Способ измерения межпериодного сдвига фазы сигналов в импульсно-когерентных радиолокаторах

(я)5 0 01 Я 71 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР, Бюл.%2 адский зле И.Ульянов айло, А.Е.Ф отехническ ктротехническии ина (Ленина)лягин и А,В.Рыжков ий институт г,Санктов С,В. Оценка межзы сигнала на фоне ех, - Известия вузов ика, 1988, т.31, М 4,П.А., Гусьсдвига фанных помозлектрон(54) СПОСОБ ИЗМ НОГО СДВИГА Ф ПУЛЬСНО-КОГЕ КАТО РАХ (57) Изобретение о и может быть испо спектральных хара онных сигналов, от ся обьектов, в ч носится к ра ьзовано при ктеристик ра раженных от стности ме олокаци мерени иолокаци- движущих- еообразоИзобретение относится к радиолокации и может быть использовано при измерении спектральных характеристик радиолокаци онных сигналов, отраженных от движущих ся объектов, в частности метеообразованийЦель изобретения - повышение точно сти измерения при действии пассивных по мех типа мешающих отражений от местных предметов,На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - спектральные характери(21) аЮЗОВ (22) 19,02,91 (46) 07,07,93 (71) Ленингр ститут им,В (72) С.Г.Мот (73) Электр Петербурга (56) Бакулев периодного коррелиров СССР: Ради с.31 - 37,ИЕ ИЗОБРЕ ЕРЕНИЯ МЕЖПЕРИОДЗЫ СИГНАЛОВ В ИМЕНТНЫХ РАДИОЛО 1827033 А ваний. Способ позволяет повысить точность измерения при действии пассивных помех типа мешающих отражений от местных предметов и подстилающей поверхности. Сущность способа состоит в том, что оценка межпериодного сдвига фазы отраженного от движущегося объекта сигнала, принимаемого при наличии аддитивных помех от неподвижных обьектов, производится путем формирования аргумента оценки значения автокорреляционной функции полезного сигнала, которое получается как разность оценки значения автокорреляционной функции смеси полевого сигнала и помехи и оценки значения автокорреляционной функции помехи, которая вычисляется путем формирования М значений периодограммы взвешенной входной последовательности, характеризующих спектр помех в районе нулевой допплеровской частоты, и последуйщего вычисления усеченного обратного преобразования Фурье зтой периодограммы. 2 ил. стики смеси полезного сигнала и помехь типа отражений от неподвижного обьекта,Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит первый 1 и второй 2 умножители, блок 3 памяти, инвертор 4, комплексный умножитель 5, накапливающий сумматор В, (М + 1) блоков 7 комплексного умножения 1 и накопления, четвертый 8 и пятый 9 умножители, первый 10 и второй 11 вычитатели, блок 12 вычисления аргумента комплексного сигнала, М блоков 13 вычисления квадрата модуля, два блока 14весового суммирования; пятый 15 и шестой16 умножители.Работа по предлагаемому способу происходит следующим образом, Импульснокогерентный радиолокатор излучаетпоследовательность зондирующих сигна.лов, характеризующихся частотои повторения Г = 1/Г зондирующих импульсов. Приприеме отраженных сигналов на выходахдвух фазовых детекторов приемника радиолокатора формируются соответственнозначения синфазной Ъ и квадратурой% составляющих комплексного сигнала 0 к = Ек++) Чк, где К= О,.К- индекс, обозначающий номер текущего периода зондирующихимпульсов.Спектр последовательности сигналовОк, являющихся в общем случае суммой сигналов отдвижущегося объекта и мешающихотражений от неподвижных объектов приведен иа фиг.2, Измерению подлежит межпериодный сдвиг Фазы с полезногосигнала, характеризующий допплеровскоесмещение средней частоты его спектра,Комплексный сигнал 1. путем умножения на действительный весовой коэффициент Р преобразуется в комплексный сигнал5 = хк+ у =(РЕ)+ (РЧ). Для реализациитакого взвешивания в устройстве имеютсяпервый 1 и второй 2 умножители,Получаемые в течение К зондированийсигналы Як подвергаются весовому накоплению в М парциальных фильтрах Фурье,характеризующихся центральными частотами Е = 1.(К + 1), 1 = 0,5(М - 1) ,. + 0.5 (М - 1).На выходе 1-го г 1 арциального фильтра формируется оценка 1-го значения О комплексного спектра1 Ч - 1О = ", Як ехрЯ 2 лй/(К+ 1Данная операция производится в Мблоках 7, вычисляющих действительные Веи мнимые п составляющие спектраВеЬ = (х соз (2 л ИК + 1 ++ ук з 1 п(2 лй.(К+ 1)Д,й 1 п 61 = (хк з 1 п(2 ла/(К+ 1)- о- ук соз(2 лй/(К + 1)ИОдновременно с этим осуществляют задержку сигнала Я на время, равное периоду Т повторения зондирующих импульсов в блоке 3. Получаемые таким образом комплексные сигналы Биспользуют для формирования сопряженных сигналов Ь= -х.-1 -ук, а результаты произведения ЯЯкподвергают накоплению в течение К зондирований (операции умножения и суммирования осуществляются в (М + 1)-м блоке 7, В конце очередного цикла накопления, на К-м зондировании, результаты на- "О копления умножают на нормирующиймножитель 1/К - 1), формируя тем самым действительную и мнимую составляющие комплексного значения В 1 Я автокорреляционнай функции сигнала Б =( = О,К -1);15.й4 В 1 Щ К 1-(х х+ у у)20 Ч1 В Щ = -(хк уи - хн у). к =1 Кроме того, к моменту окончания цикла накопления по сформированным на выходах М блоков 71 пб и йвО получают квадраты модулей 1 Ь = (10) + (ВВ)2, представляющих собой значения периодограммы сигнала, что производится в М блоках 13, На фиг. 2 показан пример такой периодограммы, являющейся оценкой спектра помехи.Далее квадраты модулейЬ умножают на комплексные весовые коэффициенты Ь -.= ехрЦ 2 л 11/(К + 1 и, просуммировав результаты, умножают на нормирующий коэффициент/К, формируя при этом оценку значения В 2 Я автокорреляционной функции помехи как усеченное обратное дискретное преобразование Фурье:4005( ГЛ)Ь.=05 У)45 ехрЦ 2 л 1 к/(К + 1,что производится в блоках 14, пятом 15 и шестом 16 умножителях, на выходах которых формируются действительная Ве и мни" 50 мая Ъ составляющие оценки В 2 Щ.Далее из сформированного к К-му зондированию значения В 1 Щ вычитается значение 82 Щ, в результате чего формируется оценка ВЩ автокорреляционной функции 55 полезного сигнала от движущейся цеди, чтопроизводится в первом 10 и втором 11 вычитателях,Оценка межпериодного сдвига рс сигнала формируется как аргумент полученного значения ВЩ, Данное Функциональное пре)аВ ТВеВ 30 образование может быть выполнено следующим образом,Рс при ЯеВЯ ) О,3)ЯП 18(Т И-Р. 1),ПРИ Р.ВЯО3)ЯП(гпВ(ТЖ 2 при ВеВ(Т) 0В устройстве эти функции выполняются при помощи блока 12,Формула изобретения 15 Способ измерения межпериодного сдвига фазы сигналов в импульсно-когерентных радиолокаторах, основанный на приеме последовательности иэ М комплексных сигналов Ок, следующих с периодом повто рения Т, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения при действии пассивных помех типа мешающих отражений от местных предметов, имеющих спектр допплеровских частот в окрест ности нулевой частоты, формируют сигналы Я путем умноЖения принятых сигналов Ок на действительные весовые коэффициенты Рь накапливают их в течение й зондирований при помощи М парциальных фильтров Фурье с центральными частотами Г -/(й+ + 1)Т, соответствующими допплеровским частотам в окрестности нулевой частоты, одновременно сигналы Як задерживают на время Т и получают задержанные сигналы Я. путем инвертирования их квадратурных составляющих формируют комплексно- сопряженные сигналы 5-1, умножают сигналы 5 и Яи+, накапливают их и, умножая результат накопления за Й зондирований на нормирующий множитель 1/(Й - 1), поучают комплексный сигнал 81 Щ, дополнительно по окончании приема Й комплексных сигналов, формируют квадраты модулей каждого из выходных сигналов М парциальных фильтров Фурье, каждый полученный таким образом сигнал умножают на комплексный весовой коэффициент Ь- - ехрЦ 2 л 1/(М +1, результаты суммируют друг с другом и умножают полученную сумму на нормирующий множитель 1/й, формируя при этом комплексный сигнал 82 Щ, а значение межпериодного сдвига фаз сигнала определяют как аргумент разности комплексных сигналов 81 Щ и 82 ЩТираж ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 О