Receptor digital de banda ancha que comprende un mecanismo de detección de señales.

Receptor digital de hiperfrecuencia de banda ancha que comprende al menos una antena (200),

un amplificador(201), un dispositivo (214) IFM digital de medida de la frecuencia de la señal (o señales) recibida, estando elreceptor caracterizado porque se calcula un indicador (212) de coherencia de las medidas de frecuencia,analizando los valores que adquieren dichas medidas obtenidas en dos transformadas de Fourier consecutivas yporque la presencia de impulsos de señal en la entrada del receptor (213) se detecta cuando dicho indicador (212)señala la coherencia de al menos una medida de frecuencia.

Receptor digital de banda ancha que comprende un mecanismo de detección de señales La invención se refiere a un receptor digital de banda ancha que comprende un mecanismo de detección de señales.

Los receptores que tienen por objeto la detección de señales radioeléctricas, por ejemplo de tipo radar, deben ser capaces de controlar bandas anchas de frecuencia, en concreto, en el campo de las microondas. Deben poder detectar, por ejemplo, impulsos de señales radar. Estos impulsos pueden presentar modulaciones de tipo “chirp” (gorjeo) o de tipo código de fase, utilizando estos impulsos el radar para comprimir el impulso en la recepción. Los impulsos también pueden ser no modulados, si no es por la modulación todo o nada que define el impulso. Estos receptores tienen, entre otras cosas, la función de calcular la frecuencia (o frecuencias) de la señal (o señales) recibida así como su amplitud.

Aunque habitualmente intervienen tratamientos digitales en la arquitectura de estos receptores, las soluciones actuales que tienen la finalidad de calcular las frecuencias de las señales recibidas, designadas en la siguiente descripción por las siglas IFM (“Instantaneous Frequency Measurement”, en inglés) (“Medida Instantánea de la Frecuencia”) , se basan mayoritariamente en técnicas analógicas.

A modo de ejemplo, una solución existente que permite una medida instantánea de la frecuencia de la señal recibida se basa en la creación de un régimen de ondas estacionarias en una línea de propagación emprendida en uno de sus extremos por la señal y en el otro por la señal retardada. La periodicidad de los nodos y de los antinodos proporciona una medida tosca de la frecuencia de la señal recibida. La medida de la posición de los nodos y de los antinodos distribuidos a lo largo de esta línea proporciona una medida fina de la frecuencia de la señal recibida. Este tipo de IFM se denomina frecuencímetro de muestreo espacial.

Otra solución del estado de la técnica, que está muy difundida, es a base de auto-correlacionadores o de fasímetros. El principio es, en este caso, medir directamente la diferencia de fase < inducida por una línea de retardo y deducir la frecuencia de ésta. Generalmente, son necesarias varias etapas, puestas en paralelo, para garantizar la banda de frecuencia y la precisión deseadas.

Los receptores que emplean estas soluciones utilizan funciones analógicas y, por lo tanto, se someten a desviaciones tales como variaciones de retardos en función de la temperatura, imperfecciones de medida de nivel o de desfase. Esto comporta una arquitectura voluminosa y un coste importante.

Más recientemente, una solicitud de patente francesa que se refiere a un receptor digital de banda ancha de medida de frecuencia presentada con el Nº 06/01205 describe, a diferencia de los dos ejemplos anteriores, una manera de digitalizar la señal desde la entrada, y de efectuar todos los tratamientos de forma digital. La digitalización se realiza en una frecuencia de muestreo muy inferior al criterio de Shannon. Esto se traduce por una medida de frecuencia ambigua Fmedida’, también denominada frecuencia fina en la siguiente descripción, pudiéndose describir dicha frecuencia mediante la siguiente expresión:

Fmedida = ± (Freal – j x Fe) +6F (1)

en la que Freal es la frecuencia real de la señal recibida, j un entero positivo, Fe la frecuencia de muestreo del sistema y oF es el error de medida, debido principalmente a la relación señal a ruido.

Para suprimir esta ambigüedad, se utilizan N vías de medida en paralelo, con frecuencias de muestreo separadas. Las N medidas de frecuencia ambigua se asocian para suprimir dicha ambigüedad y obtener una medida de la frecuencia real de la señal incidente. Esta medida se denomina frecuencia final en el resto de la descripción.

Cuando se utiliza un dispositivo de medida de frecuencia instantánea, éste habitualmente se acopla con un segundo dispositivo cuyo objetivo es medir la amplitud. Esto permite en concreto detectar la presencia o la ausencia de señales, así como sus características asociadas. De hecho, las IFM funcionan en una gran dinámica. Ésta se obtiene gracias a la utilización de un amplificador limitador delante del dispositivo y suprime cualquier información de nivel. Este tipo de IFM no posee, por lo tanto, capacidad propia de detección de la envoltura de los impulsos de señal recibidos. Es por ello que habitualmente se asocia a un dispositivo de medida de nivel, por ejemplo de tipo DLVA, por sus siglas en inglés “Detector Logarithm Video Amplifier” (“Amplificador de Video con Detector Logarítmico”) . Este último proporciona una información complementaria sobre la amplitud de la señal (o señales) recibida y permite en concreto validar o invalidar la medida de la frecuencia producida por la IFM, así como calcular la envoltura de las señales recibidas. La adición de un dispositivo de este tipo conlleva de hecho un tamaño y un coste más importantes.

El documento US 7266465 B1 divulga un receptor que comprende una IFM digital y un indicador de coherencia de las medidas de frecuencia.

Un objetivo de la invención es, en concreto, minimizar los inconvenientes citados anteriormente. Este objetivo se realiza por medio del receptor definido en la reivindicación 1.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un receptor digital hiperfrecuencia de banda ancha que comprende al menos una antena, un amplificador y un dispositivo IFM digital de medida de la frecuencia de la señal (o señales) recibida. Un indicador de coherencia de las medidas de frecuencia se calcula mediante el receptor, analizando los valores que adquieren dichas medidas obtenidas en dos transformadas consecutivas, y la presencia de impulsos de señal en la entrada del receptor se detecta cuando dicho indicador señala le coherencia de al menos una medida de frecuencia.

La envoltura del impulso (o impulsos) recibido se calcula utilizando al menos el indicador de coherencia y las medidas de frecuencia calculadas por la IFM.

Las señales recibidas por el receptor son, por ejemplo, impulsos radar.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el indicador de coherencia es un indicador binario.

De acuerdo con un modo de realización, el receptor asocia un impulso de señal detectado en una pista de detección, definiéndose una pista de detección mediante un valor de frecuencia Factual y una separación de frecuencia Ldetec-. Una medida de frecuencia se asocia a dicha pista cuando ésta pertenece al intervalo de frecuencia actual+/-Ldetec.

Se detectan unos impulsos de señal distintos que se solapan temporalmente, por ejemplo, manteniendo simultáneamente abiertas varias pistas de detección.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el tiempo de llegada TOA, sigla procedente de la expresión inglesa “Time of Arrival” (“Tiempo de Llegada”) , de un impulso detectado, corresponde al tiempo de apertura de la pista de detección asociada a dicho impulso.

La amplitud LI de un impulso detectado puede determinarse por la diferencia entre el tiempo de la última medida asignada a esta pista y el tiempo de apertura de la pista de detección asociada a dicho impulso.

La pista (o pistas) de detección abierta en un instante dado, por ejemplo, se cierra cuando un número predefinido de medidas de frecuencia se considera sucesivamente incoherente.

El receptor, de acuerdo con la invención, en concreto, tiene como ventaja poder detectar la presencia y la envoltura de una o varias señales, aprovechando los resultados de las operaciones realizadas por la IFM digital. Esto permite tener una arquitectura de receptor que no necesita ningún dispositivo de medida de nivel y reduce, por lo tanto, la complejidad de dicho receptor y, por consiguiente, su coste.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto con la ayuda del resto de la descripción, proporcionada a modo ilustrativo y no limitativo, realizada en relación a los dibujos adjuntos entre los que:

- la figura 1 proporciona un ejemplo de un impulso de señal y sus características;

- la figura 2 presenta un ejemplo de receptor digital de banda ancha que comprende un mecanismo de medida de la frecuencia y un mecanismo de detección de envoltura;

- la figura 3 presenta un ejemplo de diagrama que detalla las diferentes etapas que conllevan la detección y la adquisición de la envoltura de los impulsos recibidos;

- la figura 4 ilustra gráficamente el caso en el que se superponen dos impulsos de señal.

La figura 1 proporciona un ejemplo de un impulso 100 de señal... [Seguir leyendo]

1. Receptor digital de hiperfrecuencia de banda ancha que comprende al menos una antena (200) , un amplificador (201) , un dispositivo (214) IFM digital de medida de la frecuencia de la señal (o señales) recibida, estando el receptor caracterizado porque se calcula un indicador (212) de coherencia de las medidas de frecuencia,

analizando los valores que adquieren dichas medidas obtenidas en dos transformadas de Fourier consecutivas y porque la presencia de impulsos de señal en la entrada del receptor (213) se detecta cuando dicho indicador (212) señala la coherencia de al menos una medida de frecuencia.

2. El receptor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la envoltura del impulso (o impulsos)

recibido se calcula utilizando al menos el indicador (212) de coherencia y las medidas (211) de frecuencia calculadas 10 por la IFM.

3. El receptor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las señales recibidas son impulsos radar.

4. El receptor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el indicador

(212) de coherencia es un indicador binario.

5. El receptor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque asocia un impulso de señal detectada con una pista de detección, definiéndose una pista de detección por un valor de frecuencia Factual y una separación de frecuencia Ldetec, asociándose una medida de frecuencia a dicha pista cuando ésta pertenece al intervalo de frecuencia Factual +/-Ldetec.

6. El receptor de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque manteniendo simultáneamente abiertas 20 varias pistas de detección se detectan impulsos de señal distintos que se solapan temporalmente.

7. El receptor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque el tiempo de llegada TOA de un impulso detectado corresponde al tiempo de apertura de la pista de detección asociada a dicho impulso.

8. El receptor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la amplitud LI de

un impulso detectado se determina por la diferencia entre el tiempo de la última medida asignada a esta pista y el tiempo de apertura de la pista de detección asociada a dicho impulso.

9. El receptor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque la pista (o pistas) de detección abierta en un instante dado se cierra cuando un número predefinido de medidas de frecuencia se consideran sucesivamente incoherentes.