Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником



Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником
Способ обработки линейно-частотно-модулированных сигналов многоканальным автокорреляционным приемником

Владельцы патента RU 2698579:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" (RU)

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений (ИРИ) с линейно-частотно-модулированным (ЛЧМ) сигналами. Технический результат - увеличение отношения сигнала к шуму на разностной частоте на выходе автокорреляционного приемника (АКП). Указанный технический результат достигается реализацией процедур обработки сигнала в многоканальном приемнике, которые позволяют уменьшить число ошибок в определении вида модуляции ЛЧМ сигнала и повысить точность оценки частотно-временных параметров сигнала за счет обработки спектральной составляющей сигнала на суммарной (удвоенной) частоте и увеличения отношения сигнала к шуму на выходе АКП, при этом процедура обработки сигнала осуществляется в N каналах, что обеспечивает повышение отношения сигнала к шуму на выходе АКП в 2(1-2-N) раз. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений (ИРИ) с ЛЧМ сигналами.

Известны следующие методы и способы измерения параметров сигналов с частотной модуляцией [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка. - М.: Воениздат, 2001. - с. 129-133]: с помощью неперестраиваемого и перестраиваемого радиоприемного устройства, функциональный метод, метод свертки спектра сигнала; путем сравнения сигнала с его задержанной копией на выходе автокорреляционной схемы [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 125-128], основанный на приеме сигнала автокорреляционным приемником (АКП), определении длительности импульса τu методом генератор-пересчетной схемы [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 108-111] и определении ширины спектра сигнала Δƒc согласно выражения:

где ƒp - разностная частота сигнала на выходе АКП, τз - длительность задержки сигнала.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предполагаемому изобретению) является способ определения параметров ЛЧМ сигналов в АКП, заключающийся в фильтрации принятого сигнала, задержке принятого сигнала на заданное время, перемножении принятого сигнала с его задержанной копией, выделении составляющей на разностной частоте и определении длительности импульса и ширины спектра сигнала [Патент RU 2578041 С1, МПК G01S 13/00, опубл. 20.03.2016. бюл. №8].

Недостатком устройства-прототипа является уменьшение амплитуды сигнала на выходе АКП из-за режекции спектральной составляющей сигнала на суммарной (удвоенной) частоте.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, выражается в увеличении отношения сигнала к шуму на выходе АКП.

Указанный технический результат достигается тем, что в первом канале обработки принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, выделяют составляющую на разностной частоте, по которой определяют длительность импульса и ширину спектра сигнала, отличающийся тем, что дополнительно после перемножения принятого сигнала с его задержанной копией во втором канале обработки выделяют составляющую сигнала на удвоенной частоте и перемножают с ее задержанной копией, затем выделяют составляющую на разностной частоте, которую суммируют с составляющей на разностной частоте, полученной в предыдущем канале обработки, и составляющую сигнала на удвоенной частоте, которую аналогичным образом перемножают с задержанной копией, процесс повторяют в 3, 4, …, N канале обработки.

Сущность способа заключается в том, что дополнительно после перемножения принятого сигнала с его задержанной копией, во втором канале обработки выделяют составляющую сигнала на удвоенной частоте и перемножают с ее задержанной копией, затем выделяют составляющую на разностной частоте, которую суммируют с составляющей на разностной частоте, полученной в предыдущем канале обработки, и составляющую сигнала на удвоенной частоте, которую аналогичным образом перемножают с задержанной копией, процесс повторяют в 3, 4, …, N канале обработки.

Известно, что форма АЧС низкочастотной составляющей и составляющей на разностной частоте результирующего сигнала после перемножения определяется видом модуляции (манипуляции) исходного сигнала [Патент RU 2578041 С1, МПК G01S 13/00, опубл. 20.03.2016. бюл. №8]. При этом уровень АЧС аналогичных составляющих сигнала на удвоенной частоте после перемножения с его задержанной копией также определяется видом модуляции (манипуляции) исходного сигнала. Для исходного ЛЧМ сигнала за счет изменения мгновенной частоты сигнала за время задержки характерно наличие составляющей на разностной частоте и составляющей на удвоенной частоте исходного сигнала. В многоканальном приемнике есть возможность обрабатывать спектральную составляющую сигнала на суммарной (удвоенной) частоте для получения сигнала на разностной частоте, которая совпадает с разностной частотой сигнала на выходе одноканального АКП и увеличения отношения сигнала к шуму на выходе АКП путем суммирования составляющих на разностной частоте, полученных в разных каналах. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Способ обработки ЛЧМ сигналов многоканальным автокорреляционным приемником может быть реализован, например, с помощью устройства, схема которого приведена на фиг. 1, где обозначено: 1.1, 1.2, …, 1.N, 4.1, 4.2, …, 4.N - полосовой фильтр; 2.1, 2.2, …, 2.3 - линия задержки; 3.1, …, 3.N - перемножитель; 5.1, …, 5.N - сумматор; 6.1, …, 6.N - канал обработки. Назначение элементов устройства ясны из их названий.

Устройство работает следующим образом: принятый сигнал поступает на вход полосового фильтра 1.1 с полосой пропускания ΔƒВЧ, которая может быть задана, например, предельной шириной спектра сигнала в заданном частотном диапазоне мониторинга [Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. / Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Радиотехника, 2007. - с. 297]. Аналитическое выражение для входного ЛЧМ-сигнала:

где - функция модуляции ЛЧМ-сигнала. Выделенный сигнал задерживается в линии задержки 2.1 на время, определяемое как и перемножается с его задержанной копией. После использования тригонометрических преобразований сигнал на выходе перемножителя 3.1 примет вид:

Полосовым фильтром 4.1 выделяется составляющая сигнала на разностной частоте ƒраз1:

Сигнал на выходе перемножителя 3.1 подается на вход канала обработки 6.2, где полосовым фильтром 1.2 с полосой пропускания 2N-1ΔƒВЧ из него выделяется составляющая на удвоенной частоте исходного сигнала:

Выделенный сигнал задерживается в линии задержки 2.2 на время, определяемое как и перемножается с его задержанной копией. Полосовым фильтром 4.2 выделяется составляющая сигнала на разностной частоте и суммируется с сигналом на выходе полосового фильтра 4.1 в сумматоре 5.1.

Сигнал на выходе перемножителя 3.2 подается на вход канала обработки 6.N, где производятся операции, аналогичные таковым в канале обработки 6.2. Время задержки в линии задержки 2.N определяется как При этом амплитуда составляющей сигнала на разностной частоте на выходе канала обработки 6.N определяется как:

Учтем то, что при M=1, …, N в канале обработке 6.М для времени задержки в линии задержки 2.М выполняется условие (т.к. и ), которое обеспечивает некоррелированность шумовых составляющих сигналов на входе перемножителя 3.М [Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Радио и связь, 1989. - с. 198-199], следовательно, дисперсия шумовой составляющей на выходе канала обработки 6.М определяется как:

где σ0 - дисперсия шумовой составляющей исходного сигнала.

С учетом того, что шумовые составляющие на выходах всех каналов обработки являются некоррелированными, отношение сигнала к шуму на выходе сумматора 5.N составит [Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Радио и связь, 1989. - с. 441-442] что обеспечивает увеличение относительно отношения сигнала к шуму одноканального автокорреляционного приемника (устройства прототипа)

При реализации двухканального устройства, реализующего предлагаемый способ, отношение сигнала к шуму на его выходе по сравнению с прототипом изменится в раз. Таким образом, повышение отношения сигнала к шуму будет достигаться, если т.е. при q0>3,0103 дБ.

Количество каналов ограничено только числом отсчетов дискретизации во времени задержки при первичной обработке τз1, т.к. в каждом следующем суммарном канале время задержки сигнала τзN уменьшается вдвое (Для τз1 возможно реализовать устройство с не более чем log2 τз1+1 суммарными каналами).

Таким образом, в предлагаемом способе обработки ЛЧМ сигналов новыми существенными признаками изобретения являются вновь введенные процедуры обработки сигнала в N каналах для повышения отношения сигнала к шуму сигнала на разностной частоте на выходе АКП. Это обеспечит уменьшение числа ошибок в определении вида модуляции ЛЧМ сигнала и его частотно-временных параметров.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны способы, позволяющие определить виды радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартные радиоэлектронные устройства и средства. Например, полосовой фильтр 1.1 может быть реализован как волновой аналоговый фильтр (ВАФ); полосовые фильтры в каналах 6.2, …, 6.N могут быть реализованы как фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) или фильтры на резонаторах [Улахович Д.А. Основы теории линейных электрических цепей: Учеб. пособие. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. - с. 586-603, 746-780].

Способ определения параметров ЛЧМ сигналов, заключающийся в фильтрации принятого сигнала в первом канале обработки, задержке принятого сигнала на заданное время, перемножении принятого сигнала с его задержанной копией, выделении составляющей на разностной частоте и определении длительности импульса и ширины спектра сигнала, отличающийся тем, что дополнительно после перемножения принятого сигнала с его задержанной копией во втором канале обработки выделяют составляющую сигнала на удвоенной частоте и перемножают с ее задержанной копией, затем выделяют составляющую на разностной частоте, которую суммируют с составляющей на разностной частоте, полученной в предыдущем канале обработки, и составляющую сигнала на удвоенной частоте, которую аналогичным образом перемножают с задержанной копией, процесс повторяют в 3, 4, …, N канале обработки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия, а также системах защиты оптико-электронных средств (ОЭС) от мощного лазерного излучения.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для контроля исправности приемо-усилительных каналов приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток (АФАР), обеспечивающих формирование диаграммы направленности заданной формы, изменяемой в пространстве электронным путем.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано для контроля исправности приемо-усилительных каналов приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток (АФАР), обеспечивающих формирование диаграммы направленности заданной формы, изменяемой в пространстве электронным путем.

Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано для формирования радиосигналов, подобных навигационным от космических аппаратов (КА) глобальных спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС и GPS.

Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано для формирования радиосигналов, подобных навигационным от космических аппаратов (КА) глобальных спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС и GPS.

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным системам. Достигаемый технический результат - создание малогабаритной многорежимной бортовой радиолокационной системы для оснащения перспективных беспилотных и вертолетных систем с целью выполнения мониторинга земной поверхности при проведении поисково-спасательных и специальных операций, а также охраны прибрежной акватории.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных моноимпульсных обнаружителях-пеленгаторах систем радиомониторинга для решения задач отождествления спектральных компонент по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения.

Изобретение относится к антенным системам космических радиотелескопов, а именно к способам формирования их отражающих поверхностей с настройкой к длине принимаемых антенной радиоволн.

Изобретение относится к антенным системам космических радиотелескопов, а именно к способам формирования их отражающих поверхностей с настройкой к длине принимаемых антенной радиоволн.

Изобретение относится к методам обработки полученной радиолокационным способом информации и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения для селекции воздушных объектов (ВО), имитирующих радиолокационные характеристики реальных воздушных объектов, то есть имитаторов вторичного излучения (ИВИ).

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия, а также системах защиты оптико-электронных средств (ОЭС) от мощного лазерного излучения.

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным системам. Достигаемый технический результат - создание малогабаритной многорежимной бортовой радиолокационной системы для оснащения перспективных беспилотных и вертолетных систем с целью выполнения мониторинга земной поверхности при проведении поисково-спасательных и специальных операций, а также охраны прибрежной акватории.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных, в том числе, ответных помех. Достигаемый технический результат - компенсация импульсной помехи, при исключении компенсации сигналов, отраженных от цели.

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться для определения пространственных координат движущегося объекта и управления его движением в зонах навигации.

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться для определения пространственных координат движущегося объекта и управления его движением в зонах навигации.

Изобретение относится к области радиолокации с частотной манипуляцией непрерывного излучения (ЧМНИ) радиоволн и может быть использовано для обнаружения движущихся целей, измерения расстояния до объекта локации, скорости и направления движения.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для определения местоположения наземного источника излучения по результатам его двухмерного пеленгования с борта летательного аппарата.

Изобретение относится к области пассивной радиолокации и может быть использовано в системе радиотехнического контроля для определения местоположения наземного стационарного источника импульсных радиосигналов с фиксированным периодом повторения импульсов.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для оценки характеристик рассеяния электромагнитных волн объектом, для распознавания различий в данных характеристиках между объектами, движущимися с различными скоростями, обнаружения, оценки координат и распознавания объектов.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции (БРЛС) для обеспечения энергетической скрытности ее работы на излучение при обнаружении воздушной цели-носителя станции радиотехнической разведки (РТР).

Изобретение относится к средствам беспроводного определения местоположения объекта. Система (600) позиционирования на основе ультраширокополосного двухпроходного определения расстояния включает в себя множество активных меток (606), каждая из которых имеет положение, и множество радиомаяков (604), выполненных с возможностью определения положения метки (606) из множества активных меток.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений с линейно-частотно-модулированным сигналами. Технический результат - увеличение отношения сигнала к шуму на разностной частоте на выходе автокорреляционного приемника. Указанный технический результат достигается реализацией процедур обработки сигнала в многоканальном приемнике, которые позволяют уменьшить число ошибок в определении вида модуляции ЛЧМ сигнала и повысить точность оценки частотно-временных параметров сигнала за счет обработки спектральной составляющей сигнала на суммарной частоте и увеличения отношения сигнала к шуму на выходе АКП, при этом процедура обработки сигнала осуществляется в N каналах, что обеспечивает повышение отношения сигнала к шуму на выходе АКП в 2 раз. 1 ил.

Наверх