Пристрій для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією

Реферат: Пристрій для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією містить лінію затримки з LM виходами, які через електронний комутатор з LM входами і LM виходами з'єднані з входами блока фільтрів парціальних імпульсів, виходи якого з'єднані з входами суматора, який відрізняється тим, що між виходами електронного комутатора і входами блока фільтрів парціальних імпульсів додатково встановлюється блок суматорів, який містить М однакових суматорів, кожен з яких має LM входів та 1 вихід. UA 91937 U (12) UA 91937 U UA 91937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до галузі радіолокації і може бути використана для модернізації радіолокаційних станцій (РЛС), у яких зондувальні сигнали мають лінійну частотну модуляцію (ЛЧМ), забезпечуючи розширення функціональних можливостей РЛС, а також при створенні нових наземних та бортових РЛС. Відомий пристрій для узгодженої обробки ЛЧМ сигналів [1], який містить дисперсійну лінію затримки з природною або штучною дисперсією, до складу якої входить звукопровід, в якому поширюються акустичні коливання, вхідний і вихідний перетворювачі електричних коливань у механічні й навпаки. Звукопровід виконаний з п'єзоелектричного монокристала, наприклад з кварцу, ніабату літію та ін. На поверхню кристала нанесені вхідні і вихідні провідні металеві електроди методами фотолітографії чи рентгенолітографії. Недоліком пристрою є часо-частотна невизначеність функції розузгодження, яка призводить до виникнення систематичної похибки вимірювання дальності через незнання радіальної швидкості цілі і вимагає застосування спеціальних заходів щодо усунення негативного явища. Найбільш близьким до запропонованого за технічним рішенням, вибрано як прототип, є пристрій для узгодженої обробки сигналів з псевдохаотичною частотною маніпуляцією [2], який містить лінію затримки з М виходами, які через електронний комутатор з М входами і М виходами, з'єднані з входами блока фільтрів парціальних імпульсів (БФПІ), виходи якого з'єднані з входами суматора. Блок фільтрів парціальних імпульсів складається з М вузькосмугових фільтрів з однаковою смугою пропускання. Середні частоти вузькосмугових фільтрів рознесені між собою на величину смуги пропускання фільтра парціального імпульсу f0. Управління роботою пристрою для узгодженої обробки сигналів з псевдохаотичною частотною маніпуляцією здійснює пристрій формування кодової послідовності. Недоліком пристрою-прототипу є те, що він обробляє сигнали, тривалість яких не перевищує тривалості радіоімпульсу і обмежує можливості управління енергетичним потенціалом РЛС. В основу корисної моделі поставлена задача створити пристрій для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією, який покращить ефективність роботи РЛС при мінімальних змінах у структурі тракту узгодженої обробки сигналів та забезпечить можливість використання єдиної системи сигналів у різних режимах роботи РЛС. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у пристрій-прототип [2], який містить лінію затримки з М виходами, які через електронний комутатор (ЕК) з М входами і М виходами, з'єднані з входами блока фільтрів парціальних імпульсів (БФПІ), виходи якого з'єднані з входами суматора, між виходами ЕК і входами БФПІ додатково встановлюється блок суматорів, який містить М однакових суматорів, кожен з яких має LM входів та 1 вихід, замість електронного комутатора з М входами і М виходами встановлюється ЕК з LM входами та LM виходами та замість лінії затримки з М виходами встановлюється лінія затримки з LM виходами. Вхід управління ЕК з'єднаний з виходом пристрою формування кодової послідовності, який забезпечує управління роботою пристрою для узгодженого з ДЧМ сигналом тривалості Li=LM0. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у забезпеченні гнучкої програми управління тривалістю сигналу у широких межах, що покращить ефективність управління енергетичним потенціалом РЛС. Застосування ДЧМ сигналів різної тривалості покращує інформаційні можливості РЛС, не вимагаючи зміни типу зондувального сигналу відповідно до зміни режиму роботи РЛС та вирішуваних задач. На фіг. 1 приведена структурна схема пристрою для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією. На фіг. 2 зображено вихідний ефект для обраного варіанту закону модуляції частоти. Запропонований пристрій для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією містить лінію затримки 1, LM виходів якої з'єднані з LM входами ЕК 2. Вхід управління ЕК 2 з'єднаний з виходом пристрою формування кодової послідовності 3, на вхід якого поступають сигнали управління від електронної обчислювальної машини (ЕОМ). LM виходів ЕК 2 з'єднані з LM входами М однакових суматорів, які об'єднані в блок суматорів 4. Виходи М суматорів з'єднані з М входами БФПІ 5, виходи якого з'єднані з М входами суматора 6. Вихід суматора 6 є виходом запропонованого пристрою (фіг. 1). Робота запропонованого пристрою полягає у наступному. Відповідно до вибраного режиму роботи РЛС та вирішуваних задач вибирається тривалість ДЧМ сигналу. Вибрана тривалість сигналу і=К0, (1) де 0 - тривалість парціального імпульсу ДЧМ сигналу, 1 UA 91937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 К - ціле число від 1 до LM. Пристрій формування кодової послідовності 3 за сигналами управління ЕОМ виробляє кодову послідовність Ni розмірності К з кількістю рівнів квантування за частотою М, яка визначає структуру зондувального сигналу. Кількість рівнів квантування частоти М у запропонованому пристрої залишається незмінним, для узгодження ширини спектра сигналу зі смугою пропускання приймального пристрою. Якщо розмірність коду сигналу К більше ніж М, але кратна йому (К=NM) то радіоімпульс складається з двох зімкнутих ДЧМ радіоімпульсів зі стандартною тривалістю К та шириною спектра П. Це означає, що сигнал містить К парціальних радіоімпульсів з однаковим кодом частоти і описується виразом: N1M1  ut   Re    Unm t e j2   f0  fnm  t ni m0  nm   , (2) n0m0  Unm t   t  ni  m0   t  ni  m  10  , (3) де Unm t  - закон модуляції амплітуди парціальних імпульсів сигналу; f0 - початкова частота сигналу; f0  fnm - значення частоти парціального імпульсу; i - тривалість стандартного ДЧМ радіоімпульсу ( i  m0 );  0 - тривалість парціального радіоімпульсу; nm - початкова фаза парціального радіоімпульсу; t  - одиночна функція. У випадку, коли не виконується умова K=nm (n=1, 2,…, L), формування сигналу заданої тривалості здійснюється за рахунок амплітудної модуляції парціальних імпульсів на початку або в кінці сигналу. Спектр такого сигналу практично не відрізняється від спектра лінійно-частотномодульованого сигналу за шириною і визначається співвідношенням П≈Mf0. Для відповідного розподілу спектральних складових сигналу вибір закону модуляції частоти здійснюється з використанням законів Костаса-Велча та Костаса-Голомба [1, 4], у межах П. Прийнята реалізація y(t) поступає на вхід лінії затримки 1, виходи 1, 2,…, LM якої з'єднані з входами 1, 2,…, LM EK 2. Електронний комутатор 2 забезпечує відповідне до N k з'єднання виходів лінії затримки 1 та LM входів блоку суматорів 4, який дозволяє застосовувати ДЧМ сигнали різної тривалості. L виходів блоку суматорів 4 з'єднується з М входами БФПІ 5 для створення потрібної імпульсної характеристики запропонованого пристрою. З виходів 1,2,…,М БФПІ 5 сигнали поступають на входи 1,2,…, М суматора 6, на виході якого формується вихідний ефект W(t) для обраного варіанту закону модуляції частоти (фіг. 2). Таким чином, запропонований пристрій для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією дозволяє покращити ефективність роботи радіолокаційних станцій при мінімальних змінах у структурі тракту узгодженої обробки сигналів та забезпечить можливість використання єдиної системи сигналів у різних режимах роботи РЛС різноманітного застосування. Джерела інформації: 1. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник, изд. 2-е, перераб. и доп. / Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Радиотехника, 2007. - 512 с. 2. Патент на корисну модель, № 64170, Україна, МПК G01S 13/26. Пристрій узгодженої обробки сигналів з псевдохаотичною частотною маніпуляцією / В.А. Таршин, В.А. Васильєв, О.В. Ященко, І.М. Дорошко - № 201106056; заяв. 16.05.2011; опубл. 25.10.2011; Бюл. № 20. 3. Таршин В.А. Розширення функціональних можливостей РЛС шляхом застосування сигналів з псевдохаотичною частотною модуляцією сигналів / В.А. Таршин В.А. Васильєв, О.Л. Кузнєцов, І.В. Злигостєв // Системи обробки інформації. - X: ХУПС - 2007 р. - Вип. 1 (59) - С. 103106. 4. Radar signals, by Nadav Levanon and Eli Mozeson. - John Wiley & Sons, Inc. - 2004. - 411 p. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Пристрій для узгодженої обробки сигналів змінної тривалості з псевдохаотичною частотною маніпуляцією, який містить лінію затримки з LM виходами, які через електронний комутатор з LM входами і LM виходами з'єднані з входами блока фільтрів парціальних імпульсів, виходи якого з'єднані з входами суматора, який відрізняється тим, що між виходами електронного комутатора і входами блока фільтрів парціальних імпульсів додатково встановлюється блок суматорів, який містить М однакових суматорів, кожен з яких має LM входів та 1 вихід. 2 UA 91937 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 3