Спосіб імітації відображень від розподілених об’єктів, що рухаються, і пристрій його реалізації

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано при проектировании методом моделирования систем помехозащищенных радиолокационных станций (РЛС), систем распознавания различных движущи хся объектов, а также при построении имитаторов и тренажеров, используемых для контроля функционирования РЛС и при обучении обслуживающего персонала. В современных и перспективных РЛС широко используются цифровые системы обработки информации, в связи с чем значительный интерес представляют способы имитации отраженных сигналов в цифровой форме. В литературе (Марпл С.Л. - мл. Цифровой спектральный анализ и его приложения. - М.: Мир, 1990) описана теория векторного (многоканального) процесса авторегрессии (АР), где решалась задача цифрового спектрального оценивания векторных случайных процессов, однако, не было приведено способа получения отсчетов векторного процесса АР из некоррелированного шума и, следовательно, не решалась задача имитации. Наиболее близким по существенным признакам к заявляемому является способ имитации отражения от распределенных объектов (патент США №5047782, кл. G01S7/40, ИСМ вып.85, №18, 1993), по которому сигнал генерируется передатчиком РЛС и поступает на приемную антенну имитатора, а с его выхода, преобразованный в оптический диапазон, имитационный сигнал передается на приемное устройство РЛС. Однако, такой способ имитации требует включения в работу радиочастотного тракта РЛС, что усложняет систему имитации, так как необходимо принимать, дважды преобразовывать и передавать сигнал. Известен имитатор эхо-сигналов дипольных отражателей, содержащий генераторы дальности, азимута и интенсивности эхо-сигнала и, соответственно, счетчики, память хранения заранее записанных эталонных данных, сдвиговые регистры, цифроаналоговый преобразователь, схему формирования видеосигнала (Патент Японии №4 - 1310, кл, G01S7/40, ИСМ вып. 85, №13, 1993). Однако данный имитатор воспроизводит имитационный сигнал только при наличии заранее записанных эталонных данных о целях, которые занимают большой объем цифровой памяти. При этом нет представления о статистических характеристиках имитационного сигнала и нет возможности их корректировать, поскольку в схеме нет автономного формирователя коррелированного случайного процесса. Наиболее близким по совокупности признаков является устройство, реализующее способ имитации реверберационной помехи от гидроакустических объектов (А.с. СССР № 543904, кл. G01S7/40, Бюл. №3, 1977), содержащее генератор шума, генератор сигнала, два квантователя, две рециркуляционные линии задержки, умножитель, фильтр низкой частоты и регулируемый усилитель. Квантованный шум и сигнал задерживаются в рециркуляционных линиях задержки, перемножаются и передаются на вход фильтра низкой частоты, восстанавливающего из отсчетов аналоговый сигнал. Регулировкой усиления меняется интенсивность реверберационной помехи. При этом на каждый последующий отсчет генерируемого сигнала, благодаря рециркуляционным линиям задержки, накладывается ослабленный предыдущий отсчет и, таким образом, имитируется реверберация помехи. Однако, корреляция между отсчетами помехи не регулируется из-за отсутствия в схеме регуляторов величины задержанной обратной связи в рециркуляционной линии задержки. Кроме того, не создается доплеровское смещение помехи из-за отсутствия в схеме квадратурных каналов. В основу изобретения поставлена задача создания способа и устройства имитации отражений от движущи хся распределенных объектов путем введения новых действий над отсчетами некоррелированного шума за счет применения новых блоков и связей в устройстве, обеспечивающих высокую точность имитации отраженного сигнала, поступающего с выходов квадратурных фазовых детекторов приемного устройства доплеровской РЛС. Такой технический результат может быть достигнут, если в способе имитации отражений от движущи хся распределенных объектов, по которому последовательность отсчетов некоррелированного шума генерируют с периодом задерживают на период следования отсчетов, умножают, согласно изобретению, ее задерживают на периодов повторения зондирующего импульсного сигнала РЛС отводят отсчеты после каждой задержки на умножают соответственно на коэффициент АР, разветвляют и умножают на и на соответственно, где доплеровская частота отраженного радиолокационного сигнала. Генерируют с периодом вторую последовательность отсчетов некоррелированного шума, задерживают на периодов отводят отсчеты после каждой задержки на умножают соответственно на коэффициент АР, разветвляют и умножают на и на соответственно. Суммируют попарно результаты умножения на коэффициент АР и на задержанных отсчетов первой шумовой последовательности с результатами умножения на коэффициент АР и на задержанных отсчетов второй шумовой последовательности и результатов суммируют между собой и с отсчетом первой шумовой последовательности, в результате чего получают косинусный отсчет коррелированной последовательности с доплеровским смещением. Также суммируют попарно результаты умножения на коэффициент АР и на задержанных отсчетов первой шумовой последовательности с результатами умножения на коэффициент АР и на задержанных отсчетов второй шумовой последовательности и результатов суммируют между собой и с отсчетом второй шумовой последовательности, в результате чего получают синусный отсчет коррелированной последовательности с доплеровским смещением. Полученные косинусные и синусные отсчеты снова задерживают на периодов и процесс формирования циклично повторяется, что обеспечивает межпериодную корреляцию между выходными отсчетами, следующими с периодом Численные значения коэффициентов АР и число определяют функцию корреляции имитационной последовательности, а число - доплеровский набег фазы за период Период относится к периоду следования отсчетов некоррелированного шума как период повторения импульсного зондирующего сигнала РЛС к длительности зондирующего импульса, что позволяет имитировать отражения практически от любой ячейки дальности. Кроме того, в устройство имитации отражений от движущи хся распределенных объектов, содержащее первый и второй генераторы последовательностей отсчетов некоррелированного шума, первую и втор ую линии задержки, первый умножитель, вход которого соединен с выходом линии задержки, согласно изобретению, введены первый и второй сумматоры, выходы которых соединены со входами первой и второй линии задержки, соответственно, и являются выходами устройства, а входы соединены с первым и вторым генераторами, соответственно, и представляют -ячеечную схему, в каждую из ячеек которой дополнительно введены второй, третий, четвертый, пятый и шестой умножители, третий и четвертый сумматоры, при этом выходы первой и второй линии задержки предыдущей ячейки соединены со входами первой и второй линии задержки последующей ячейки и со входами первого и шестого умножителей, соответственно, выходы которых соединены со входами второго, третьего, четвертого и пятого умножителей, выходы второго и четвертого умножителей соединены со входами третьего сумматора, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора вне ячейки, а выходы третьего и пятого умножителей соединены со входами четвертого сумматора, выход которого соединен с одним из входов второго сумматора вне ячейки. Выполнение заявляемого устройства имитации отражений от движущихся распределенных объектов -ячеечным с введенными в каждую ячейку вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым умножителями, третьим и четвертым сумматорами, а также первым и вторым сумматорами вне ячеек, формирующим имитационный сигнал с заданной функцией корреляции в виде двух квадратурных последовательностей отсчетов с регулир уемым доплеровским смещением, позволяет обеспечить высокую точность имитации отраженного сигнала. На чертеже (фиг.) представлена структурная схема устройства имитации отражений от движущи хся распределенных объектов. Устройство содержит первый и второй генераторы 1, 2 последовательностей отсчетов некоррелированного шума, первый и второй сумматоры 3, 4, первые и вторые линии задержки умножители на коэффициенты АР, косинусные умножители синусные умножители минус-синусные умножители ячеек При этом выходы генераторов 1, 2 последовательностей отсчетов некоррелированного шума подключены к первым входам сумматоров 3, 4, соответственно. Выходы сумматоров 3, 4, являясь выходами устройства, подключены ко входам линий задержки 5, 6 первой ячейки, выходы которых подключены ко входам линий задержки второй ячейки и т.д. до линий задержки ячейки. Выходы линий задержки каждой ячейки подключены к первым входам умножителей 7, 8, вторые входы которых подключены к формирователям значения коэффициента авторегрессии ячейки. Выход умножителя 7 разветвлен и подключен к первым входам умножителей 9, 11, а выход умножителя 8 разветвлен и подключен к первым входам умножителей 12, 10. Вторые входы умножителей 9, 11, 12, 10 подключены соответственно к формирователям значений косинуса, синуса, минус-синуса и косинуса произведения на номер ячейки. Значения коэффициентов АР, а также косинуса, синуса и минус-синуса задаются двоичным параллельным кодом с помощью наборов переключателей, коммутирующи х каждый бит либо на общий провод, либо на источник напряжения. В каждой ячейке выходы умножителей 9, 12 подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 13, выход которого подключен к одному из входов сумматора 3 вне ячейки, а выходы умножителей 11, 10 подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 14, выход которого подключен к одному из входов сумматора 4 вне ячейки. Способ реализуется следующим образом. Текущие квадратурные (косинусный и синусный) отсчеты коррелированной последовательности с выходов сумматоров 3, 4 поступают с периодом на выход устройства, где длительность импульса зондирующего сигнала РЛС, а также на входы линий задержки 5, 6 первой ячейки, в которых задерживаются на и поступают на входы линий задержки второй ячейки и т.д.до линий задержки ячейки. В каждой линии задержки накапливается отсчетов и появление на ее выходе отсчета происходит при поступлении на вход очередного отсчета. С выходов линий задержки в каждой ячейке отсчеты соответственно поступают на первые входы умножителей 7, 8, в которых умножаются на соответствующий номеру ячейки коэффициент АР, вы хода умножителя 7 отсчеты поступают на первые входы умножителей 9, 11, в которых соответственно, умножаются на косинус и на синус произведения доплеровского набега фазы на номер ячейки, а с выхода умножителя 8 отсчеты поступают на первые входы умножителей 12, 10, в которых соответственно умножаются на минус-синус и на косинус произведения на номер ячейки. С выходов умножителей 9, 12 отсчеты поступают в сумматор 13, а с его выхода на один из входов сумматора 3 вне ячейки. С выходов умножителей 10, 11 отсчеты поступают в сумматор 14, а с его выхода на один из входов сумматора 4 вне ячейки. При этом в сумматоре 3 происходит сложение отсчетов с выходов сумматоров между собой и с отсчетом некоррелированного шума от генератора 1, и формируется косинусный отсчет коррелированной последовательности с доплеровским смещением, а в сумматоре 4 происходит сложение отсчетов с вы ходов сумматора между собой и с отсчетом некоррелированного шума от генератора 2, и формируется синусный отсчет коррелированной последовательности с доплеровским смещением. Коррелированными считаются отсчеты на выходе устройства, следующие с периодом а любые другие отсчеты считаются некоррелированными.