УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ И ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК G01S7/295 

Изобретение относится к области радиолокации и может применяться для обнаружения, распознавания и классификации радиолокационных сигналов.

Известна радиолокационная станция (РЛС) [1] выбранная в качестве прототипа, которая является активно-пассивной радиолокационной системой. Пассивной канал известной РЛС состоит из приемного устройства, включающего в себя антенну и приемник радиоизлучений, к выходу которого подключен блок обнаружения и измерения, выход которого соединен с устройством вторичной обработки информации. Блок обнаружения и измерения включает в себя блоки квантования узкополосных сигналов соответствующих частотных диапазонов, оперативное запоминающее устройство и дешифратор, соединенный с входом опроса (коммутации) блока обнаружения и измерения. Устройство вторичной обработки информации содержит амплитудные квантователи, сдвиговые регистры, многовходовые сумматоры, первый коммутатор, ключевой блок, монитор, счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь, второй цифроаналоговый преобразователь, первый дешифратор, второй коммутатор, второй дешифратор, люминесцентное табло, третий дешифратор.

Недостатком устройства-прототипа является недостаточная точность распознавания и классификации принимаемых радиолокационных сигналов.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности распознавания и классификации радиолокационных сигналов при минимальном времени наблюдения.

Предлагаемое устройство обнаружения и обработки радиолокационных сигналов предназначено для приема радиолокационных сигналов, первичной обработки видеосигналов диапазонных многоканальных приемных устройств и данных диапазонных измерителей мгновенной частоты (ИМЧ), вторичной обработки радиолокационной информации и для формирования визуальных сигналов опасности и отображения радиолокационной обстановки на устройстве отображения графической информации.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения и обработки радиолокационных сигналов содержит N компараторов, где N - число уровней квантования видеосигнала, N аналого-цифровых преобразователей, N измерителей параметров импульсов, N измерителей периода повторения импульсов, цифроаналоговый преобразователь, первое устройство сопряжения, цифровой сигнальный процессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, первый адаптер последовательного интерфейса, второй адаптер последовательного интерфейса, второе устройство сопряжения, электронно-вычислительную машину (ЭВМ), адаптер клавиатуры, клавиатуру, видеоадаптер, устройство отображения графической информации, первую системную интерфейсную магистраль, тактовый генератор, таймер, приемное устройство, измеритель мгновенной частоты, вторую системную интерфейсную магистраль, последовательный канал связи.

При этом значение N лежит в диапазоне от 1 до 4, первый вход каждого компаратора с первого по N-ый, соединенный с входом соответствующего аналого-цифрового преобразователя с первого по N-ый, соединен с соответствующим выходом видеосигнала приемного устройства, выход высокочастотного сигнала приемного устройства соединен с сигнальным входом измерителя мгновенной частоты, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторыми входами компараторов с первого по N-ый, выход каждого компаратора с первого по N-ый соединен с первым входом соответствующего измерителя параметров импульсов с первого по N-ый и входом измерителя периода повторения импульсов с первого по N-ый, а также соединены с соответствующими входами измерителя мгновенной частоты, выход каждого аналого-цифрового преобразователя с первого по N-ый соединен со вторым входом соответствующего измерителя параметров импульсов с первого по N-ый, первый, второй, третий и четвертый выходы измерителей параметров импульсов с первого по N-ый, выходы измерителей периода повторения импульсов с первого по N-ый соединены с соответствующими входами первого устройства сопряжения, пятый выход каждого измерителя параметров импульсов с первого по N-ый соединен с входом запуска соответствующего аналого-цифрового преобразователя с первого по N-ый, вход цифроаналогового преобразователя соединен с соответствующим выходом первого устройства сопряжения, выходы измерителя мгновенной частоты соединены с соответствующими входами первого устройства сопряжения, входы управления приемного устройства соединены с соответствующими выходами первого устройства сопряжения, выходы соответствующих частот тактового генератора соединены с соответствующими входами тактовых сигналов с первого по М-ый измерителей периода повторения импульсов с первого по N-ый, а также с входом тактовых сигналов измерителей параметров импульсов с первого по N-ый, выход таймера соединен с входами кода таймера измерителей параметров импульсов с первого по N-ый.

К первому устройству сопряжения подключен цифровой сигнальный процессор, к которому посредством первой системной интерфейсной магистрали подключены оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство и первый адаптер последовательного интерфейса.

Первый адаптер последовательного интерфейса при помощи последовательного канала связи соединен со вторым адаптером последовательного интерфейса, который соединен со вторым устройством сопряжения, к второму устройству сопряжения подключен адаптер клавиатуры, к которому подключена клавиатура, второе устройство сопряжения соединено посредством второй системной интерфейсной магистрали с ЭВМ, к которой подключен видеоадаптер, выход которого соединен с входом устройства отображения графической информации.

Каждый измеритель параметров импульсов с первого по N-ый содержит формирователь строба счетчиков длительности импульса, первый элемент И, логарифмический счетчик, счетчик, цифровой компаратор, первый регистр, умножитель, элемент задержки, второй элемент И, второй регистр.

При этом первый вход формирователя строба счетчиков длительности импульса, вход элемента задержки, первый вход второго элемента И и вход сигнала строба второго регистра соединены между собой и образуют первый вход измерителя параметров импульсов, первый вход цифрового компаратора и вход данных первого регистра соединены между собой и образует второй вход измерителя параметров импульсов, первый вход первого элемента И, вход тактовых сигналов элемента задержки и второй вход второго элемента И соединены между собой и образуют вход тактовых сигналов измерителя параметров импульсов, вход данных второго регистра образует вход кода таймера измерителя параметров импульса.

Выход формирователя строба счетчиков длительности импульса соединен с вторым входом первого элемента И и входами сигнала сброса логарифмического счетчика и счетчика, выход первого элемента И соединен с счетными входами логарифмического счетчика и счетчика, выход цифрового компаратора соединен с вторым входом формирователя строба счетчиков длительности импульса, выход элемента задержки соединен с входом сигнала строба первого регистра, выход умножителя соединен с вторым входом цифрового компаратора.

Выход логарифмического счетчика образует первый выход измерителя параметров импульсов, выход счетчика образует второй выход измерителя параметров импульсов, выход первого регистра соединен с входом умножителя и образует третий выход измерителя параметров импульсов, выход второго регистра образует четвертый выход измерителя параметров импульсов, выход второго элемента И образует пятый выход измерителя параметров импульсов.

Каждый измеритель периода повторения импульсов с первого по N-ый содержит М многоканальных обнаружителей периодических последовательностей, где М - число каналов обнаружения, М преобразователей позиционного кода в параллельный, преобразователь кода, (М-1) схем бланкирования.

При этом вход данных первого многоканального обнаружителя периодических последовательностей и вторые входы схем бланкирования с первой по (М-1)-ю соединены между собой и образуют вход измерителя периода повторения импульсов, входы тактовых сигналов многоканальных обнаружителей периодических последовательностей с первого по М-ый образуют соответствующие входы тактовых сигналов с первого по М-ый измерителя периода повторения импульсов, третьи входы схем бланкирования с первой по (М-1)-ю соединены с входами тактовых сигналов соответствующих многоканальных обнаружителей периодических последовательностей со второго по М-ый, выходы сигналов признака обнаружения периодической последовательности многоканальных обнаружителей периодических последовательностей с первого по (М-1)-й соединены с первыми входами соответствующих схем бланкирования с первой по (М-1)-ю, выходы данных многоканальных обнаружителей периодических последовательностей с первого по М-ый соединены с входами соответствующих преобразователей позиционного кода в параллельный с первого по М-ый, выходы которых соединены с соответствующими входами с первого по М-ый преобразователя кода, выход которого образует выход измерителя периода повторения импульсов.

Каждая схема бланкирования с первой по (М-1)-ю содержит первый и второй триггеры, при этом вход данных первого триггера является первым входом схемы бланкирования, С-вход первого триггера является вторым входом схемы бланкирования, выход первого триггера соединен с D-входом второго триггера, выход которого является выходом схемы бланкирования, С-вход второго триггера является третьим входом схемы бланкирования.

Каждый многоканальный обнаружитель периодических последовательностей с первого по М-ый содержит регистр сдвига, К элементов И, где К - количество каналов многоканального обнаружителя периодических последовательностей (К лежит, преимущественно, в диапазоне от 10 до 40, например, 32) и элемент ИЛИ, при этом вход тактовых сигналов многоканального обнаружителя периодических последовательностей образован входом строба регистра сдвига, вход данных многоканального обнаружителя периодических последовательностей образован входом данных регистра сдвига, выход элемента ИЛИ образует выход сигнала признака обнаружения периодической последовательности многоканального обнаружителя периодических последовательностей, регистр сдвига имеет 2·(К+31) разрядов, при этом выход (31+i)-го разряда регистра сдвига соединен со вторым входом i-го элемента _i И (для всех г от i до К), выход 2·(31+i)-го разряда регистра сдвига соединен со третьим входом i-го элемента _i И, первые входы элементов И с первого по К-й соединены между собой и соединены с входом данных регистра сдвига, выходы элементов И с первого по К-й соединены с соответствующими входами с первого по К-й элемента ИЛИ и образуют выход данных многоканального обнаружителя периодических последовательностей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг.1 - функциональная схема устройства обработки информации,

на фиг.2 - функциональная схема измерителей параметров импульсов,

на фиг.3 - функциональная схема измерителей периода повторения импульсов,

на фиг.4 - функциональная схема схем бланкирования,

на фиг.5 - функциональная схема многоканального обнаружителя периодических последовательностей,

на фиг.6 - временная диаграмма обмена устройства обработки информации с измерителем мгновенной частоты,

на фиг.7 - временная диаграмма сигналов в измерителях параметров импульсов.

На чертежах обозначены:

1₁ - первый компаратор;

1_N - N-ый компаратор;

2₁ - первый аналого-цифровой преобразователь;

2_N - N-ый аналого-цифровой преобразователь;

3₁ - первый измеритель параметров импульсов;

3_N - N-ый измеритель параметров импульсов;

4₁ - первый измеритель периода повторения импульсов;

4_N - N-ый измеритель периода повторения импульсов;

5 - цифроаналоговый преобразователь;

6 - первое устройство сопряжения;

7 - цифровой сигнальный процессор;

8 - оперативное запоминающее устройство;

9 - постоянное запоминающее устройство;

10 - первый адаптер последовательного интерфейса;

11 - второй адаптер последовательного интерфейса;

12 - второе устройство сопряжения;

13 - электронно-вычислительная машина (ЭВМ);

14 - адаптер клавиатуры;

15 - клавиатура;

16 - видеоадаптер;

17 - устройство отображения графической информации;

18 - первая системная интерфейсная магистраль;

19 - тактовый генератор;

20 - таймер;

21 - устройство первичной обработки сигналов;

22 - устройство вторичной обработки информации;

23 - приемное устройство;

24 - измеритель мгновенной частоты;

25 - вторая системная интерфейсная магистраль;

26 - последовательный канал связи;

27 - формирователь строба счетчиков длительности импульса;

28 - первый элемент И;

29 - логарифмический счетчик;

30 - счетчик;

31 - цифровой компаратор;

32 - первый регистр;

33 - умножитель;

34 - элемент задержки;

35 - второй элемент И;

36 - второй регистр;

37₁ - первый многоканальный обнаружитель периодических последовательностей;

37_M - М-ый многоканальный обнаружитель периодических последовательностей;

38₁ - первый преобразователь позиционного кода в параллельный;

38_M - М-ый преобразователь позиционного кода в параллельный;

39 - преобразователь кода;

40₁ - первая схема бланкирования;

40_M-1 - (М-1)-я схема бланкирования;

41 - первый триггер;

42 - второй триггер;

вх. сигн - входной видеосигнал;

ОБН - сигнал обнаружения;

ЧД1,..., ЧД12 - сигналы данных ИМЧ;

ГОТ-Ч - сигнал готовности ИМЧ;

t - время;

PW - длительность импульса;

ТОА - время (момент) обнаружения;

PA - амплитуда импульса;

Т_n - период повторения импульсов.

Приемное устройство 23 содержит антенну и приемник. Сигналы, принятые антенной приемного устройства 23, преобразуются приемником в видеосигналы. Приемник приемного устройства 23 является многоканальным и вырабатывает N видеосигналов, каждый из которых соответствует своему частотному диапазону радиолокационных сигналов, принятых антенной. Кроме этого приемник имеет выход принятого и усиленного высокочастотного сигнала, выдаваемого на сигнальный (С) вход измерителя 24 мгновенной частоты. Приемное устройство 23 имеет управляющий (У) вход, состоящий из входов дискретных сигналов, предназначенных для управления приемником в каждом частотном диапазоне.

Измеритель 24 мгновенной частоты при поступлении на один из своих входов сигнала признака обнаружения от одного из компараторов 1₁,...,1_N осуществляет измерение мгновенной частоты сигнала, поступающего на свой сигнальный (С) вход и выдает на свой выход результат измерения в цифровом коде.

При этом N компараторов 1₁,...,1_N, N аналого-цифровых преобразователей 2₁,...,2N, N измерителей 3₁,...,3_N параметров импульсов, N измерителей 4₁,...,4_N периода повторения импульсов, цифроаналоговый преобразователь 5, первое устройство 6 сопряжения, цифровой сигнальный процессор 7, оперативное запоминающее устройство 8, постоянное запоминающее устройство 9, первый адаптер 10 последовательного интерфейса, первая системная интерфейсная магистраль 18, таймер 19, тактовый генератор 20 образуют устройство 21 первичной обработки сигналов.

Второй адаптер 11 последовательного интерфейса, второе устройство 12 сопряжения, ЭВМ 13, адаптер 14 клавиатуры, клавиатура 15, видеоадаптер 16, устройство 17 отображения графической информации, вторая системная интерфейсная магистраль 25 образуют устройство 22 вторичной обработки информации.

Устройство 21 первичной обработки сигналов обнаруживает сигналы излучающих станций, измеряет и группирует параметры сигналов излучающих станций, формирует формуляры сигналов и обеспечивает передачу этих формуляров по последовательному каналу 26 связи в устройство 22 вторичной обработки информации.

Устройство 22 вторичной обработки информации осуществляет управление режимами работы устройства обнаружения и обработки радиолокационных сигналов. Устройство 22 вторичной обработки информации обеспечивает выполнение задач вторичной обработки радиолокационной информации, поступающей из устройства 21 первичной обработки сигналов, и обеспечивает отображение результатов обработки на экране устройства 17 отображения графической информации.

Обрабатываемая информация от устройства 21 первичной обработки сигналов в виде формуляров источников излучения поступает в устройство 22 вторичной обработки информации по последовательному каналу 26 связи. По этому же последовательному каналу 26 связи в устройство 21 первичной обработки сигналов выдаются команды управления, подаваемые пользователем с помощью клавиатуры 15 и экранных форм управления, формируемых на экране устройства 17 отображения графической информации.

Устройство 21 первичной обработки сигналов осуществляет обработку сигналов приемных устройств диапазонов 2-4.5 и 8-16 ГГц.

Устройство 21 первичной обработки сигналов имеет N каналов, в каждом из которых осуществляется:

- обнаружение сигналов по факту превышения постоянного порога обнаружения, а в случае одновременного превышения порога в нескольких соседних каналах приема определяет канал приема, для которого оценка вероятности приема наибольшая;

- измерение параметров импульсов: амплитуды, длительности, периода повторения импульсов;

- измерение нижней и верхней частоты приема, определение признака линейной частотной модуляции (ЛЧМ) и числа фазовых переходов фазоманипулированного сигнала;

- объединение импульсов одного источника в пачки с присвоением условного номера источника;

- вычисление усредненных параметров импульсов в пачке;

- выделение главного лепестка диаграммы направленности источника и определение его ширины и момента появления; сопровождение сигналов источника;

- формирование формуляров с параметрами сигналов источников.

По запросу от устройства 22 вторичной обработки информации формуляры с данными о наблюдаемых источниках излучения из устройства 21 первичной обработки сигналов по последовательному каналу 26 связи передаются на этапы последующей обработки информации (в устройство 22 вторичной обработки информации).

В каждом канале устройства 21 первичной обработки сигналов поступающие от приемного устройства 23 видеосигналы сравниваются при помощи компараторов 1₁,...,1_N с заданным порогом и при помощи аналого-цифровых преобразователей 2₁,...,2_N преобразуются в цифровую форму. Для задания порога служит цифро-аналоговый преобразователь 5.

Сигналы на выходах компараторов 1₁,...,1_N являются сигналами признака обнаружения источника излучения (цели). Эти сигналы поступают на первые входы измерителей 3₁,...,3_N параметров импульсов и на входы измерителей 4₁,...,4_N периода повторения импульсов. На первом выходе измерителей 3₁,...,3_N параметров импульсов формируется код длительности импульса в логарифмическом масштабе, на втором выходе - код длительности импульса, на третьем выходе - код амплитуды импульса, на четвертом выходе - код времени прихода импульса, на пятом выходе - сигналы запуска аналого-цифровых преобразователей 2₁,...,2_N.

В каждом измерителе 3₁,...,3_N параметров импульса формирователь 27 строба счетчиков длительности импульса может быть выполнен, например, в виде RS-триггера, S-вход которого является первым входом формирователя 27 строба счетчиков длительности импульса, R-вход является вторым входом формирователя 27 строба счетчиков длительности импульса, а выход этого триггера - выходом формирователя 27 строба счетчиков длительности импульса.

Умножитель 33 производит вычисление порога конца строба длительности. Вычисление порога конца строба длительности производиться, например, умножением поступающего на вход умножителя 33 числа на 0.5.

Элемент 34 задержки выдает на свой выход сигнал через время, равное периоду тактового сигнала, поступающего на его вход тактовых сигналов (Т) после поступления сигнала на его вход.

Измерители 4₁,...,4_N периода повторения импульсов каждый построены на основе набора регистров сдвига с отводами и логикой обнаружения "3 из 3" для каждого разрешаемого периода повторения Т_n из интервала, например, от 32 мкс до 2048 мкс, который охватывает большинство известных радиолокационных станций (РЛС). Временное положение каждого превысившего порог обнаружения сигнала в реальном масштабе времени проверяется на принадлежность ко всем разрешаемым периодическим последовательностям. В случае успеха 8-разрядный код быстрой оценки периода выдается на выход измерителей 4₁,...,4_N периода повторения импульсов. Эти параметры далее могут быть использованы при идентификации импульсов источников или для режекции мешающих сигналов.

В каждом измерителе 4₁,...,4_N периода повторения импульсов многоканальные обнаружители 37₁,...,37_M периодических последовательностей в случае, если обнаружено, что импульсы во входном сигнале повторяются с периодом, попадающим в диапазон измерения этого многоканального обнаружителя 37₁,...,37_M периодических последовательностей, выдают в виде позиционного кода измеренный период повторения импульсов (каждому значению периода повторения импульсов соответствует определенный разряд выхода многоканального обнаружителя 37₁,...,37_M периодических последовательностей), а также выдают сигнал признака обнаружения периодической последовательности. Каждый из многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей содержит регистр 43 сдвига и логическую схему, состоящую из К элементов И 44₁,...,44_K и элемента 45 ИЛИ. Данные, поступающие на вход многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей, записываются в регистр 43 сдвига. Логическая схема, состоящая из К элементов 44₁,...,44_K И, сравнивает разряды регистра сдвига и при обнаружении повторяющихся значений логической единицы через определенное количество разрядов выдает сигнал на соответствующий разряд выхода многоканального обнаружителя 37₁,...,37_M периодических последовательностей.

Частоты тактовых сигналов, подаваемых на входы тактовых сигналов (Т) многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей, являются кратными (например, период тактового сигнала, поступающего на вход тактового сигнала первого многоканального обнаружителя 37₁ периодических последовательностей составляет 1 мкс, второго многоканального обнаружителя 37₂-2 мкс, третьего многоканального обнаружителя 37₃ - 4 мкс, М-го многоканального обнаружителя (37_M-2^M) мкс). Каждый из многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей обеспечивает измерение периода повторения поступающих на его вход импульсов в своем диапазоне значений этого периода (для рассматриваемого примера, первый многоканальный обнаружитель 37₁ периодических последовательностей измеряет период повторения импульсов в диапазоне 32-63 мкс с шагом 1 мкс, второй многоканальный обнаружитель 37₂ - 64-127 мкс с шагом 2 мкс, третий многоканальный обнаружитель 37₃ - 128-255 мкс с шагом 4 мкс, М-й многоканальный обнаружитель 37_M - (16·2^M)-(16·2^M+1-1) мкс с шагом 2^M-1 мкс). Кроме этого каждый из многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей вырабатывает сигнал признака обнаружения периодической последовательности, который является функцией логического ИЛИ от всех разрядов выхода многоканального обнаружителя 37₁,...,37_M периодических последовательностей.

Преобразователь 39 кода производит вычисления согласно формуле

где К_i - код на i-м входе преобразователя 39 кода,

Т - код на выходе преобразователя 39 кода.

Первое устройство 6 сопряжения предназначено для обеспечения обмена данными между цифровым сигнальным процессором 7, цифроаналоговым преобразователем 5, измерителями 3₁,...,3_N параметров импульсов с первого по N-ый, измерителями 4₁,...,4_N периода повторения импульсов с первого по N-ый, приемным устройством 23 и измерителем 24 мгновенной частоты. Первое устройство 6 сопряжения содержит регистры, входы и выходы которых являются входами и выходами первого устройства 6 сопряжения, а также первое устройство 6 сопряжения содержит логическую схему, обеспечивающую формирование формуляров с параметрами источников сигналов по данным, находящимся в регистрах первого устройства 6 сопряжения (упаковку этих данных в набор слов фиксированной структуры).

Измерители 3₁,...,3_N параметров импульсов с первого по N-ый, измерители 4₁,...,4_N периода повторения импульсов с первого по N-ый, первое устройство 6 сопряжения, тактовый генератор 19 и таймер 20 могут быть выполнены на основе микросхемы программируемой логики (программируемой логической матрицы).

Постоянное запоминающее устройство 9 является энергонезависимьм электроперепрограммируемым запоминающим устройством (flash-память) и предназначено для хранения программно-математического обеспечения цифрового сигнального процессора 7 и данных, необходимых для обработки сигналов (констант, таблиц и т.д.), а также данных, предназначенных для загрузки в микросхему программируемой логики.

Первый и второй адаптеры 10 и 11 последовательного интерфейса являются адаптерами стандартного последовательного интерфейса, например RS-422. Последовательный канал 26 связи образован, например, двумя линиями последовательного интерфейса RS-422 для независимой передачи данных (передачи в устройство 22 вторичной обработки информации данных, вырабатываемых устройством 21 первичной обработки сигналов) и команд управления (команд управления устройством 21 первичной обработки сигналов).

Второе устройство 12 сопряжения содержит буферные устройства, обеспечивающие согласование уровней сигналов и логическую схему, обеспечивающую реализацию протоколов обмена между ЭВМ 13 и вторым адаптером 11 последовательного интерфейса и адаптером 14 клавиатуры, а также обеспечивает реализацию протокола обмена по второй системной интерфейсной магистрали 25, выполненной в виде магистрали VME (логическая схема реализует функции контроллера магистрали VME). Логическая схема второго устройства 12 сопряжения может быть выполнена с использованием микросхемы программируемой логики.

ЭВМ 13 содержит процессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, являющееся электроперепрограммируемым (flash-память). ЭВМ 13 имеет порты ввода-вывода (например, порты последовательного интерфейса RS-232), служащие для подключения технологического пульта (технологической ЭВМ), что позволяет осуществлять загрузку и обновление данных и программно-математического обеспечения.

Устройство обнаружения и обработки радиолокационных сигналов работает следующим образом.

После включения питания выполняется загрузка программно-математического обеспечения цифрового сигнального процессора 7 из постоянного запоминающего устройства 9 в оперативное запоминающее устройство 8. Также цифровой сигнальный процессор 7 производит загрузку данных из постоянного запоминающего устройства 9 в микросхему программируемой логики, на которой реализованы измерители 3₁,...,3_N параметров импульсов с первого по N-ый, измерители 4₁,...,4_N периода повторения импульсов с первого по N-ый, первое устройство 6 сопряжения, тактовый генератор 19 и таймер 20. Эти данные задают логику работы микросхемы.

ЭВМ 13 производит самотестирование, тестирование и инициализацию подключенных к ней устройств (второго устройства сопряжения 12, адаптера 14 клавиатуры, второго адаптера 11 последовательного интерфейса, видеоадаптера 16). ЭВМ 13 производит загрузку данных в микросхему программируемой логики второго устройства 12 сопряжения.

После проведения тестирования и инициализации результаты тестирования отображаются на экране устройства 17 отображения графической информации, и устройство обнаружения и обработки радиолокационных сигналов переходит в рабочий режим.

Видеосигналы от приемного устройства 23 поступают на компараторы 1₁,...,1_N с первого по N-ый и на аналого-цифровые преобразователи 2₁,...,2_N с первого по N-ый. При превышении видеосигналом порога, задаваемого при помощи цифроаналогового преобразователя 5 соответствующим компаратором 1₁,...,1_N вырабатывается сигнал признака обнаружения цели, который поступает на соответствующий вход измерителя 24 мгновенной частоты, а также на соответствующий измеритель 3₁,...,3_N параметров импульсов с первого по N-ый и измеритель 4₁,...,4_N периода повторения импульсов с первого по N-ый. Сигналы с выходов компараторов 1₁,...,1_N являются сигналами признака обнаружения и используются для управления измерителем 24 мгновенной частоты. Доступ к измерителю 24 мгновенной частоты осуществляется по правилу первого по времени. В случае одновременного (с точностью 25 нс) появления сигналов признака обнаружения (одновременно на нескольких из выходов измерителя 24 мгновенной частоты) приоритет отдается узкополосному каналу как более помехозащищенному. Измеритель 24 мгновенной частоты измеряет мгновенную частоту в соответствующем канале и передает результаты измерений в цифровой форме (в виде параллельного кода) в устройство 21 первичной обработки сигналов (на соответствующий вход первого устройства 6 сопряжения, на который поступают сигналы данных измерителя 24 мгновенной частоты, сопровождаемые сигналом готовности данных измерителя 24 мгновенной частоты). Механизм обмена данными между устройством 21 первичной обработки сигналов и измерителем 24 мгновенной частоты поясняется временной диаграммой, представленной на фиг.5.

В том измерителе 3₁,...,3_N параметров импульсов, на который поступил сигнал признака обнаружения, этот сигнал поступает на первый вход второго элемента 35 И, что разрешает поступление тактовых сигналов на пятый выход измерителя 3₁,...,3_N параметров импульсов и на вход запуска (3) соответствующего аналого-цифрового преобразователя 2₁,...,2_N. Сигнал признака обнаружения также поступает на первый вход формирователя 27 строба счетчиков длительности импульса, который выдает при этом сигнал на свой выход, обеспечивая сброс логарифмического счетчика 29 и счетчика 30, а также разрешает прохождение тактовых сигналов на счетные входы (С) этих счетчиков через первый элемент 28 И. Сигнал признака обнаружения также поступает на вход сигнала строба (С) второго регистра 36, в который при этом записывается код времени прихода импульса, который выдается на четвертый выход измерителя параметров импульсов. Через время, равное одному такту (равное периоду тактового сигнала, поступающего на вход тактового сигнала (clk) измерителя параметров импульсов), элемент 34 задержки выдает сигнал на вход сигнала строба (С) первого регистра 32, в который при этом записывается код амплитуды импульса, получаемый на второй вход измерителя параметров импульсов. Значение из первого регистра 32 выдается на третий выход измерителя параметров импульса и на вход умножителя 33, где на основании этого значения вычисляется величина порога конца строба длительности. Когда код амплитуды, поступающий на второй вход измерителя параметров импульса, станет меньше или равным порогу, вычисленному в умножителе 33, то цифровой компаратор 31 выдает со своего выхода сигнал на второй вход формирователя 27 строба счетчиков длительности импульса, который в свою очередь выдачей на свой выход сигнала логического нуля запрещает прохождение через первый элемент 28 И тактовых сигналов на счетные входы счетчика 30 и логарифмического счетчика 29, на выходах которых и, соответственно, на втором и первом выходах измерителя параметров импульсов устанавливаются код длительности импульса и код длительности импульса в логарифмическом масштабе. Работа измерителей 3₁,...,3_N параметров импульсов поясняется временной диаграммой, представленной на фиг.6.

Измерители 4₁,...,4_N периода повторения импульсов работают следующим образом. Все превысившие порог обнаружения сигналы в бинарной форме записываются во входные триггеры регистров сдвига соответствующих многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей, работающих с временным квантом 1, 2,4,...,2^M-1 мкс. Все сигналы, поступившие внутри одного кванта, рассматриваются как один сигнал. Для борьбы с субгармониками каждый измеритель 4₁,...,4_N периода повторения импульсов с первого по N-ый выполнен из М секций, каждая из которых охватывает одну октаву. Если младшая секция (младший из многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей) обнаруживает принадлежность импульса к последовательности, то благодаря схемам 40₁,...,40_M-1 бланкирования он не записывается в регистры сдвига старших секций (старших многоканальных обнаружителей 37₁,...,37_M периодических последовательностей).

Данные с выходов измерителей 3₁,...,3_N параметров импульсов и измерителей 4₁,...,4_N периода повторения импульсов, а также данные, полученные от измерителя 24 мгновенной частоты, упаковываются в первом устройстве 6 сопряжения в формуляры, которые передаются в цифровой сигнальный процессор 7.

Передача формуляров в цифровой сигнальный процессор 7 осуществляется через кольцевой буфер внутренней памяти цифрового сигнального процессора 7, в которой выделено место для 8 входных формуляров. Заполнение кольцевого буфера внутренней памяти производится без участия цифрового сигнального процессора 7 через первое устройство сопряжения 6.

После проведения операций по корректировке оценок параметров источника производится проверка критерия вывода его формуляра. Критерий выбирается так, чтобы задержка в передаче параметров источника в устройство 22 вторичной обработки информации была минимальной. Вывод формуляра выполняется в следующих случаях:

- после принятия решения об обнаружении источника;

- после получения состоятельной оценки каждого нового параметра;

- после прохождения главного лепестка диаграммы направленности источника;

- через каждые 30 с для источников в фазе сопровождения.

В случае принятия решения о выводе формуляра на базе имеющихся оценок параметров компонуется формуляр источника, который записывается в список выходных формуляров. Передача этого формуляра осуществляется по запросу от устройства 22 вторичной обработки информации по последовательному каналу 26 связи. По завершении всех операций с формуляром поступившего импульса производится модификация паспорта источника и части записи о времени прихода последнего импульса и признаков обработки.

Информация поступает в устройство 22 вторичной обработки информации в виде пакетов байтов. Принимаемые пакеты буферизуются в памяти второго устройства 12 сопряжения. Каждое событие приема пакета вызывает прерывание в ЭВМ 13. Также прерывания в ЭВМ 13 вызываются нажатием кнопок клавиатуры 15. ЭВМ 13 обрабатывает эти прерывания и реализует описанные процедуры обработки информации, выдачи команд в устройство 21 первичной обработки сигналов и отображения результатов обработки на экране устройства 17 отображения графической информации.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение достоверности обнаружения и классификации при минимальном времени наблюдения.

Представленные чертежи и описание предлагаемого изобретения позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить его промышленным способом и использовать для обнаружения, распознавания и классификации радиолокационных сигналов, что характеризует предлагаемое изобретение как промышленно применимое.

Источники информации

1. Патент РФ №2124221, МПК G 01 S 13/42, публикация 27.12.98 г. (прототип).

Изобретение относится к области радиолокации и может применяться для обнаружения, распознавания и классификации радиолокационных сигналов. Технический результат заключается в повышении точности распознавания и классификации радиолокационных сигналов при минимальном времени наблюдения. Устройство содержит N компараторов, N аналого-цифровых преобразователей, N измерителей параметров импульсов, N измерителей периода повторения импульсов, цифроаналоговый преобразователь, адаптеры последовательных интерфейсов, устройства сопряжения, цифровой сигнальный процессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, электронно-вычислительную машину, клавиатуру, адаптер клавиатуры, видеоадаптер, устройство отображения графической информации, системные интерфейсные магистрали, тактовый генератор, таймер, устройство первичной обработки сигналов, устройство вторичной обработки информации, приемное устройство и измеритель мгновенной частоты. 7 ил.

Устройство обнаружения и обработки радиолокационных сигналов содержит N компараторов, где N - число уровней квантования видеосигнала, N аналого-цифровых преобразователей, N измерителей параметров импульсов, N измерителей периода повторения импульсов, цифроаналоговый преобразователь, первое устройство сопряжения, цифровой сигнальный процессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, первый адаптер последовательного интерфейса, второй адаптер последовательного интерфейса, второе устройство сопряжения, электронно-вычислительную машину (ЭВМ), адаптер клавиатуры, клавиатуру, видеоадаптер, устройство отображения графической информации, первую системную интерфейсную магистраль, тактовый генератор, таймер, приемное устройство, измеритель мгновенной частоты, вторую системную интерфейсную магистраль, последовательный канал связи, при этом первый вход каждого компаратора с первого по N-й, соединенный с входом соответствующего аналого-цифрового преобразователя с первого по N-й, соединен с соответствующим выходом видеосигнала приемного устройства, выход высокочастотного сигнала приемного устройства соединен с сигнальным входом измерителя мгновенной частоты, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторыми входами компараторов с первого по N-й, выход каждого компаратора с первого по N-й соединен с первым входом соответствующего измерителя параметров импульсов с первого по N-й и входом измерителя периода повторения импульсов с первого по N-й, а также соединены с соответствующими входами измерителя мгновенной частоты, выход каждого аналого-цифрового преобразователя с первого по N-й соединен со вторым входом соответствующего измерителя параметров импульсов с первого по N-й, первый, второй, третий и четвертый выходы измерителей параметров импульсов с первого по N-й, выходы измерителей периода повторения импульсов с первого по N-й соединены с соответствующими входами первого устройства сопряжения, пятый выход каждого измерителя параметров импульсов с первого по N-й соединен с входом запуска соответствующего аналого-цифрового преобразователя с первого по N-й, вход цифроаналогового преобразователя соединен с соответствующим выходом первого устройства сопряжения, выходы измерителя мгновенной частоты соединены с соответствующими входами первого устройства сопряжения, входы управления приемного устройства соединены с соответствующими выходами первого устройства сопряжения, выходы соответствующих частот тактового генератора соединены с соответствующими входами тактовых сигналов с первого по М-й измерителей периода повторения импульсов с первого по N-й, а также с входом тактовых сигналов измерителей параметров импульсов с первого по N-й, выход таймера соединен с входами кода таймера измерителей параметров импульсов с первого по N-й, к первому устройству сопряжения подключен цифровой сигнальный процессор, к которому посредством первой системной интерфейсной магистрали подключены оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство и первый адаптер последовательного интерфейса, первый адаптер последовательного интерфейса при помощи последовательного канала связи соединен со вторым адаптером последовательного интерфейса, который соединен со вторым устройством сопряжения, к второму устройству сопряжения подключен адаптер клавиатуры, к которому подключена клавиатура, второе устройство сопряжения соединено посредством второй системной интерфейсной магистрали с ЭВМ, к которой подключен видеоадаптер, выход которого соединен с входом устройства отображения графической информации, каждый измеритель параметров импульсов с первого по N-й содержит формирователь строба счетчиков длительности импульса, первый элемент И, логарифмический счетчик, счетчик, цифровой компаратор, первый регистр, умножитель, элемент задержки, второй элемент И, второй регистр, при этом первый вход формирователя строба счетчиков длительности импульса, вход элемента задержки, первый вход второго элемента И и вход сигнала строба второго регистра соединены между собой и образуют первый вход измерителя параметров импульсов, первый вход цифрового компаратора и вход данных первого регистра соединены между собой и образуют второй вход измерителя параметров импульсов, первый вход первого элемента И, вход тактовых сигналов элемента задержки и второй вход второго элемента И соединены между собой и образуют вход тактовых сигналов измерителя параметров импульсов, вход данных второго регистра образует вход кода таймера измерителя параметров импульса, выход формирователя строба счетчиков длительности импульса соединен с вторым входом первого элемента И и входами сигнала сброса логарифмического счетчика и счетчика, выход первого элемента И соединен с счетными входами логарифмического счетчика и счетчика, выход цифрового компаратора соединен с вторым входом формирователя строба счетчиков длительности импульса, выход элемента задержки соединен с входом сигнала строба первого регистра, выход умножителя соединен с вторым входом цифрового компаратора, выход логарифмического счетчика образует первый выход измерителя параметров импульсов, выход счетчика образует второй выход измерителя параметров импульсов, выход первого регистра соединен с входом умножителя и образует третий выход измерителя параметров импульсов, выход второго регистра образует четвертый выход измерителя параметров импульсов, выход второго элемента И образует пятый выход измерителя параметров импульсов, каждый измеритель периода повторения импульсов с первого по N-й содержит М многоканальных обнаружителей периодических последовательностей, где М - число каналов обнаружения, М преобразователей позиционного кода в параллельный, преобразователь кода, (М-1) схем бланкирования, при этом вход данных первого многоканального обнаружителя периодических последовательностей и вторые входы схем бланкирования с первой по (М-1)-ю соединены между собой и образуют вход измерителя периода повторения импульсов, входы тактовых сигналов многоканальных обнаружителей периодических последовательностей с первого по М-й образуют соответствующие входы тактовых сигналов с первого по М-й измерителя периода повторения импульсов, третьи входы схем бланкирования с первой по (М-1)-ю соединены с входами тактовых сигналов соответствующих многоканальных обнаружителей периодических последовательностей со второго по М-й, выходы сигналов признака обнаружения периодической последовательности многоканальных обнаружителей периодических последовательностей с первого по (М-1)-й соединены с первыми входами соответствующих схем бланкирования с первой по (М-1)-ю, выходы данных многоканальных обнаружителей периодических последовательностей с первого по М-й соединены с входами соответствующих преобразователей позиционного кода в параллельный с первого по М-й, выходы которых соединены с соответствующими входами с первого по М-й преобразователя кода, выход которого образует выход измерителя периода повторения импульсов, каждая схема бланкирования с первой по (М-1)-ю содержит первый и второй триггеры, при этом вход данных первого триггера является первым входом схемы бланкирования, С-вход первого триггера является вторым входом схемы бланкирования, выход первого триггера соединен с D-входом второго триггера, выход которого является выходом схемы бланкирования, С-вход второго триггера является третьим входом схемы бланкирования, каждый многоканальный обнаружитель периодических последовательностей с первого по М-й содержит регистр сдвига, К элементов И, где К - количество каналов многоканального обнаружителя периодических последовательностей, и элемент ИЛИ, при этом вход тактовых сигналов многоканального обнаружителя периодических последовательностей образован входом строба регистра сдвига, вход данных многоканального обнаружителя периодических последовательностей образован входом данных регистра сдвига, выход элемента ИЛИ образует выход сигнала признака обнаружения периодической последовательности многоканального обнаружителя периодических последовательностей, регистр сдвига имеет 2·(К+31) разрядов, при этом выход (31+i)-го разряда регистра сдвига соединен со вторым входом i-го элемента И (для всех i от 1 до К), выход 2·(31+i)-го разряда регистра сдвига соединен со третьим входом i-го элемента И, первые входы элементов И с первого по К-й соединены между собой и соединены с входом данных регистра сдвига, выходы элементов И с первого по К-й соединены с соответствующими входами с первого по К-й элемента ИЛИ и образуют выход данных многоканального обнаружителя периодических последовательностей.