21.2. Частотно-временной метод обработки дискретных частотных сигналов

ДЧ сигналы были подробно рассмотрены в гл. 4. Комплексная огибающая ДЧ сигнала определяется соотношением

где комплексная амплитуда элементарного сигнала или одиночного импульса, -огибающая или форма элементарного сигнала, — длительность элементарного сигнала, ширина спектра элементарного сигнала; частотная

кодовая последовательность. В общем случае амплитуда где -амплитуда, а начальная фаза элементарного сигнала. В простейшем случае Огибающая элементарного сигнала отлична от нуля при В простейшем случае при Длительность ДЧ сигнала Ширина спектра элементарного сигнала равна также частотной расстройке между соседними каналами. Ширина спектра ДЧ сигнала Поэтому база ДЧ сигнала Частотная кодовая последовательность представляет собой последовательность чисел от 0 до устанавливаемых в соответствии с алгоритмом формирования ДЧ сигнала.

Спектр ДЧ сигнала имеет вид

где

— спектр элементарного сигнала.

Коэффициент передачи согласованного фильтра определяется соотношением (2.12)

Как следует из (21.4), согласованный фильтр должен состоять из М каналов, выходы которых суммируются. Каждый канал — прототип каждого элемента сигнала. Имеются некоторые различия, которые определяются формулой (2.12). Во-первых, комплексная амплитуда каждого канала (21.4) комплексно сопряжена по сравнению с комплексной амплитудой элемента в сигнале. По этой причине канал должен содержать усилитель с коэффициентом усиления и фазовращатель, который создает сдвиг фаз, равный или Во-вторых, АЧХ каждого канала определяется комплексно-сопряженным спектром элементарного сигнала смещенного по частоте на ту же величину что и соот? ветствующий элемент сигнала. Обычно элементарные сигналы имеют симметричную форму. В этом случае и АЧХ каждого канала согласованного фильтра будет совпадать со спектром элементарного сигнала. В-третьих, если задержка каждого элемента в ДЧ сигнале составляет то в согласованном фильтре задержка соответствующего элемента согласно (21.4) равна Следовательно, первые элементы сигнала задерживаются в согласованном фильтре больше, чем последние, что полностью соответствует общим свойствам согласованных фильтров.

На рис. 21.1 (представлена структурная схема линейного согласованного фильтра, предназначенного для обработки ДЧ сигнала первого порядка. Сигнал с выхода предыдущих каскадов приемника (с усилителя промежуточной частоты) поступает на МЛЗ. Число отводов линии, включая начало, равно числу элементов М. Общая задержка в линии Если ширина спектра сигнала то полоса пропускания МЛЗ должна быть не меньше Напряжение с каждого отвода поступает в канал, который состоит из полосового фильтра с и с частотным смещением усилителя с коэффициентом усиления и фазовращателя обеспечивающего сдвиг фаз или Число каналов равно М. Выходы всех каналов поступают в сумматор. Структурная схема рис. 21.1 полностью соответствует коэффициенту передачи (21.4).

Эквивалентная память МЛЗ равна

Если учесть, что в схеме рис. 21.1 имеется М полосовых фильтров, эквивалентная память которых равна 1, то общая память согласованного фильтра При При этом следует учесть, что МЛЗ должна быть радиочастотной, т. е. на некоторой промежуточной частоте без больших искажений пропускать спектр ШПС шириной Именно поэтому МЛЗ в линейных согласованных фильтрах являются и наиболее ответственным, и наиболее трудноисполнимым устройством. И чем больше база ШПС, тем сложнее выполнить МЛЗ. Более подробно МЛЗ для ЛСФ будут рассмотрены в дальнейшем.

Рис. 21.1. Структурная схема согласованного фильтра для ДЧ сигнала

Рис. 21.2. Структурная схема согласованного фильтра для ДСЧ-ФМ сигнала

Согласованный фильтр для обработки ДСЧ - ФМ сигнала (рис. 21.2) во многом совпадает с фильтром для ДЧ сигнала (рис. 21.1). Отличие заключается в том, что в каждом канале должен стоять элементный согласованный фильтр который предназначен для обработки элементного ФМ сигнала с базой число импульсов в элементном ФМ сигнале. База

ДСЧ - ФМ сигнала Такой же будет и эквивалентная память согласованного фильтра В Канальные линии задержки имеют полосы пропускания, равные полосам пропускания полосовых фильтров. Поскольку структура ДСЧ - ФМ сигнала является достаточно сложной, то дополнительная фазовая манипуляция амплитуд не применяется, Поэтому на рис. 21.2 фазовращателей нет.