Требования морских потребителей к точности местоопределения судов по регламенту Международной Морской Организации, страница 7

Сокращения аппаратурных затрат при реализации оптимального обнаружителя (рис. 29) или вычислительных затрат при программной реализации достигают, используя модульные алгоритмы, отличающиеся от оптимального выражения (25) более простым способом формирования величин (индекс i в целях упрощения записи опущен):

, где  – результат арифметических операций над модулями квадратурных  компонент (25); число образуемых величин l обычно равно двум или трем.

Наибольший интерес с точки зрения технической реализации представляют модульные алгоритмы:

                                                              (27)

Потери в помехоустойчивости, обусловленные модульной обработкой, по сравнению с оптимальным алгоритмом (25) не превышают 3 % и полностью окупаются простотой реализации обнаружителя (квазиоптимального).

Другой подход в направлении упрощения технической реализации оптимального обнаружителя связан с использованием фазового метода обработки сигнала, основанного на использовании только фазовой информации, содержащейся в принятой реализации. Оптимальный фазовый обнаружитель сигнала отличается от представленного на рис. 29 (оптимального амплитудно-фазового обнаружителя) тем, что на входе его включен полосовой ограничитель (последовательное соединение идеального ограничителя и полосового фильтра, выделяющего первую гармонику частоты сигнала). В этом случае фазовый детектор (с гармонической характеристикой) выполняет функции коррелятора (перемножитель и интегратор) при вычислении квадратурных составляющих  и    Благодаря нормировке входного сигнала (огибающая принимает значения  ) упрощается реализация перемножителя и интегратора (последний обычно заменяется фильтром нижних частот).

Очевидно, отказ от использования амплитудной информации приводит к потерям в помехоустойчивости. Однако эти потери невелики (в случае слабого сигнала, когда отношение сигнал/шум , составляют около 13 %) и компенсируются упрощением технической реализации обнаружителя.

Более широкие возможности для реализации оптимальных алгоритмов обнаружения сигналов предоставляет использование цифровых методов обработки.

Известно большое число вариантов построения устройств поиска сигналов, отличающихся не только способом поиска и числом каналов, но и выбором процедуры анализа (классический анализ с фиксированным временем Т и последовательный – со случайным временем анализа), числом этапов поиска (одноэтапный, двухэтапный и т. д.), алгоритмом обнаружения сигнала (оптимальный, квазиоптимальные: амплитудный, фазовый, модульные и др.), способом реализации устройства поиска (аппаратный, программный, комбинированный) и др.

Применительно к бортовым приемоиндикаторам наземных РНС одним из определяющих критериев выбора способа организации процедуры поиска сигналов является требование простоты реализации устройства поиска. При этом основная тенденция совершенствования бортовых ПИ состоит в максимальном использовании последних достижений микроэлектроники для реализации цифровых методов обработки сигналов (преимущественно программной реализации алгоритмов).

В качестве примера рассмотривается реализация устройства поиска бортовой станции фазовой РНС «Крабик-БМ». Формат сигнала, излучаемого одной станцией РНС, содержит посылки основной частоты  и дополнительных частот  (рис. 31). Цикл излучения состоит из четырех тактов (по числу станций) каждый длительностью = 31,25 мс.

Рис. 31. Формат сигнала опорной станции

Устройство поиска (рис. 32) представляет собой корреляционный (с двумя квадратурными каналами) обнаружитель сигнала с неизвестной фазой, реализующий способ последовательного поиска сигнала.

В отличие от оптимального алгоритма обнаружения сигнала по алгоритму (25) в устройстве поиска реализуется квазиоптимальный фазовый алгоритм,  основанный на использовании предельного ограничения как принятого , так и опорных ортогональных сигналов, логического перемножения сигналов в каждом квадратурном канале и дискретного интегрирования результатов перемножения цифровых сигналов.