4.2.2. ОБНАРУЖИТЕЛЬ «ДВИЖУЩЕЕСЯ ОКНО»

Принцип построения такого обнаружителя и анализ его качественных характеристик довольно широко освещены в литературе (например, 117]), поэтому остановимся лишь на сравнении его с описанным ранее накопителем со сбросом. Структурная схема обнаружителя представлена на рнс. 4.8, где штриховой линией обозначены блоки умножения, которые будут рассматриваться

"о

Рис. 4.8. Структурная схема МБН типа «движущееся окно»

ниже. Соответствующие временные диаграммы представлены на рис. 4.9 для пачки из iV==4 сигнальных импульсов.

Основными элементами обнаружителя являются сдвигающих регистров, выполняющих функцию ЗУ входных данных на время, равное длительности пачки Тп-(Л/-1)Гс.и. Каждый из регистров состоит из т элементов задержки (по числу элементов разрешения на периоде повторения сигнала Гс.и=тАо). Таким образом, общий объем памяти такого ЗУ равен M=m{N-1).

Входной сигнал ио (рис. 4.9,а) вместе с задержанными сигналами щ, мг, из (рис. 4.9,6, в, г) поступает на пороговое устройство (ПУ), которое вырабатывает сигнал обнаружения (рис. 4.9,е) в том случае, если сумма импульсов (рис. 4.9,(9) на его входах в некоторый момент времени достигает заданного порогового уровня К (на рнс. 4.9 показан случай Л/=4, Д=3). Как видно из рис. 4.9, такое событие происходит, главным образом, в дискрете, соответствующем временному положению полезного сигнала. Номер этого дискрета ко, отсчитанный относительно данной опорной шкалы (рнс. 4.9,ж), характеризует измеряемый временной интервал Ти с точностью до длительности дискрета До- Например, эта опорная шкала может совпадать с периодической после-126

довательностью зондирующих импульсов, тогда интервал то = оДо определяет задержку ответного сигнала.

Из рассмотренного принципа действия обнаружителя вытекает его название, поскольку здесь происходит как бы продвижение входной бинарной последовательности через «окно», образуемое на временной оси входами порогового устройства, селектирующими М дискретов.

.inn J7 JTT"

Рис. 4.9. Временные диаграммы к принципу работы МБН типа «движущееся окно»

отстоящих друг от друга на период повторения импульсов сигнала Гс.и.

Рассмотренный вариант обнаружителя реализует оптимальный алгоритм обнаружения прямоугольной пачки из Л импульсов. Если огибающая пачки имеет сложную форму a{t) (например, рис. 4.4,о), то оптимальный обнаружитель должен выполнять более сложную операцию фор.мирования и сравнения с порогом статистики.

где Oi -весовые коэффициенты, определяемые формой огибающей пачки; U; -принятые выборочные значения сигнала на протяжении Л периодов повторения.

Для этого в схему обнаружения включаются блоки умножения, показанные на рис, 4.8 штриховой линией. "Однако такое усложнение структуры обнаружителя не дает большого выигрыша в качестве обнаружения [18], поэтому для аппаратной реализации обнаружителя «движущееся окно» на практике используется, как правило, упрощенная структурная схема, соответствующая алгоритму безвесового суммирования сигнала (т. е. ao=ai=

На практике часто используют также дальнейшее упрощение обнаружителя, поскольку при больших значениях N требуемый для оптимального обнаружителя объем памяти может оказаться неприемлемым, например, при Л=50, Гс.и=1 мс и Ао=Тс.и=1 мкс объем памяти оптимального обнаружителя равен iW-50 000 бит. Простейшей возможностью сокращения объема памяти является уменьшение размера «движущегося окна», т. е. уменьшение числа регистров в ЗУ до значения Np<:iN при сохранении количества ячеек в каждом регистре равным т=Гс.и/Ао. Такой обнаружитель можно назвать «укороченным движущимся окном». Анализ потерь эффективности обнаружения, связанных с указанным отступлением от оптимальности, можно найти в [17, 19].

4.2.3. СЕЛЕКЦИЯ ПАЧКИ С ПОМОЩЬЮ БИНАРНЫХ ОБНАРУЖИТЕЛЕ0

Как отмечалось, в общем случае обнаружитель полезного сигнала должен решать две взаимосвязанные задачи - во-первых, грубую фиксацию временного положения принимаемой пачки сигнальных импульсов на периоде следования пачек Гп и, во-вторых, фиксацию временного положения импульсов сигнала на периоде их повторения Геи. До сих пор основное внимание уделялось решению второй задачи. Теперь покажем, каким •образом рассмотренный накопитель решает одновременно первую задачу, и сравним особенности работы двух представленных выше вариантов обнаружителя прн использовании ЗУ с одним и тем же объемом памяти.

Итак, пусть нам даны Лр=3 сдвигающих регистра, •каждый из которых содержит т=Гс.и/Ао элементов за-.держки и работает на частоте сдвига /о=1/Ао. В зависимости от способа соединения этих регистров между собой и с вспомогательными схемами можно реализовать один из двух вариантов бинарного обнаружителя - накопитель со сбросом (см. рнс. 4.5) или «движущееся