Устройство для цифровой обработки линейно частотномодулированных сигналов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иц 734589(22) Заявлено 12.12.77 (21) 2554272/18-09с присоединением заявки Мо(51)Я, Кд,2 С 01 Б 3/74 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Харьковский авиационный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ЛИНЕЙНО- ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к радиопеленгации и может использоваться для оценки параметров движения объектов.Известно устройство для цифровой обработки линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов, содержащее М преобразователей сигналов, входы которых соединены между собой, квадратурный генератор ЛЧМ колебаний, выходы которого соединены с первыми и вторыми управляющими входами М преобразователей сигналов соответтвенно, генератор сигналов дискретизации, выходы которого соединены 15 с третьими и четвертыми управляющими входами М преобразователей сигналов соответственно, М буфеоных регистров, входы которых соединены с выходами соответствующих М преоб разователей сигналов, последовательно соединенные блок вычисления дискретного преобразования Фурье, квадратор и буферное запоминающее устройство и последовательно соединенные обнаружитель и интерполятор, причем выходы М буферных регистров соединены с соответствующими входами блока вычисления дискретного преобразования фурье (1,. ЗО Однако известное устройство имеетнизкое быстродействие при измерениичастоты и первой производной частотынескольких одновременно действующихЛЧМ сигналов,Цель изобретения - повыщение быстродействия при измерении частоты ипервой производной частоты несколькиходновременно действующих ЛЧМ сигналов.Для этого в устройство для цифровой обрабо=ки ЛЧМ сигналов, содержащее М преобразователей сигналов,входы которых соединены между собой,квадратурный генератор ЛМЧ колебаний,выходы которого соединены с первымии вторыми управляющими входами Мпреобразователей сигналов соответственно, генератор сигналов дискретизации, выходы которого соединеныс третьими и четвертыми управляющимивходами М преобразователей сигналовсоответственно, М буферных регистров,входы которых соединены с выходамисоответствующих М преобразователейсигналов, последовательно соединенныеблок вычисления дискретного преобразования фурье, квадратор и буферноезапоминающее устройство и последовательно соединенные обнаружитель иинтерполятор, причем выходы М буфер 734589производной наиболеЕ интенсивнойсигнальной составляющей, Интерполятор 12, используя информацию, заложенную в амплитуде отсчетов энергетического спектра, формирует точныеоценки частоты и ее производной,Интерполятор, 12 может обеспечить5получение теоретически предельнойточности оценок частоты и ее производной для любой из сигнальных составляющих, Действительно при дискретизации энергетического спектра в секторе обзора Ее(0,2 Р); йб(Е й ц)с шагом дискретизации соответственно Ь Г= - и ьГ= возможно точноеивосстановление спектра в интервалемежду вычисленными спектральными отсчетами по теореме Котельникова,Далее после нахождения уточненнойоценки частоты и производной частотынаиболее мошной спектральной составляющей исследуемого сигнала необходимо компенсировать спектр уже изме,ренной составляющей. Для этого спеРвого выхода интерполятора 12 оценочное значение частоты и ее производной поступает на вход формирователя9 коэффициента умножения, которыйформирует коэффициент умножения К;+4 .Коэффициент Квырабатывается изусловия точной компенсации максимального отсчета измеренной составляющей и принимается равным К+-(Р. /Г . ) где ГЕ, - интенсйвностьмаксимальной спектральной составляющей сформированного компенсирующегоспектра. Компенсирующий спектр формируется следующим образом, Со второго выхода интерполятора 12 указанные значения частоты и ее производной поступают на вход генераторасинтезатора 13 линейно модулированных по частоте колебаний, выходные 40сигналы которого подаются на соответствующие входы блока 5 вычисления дискретного преобразования Фурье.Генератор-синтезатор 13 формируетна выходе сигналы, которые по своемуспектру наиболее точно соответствуютспектру наиболее интенсивной составляющей от принятой преализации, Затемэтот сформированный сигнал подвергается дискретному преобразованию Фурье 50в блоке 5, в квадраторе б осуществляется формирование его энергетического спектра и перезапись значений этого спектра в запоминающее устройство7, из которого отсчеты энергетического компенсирующего спектра поступают в умножитель 8, где умножаютсяна коэффициент К;+ и складываютсяс содержимым 2 И соответствующихячеек сумматора 10, Повторение процедуры поиска максимального спектрального отсчета и интерполяциипозволяет оценить параметры следующей (несколько менее мощной по. сравнению с предыдущей) составляющейизмеряемого сигнала, б 5 Очевидно, что количество составляющих измерительного сигнала, частоты и производные частот которых могут быть измерены в реальном масштабевремени с помощью предлагаемого устройствадля цифровой обработки сигналов, определяется в основном быстродействием блока 5 вычисления дискретного преобразования Фурье. Для измерения и частот (разнесенных на интервал, в несколько раз превышающийрелеевский предел разрешения), необходимо за время, равное интервалунаблюдения, вычислить (и + 1) М. дискретных преобразований 1 Фурье.Таким образом, проведение процедуры компенсации спектра наиболеемощной спектральной составляющейизмеряемого сигнала позволяет понизить порог обнаружения ниже уровняпервого бокового лепестка указаннойсоставляющей, так как в противномслучае уровень этого лепестка можетбыть принят за главный максимум менее интенсивных спектральных состав-,ляющих,Формула изобретенияУстройство для цифровой обработкилинейно-частотно-модулированных (ЛЧМ)сигналов, содержащее М преобразователей сигналов, входы которых соединены между собой, квадратуриый генератор ЛЧМ колебаний, выходы которого соединены с первыми и вторыми управляющими входами М преобразователей, сигналов соответственно, генератор сигналов дисретизации выходы которого соединены с третьими и четвертыми управляющими входами М.преобразователей сигналов соответственно, М буферных регистров, входы которых соединены с выходами соответствующихМ преобразователей сигналов, последовательно соединенные блок вычисления дискретного преобразования Фурье, квадратор и буферное запоминающее устройство и последовательно соединенные обнаружитель и интерполятор причем выходы М буферных регистров соединены с соответствующими входами блока вычисления дискретного преобразования Фурье, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при измерении частоты и первой производной частоты нескольких одновременно действующих ЛЧМ,сигналов, введены генератор- синтезатор и последовательно соединенные формирователь коэффициента умножения, умножитель и сумматор с памятью,.первый и второй выходы которого соединены с входом обнаружителя и вторым входом интерполятора соответственно, причем первый и второй входы формирователя коэффициента умножения соединены соответственно с734589 Составитель Е. ПогибловТехред Ж.Кастелевич Корректор М,Вн Редактор Т.Портна Псдпи снотета СССРкрытийнаб д, 4/ 17/8 тираж 649 ЦНИИПИ Государственног по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, Раушакаэ 22 ком и о кая Филиал ППППатент , г,ужгород, ул.Проектная, 4 первыми выходами интерполятора ибуферного запоминающего устройства,второй выход которого соединен свторым входом умножителя, вход генератора-синтезатора соединен с вторымвыходом интерполятора, а М выходовгенератора-синтезатора соединены ссоответствующими входами блока вычисления дискретного преобразованияФурье .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2433528/09,кл. 0 01 8 3/74, 2 3,06.77 г.