй и четвертый из которых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего цифровых блоков измерения момента прихода радиосигнала, и один выход, являющийся выходом устройства, второй цифровой сумматор, имеющий два входа, первый из которых соединен с выходом первого цифрового детектора, а второй вход - с выходом второго цифрового детектора, и один выход, четвертый цифровой блок измерения момента прихода радиосигнала, имеющий один вход, соединенный с выходом второго цифрового сумматора, и один выход, соединенный с третьим входом цифрового блока выбора наименьшего значения момента прихода радиосигнала.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 16.
27.01.2013
№216.012.212f

Способ изготовления эмалированных проводов

Использование: в кабельной промышленности при изготовлении эмалированных проводов. На основе пленкообразующего лака ПЭ-933 марки В создают электрофоретический состав, состоящий из следующих компонентов, в мл/л: лак ПЭ-939 марки В - (290÷300); 1% - нашатырный спирт 1% - NHOH - (110÷120); диоксан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473996
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2c70

Способ обнаружения и селекции радиолокационных сигналов по поляризационному признаку и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано в пассивном поляризационном (поляриметрическом) радиолокаторе для обнаружения и селекции радиолокационных сигналов. Сущность изобретения заключается в приеме двух ортогональных компонент сигнала, преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476903
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2d59

Способ получения концентрата сапропеля

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения концентрата сапропеля. Способ получения концентрата сапропеля включает разделение нативного сапропеля на сухой остаток и жидкую фракцию путем помещения его в вакуумный выпарной аппарат, внутри которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477140
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.05.2013
№216.012.427b

Способ пропитки обмоток электрических машин

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при пропитке изоляции обмоток электрических машин. Сущность изобретения состоит в том, что обмотку и пропиточный состав разогревают до температуры пропитки и погружают одну из лобовых частей обмотки в пропиточный состав....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482589
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4c70

Электроизоляционный лак и способ его нанесения на металлическую основу

Изобретение относится к получению электроизоляционных лаков для покрытия металлических основ. Изобретение включает в себя (мас.%.): диановую эпоксидную смолу 7-7,4, полифенилтетраэпоксилоксан - 2,4-3, алкидно-эпоксидная смола ВЭП-0179 - 2,4-3,8, триэтиламин - 0,16-0,28, ацетон - 20,1-23,6,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485150
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.08.2014
№216.012.eef1

Способ нанесения электроизоляционного покрытия на металлическую основу

Изобретение относится к получению электроизоляционных лаков для покрытия металлических основ, например медных проводов, пазов статоров и якорей электродвигателей, проводников печатных плат и т.д. Способ нанесения электроизоляционного покрытия на металлическую подложку включает приготовление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526988
Дата охранного документа: 27.08.2014
01.03.2019
№219.016.cff1

Способ эффективного сжигания топлива и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к теплоэнергетике, может найти применение в теплоэнергетических установках и обеспечивает при их использовании улучшение процесса сжигания топлива при снижении выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Указанный технический результат достигается тем, что устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448300
Дата охранного документа: 20.04.2012
01.03.2019
№219.016.d0ab

Способ обработки воды и устройство для его реализации

Изобретение относится к электрохимии и высоковольтным технологиям обработки и обеззараживания воды и может быть использовано в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, строительстве, коммунальном хозяйстве. Способ обработки воды заключается в том, что воду электростатически заряжают путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466940
Дата охранного документа: 20.11.2012
11.03.2019
№219.016.ddac

Способ приготовления бетонной смеси

Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси и может найти применение в строительном производстве. В способе приготовления бетонной смеси предварительно в объеме 40-70% от расчетной-рецептурной дозы жидкости затворения заливают в турбулентный смеситель-активатор католит, имеющий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466115
Дата охранного документа: 10.11.2012
11.03.2019
№219.016.ddd4

Способ изготовления эмалированных проводов

Использование: в кабельной промышленности при изготовлении эмалированных проводов. На основе пленкообразующего лака ПЭ933 марки В создают электрофоретический состав, состоящий из следующих компонентов, мл/л: лак ПЭ-939 марки В - (290÷300); 1% - нашатырный спирт 1% - NHOH - (110÷120); диоксан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460161
Дата охранного документа: 27.08.2012
Показаны записи 1-8 из 8.
10.06.2014
№216.012.cc14

Способ повышения точности оценки разности моментов приема радиосигналов за счет использования особенностей канала распространения радиоволн

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке систем для определения координат источника радиоизлучения (ИРИ), а также в пассивной радиолокации. Достигаемый технический результат - повышение точности оценки разности моментов приема сигналов источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518015
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.02.2015
№216.013.2a79

Способ пассивного обнаружения воздушных объектов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных воздушными объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542330
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.04.2016
№216.015.3842

Способ оценки сдвига частоты для систем связи, использующих ofdm сигналы

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам оценки частотного сдвига, и может быть использовано в аппаратуре беспроводных телекоммуникационных систем, использующих OFDM сигналы, а также в контрольно-измерительном оборудовании. Технический результат состоит в повышении точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582590
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.01.2018
№218.016.0fb9

Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении

Изобретение относится к области выполнения ремонта и прочих работ на гидротехнических сооружениях. Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении содержит корпус 1 не менее чем с тремя закрытыми гранями и не менее чем с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633548
Дата охранного документа: 13.10.2017
20.02.2019
№219.016.c288

Способ оценки сдвига несущей частоты в восходящем канале для беспроводных телекоммуникационных систем

Способ может быть использован в аппаратуре базовых станций на базе стандарта 802.16, например в системе mobile WiMAX, а также в других беспроводных телекоммуникационных системах, использующих OFDM сигналы. Технический результат заключается в повышении точности оценки сдвига несущей частоты. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002459354
Дата охранного документа: 20.08.2012
10.07.2019
№219.017.b062

Физиотерапевтическая щетка

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для нормализации процессов в организме человека. Щетка содержит диэлектрическое основание, жестко связанную с ним ручку, закрепленный на основании эластичный элемент, имеющий выпуклую форму, который содержит отверстия для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002432192
Дата охранного документа: 27.10.2011
23.05.2023
№223.018.6c64

Способ адаптивной модуляции для систем связи, использующих сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам адаптивной модуляции, которое может быть использовано в беспроводных и проводных системах связи, использующих для передачи сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM). Технический результат заключается в снижении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002739940
Дата охранного документа: 30.12.2020
30.05.2023
№223.018.7295

Способ определения местоположения потерявшегося человека с мобильным устройством

Изобретение относится к способу определения местоположения потерявшегося человека с мобильным устройством. Для определения местоположения потерявшегося человека используют предварительно вычисленное определенным образом число N беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), каждый из которых снабжен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002780071
Дата охранного документа: 19.09.2022
+ добавить свой РИД