СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2016 года по МПК H04L27/22 

Описание патента на изобретение RU2595565C1

Предлагаемый способ относится к радиотехнике и может быть использован в цифровых системах связи, в частности в устройствах синхронизации и приема шумоподобных фазоманипулированных (Фмн) сигналов и пеленгации источника их излучения в трех плоскостях.

Известны способы и устройства приема шумоподобных Фмн сигналов (авт. свид. СССР №№177.471, 451.187, 543.194, 860.276, 1.417.206; патенты РФ №№2.097.925, 2.121.756, 2.222.111, 2.248.102, 2.296.432; патенты США №№4.146.841, 4.687.999, 4.811.363, 4.912.422; патенты Германии №№2.646.255, 3.935.911; Петрович Н.П. и др. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Сов. радио, 1969, с. 94, рис. 8, а; Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Связь, 1985, с. 18, рис. 1.9, в и другие).

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ автокорреляционного приема шумоподобных сигналов» (патент РФ №2.296.432, HOYL 27/22, 2005), который и выбран в качестве прототипа.

Известный способ обеспечивает прием шумоподобных сигналов с априорно неизвестной кодовой структурой и обеспечивает точное и однозначное измерение угловых координат α (азимута) и β (угла места) источника излучения сигнала, используя для этого две измерительные базы d1 и d2, расположенные в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно. При этом не используется третья измерительная база d3, расположенная в гипотенузной плоскости, что не позволяет определить местоположение источника излучения сигнала, размещенного на борту летательного аппарата (самолет, вертолет, дирижабль, зонд и т.п.).

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем точного и однозначного определения местоположения источника излучения сигнала, размещенного на борту летательного аппарата.

Поставленная задача решается тем, что способ автокорреляционного приема шумоподобных сигналов, заключающийся, в соответствии с ближайшим аналогом, в перемножении принимаемого сигнала с опорным сигналом, измерении длительности принимаемого сигнала, осуществлении частотного детектирования принимаемого сигнала, выделяя тем самым моменты скачкообразного изменения фазы, определении количества и величины тактовых периодов, при этом опорный сигнал формируют путем задержки принимаемого сигнала на время τ З 1 = к 1 τ Э , кратное тактовому периоду τэ, выделяют суммарное напряжение, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время τ З 2 = k 2 τ Э , кратное тактовому периоду τЭ, выделяют напряжение разностной частоты, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время τ, которое периодически изменяют по линейному закону, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное автокорреляционной функции, сравнивают его с пороговым уровнем, при превышении порогового уровня измеряют циклический сдвиг, по которому определяют кодовую структуру принимаемого сигнала, шумоподобные сигналы принимают на антенны, разнесенные на фиксированные расстояния d1 и d2 и расположенные в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну опорного канала, общую для антенн двух пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, в каждом канале принимаемый шумоподобный сигнал перемножают самого на себя, выделяют гармоническое колебание, сдвигают по фазе на 90 градусов гармоническое колебание опорного канала, измеряют разности фаз между ним и гармоническими колебаниями пеленгационных каналов, формируя тем самым фазовые шкалы отсчета азимута α и угла места β источника излучения шумоподобных сигналов, точные, но неоднозначные, перемножают шумоподобный сигнал опорного канала с задержанными по времени шумоподобными сигналами пеленгационных каналов, выделяют низкочастотные напряжения, пропорциональные взаимно-корреляционным функциям, изменяют время задержки до получения максимального значения взаимно-корреляционных функций, поддерживают эти значения, фиксируют временные задержки τ1 и τ2, соответствующие максимальному значению взаимно-корреляционных функций, и определяют азимут α и угол места β источника излучения шумоподобных сигналов

где с - скорость распространения света, формируя тем самым временные шкалы отсчета угловых координат α и β, грубые, но однозначные, отличается от ближайшего аналога тем, что сдвигают по фазе на 90 градусов гармоническое колебание одного из пеленгационных каналов, измеряют разность фаз между ним и гармоническим колебанием другого пеленгационного канала, формируя тем самым фазовую шкалу отсчета угла ориентации γ источника излучения шумоподобных сигналов, точную, но неоднозначную, перемножают шумоподобный сигнал одного из пеленгационных каналов с задержанным по времени шумоподобным сигналом другого пеленгационного канала, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное взаимно-корреляционной функции, изменяют время задержки до получения максимального значения взаимно-корреляционной функции, поддерживают это значение, фиксируют временную задержку τЗ, соответствующую максимальному значению взаимно-корреляционной функции, и определяют угол ориентации γ источника излучения шумоподобных сигналов

где dз - расстояние между приемными антеннами пеленгационных каналов, формируя тем самым временную шкалу отсчета угловой координаты γ, грубую, но однозначную, вычисляют по измеренным значениям азимута α, угла места β и угла ориентации γ местоположение источника излучения шумоподобных сигналов и фиксируют его.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг. 1. Взаимное расположение приемных антенн показано на фиг. 2. Пеленгационная характеристика приведена на фиг. 3.

Устройство содержит последовательно подключенные к выходу приемной антенны 21.1 частотный детектор 2, счетчик 3 импульсов, первый арифметический блок 4, второй вход которого через измеритель 1 длительности сигнала соединен с выходом первой приемной антенны 21.1, первый масштабирующий перемножитель 5, первая линия 7 задержки, второй вход которой соединен с выходом первой приемной антенны 21.1, первый перемножитель 8, второй вход которого соединен с выходом первой приемной антенны 21.1, первый полосовой фильтр 9, второй перемножитель 11, второй вход которого через вторую линию задержки 10 соединен с выходом первой приемной антенны 21.1 и второго масштабирующего перемножителя 6, второй полосовой фильтр 12, третий перемножитель 15, второй вход которого через третью линию задержки 14 соединен с выходом первой приемной антенны 21.1, первый фильтр 16 нижних частот, пороговый блок 17, ключ 18, второй вход которого соединен с выходом линии задержки 14, второй арифметический блок 19, второй вход которого соединен с выходом первого арифметического блока 4, и блок 20 регистрации, второй и третий входы которого соединены с выходами измерителя 1 длительности сигнала и арифметического блока 4 соответственно. Второй вход линии задержки 14 через генератор 13 пилообразного напряжения соединен с выходом порогового блока 17.

Устройство содержит также один опорный канал и два пеленгационных канала.

Опорный канал содержит последовательно включенные антенну 21.1, перемножитель 22.1, второй вход которого соединен с выходом антенны 21.1, узкополосный фильтр 23.1 и фазовращатель 24.1 на 90 градусов.

Первый (второй) пеленгационный канал содержит последовательно включенные антенну 21.1 (21.3), перемножитель 22.2 (22.3), второй вход которого соединен с выходом антенны 21.2 (21.3), узкополосный фильтр 23.2 (23.3) и фазовый детектор 25.1 (25.2, 25.3), второй вход которого соединен с выходом фазовращателя 24.1 (24.2) на 90 градусов, а выход подключен к четвертому (пятому, шестому) входу блока 20 регистрации.

К выходу антенны 21.2 (21.3) последовательно подключены блок 29.1 (29.2, 29.3) регулируемой задержки, перемножитель 22.4 (22.5, 22.6), второй вход которого соединен с выходом антенны 21.1 (21.2), фильтр 26.1 (26.2, 26.3) нижних частот и экстремальный регулятор 28.1 (28.2, 28.3), выход которого подключен ко второму входу блока 29.1 (29.2, 29.3) регулируемой задержки. К выходу фильтра 26.1 (26.2, 26.3) подключен измерительный прибор 27.1 (27.2, 27.3). Второй выход блока 29.1 (29.2, 29.3) подключен к седьмому (восьмому, девятому) входу блока 20 регистрации. Блок 29.1 (29.2, 29.3) регулируемый задержки, перемножитель 22.4 (22.5, 22.6), фильтр 26.1 (26.2, 26.3) нижних частот, измерительный прибор 27.1 (27.2, 27.3) и экстремальный регулятор 28.1 (28.2, 28.3) образуют коррелятор 30.1 (30.2, 30.3).

Предлагаемый способ реализуют следующим образом:

Предположим, что в качестве модулирующей функции используется псевдослучайная последовательность (ПСП), символы которой описываются рекуррентным соотношением

x11xi-1⊕а2xi-2⊕…⊕аmхi-m,

где i={0, 1} - коэффициенты полинома,

А(X)=Х°⊕а1х1⊕а2х2⊕а2х2⊕…⊕am хm,

⊕ - знак сложения по модулю два,

m - разрядность псевдослучайной последовательности, период которой определяется формулой

N=2m-1.

Для передачи по каналам связь такой последовательности M(t) манипулируют по фазе высокочастотное гармоническое колебание.

uc(t)=Uc·Cos(wct+φc), 0≤t≤Tc,

где Uc, ωc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания.

В результате образуется фазоманипулированный (Фмн) сигнал (шумоподобный сигнал)

uc(t)=Uc·Cos[ωct+φk(t)+φс], 0≤t≤Тс,

где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (ПСП), причем φk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тсс=N·τэ).

Принимаемые Фмн сигналы (шумоподобные сигналы):

u1(t)=Uc·Cos[ωct+φk(t)+φ1],

u2(t)=Uc·Cos[ωc(t-τ1)+φk(t-τ1)+φ2],

u3(t)=Uc·Cos[ωc(t-τ1)+φk(t-τ1)+φ3], 0≤t≤Tc,

где φ1, φ2, φ3 - начальные фазы сигналов;

- время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 21.2 по отношению к сигналу, приходящему на антенну 21.1 (фиг. 2);

- время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 21.3 по отношению к сигналу, приходящему на антенну 21 азимутальной. 1;

d1, d2 - измерительные фазы;

α, β - углы прихода радиоволн в азимутальной и угломестной плоскостях (угол места, азимут);

с - скорость распространения света, с выходов антенн 21.1, 21.2, и 21.3 соответственно поступают на входы перемножителей 22.1, 22.2, и 22.3, на выходе которых образуются гармонические колебания:

u4(t)=U4·Cos[2ωct+2φ1],

u5(t)=U4·Cos[2ωc(t-τ1)+2φ2],

u6(t)=U4·Cos[2ωc(t-τ2)+2φ3], 0≤t≤Tc,

где

k(t)={0, 2π}; 2φk(t-τ1)={0, 2π}, 2φk(t-τ2)={0, 2π}.

Следует отметить, что ширина спектра Δfc принимаемых Фмн сигналов u1(t), u2(t), u3(t) определяется длительностью их элементарных посылок τэ (тактовым периодом)

тогда как ширина спектра Δf2 вторых гармоник u4(t), u5(t) и u6(t) определяется длительностью Тс сигнала

Следовательно, при перемножении Фмн сигналов самих на себя фазовая манипуляция устраняется и их спектр «сворачивается» в N раз

Это обстоятельство помогает выделить гармонические колебания u4(t), u5(t), u6(τ) с помощью узкополосных фильтров 23.1, 23.2 и 23.3 соответственно, отфильтровав значительную часть шумов и помех.

Если гармонические колебания u4(t), u5(t), u6(t) выходов узкополосных фильтров 23.1 и 23.2, 23.1 и 23.3, 23.2 и 23.3 непосредственно подать на фазовые детекторы 25.1, 25.2 и 25.3, на выход последних получим:

где

d3 - измерительная база (расстояние между антеннами 21.2 и 21.3);

γ - угол прихода радиоволн в гипотенузной плоскости (угол ориентации);

- время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 21.2, по отношению к сигналу, приходящему на антенну 21.3.

Из приведенных соотношений видно, что напряжения на выходе фазовых детекторов 25.1, 25.2 и 25.3 зависят от углов α, β и γ соответственно.

Однако вследствие того, что косинус - функция четная, знаки uвых(α), uвых(β) и uвых(γ) не зависят от стороны отклонения. Для устранения указанного недостатка используются фазовращатели 24.1 и 24.2 на 90 градусов. В этом случае напряжения рассогласования на выходе фазовых детекторов 25.1, 25.2 и 25.3 определяются выражениями:

Приведенные зависимости обычно называются пеленгационными характеристиками (фиг. 3).

Крутизна характеристик в области малых углов α, β и γ, где характеристики практически линейны, равна:

Таким образом, крутизна характеристик определяется величинами отношений d 1 λ , d 2 λ и d З λ . Увеличение измерительных баз d1, d2 и dЗ и уменьшение длины волны повышают крутизну Кα, Кβ, Кγ и увеличивают точность пеленгации источника излучения Фмн сигналов. Однако при этом возникает неоднозначность отсчета углов α, β и γ. Крутизна характеристик определяет зоны нечувствительности 2αmin, 2βmin, 2γmin при заданном значении шумов Uш (фиг. 3).

Число зон неоднозначности, т.е. областей, где разности фаз:

изменяются на величину, равную 2π, определяются соотношениями:

Для однозначного отсчета необходимо выбрать n1=1, n2=1, n3=1, т.е. выбрать измерительные базы исходя из следующих условий:

.

Разности фаз Δφ1, Δφ2, Δφ3 фиксируются блоком 20 регистрации.

Так формируются фазовые шкалы отсчета угловых координат α, β и γ: точные, но неоднозначные.

Принимаемые Фмн сигналы u1(t) и u2(t), u(t) и u3(t), u2(t) и u3(t) одновременно поступают с выходов антенн 21.1 и 21.2, 21.1 и 21.3 на два входа коррелятора 30.1 (30.2, 30.3), состоящего из блока 29.1 (29.2, 29.3) регулируемой задержки, перемножителя 22.4 (22.5, 22.6), фильтра 26.1 (26.2, 26.3) нижних частот. Получаемые на выходе корреляторов 30.1, 30.2 и 30.3 взаимно корреляционные функции R1(τ), R2(τ) и R3(τ), измеряемые измерительными приборами 27.1, 27.2 и 27.3, имеют максимум при значении введенного регулируемого запаздывания:

τ1=t2-t1, τ2=t3-t1, τ3=t3-t2,

где t1, t2, t3 - время прохождения сигналом расстояний R1, R2, R3 от источника излучения до первой 21.1, второй 21.2 и третьей 21.3 приемных антенн:

ΔR1=R2-R1, ΔR2=R3-R1, ΔR3=R3-R2.

Максимальные значения R1(τ), R2(τ) и R3(τ) поддерживаются с помощью экстремальных регуляторов 28.1, 28.2 и 28.3, воздействующих на вторые входы блоков 29.1, 29.2 и 29.3 регулируемых задержек. Шкалы блоков 29.1, 29.2 и 29.3 регулируемых задержек (указатели углов) градуируются непосредственно в значениях угловых координат α, β и γ источника излучения Фмн сигналов:

, , ,

где τ1, τ2, τ3 - введенные задержки сигналов, соответствующие максимуму взаимно-корреляционных функций R1(τ), R2(τ) и R3(τ).

Значения угловых координат α, β и γ фиксируются блоком 20 регистрации. Так формируются временные шкалы отсчета угловых координат α, β и γ: грубые, но однозначные.

По существу, указанными шкалами измеряются полные разности фаз:

ΔФ1=m+Δφ1, ΔФ2=m+Δφ2, ΔФ3=l+Δφ3,

где m, n, l - количество полных циклов измеряемых разностей фаз, определяемых временными шкалами;

Δφ1, Δφ2, Δφ3 - разности фаз, измеряемые фазовыми шкалами (0≤Δφ1≤2π, 0≤Δφ2≤2π, 0≤Δφ2≤2π).

Угловые координаты α, β и γ с выходов указателей 27.1, 27.2 и 27.3 поступают в вычислительный блок 31, где вычисляется местоположение источника излучения Фмн сигналов в пространстве, которое фиксируется указателем 32.

Следует отметить, что расположение приемных антенн 21.1, 21.2 и 21.3 в виде геометрического прямого угла, в вершине которого располагается первая приемная антенна 21.1 опорного канала, продиктовано самой идеологией пеленгации источника излучения Фмн сигналов в пространстве.

Принимаемый Фмн сигнал u1(t) с выхода приемной антенны 21.2 одновременно поступает на входы измерителя 1 длительности сигнала, частотного детектора 2, перемножителя 8, линий 7, 10, 14 задержки.

На выходе частотного детектора 2 образуются короткие раскополярные импульсы, временное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы принимаемого Фмн сигнала u1(t).

Эти импульсы поступают на вход счетчика 3 импульсов, где подсчитывается число υ скачков фазы. Между числом скачков фазы υ и количеством N элементарных посылок существует следующая зависимость:

υ=0,5(N-1).

Число скачков фазы υ, подсчитанное счетчиком 3, поступает на первый вход арифметического блока 4, на второй вход которого подается измеренная измерителем 1 длительность Т сигнала.

В арифметическом блоке 4 определяется длительность τэ элементарных посылок (тактовый период)

Одновременно принимаемый Фмн сигнал u1(t) поступает на первый вход перемножителя 8. Значение τэ через масштабирующие перемножители 5 и 6 поступают на управляющие входы линии 7 и 10 задержки соответственно, где устанавливаются задержки

кратные тактовому периоду τэ.

На второй вход перемножителя 8 подается принимаемый Фмн сигнал, задержанный на величину tз1

На выходе перемножителя 8 образуется следующее колебание:

из которого полосовым фильтром 9, настроенным на 2ωс, выделяется суммарное напряжение

которое поступает на первый вход перемножителя 11, на второй вход которого подается принимаемый Фмн сигнал, задержанный на величину τ З 2 линией 10 задержки

на выходе перемножителя 11 образуется следующее колебание:

где

из которого полосовым фильтром 12, настроенным на ωс, выделяется напряжение разностной частоты

манипулируемая фаза которого имеет вид

где θ - циклический сдвиг, выраженный числом тактовых периодов (элементарных посылок).

Напряжение up(t) с выхода полосового фильтра поступает на первый вход перемножителя 15, на второй вход которого подается принимаемый Фмн сигнал, задержанный на величину τ с помощью линии 14 задержки, которая периодически перестраивается по линейному закону с помощью генератора 13 пилообразного напряжения

где τ - переменное значение величины задержки линии 14 задержки.

На выходе перемножителя 15 образуется следующее напряжение:

где

Фильтром 16 нижних частот выделяется низкочастотное напряжение, пропорциональное автокорреляционной функции

которое сравнивается с пороговым уровнем в пороговом блоке 12. Пороговое напряжение Uпор превышается только при максимальном значении напряжения UH(t), которое получается при выполнении следующего условия:

k=1, 2, …

В случае превышения порогового уровня Uпор в пороговом блоке 17 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход генератора 13 пилообразного напряжения, прекращая его перестройку, и на управляющий вход ключа 18, открывая его. В исходном состоянии ключ 18 всегда закрыт. При этом значение величины задержки τ0=θ·τэ, соответствующее максимуму автокорреляционной функции R(τ), через открытый ключ 18 поступает в арифметический блок 19, куда поступает и значение длительности τэ элементарных посылок с выхода арифметического блока 4. В арифметическом блоке 19 определяется циклический сдвиг

который фиксируется блоком 20 регистрации, где фиксируются также измеренные значения длительности τэ элементарных посылок и длительности Тс принимаемого Фмн сигнала.

Указанный сдвиг устанавливает однозначное соответствие между кодовой структурой принимаемого Фмн сигнала и функцией преобразования, которая задается параметрами τ З 1 и τ З 2 :

где A(Х) - формирующий полином, определяющий кодовую структуру принимаемого Фмн сигнала;

В(Х)=ВOХO+B1X1+…+BnXn - функция преобразования, номера нулевых коэффициентов которой определяются как и , а коэффициент в0=1.

Так, например, для

А(X)=X0⊕X2⊕X5;

B(X)=Х0⊕Х2⊕X3.

Измерив циклический сдвиг θ, по таблице соответствия можно определить кодовую структуру (закон фазовой манипуляции) принимаемого Фмн сигнала. Это обеспечивает возможность принимать шумоподобные сигналы с априорно неизвестной структурой.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает не только прием сигналов с априорно неизвестной кодовой структурой и точную и однозначную пеленгацию источника их излучения в двух плоскостях, но и точное и однозначное определение местоположения источника излучения Фмн сигналов в пространстве. Это достигается использованием третьей измерительной базы d3, расположенной в гипотенузной плоскости, и трех угловых координат: азимута α, угла места β и угла ориентации γ. Тем самым функциональные возможности способа расширены.

Похожие патенты RU2595565C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ 2005
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Зайцев Игорь Евгеньевич
  • Рюмшин Константин Юрьевич
  • Теремов Михаил Петрович
  • Спасибин Андрей Александрович
RU2296432C1
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТРАМИ СО СВЕРХДЛИННЫМИ БАЗАМИ 2016
  • Ипатов Александр Васильевич
  • Гаязов Искандар Сафаевич
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Койнаш Борис Васильевич
RU2624638C1
ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР 2001
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
RU2189609C1
СПОСОБ И СИСТЕМА РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 2012
  • Рабинович Михаил Даниилович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Никифоров Борис Данилович
  • Ефимов Владимир Васильевич
  • Гаврилов Леонид Борисович
  • Калинин Владимир Анатольевич
  • Саркисян Павел Степанович
  • Дикарев Виктор Иванович
RU2499714C2
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕРПЯЩИХ БЕДСТВИЕ 2009
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Мельников Владимир Александрович
  • Скворцов Андрей Геннадьевич
RU2402787C1
РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ БЛИЖНЕГО И ДАЛЬНЕГО КОСМОСА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2016
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Рогалёв Виктор Антонович
  • Горшков Лев Капитонович
RU2624912C1
СПОСОБ И СИСТЕМА РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 2014
  • Калинин Владимир Анатольевич
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Кислицын Василий Олегович
  • Артемов Николай Васильевич
RU2559869C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ ТРАЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ЗА СЧЕТ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ В ИОНОСФЕРЕ ЗЕМЛИ И МЕЖПЛАНЕТНОЙ ПЛАЗМЕ 2016
  • Ильин Геннадий Николаевич
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Койнаш Борис Васильевич
  • Зимовский Владимир Федорович
RU2671921C2
ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР 2000
  • Дикарев В.И.
  • Замарин А.И.
  • Рахматулин А.М.
  • Косырев В.Ф.
  • Родин Д.Ф.
RU2165628C1
Способ мониторинга состояния дрейфующего ледяного поля или припая и прогноза его разлома при сжатии льдов и воздействии волн зыби 2020
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Мельников Владимир Александрович
RU2727081C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 595 565 C1

Реферат патента 2016 года СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа автокорреляционного приема шумоподобных сигналов путем точного и однозначного определения местоположения источника излучения сигнала, размещенного на борту летательного аппарата. Для этого устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит измеритель 1 длительности сигнала, частотный детектор 2, счетчик 3 импульсов, арифметические блоки 4 и 19, масштабирующие перемножители 5 и 6, линии задержки 7, 10 и 14, перемножители 8, 11, 15, 22.1, 22.2 и 22.3, полосовые фильтры 9 и 12, генератор 13 пилообразного напряжения, фильтры 16, 26.1, 26.2, 26.3 нижних частот, пороговый блок 17, ключ 18, блок 20 регистрации, приемные антенны 21.1, 21.2 и 21.3, узкополосные фильтры 23.1, 23.2 и 23.3, фазовращатели 24.1 и 24.2 на 90 градусов, фазовые детекторы 25.1, 25.2 и 25.3, измерительные приборы 27.1, 27.2 и 27.3, экстремальные регуляторы 28.1, 28.2 и 28.3, блоки 29.1, 29.2 и 29.3 регулируемой задержки, корреляторы 30.1, 30.3 и 30.3, вычислительный блок 31 и указатель 32 местоположения источника излучения шумоподобных сигналов. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 595 565 C1

Способ автокорреляционного приема шумоподобных сигналов, заключающийся в перемножении принимаемого сигнала с опорным сигналом, измерении длительности принимаемого сигнала, определении частного детектирования принимаемого сигнала, осуществлении частотного детектирования принимаемого сигнала, выделяя тем самым моменты скачкообразного изменения фазы, определения количества и величины тактовых периодов, при этом опорный сигнал формируют путем задержки принимаемого сигнала на время , кратное тактовому периоду τэ, выделяют суммарное напряжение, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время , кратное тактовому периоду τэ, выделяют напряжение разностной частоты, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время , кратное тактовому периоду τэ, выделяют суммарное напряжение разностной частоты, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время τ, которое периодически изменяют по линейному закону, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное автокорреляционной функции, сравнивают его с пороговым уровнем, при превышении порогового уровня измеряют циклический сдвиг, по которому определяют кодовую структуру принимаемого сигнала, шумоподобные сигналы принимают на антенны, разнесенные на фиксированные расстояния d1, d2 и расположенные в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну опорного канала, общую для антенн двух пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, в каждом канале принимаемый шумоподобный сигнал перемножают самого на себя, выделяют гармоническое колебание, сдвигают по фазе на 90 градусов гармоническое колебание опорного канала, измеряют разности фаз между ним и гармоническими колебаниями пеленгационных каналов, формируя тем самым фазовые шкалы отсчета азимута α и угла места β источника излучения шумоподобного сигнала, точные, но неоднозначные, перемножают шумоподобный сигнал опорного канала с задержанными по времени шумоподобными сигналами пеленгационных каналов, выделяют низкочастотные напряжения, пропорциональные взаимно-корреляционным функциям, изменяют время задержки до получения максимального значения взаимно-корреляционных функций, поддерживают эти значения, фиксируют временные задержки τ1 и τ2, соответствующие максимальному значению взаимно-корреляционных функций, и определяют азимут α и угол места β источника излучения шумоподобных сигналов

где с - скорость распространения света, формируя тем самым временные шкалы отсчета угловых координат α и β, грубые, но однозначные, отличающийся тем, что сдвигают по фазе на 90 градусов гармоническое колебание одного из пеленгационных каналов, измеряют разность фаз между ним и гармоническим колебанием другого пеленгационного канала, формируя тем самым фазовую шкалу отсчета угла ориентации γ источника излучения шумоподобных сигналов, точную, но неоднозначную, перемножают шумоподобный сигнал одного из пеленгационных каналов с задержанным по времени шумоподобным сигналом другого пеленгационного канала, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное взаимно-корреляционной функции, изменяют время задержки до получения максимального значения взаимно-корреляционной функции, поддерживают это значение, фиксируют временную задержку τз, соответствующую максимальному значению взаимно-корреляционной функции, и определяют угол ориентации γ источника излучения шумоподобных сигналов

где d3 - расстояние между приемными антеннами пеленгационных каналов, формируя тем самым временную шкалу отсчета угловой координаты γ, грубую, но однозначную, вычисляемую по измеренным значениям азимута α, угла места β и угла ориентации γ местоположения источника излучения шумоподобных сигналов, и фиксируют его.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2595565C1

RU 2012138794 A, 10.03.2004
СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ 2003
  • Дикарев В.И.
  • Зайцев И.Е.
  • Рюмшин К.Ю.
RU2248102C1
СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ 2005
  • Дикарев Виктор Иванович
  • Зайцев Игорь Евгеньевич
  • Рюмшин Константин Юрьевич
  • Теремов Михаил Петрович
  • Спасибин Андрей Александрович
RU2296432C1
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2007
  • Григорьев Алексей Сергеевич
  • Дахнович Андрей Андреевич
RU2362273C2
US 8873653 B2, 28.10.2014.

RU 2 595 565 C1

Авторы

Мельников Владимир Александрович

Ефимов Владимир Васильевич

Дикарев Виктор Иванович

Даты

2016-08-27Публикация

2015-03-03Подача