Способ определения видов радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике - RU2683791C1

Чертежи

Описание

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

Известен способ распознавания или различения сигналов, основанный на преобразовании малоинформативных входных признаков в более информативные с помощью специальных операторов, например, оператора удвоения частоты входного сигнала [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 123-125].

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является метод технического анализа сложных сигналов в средствах радиотехнического мониторинга (РТМ), заключающийся в сравнении 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

методом генератор-пересчетной схемы [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 108-111] и определении ширины спектра сигнала Δƒ_с согласно выражения:

где ƒ_p - разностная частота сигнала на выходе АКП,

- длительность задержки сигнала.

Недостатками устройства-прототипа является определение только наличия ЛЧМ-модуляции с возможными ошибками при одновременном присутствии сигналов с различным видом модуляции.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, выражается в расширении видов радиолокационных сигналов, контролируемых в ходе РТМ.

Указанный технический результат достигается тем, что принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, выделяют составляющую на разностной частоте, получают амплитудно-частотный спектр (АЧС) сигнала и определяют вид радиолокационного сигнала, согласно изобретению, дополнительно после перемножения принятого сигнала с его задержанной копией выделяют низкочастотную составляющую и получают ее АЧС, частоту принятого сигнала после фильтрации удваивают, сигнал на удвоенной частоте задерживают на заданное время, перемножают его с задержанной копией, выделяют низкочастотную составляющую и составляющую на разностной частоте, получают их АЧС, полученные спектры сигналов сравнивают с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения определяют вид радиолокационного сигнала.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно после перемножения принятого сигнала и его задержанной копии выделяют низкочастотную составляющую и получают ее АЧС, частоту принятого сигнала после фильтрации удваивают, сигнал на удвоенной частоте задерживают на заданное время, перемножают его с задержанной копией, выделяют низкочастотную составляющую и составляющую на разностной частоте, получают их АЧС, полученные спектры сигналов сравнивают с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения определяют вид радиолокационного сигнала.

Известно, что уровень 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 простого сигнала характерно наличие низкочастотных составляющих на разностной частоте, которые из-за неизменной несущей частоты близки к нулевой частоте (аналогично для исходного простого сигнала на удвоенной частоте). Для исходного ЛЧМ сигнала за счет изменения мгновенной частоты сигнала за время задержки характерно наличие составляющей на разностной частоте, а низкочастотные составляющие близки к нулю (аналогично для исходного ЛЧМ сигнала на удвоенной частоте). Для исходного сигнала с двоичной фазовой манипуляцией после удвоения частоты составляющая на разностной частоте близка к нулю. Таким образом, проверяя наличие или отсутствие АЧС описанных составляющих по заданному порогу, определяют вид принятого радиолокационного сигнала. Даже при одновременном приеме сигналов различного вида после обработки их АЧС анализируется в разных каналах. Этим достигается указанный в изобретении технический результат

Способ определения видов радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике может быть реализован, например, с помощью устройства, схема которого приведена на фиг. 1, где обозначено: 1 - полосовой фильтр; 2 - умножитель частоты; 3 - линия задержки; 4 - перемножитель; 5 - фильтр низких частот; 6 - устройство получения спектра; 7 - пороговое устройство, 8 - блок принятия решения (фиг. 2). Назначение элементов устройства ясны из их названий.

Устройство работает следующим образом: принятый сигнал поступает на вход полосового фильтра 1.1 с полосой пропускания Δƒ_ВЧ, 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]. Выделенный сигнал задерживается в линии задержки на время, определяемое как

и перемножается с его задержанной копией. Полосовым фильтром 1.2 выделяется составляющая сигнала на разностной частоте ƒ_раз1. Для простого сигнала полученная составляющая сигнала близка к нулю. Сигнал на выходе перемножителя 4.1 поступает на вход низкочастотного фильтра 5.1, где выделяется низкочастотная составляющая сигнала. Для ЛЧМ сигналов полученная составляющая сигнала близка к нулю. Для сигналов на выходе фильтров 1.1 и 5.1 получают АЧС, которые сравниваются в пороговых устройствах (например, по максимальному значению АЧС). Пороговое значение G_П может быть определено, например, по критерию Неймана-Пирсона при заданной вероятности ложной тревоги и вероятности правильного обнаружения [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 237-240]. Принятые в пороговых устройствах 7.1 и 7.2 решения подаются на первый и второй входы блока принятия решения 8.

Дополнительно сигнал на выходе полосового фильтра 1.1 подается на вход умножителя частоты 2, где удваивается частота сигнала, производится задержка сигнала в линии задержки на время, определяемое как

и перемножение сигнала с его задержанной копией. Полосовым фильтром 1.3, выделяется составляющую сигнала на разностной частоте ƒ_раз2, которая близка к нулю для сигналов с двоичной фазовой манипуляцией (ФКМ). Низкочастотным фильтром 5.2 выделяется низкочастотная составляющая сигнала на выходе перемножителя 4.2, которая близка к нулю для ЛЧМ сигналов. Для сигналов на выходе фильтров 1.3 и 5.2 получают АЧС, которые сравниваются в пороговых устройствах. Принятые в пороговых устройствах 6.3 и 6.4 решения подаются на третий и четвертый входы блока принятия решения 8.

Вариант реализации блока принятия решений представлен на фигуре 2, где обозначено: 9 - логический элемент НЕ, 10 - логический элемент И. Назначение элементов устройства ясны из их названий. Блок работает следующим образом:

Если в каналах 2 и 4 сигнал "есть", а в каналах 1 и 3 сигнала "нет", то принимается решение, что принят простой сигнал (Y₁=1; Y₂=0; Y₃=0).

Если в каналах 1 и 3 сигнал "есть", а в каналах 2 и 4 сигнала "нет", то принимается решение, что принят ЛЧМ сигнал (Y₁=0; Y₂=1; Y₃=0).

Если в каналах 1, 2 и 4 сигнал "есть", а в канале 3 сигнала "нет", то принимается решение, что принят ФКМ сигнал (Y₁=0; Y₂=0; Y₃=1).

Таким образом, в предлагаемом способе определения видов радиолокационных сигналов новыми существенными признаками изобретения являются вновь введенные процедуры умножения несущей частоты и дальнейшей обработки сигнала на удвоенной частоте.

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 1.2-1.3 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]. Устройства получения спектра 6.1-6.4 можно реализовать на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), или с использованием спектроанализатора. блок принятия решения 8 можно реализовать в аналоговом виде на основе набора логических элементов И, НЕ, или в цифровом виде с использованием микроконтроллера.

Реферат

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений (ИРИ). Достигаемый технический результат - расширение видов радиолокационных сигналов, контролируемых в ходе радиотехнического мониторинга. Указанный технический результат достигается тем, что принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, выделяют составляющую на разностной частоте, получают амплитудно-частотный спектр (АЧС) сигнала и определяют вид радиолокационного сигнала, дополнительно после перемножения принятого сигнала с его задержанной копией выделяют низкочастотную составляющую и получают ее АЧС, частоту принятого сигнала после фильтрации удваивают, сигнал на удвоенной частоте задерживают на заданное время, перемножают его с задержанной копией, выделяют низкочастотную составляющую и составляющую на разностной частоте, получают их АЧС, полученные спектры сигналов сравнивают с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения определяют вид радиолокационного сигнала, при этом обеспечиваются процедуры получения и анализа АЧС низкочастотной составляющей и составляющей на разностной частоте результирующего сигнала, а также аналогичных составляющих сигнала на удвоенной частоте. 2 ил.

Формула