Спосіб імітації некогерентно розсіяного іоносферою сигналу

Спосіб імітації некогерентно розсіяного іоносферою сигналу, що включає формування за допомогою генераторів сигналу виду N  Ut    Si  expji t  i  , (1) i 1 де Si  - величина складової енергетичного спектра, який задається для синтезу; i - кругова частота гармоніки; 2 3 літудно-частотна характеристика (АЧХ) фільтра H(j) має дрібно-раціональний вигляд 2 Pm j 2 , (1) Hj  2 Qn j де Pm(x)=b0·xm+b1·xm-1+...+bm-1·x+bm, Qn(x)=xn+a1·xn-1+...+an-1·x+an - багаточлени. При цьому на виході фільтру формується вузькосмуговий стаціонарний випадковий процес зі спектральною функцією виду 2 S вих   Нj S вх  . Оскільки спектральна функція білого шуму Sвх() є постійною у смузі частот, що перевищує смугу пропускання фільтра, то сигнал на виході визначається формою АЧХ цього лінійного фільтра. Першим недоліком цього способу є неможливість оперативної зміни параметрів фільтру, тобто параметрів імітованого сигналу. Характеристики ж його повинні змінюватися, якщо, наприклад, сигнал використовується для імітації сигналу з різних висотних шарів іоносферного середовища. Крім того в способі-аналозі використовується спектральне зображення сигналів. Відомо, що в спектральному вигляді можливо зображати тільки стаціонарні процеси. В той же час, HP сигнали є нестаціонарними. Причиною їх нестаціонарності є те, що зондуючий імпульс радара рухається уздовж висоти, причому на різних висотах потужність та спектральні характеристики розсіяного сигналу відрізняються. Таким чином, аналог імітує тільки стаціонарні сигнали й не може виробляти сигнали для різних висот. Це є другим недоліком аналогу. Найбільш близьким до корисної моделі, що пропонується є спосіб, який описано в [2]. Він полягає у формуванні спектральної густини сигналу, що імітується, за допомогою N окремих незалежних синусоїдальних генераторів, які виробляють гармонічні складові, що рівномірно розподілені вздовж осі частот, причому ці сигнали підсумовуються. Користуючись комплексним зображенням, можливо зобразити сумарний сигнал у вигляді N  (2) Ut    Sfi  expj2fi t  i  , i 1 де Sfi  - величина складової енергетичного спектру, який задається для синтезу; f1..., fN - частоти синтезованого сигналу;  i - випадкова фаза, рівномірно розподілена на інтервалі [-; ]. Але найближчий аналог, як і аналог ґрунтується на спектральному зображенні сигналів. Тому прототип може імітувати тільки стаціонарні сигнали. Оскільки реальні HP сигнали є нестаціонарними, це є принциповим недоліком прототипу. В основу корисної моделі, що пропонується, поставлено задачу імітації сигналу HP з врахуванням неоднорідної по висоті структури іоносфери та з врахуванням імпульсного режиму випромінюван 58663 4 ня, в тому числі для ситуацій, коли використовуються сигнали зі складною модуляцією. Ця задача вирішується за рахунок використання матричної моделі сигналу HP. Сутність способу, що пропонується, полягає в наступному. Імітація некогерентно розсіяного іоносферою сигналу, як і у найближчому аналозі полягає у формуванні за допомогою генераторів сигналу виду N  (3) Ut    Si  expji t  i  , i 1 де Si  - величина складової енергетичного спектру, який задається для синтезу; i - кругова частота;  i - випадкова фаза N – кількість окремих незалежних гармонічних сигналів. Згідно корисної моделі:  1. Зондуючий сигнал At  , тривалість якого Т, умовно розбивається на М немодульованих часT тин тривалістю   , причому комплексні ампліM  туди цих частин A k , де k  1, M , зображені у ви       гляді вектора A  A 1, A 2 ,... A M  .     2. Іоносфера умовно розбивається на шари, c розмір яких у просторі h  , де с - швидкість 2 світла, так що в межах одного шару іоносферу можливо вважати однорідною. 3. Користуючись прототипом, тобто за формулою (3), для кожного k-го шару згідно його статистичних характеристик в дискретному часі формуються та запам'ятовуються відповідні випадкові     вибірки Uk  Uk t1 , Uk t 2 ,... Uk t L  потрібної розмірності L (у часі). Таким чином формується мат  риця U , де вибірки Uk заповнюють діагоналі. 4. Формується модель вибірки розсіяного сиг      налу в дискретному часі Z  Zt1 , Zt 2 ,... Zt L        згідно матричної формули    (4) Z  AU. Робота за способом, що пропонується, полягає у наступному. Як приклад, розглянемо зондуючий сигнал A(t), який складається з двох однакових немодульованих імпульсів, рознесених на два інтервали і  М=4. Вектор A , для такого сигналу має вигляд       A  A1,0,0, A 4  .     5 58663 Розглянемо вибірку розмірністю L=7. Нехай,  наприклад, U1 - розсіяний сигнал з самого ниж  U1t1 U2 t 2    0 U1t 2  U 0 0  U3 t 3   U2 t 3   U1t 3  0 0 0  U4 t 4   U3 t 4   U2 t 4   U1t 4   U5 t 5   U4 t 5   U3 t 5   U2 t 5  6 нього шару іоносфери. При цьому матриця  U6 t 6   U5 t 6   U4 t 6   U3 t 6   U7 t 7   U6 t 7   U5 t 7   U4 t 7  (5) Згідно (4), (5) отримаємо вибірку розсіяного  сигналу в вигляді де в позначенні U1t i  індекс k відповідає ви     соті шару іоносфери, індекс i - моменту часу.    Zt 5   A1t U5 t 5   A 4 t U2 t 5 ,      Zt1  A1t U1t1,    Zt 5   A1t U5 t 5   A 4 t U2 t 5 ,      Zt1  A1t U1t1,    Zt 6   A1t U6 t 6   A 4 t U3 t 5 , 5 5 5     2 6 Z  t1  A1t U1t1,        Zt 6   A1t U6 t 6   A 4 t U3 t 6 ,      Zt 2   A1t U2 t 2 , Zt 7   A1t U7 t 7   A 4 ttU4 t 7 , Zt 6   A1t U6 t 6   A 4  U3 t 6 ,            (6) Zt 2   A1t U2 t 2 , Zt 7   A1t U7 t 7   A 4 t U4 t 7 ,         Zt 3   A1t U3 t 3 , Zt 2   A1t U2 t 2 , Zt 7   A1t U7 t 7   A 4 t U4 t 7 ,     t 3    1t  3 t 3 ,   Z A U    Zt4  A1ttU4 tt4 , A 4 t U1t 4 , Z A U  t 1 3    3 3 Zt 4   A1t U4 t 4   A 4 t U1t 4 ,      Zt 4   A1t U4 t 4   A 4 t U1t 4 , Висновок: з прикладу (6) можна бачити, що на відміну від прототипу запропонований спосіб корисної моделі враховує як неоднорідний характер іоносфери по висоті, так й імпульсний характер зондуючого сигналу. Іншими словами, запропонований спосіб, імітує нестаціонарний сигнал, більш наближений до реального сигналу HP, ніж сигнал у прототипі. Таким чином, корисна модель, що пропонується, відповідає критерію «істотні відмінності». Комп’ютерна верстка М. Ломалова Джерела інформації 1. Лысенко В.Н., Капустян А.А., Бруско А.В. Имитация HP сигнала // Вестник Харьковского политехнического института. - 1986. - №234: Исследование ионосферы методом некогерентного рассеяния. - Вып. 4. - С.60-64. 2. Лысенко В.Н. Синтез модели HP сигнала // Вестник Харьковского политехнического института. - 1987. - №248: Исследование ионосферы методом некогерентного рассеяния. - Вып. 5. - С.2124. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601