Способ измерения межпериодного сдвига фазы сигналов в импульсно-когерентных радиолокаторах
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано при измерении спектральных характеристик радиолокационных сигналов, отраженных от движущихся объектов, в частности метеообразований . Способ позволяет повысить точность измерения при действии пассивных помех типа мешающих отражений от местных предметов и подстилающей поверхности. Сущность способа состоит в том, что оценка межпериодного сдвига фазы отраженного от движущегося объекта сигнала, принимаемого при наличии аддитивных помех от неподвижных объектов, производится путем формирования аргумента оценки значения автокорреляционной функции полезного сигнала, которое получается как разность оценки значения автокорреляционной функции смеси полевого сигнала и помехи и оценки значения автокорреляционной функции помехи, которая вычисляется путем формирования М значений периодограммы взвешенной входной последовательности , характеризующих спектр помех в районе нулевой допплеровской частоты, и последующего вычисления усеченного обратного преобразования Фурье этой периодограммы. 2 ил. С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 S 7/36
К ПАТЕНТУ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4913067/09 (22) 19.02.91 (46) 07.07,93. Бюл. М 25 (71) Ленинградский электротехнический институт им,В.И.Ульянова (Ленина) (72) С.Г.Мотайло, А.Е.Флягин и А,В.Рыжков (73) Электротехнический институт t,ÑàíêòПетербурга (56) Бакулев П.А., Гуськов С,В. Оценка межпериодного сдвига фазы сигнала на фоне коррелированных помех,— Известия вузов
СССР: Радиоэлектроника, 1988, т.31, М 4, с.31 — 37, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖПЕРИОДНОГО СДВИГА ФАЗЫ СИГНАЛОВ В ИМПУЛЬСНО-КОГЕPЕНТНЫХ РАДИОЛОКАТОРАХ (57) Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано при измерении спектральных характеристик радиолокационных сигналов. отраженных от движущихся объектов, в частности метеообразоИзобретение относится к радиолокации и может быть использовано при измерении спектральных характеристик радиолокационных сигналов, отраженных от движущихся объектов, в частности метеообразований, Цель изобретения — повышение точности измерения при действии пассивных помех типа мешающих отражений от местных предметов, На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — спектральные характери„„ЯЦ „„1827033 А3 ваний. Способ позволяет повысить точность измерения при действии пассивных помех типа мешающих отражений от местных предметов и подстилающей поверхности.
Сущность способа состоит в том, что оценка межпериодного сдвига фазы отраженного от движущегося объекта сигнала, принимаемого при наличии аддитивных помех от неподвижных обьектов, производится путем формирования аргумента оценки значения автокорреляционной функции полезного сигнала, которое получается как разность оценки значения автокорреляционной функции смеси полевого сигнала и помехи и оценки значения автокорреляционной функции помехи, которая вычисляется путем формирования М значений периодограммы взвешенной входной по. следовательности, характеризующих спектр помех в районе нулевой допплеровской частоты, и последующего вычисления усеченного обратного преобразования
Фурье этой периодограммы. 2 ил. стики смеси полезного сигнала и помехь типа отражений от неподвижного объекта.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит первый 1 и второй 2 умножители, блок 3 памяти, инвертор 4, комплексный умножитель 5, накапливающий сумматор б, (M + 1) блоков 7 комплексного умножения 1 и накопления, четвертый
8 и пятый 9 умножители, первый 10 и второй
11 вычитатели, блок 12 вычисления аргумента комплексного сигнала, M блоков 13 вычисления квадрата модуля, два блока 14
1В27033 (15(ГЛ-1) ! !2
i=95! М-1) 1
82(Т) =N весового суммирования; llATblA l5 и шестой
16 умножители.
Работа по предлагаемому способу происходит следующим образом. Импульснокогерентный радиолокатор излучает последовательность зондирующих сигна.лов, характеризующихся частотой повторения Г = 1/Г зондирующих импульсов. При приеме отраженных сигналов на выходах двух фазовых детекторов приемника радиолокатора формируются соответственно значения синфазной Z! и квадратурой Н! составляющих комплексного сигнала U» = Z»+
+) V», где К= О,.„N-1 — индекс, обозначающий номер текущего периода зондирующих импульсов.
Спектр последовательности сигналов
U», являющихся в общем случае суммой сигналов отдвижущегося объекта и мешающих отражений от неподвижных объектов приведен иа фиг.2, Измерению подлежит межпериодный сдвиг фазы с полезного сигнала, характеризующий допплеровское смещение средней частоты его спектра, Комплексный сигнал !» путем умножения на действительный весовой коэффициент Р» преобразуется в комплексный сигнал
$» = х»+ jy» =. (P»Z»)+){Р»Н»). Для реализации такого взвешивания в устройстве имеются первый 1 и второй 2 умножители, Получаемые в течение N зондирований сигналы S» подвергаются весовому накоплению в M парциальных фильтрах Фурье, характеризующихся центральными частотами Fl = l.(N + 1), i = 0,5(1Л вЂ” 1),... + 0,5 (M - 1}.
На выходе i-го г1арциального фильтра формируется оценка i-ro значения Gl комплексного спектра!
Ч - 1
Gl = „">, S» ехр{-)2л!!./{К + 1)}
Данная операция производится в М блоках 7, вычисляющих действительные R< и мнимые lm составляющие спектра
1 й-1
ReB1(T) N - g (хк xk-1+ у ук-1): блоке 3. Получаемые таким образом комплексные сигналы Б!-1 используют для формирования сопряженных сигналов Sk-1* =
-х!.-1 - j ук-1, а результаты произведения
Я Sk-1* подвергают накоплению в течение
N зондирований (операции умножения и суммирования осуществляются в (M + 1)-м блоке 7, В конце очередного цикла накопления, на N-м зондировании, результаты накопления умножают на нормирующий множитель 1/N - 1), формируя тем самым действительную и мнимую составляющие комплексного значения 81 (T) автокорреляционнай функции сигнала Sl = (! = O,...N - 1);
15.
20 1 N-1! В!(Т) = —,> (xk Ók-1- х!-1 У!). к =1
Кроме того, к моменту окончания цикла накопления по сформированным на выходах М блоков 71mGl и ReGI получают квадрат ы модулей 1 Gl l = (lmGl} + (ReGl), представляющих собой значения периодограммы сигнала, что производится в M блоках 13, На фиг. 2 показан пример такой периодограммы, являющейся оценкой спектра помехи.
Далее квадраты модулей I Gl l умножают на комплексные весовые коэффициенты
Ь! -- ехр{}2л Ik/(N + 1)} и, просуммировав результаты, умножают на нормирующий коэффициент !/N, формируя при этом оценку значения 82(T) автокорреляционной функции помехи как усеченное обратное дискретное преобразование Фурье:
45 ехр{}2 л!!с/(N + 1)}, R + ук з)п(2 лй.(N+ 1))1, И-1 imgi =. )„ (xk з!п{2_#_й/(N+ 1}— о — у cos(2 лй/(И + 1))) Одновременно с этим осуществляют задержку сигнала Sk на время, равное периоду Т повторения зондирующих импульсов в что производится в блоках 14, пятом 15 и шестом 16 умножителях, на выходах которых формируются действительная Re и мни" 50 МаЯ Im СОСтаВЛЯЮЩИЕ ОЦЕНКИ 82(T). Далее из сформированного к N-му зондированию значения 81(Т) вычитается значенид 82Щ, в результате чего формируется оценка B(T} автокорреляционной функции 55 полезного сигнала от движущейся цели, что производится в первом 10 и втором 11 вычитателях, Оценка межпериодного сдвига рс сигнала формируется как аргумент полученного значения ВЩ, Данное функциональное пре1827033 10 где р, =ага,, ImB Т ЙеВ 30 образование может быть выполнено следующим образом. рс при R,В(Т} >О, sign(lm8(T)) (и — 1р„ l),ïðè Р,В(Т) < О,,83ЯП(!гпВ(Т)) ®2 при ЙеВ(Т) = О В устройстве ати функции выполняются при помощи блока 12. Формула изобретения 15 Способ измерения межпериодного сдвига фазы сигналов в импульсно-когерентных радиолокаторах, основанный на приеме последовательности из N комплексных сигналов Ок, следующих с периодом повто- 20 рения Т, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при действии пассивных помех типа мешающих отражений от местных предметов, имеющих спектр допплеровских частот в окрест- 25 ности нулевой частоты, формируют сигналы Sl< путем умножения принятых сигналов Ок на действительные весовые коэффициенты Рр, накапливают их в течение N зондирований при помощи M парциальных фильтров Фурье с центральными частотами Fi -!/(N+ + 1)Т, соответствующими допплеровским частотам s окрестности нулевой частоты, одновременно сигналы $к задерживают на время Т и получают задержанные сигналы Sk-1. путем инвертирования их квадратурных составляющих формируют комплексносопряженные сигналы Sk-1*, умножают сигналы Sp u Sg-1+, накапливают их и. умножая результат накопления за N зондирований на нормирующий множитель 1/(N - 1), поучают комплексный сигнал В1(Т), дополнительно по окончании приема N комплексных сигналов, формируют квадраты модулей каждого из выходных сигналов М парциальных фильтров Фурье, каждый полученный таким образом сигнал умножают на комплексный весовой коэффициент Ь|- ехрЦ2л i/(N +1)), результаты суммируют друг с другом и умножают полученную сумму на нормирующий множитель 1/N, формируя при этом комплексный сигнал 82(Т), а значение межпериодного сдвига фаз сигнала определяют как аргумент разности комплексных cM1 HBlloB В 1Щ и 87(Т). 1827033 г./0f г 4Ъг Г Составитель Н.Мануйлова Техред M. Моргентал Корректор M.AHäðóøeíêî Редактор С.Кулакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2332 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
