Цифровой коррелятор для обнаружения эхо-сигналов

(54) ЦИФРОВ ЖЕНИЯ ЭХО-С (57) Изобр лительной т для обнаруж СФ Маа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 65/24-24(21) 42803 (22) 13.07 (46) 23. 05 (71) Моско им. Серго (72) В,В. и В.Я. Сел (53) 681.3 (56) Автор У 879595,Авторск Ф 1107135,Авторск У 1418748,ОИ КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ОБНАРУИГНАЛОВтение относится к вычисехнике и предназначеноения в реальном масштабе времени эхо-сигналов, имеющих допплеровское смещение частоты. Цель изобретения - повышение достоверностираспознавания эхо-сигналов. Коррелятор содержит преобразователи аналог - код 1,4, элементы задержки 2,9,преобразователь код - аналог 3, блок5 преобразования фурье, ключ б,блоксинхронизации 7, блок 8 формированияэкспоненциальной последовательности,генератор импульсов 10, блоки памяти11, 12, М блоков 3 вычисления корреляционных коэффициентов, Я компа-раторов 14, регистр памяти 15, элемент ИЛИ 16. Повышение достоверностираспознавания эхо-сигналов достигается путем использования информациио комплексной структуре спектров зхои зондирующего сигналов. 1 э,п.ф-лы,2 ил.з148Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляобнаружения в реальном масштабе времени эхо-сигналов, имеющих допплеровское смещение частоты,Цель изобретения - повышение достоверности распознавания эхо-сигналов,На фиг,1 изображена структурнаясхема цифрового коррелятора для обнаружения эхо-.сигналов, на фиг.2структурная схема блока. вычислениякорреляционных коэффициентов.Цифровой коррелятор для обнаружения эхо-сигналов (фиг.1) содержитпервый преобразователь 1 аналог - код,первый элемент 2 задержки, преобразователь 3 код - аналог, второй преобразователь 4 аналог - код, блок 5 преобразования Фурье, ключ б, блок 7синхронизации, блок 8 формированияэкспоненциальной последовательности,,второй элемент 9 задержки, генератор10 импульсов, первый 11 и второй 12блоки памяти, И блоков 13 вычислениякорреляционных коэффициентов, М компараторов 14, регистр 15 памяти, элемент ИЛИ 16.Блок вычисления корреляционныхкоэффициентов (фиг.2) содержит с первого по шестой перемножители 17-22,первый 23 и второй 24 элементы вычитания, сумматор 25, первый 26 и второй 27 элементы памяти, первый 28и второй 29 элементы задержки, накапливающий сумматор 30.Коррелятор работает следующимобразом.В случае обнаружения отраженногоэхо-сигнала в момент излучения зондирующего импульса з(1) на вход запуска блока 7 синхронизации поступает запускающий импульс. С этого мо-.мента на вход преобразователя 1 аналог - код начинает поступать входнойсигнал х(С).Преобразователь 1 аналог в к в моменты поступления импульсов с второго выхода блока 7формирует выборочные значения входного сигнала х(С,). Очередное выборочное значение с выхода преобразователя 1 аналог-код поступает на входэлемента 2 задержки через интервалывремени Т. Это значение в процессеперемещения по регистру задерживается на время (К) Т и через нормально замкнутый ключ 6 вновь поступает на вход элемента задержки, В.ность с блока 8, формирующего этупоследовательность длительностью Тс,Запуск этого блока осуществляется результате через некоторое время элемент 2 задержки будет заполнен пос-. ледовательностью из Квыборочных значений сигнала. В дальнейшем, после каждой циркуляции этих (К) значений с периодом (К) Т, через интервал Т появляется импульс на втором выходе блока 7 синхронизации, размыкает ключ 6, запрещая подачу на вход элемента 2.задержки первого из хранимых импульсов, вместо него с выхода преобразователя 1 поступает очередное выборочное значение, Таким образом, обеспечивается скользящая дискретизация входного сигнала и сжатие временного масштаба в К раэ.Объем К формируемой выборки выбирается таким образом, чтобы часть отсчетных значений,. а именно К-К,р, могла содержать эхо-сигнал максимальной возможной длительности Тс = (К-К,р) КТ, где (К)Т = Тпу.у время, требуемое на вычисление преобразования Фурье обрабатываемого сигнала без учета одного такта. При этом длительность каждой сжатой копии эхо-сигнала равна (Кр - 1) Т. Указанные соотношения необходимы для того, чтобы между моментом окончания предыдущей и моментом начала следующей копии эхо-сигнала оставался промежуток времени (Кф) Т, достаточный для вычисления преобразова" ния Фурье экспоненциальной выборки очередной копии эхо-сигнала.С выхода элемента 2 задержки выборочные значения поступают на вход преобразователя 3 код - аналог, который производит преобразование дискретной последовательности в аналоговый сигнал (сжатие копии входного сигнала). Причем каждая последующая копия отличается от предыдущей за счет обновления записанной последовательности на одно выборочное значение.Эти копии. эхо-сигналов поступают на информационный вход второго преобразователя 4 аналог - код, который должен обеспечить новую дискретизацию, с неравномерным шагом дискретизации, изменяющимся по экспонен" циальному закону. Для этого на его вход управления подается экспоненциальная тактирующая последователь7 148179ф пряжения, который занесен в регистр 15 памяти. В случае превышения порогового уровня в каком-либо компараторе на выходе элемента ИЛИ 16 по 5 является сигнал, информирующий об обнаружении отраженного эхо-сигнала. Величина порогового уровня либо определяется экспериментально, либо рассчитывается по какому-либо из известных критериев обнаружения, например, максимального правдоподобия. 1. Цифровой коррелятор для обнаружения эхо-сигналов, содержащий два преобразователя аналог - код, блок синхронизации, блок формирования экспоненциальной последовательности, ключ, два элемента задержки, преобразователь код - аналог и блок преобразования Фурье, причем информационный вход первого преобразователя аналог - код является входом эхо-сиг нала коррелятора, а выход через монтажное ИЛИ подключен к информационному входу первого элемента задержки, вход синхронизации которого соединен с первым выходом блока синхрониза О ции, выход первого элемента задержки подключен к информационному входу ключа и через преобразователь коданалог к информационному входу второго преобразователя аналог - код,выход которого соединен с информационным35 входом блока преобразования Фурье, второй выход блока синхронизации соединен с входами синхронизации первого преобразователя аналог - код и второ 40 го элемента задержки, через блок формирования экспоненциальной последовательности с входом синхронизации второго преобразователя аналог - код, с управляющим входом ключа, выход которого через монтажное ИЛИ подключен к информационному входу первого элемента задержки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности разпознавания эхо-сигналов, в него введены генератор импульсов, два блока памяти, И блоков вычисления корреляционных коэффициентов (И - количество разрешаемых ординат корреляционной функции), М компараторов, регистр памяти и эле мент ИЛИ, причем второй выход блока синхронизации подключен к входу запуска генератора импульсов, выход Формула изобретения.15 которого соединен с входами считывания первого и второго блоков памяти и с входами синхронизации блока преобразования Фурье и блоков вычисления корреляционных коэффициентов, выход второго элемента задержки подключен к входам сброса блоков вычисления корреляционных коэффициентов и входу запуска блока преобразования Фурье, выход операнда действительной части которого подключен к первым информационным входам блоков вычисления корреляционных коэффициентов, выход операнда мнимой части блока преобразования Фурье соединен с вторыми информационными входами блоков вычисления корреляционных коэффициентов, выход первого блока памяти соединен с третьими информационными входами блоков вычисления корреляционных коэффициентов, выход второго блока памяти соединен с четвертыми информационными входами бло" ков вычисления корреляционных коэффициентов, выходы которых подключены соответственно к первым информацион- ным входам компараторов, вторые информационные входы которых соединены с выходом регистра памяти, выходы компараторов подключены соответственно к входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом коррелятора, а вход запуска блока синхронизации является входом запуска коррелятора.2. Коррелятор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок вычис" ления корреляционных коэффициентов содержит шесть перемножителей, два элемента вычитания, два элемента задержки, два элемента памяти, сумматор и накапливающий сумматор, причем объединенные первые информационные входы первого и второго перемножите" лей являются первым информационным входом блока, объединенные первые информационные входы третьего и четвертого перемножителей являются вторым информационным входом блока,объединенные вторые информационные входы ,второго и третьего перемножителей являются третьим информационным входом блока, объединенные вторые информационные входы первого и третье- го перемножителей являются четвертым информационным входом блока, выход первого перемножителя подключен к входу уменьшаемого первого элемента вычитания, вход вычитаемого которогоСоставитель Н, Хуртинедактор В. Данко Техред М.Ходанич Корректор В. Гирня Заказ 2692/51 Тираж 669 ПопписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 9 148179 соединен с выходом третьего перемножителя, а выход подключен к первому входу пятого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом пер 5 вого элемента памяти, выход пятого перемножителя подключен к входу уменьшаемого второго элемента вычитания, выход которого соединен,с информационным входом накапливающего сумматора, вход сброса которого является входом сброса блока, а выход является выходом блока, выход второго перемножителя соединен с первым входом сумматора, второй вход которо 5 1 Ого подключен к выходу четвертого перемножителя, выход сумматора соединен с первым входом шестого перемножителя, второй вход которого соединенс выходом элемента памяти, а выходподключен к входу вычитаемого второгоблока вычитания, входом синхронизации блока является вход первого элемента задержки, выход которого соеди"нен с входами считывания первого ивторого элементов памяти и через вто-.рой элемент задержки соединен с входом синхронизации накапливающего сумматора.