Цифровий аналізатор спектрів просторово-часових сигналів

10 Формування Μ відліків модулів вихідних сигналів променів високого розділення на частоті  -го фільтра включає: 15 - пряме, зворотне дискретне перетворення Фур'є методом ШПФ згідно з (49), (51) зводиться до обчислення 2 ▪ (М/2)  n2Μ базових операцій ШПФ "метелик", що потребує до =10 арифметичних операцій с дійсними числами, і повне число операцій двох ШПФ дорівнює q8. [4] q8=qo  2  (Μ/2)·  n2Μ=10  Μ   n2M, (58) - поелементне перемноження Μ комплексних відліків спектра просторових частот { Yn,, } і 20 комплексних відліків спектра { R , } згідно з (40) вимагає q9 арифметичних операцій з дійсними числами q9=6  Μ, (59) Формування відліків обвідної L смугових сигналів на виході Μ променів високої розрізняльності із частотою дискретизації Fд вимагає q10 арифметичних операцій 25 q10=L· Fд  (q8+q9) = L· Fд (10  Μ   n2M+6Μ) = L· Fд  Μ  (10   n2M+6), 30 (60) Повне число арифметичних операцій при формуванні Μ дискретних сигналів фантомних каналів, Μ  L променів низької просторової розрізняльності, М  L променів високої просторової розрізняльності на частоті дискретизації Fд у пропонованому пристрої дорівнює Qinov, а в прототипі дорівнює Qprot. Виграш у кількості повного числа арифметичних операцій пристрою, що заявляється, з рекурентною просторово-часовою обробкою сигналів низького просторового розділення порівняно з прототипом з послідовним виконанням просторової частотно-часової обробки становить G разів 35 G G 40 Qprot Qinov   2  Fд  M  L  F д  q4  q5  q6   M  L  F д  10  n2  6   2  Fд  M  L  F д  8  m  4   M  L  F д  10  n2  6  ,   L  ( 4  m    4    4)  L  10  n2  6    L  4    (m  1  1 / N)  L  10  n2  6   M  L  8  m  4   L  10  n2  6  M  L  8  m(1  1 / 2  m)  L  10  n2  6  , (61) (62) У таблиці наведено дані, що характеризують виграш G(N) у числі арифметичних операцій, необхідних для формування Μ променів в L смугах Γf залежно від порядку N фазуючих фільтрів при фіксованих Μ = 64; L=10; Γf=2000 Гц; m=33. Технічний результат - підвищення швидкодії пристрою вимірювання частотно - часових та кутових спектрів просторово-часових сигналів, що заявляється, за рахунок скорочення кількості арифметичних операцій в G раз порівняно з прототипом досягнуто такими засобами: 12 UA 71004 U 5 - суміщенням в часі фазування та смугової фільтрації канальних сигналів - в прототипі операції виконуються послідовно, - синтезом цифрового фазуючого фільтра зі смугою Γf у вигляді "гребінки"  вузькосмугових фазуючих фільтрів зі смугою df=1/N▪dt, розставлених еквідистантно у смузі Γf, з параметрами: N; df=1/ N▪dt; ; p  ; Γf = ▪df; f0  = p  ▪ df, що забезпечують періодичність імпульсної характеристики фазуючого фільтра, - виконанням блока рекурентної просторово-часової обробки сигналів фантомних каналів у вигляді фазуючого фільтра з періодичною комплексною імпульсною характеристикою спеціального виду, яка забезпечує рекурентне багато смугове формування променів. 10 Цифровий аналізатор просторово - часових сигналів спектрів N G(N) 250 9.19 500 17.4 1000 33.95 15 20 25 30 35 40 45 50 Джерела інформації: 1. Придэм Р.Г., Муччи Р.А. Цифровой интерполяционный метод формирования луча дпя низкочастотных и полосовых сигналов. // ТИИЭР. Τ. 67. №6,1978.с. 29-48. 2. Глазьев В.И., Зацерковский Р.А., Смидович О.В. Обобщенный фазовый метод диаграммообразования для приѐмных антенных решеток широкополосных временных сигналов. АКУСТИЧНИЙ СИМПОЗІУМ "КОНСОНАНС - 2005". КИЇВ ІГМ НАН УКРАЇНИ 27-29 ВЕРЕСНЯ 2005. С. 136-141. 3. Верлань А.Ф., Сизиков B.C. Интегральные уравнения.: Методы. Алгоритмы. Программы. Справочное пособие. - К.: Наукова думка,1986. - С. 225-230, С. 289-291. 4. Солонина А.И, Улахович Д.А., Арбузов СМ., Соловьѐва Е.Б.Основы цифровой обработки сигналов.- СПб: БХВ - Петербург, 2003. - С. 208. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Цифровий аналізатор спектрів просторово-часових сигналів, що містить кругову антенну решітку М0 приймальних антенних елементів, гетеродин, М0 канальних підсилювачів, підключених першими входами до виходів відповідних антенних елементів, другими входами з'єднаними між собою і підключеними до першого виходу гетеродина, третіми входами з'єднаними між собою і підключеними до другого виходу гетеродина, цифрову систему первинної обробки сигналів (ЦСПОС), що містить М0-канальний аналого-цифровий перетворювач (АЦП), підключений М0 входами до виходів відповідних М0 канальних підсилювачів, блок формування сигналів Μ фантомних каналів, з'єднані послідовно, блок некогерентного формування фантомних променів високої просторової розрізняльності, цифрову систему керування, вимірювання параметрів сигналів (ЦСКВП), підключену першим входом D до датчика кута курсу, другим входом D до виходу блока некогерентного формування Μ фантомних променів високої розрізняльності, а виходом Команди магістраллю керування 1 - до четвертих входів автоматичного регулювання підсилювання (АРП) канальних підсилювачів, входів-виходів керування М0-канального АЦП, блока формування сигналів Μ фантомних каналів, блока некогерентного формування сигналів Μ фантомних променів високої розрізняльності, який відрізняється тим, що у ЦСПОС вводиться блок рекурентної просторовочасової обробки сигналів Μ фантомних каналів, що містить цифровий, рекурентний, багатосмуговий, комплексний, фазуючий фільтр канальних сигналів у складі оперативного запам'ятовуючого пристрою (ОЗП) відліків дійсних сигналів Μ фантомних каналів, підключеного входом-виходом D до виходу блока формування сигналів Μ фантомних каналів, постійного запам'ятовуючого пристрою (ПЗП) коефіцієнтів комплексної періодичної імпульсної характеристики фазуючих смугових фільтрів, помножувача, підключеного своїм першим входом D до входу-виходу D ОЗП відліків сигналів Μ фантомних каналів, другим входом D підключеного до виходу D ПЗП коефіцієнтів комплексної періодичної імпульсної характеристики фазуючих смугових фільтрів, буферного оперативного запам'ятовуючого пристрою (БОЗП) добутків відліків дійсних сигналів на дійсні та уявні коефіцієнти фазуючих смугових фільтрів, суматоравіднімача, БОЗП комплексних відліків фазованих смугових канальних сигналів фантомних променів, вхід-вихід D якого шиною даних з'єднаний з входом-виходом D БОЗП добутків відліків 13 UA 71004 U 5 10 15 дійсних сигналів на дійсні та уявні коефіцієнти комплексної імпульсної характеристики фазуючих смугових фільтрів, виходом D помножувача, входом D, виходом D суматоравіднімача, виходом D цифрового, рекурентного, багатосмугового, комплексного, фазуючого фільтра канальних сигналів, а керуючі входи: A, W/R, Cs ОЗП відліків дійсних сигналів Μ фантомних каналів, БОЗП добутків відліків дійсних сигналів на дійсні та уявні коефіцієнти фазуючих смугових фільтрів, БОЗП дійсних і уявних відліків фазованих смугових канальних сигналів променів, керуючі входи, A, Cs ПЗП відліків комплексної періодичної імпульсної характеристики смугових фазуючих фільтрів, керуючі входи помножувача: синхровходи С1, С2, керуючі входи суматора-віднімача: синхровхід С, Встановлення 0, Код операції з'єднані з магістраллю керування 2, квадратор-накопичувач, перший і другий входи якого об'єднані і підключені до виходу D цифрового, рекурентного, багатосмугового, комплексного, фазуючого фільтра канальних сигналів, ПЗП табличного обчислення квадратного кореня, підключений входом А до виходу D квадратора-накопичувача, а виходом D до входу D блока некогерентного формування сигналів Μ фантомних променів високої розрізняльності, керуючий пристрій, вихід Команди якого магістраллю керування 2 підключений до входу Cs ПЗП табличного обчислення квадратного кореня, синхровходів: Встановлення 0, С квадратора-накопичувача, входам Керування: А, Cs, W/R, С1, С2, С, Встановлення 0 цифрового, рекурентного, багатосмугового, комплексного, фазуючого фільтра канальних сигналів, а вхід-вихід з'єднаний з магістраллю керування 1. 14 UA 71004 U 15 UA 71004 U 16 UA 71004 U 17 UA 71004 U 18 UA 71004 U 19 UA 71004 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 20