Способ определения параметров частотно-кодированных сигналов в автокорреляционном приемнике Российский патент 2020 года по МПК G01S7/41 G01S13/26 G01S13/28 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений.

Известен метод приема и обработки частотно-манипулированных сигналов [Зимарин В.И., Илларионов Б.В., Козирацкий А.Ю., Козлов С.В. Устройства приема и обработки сигналов / Учебник. - Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2015. - с. 189-192]: с помощью радиотракта, демодулятора, решающего устройства и генератора сигналов тактовой синхронизации.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ определения видов радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике (АКП) [Патент RU 2683791 С1, МПК G01S 7/40, опубл. 02.04.2019. бюл. №10], заключающийся в проверке наличия или отсутствия амплитудно-частотных спектров (АЧС) низкочастотной составляющей, составляющей на разностной частоте результирующего сигнала после перемножения и аналогичных составляющих сигнала на удвоенной частоте после перемножения с его задержанной копией по заданному порогу.

Недостатками способа-прототипа являются ограничение на виды сигналов (ЛЧМ, ФКМ и простых радиосигналов), наличие которых определяется, и низкие вероятность определения наличия частотно-кодированных сигналов (ЧКС) и точность определения его параметров.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности определения наличия ЧКС и его параметров в АКП.

Указанный технический результат достигается тем, что принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, оценивают разностную частоту сигнала, выделяют составляющую сигнала на разностной частоте и низкочастотную составляющую сигнала, получают их АЧС, полученные спектры сигналов сравнивают с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения принимают решение о виде принятого радиолокационного сигнала, согласно изобретению, дополнительно принятый сигнал после фильтрации запоминают, если принято решение о приеме ЧКС, то определяют низкочастотную огибающую составляющей после фильтрации принятого сигнала, по которой определяют длительность импульса, выделяют главный лепесток АЧС низкочастотной составляющей сигнала, по которому определяют длительность одного дискрета кода сигнала, определяют число дискретов N и ширину спектра сигнала, запомненный сигнал задерживают на разное время, равное длительности от одного до (N-1) дискрета кода сигнала, перемножают принятый запомненный сигнал с задержанной копией и получают спектрограммы, по которым формируют разностную матрицу и определяют кодовую последовательность скачков частоты сигнала.

Сущность изобретения заключается в том, что принятый сигнал после фильтрации запоминают, если принято решение о приеме ЧКС, то определяют низкочастотную огибающую составляющей после фильтрации принятого сигнала, по которой определяют длительность импульса, выделяют главный лепесток АЧС низкочастотной составляющей сигнала, по которому определяют длительность одного дискрета кода сигнала, определяют число дискретов N и ширину спектра сигнала, запомненный сигнал задерживают на разное время, равное длительности от одного до (N-1) дискрета кода сигнала, перемножают принятый запомненный сигнал с задержанной копией и получают спектрограммы, по которым формируют разностную матрицу и определяют кодовую последовательность скачков частоты сигнала.

Известно, что для определения вида принятого радиолокационного сигнала принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, оценивают разностную частоту сигнала, выделяют составляющую сигнала на разностной частоте и низкочастотную составляющую сигнала, получают их АЧС, уровень которых определяется видом исходного сигнала [Патент RU 2683791 С1, МПК G01S 7/40, опубл. 02.04.2019. бюл. №10]. Для исходного ЧКС характерно наличие составляющей на разностной частоте и низкочастотной составляющей. Учитывая результат определения наличия ЧКС используют различные процедуры обработки и определения его частотно-временных параметров: принятый сигнал после фильтрации запоминают, определяют низкочастотную огибающую составляющей после фильтрации принятого сигнала, по которой определяют длительность импульса, выделяют главный лепесток АЧС низкочастотной составляющей сигнала, по которому определяют длительность одного дискрета кода сигнала, определяют число дискретов N и ширину спектра сигнала, запомненный сигнал задерживают на разное время, равное длительности от одного до (N-1) дискрета кода сигнала, перемножают принятый запомненный сигнал с задержанной копией и получают спектрограммы, по которым формируют разностную матрицу и определяют кодовую последовательность скачков частоты сигнала. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Способ определения параметров ЧКС в АКП может быть реализован, например, с помощью устройства, схема которого приведена на чертеже, где обозначено: 1.1 и 1.2 - полосовые фильтры; 2 - линия задержки; 3.1, 3.2, 3.3…3.N - перемножители; 4 - фильтр низких частот; 5.1 и 5.2 - блоки получения спектра сигнала; 6.1 и 6.2 - пороговые устройства; 7 - блок принятия решения; 8 - измеритель частотно-временных характеристик ЧКС; 9 - блок выделения спектра, предназначен для выделения главного лепестка АЧС низкочастотной составляющей сигнала; 10 - детектор огибающей; 11.1, 11.2…11.(N-1) - регулируемые линии задержки; 12.1, 12.2…12.(N-1) - блоки получения спектрограммы; 13 - запоминающее устройство. Назначение остальных элементов устройства ясны из их названий.

Устройство работает следующим образом: принятый сигнал поступает на вход полосового фильтра 1.1 с полосой пропускания Δƒ_ВЧ, которая может быть, задана, например, предельной шириной спектра сигналов радиоэлектронных систем в заданном частотном диапазоне радиотехнического мониторинга [Радиоэлектронные системы; Основы построения и теория. Справочник. / Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Радиотехника, 2007. - с. 297]. Выделенный сигнал задерживается в линии задержки 2 на время, определяемое как и перемножается с его задержанной копией. Полосовым фильтром 1.2 выделяется составляющая сигнала на разностной частоте [Патент RU 2683791 С1, МПК G01S 7/40, опубл. 02.04.2019. бюл. №10]. Низкочастотным фильтром 4 выделяется низкочастотная составляющая на выходе перемножителя 3.1. Для сигналов на выходе фильтров 1.2 и 4 получают АЧС, максимальные значения которых сравниваются в пороговых устройствах 6.1 и 6.2 соответственно. Пороговое значение G_П может быть определено, например, по критерию Неймана-Пирсона при заданной вероятности ложной тревоги и вероятности правильного обнаружения [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 237-240]. Принятые в пороговых устройствах 6.1 и 6.2, решения подаются на первый и второй входы блока принятия решения 7. Блок принимает решение о наличии ЧКС, если в двух входах сигнал "есть". Если принято решение о наличии ЧКС, то на выходе блока принятия решения 7 появляется сигнал, по которому включается работа измерителя 8. Детектором огибающей 10, выделяется низкочастотная огибающая сигнала на выходе фильтра 1.1, которая поступает на вход измерителя 8, по которой определяются длительность импульса (например, по максимуму линейной свертки низкочастотной огибающей с серией прямоугольных импульсов (ПИ)) [Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2005. - с. 193-195]. В блоке выделения спектра 9 производится выделение главного лепестка АЧС низкочастотной составляющей сигнала [Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2005. - с. 313-372], по ширине половины уровня максимума которого в измерителе 8 определяется длительность одного дискрета кода сигнала τ_д, зная длительность импульса и длительность одного дискрета кода определяют ширину спектра сигнала и число дискретов N. Затем подаются значения равны длительности от τ_д до (N-1)τ_д в соответствующие регулируемые линии задержки 11.1, 11.2, …, 11.(N-1), по которым устанавливаются длительности задержки сигнала. Сигнал на выходе 1.1 запоминается в запоминающем устройстве 13, а затем задерживается в 11.1, 11.2…11.(N-1) на время, определяемое как τ_зi=iτ_д, где i=1…(N-1), и перемножается с задержанными копиями в перемножителях 3.2, 3.3, …, 3.(N-1). Для сигналов на выходе 3.2, 3.3, …, 3.(N-1) получают спектрограммы, по которым в измерителе 8 формируется разностная матрица и определяется кодовая последовательность скачков частоты ЧКС [Авиационные радиолокационные комплексы и системы / Под ред. П.И. Дудника - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006. - с. 326-332].

Таким образом, в предлагаемом способе определения параметров ЧКС в АКП новыми существенными признаками изобретения являются вновь введенные процедуры обработки сигналов.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны способы, позволяющие обнаружить и определить частотно-временные параметры ЧКС в АКП.

Способ может быть успешно реализован на основе стандартных радиоэлектронных устройств и средств.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений. Технический результат выражается в обеспечении возможности определения наличия частотно-кодированных сигналов (ЧКС) и их параметров в автокорреляционном приемнике (АКП). Указанный технический результат достигается тем, что принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, оценивают разностную частоту сигнала, выделяют составляющую сигнала на разностной частоте и низкочастотную составляющую сигнала и получают их амплитудно-частотные спектры (АЧС). Полученные спектры сигналов сравнивают с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения принимают решение о виде принятого радиолокационного сигнала. Если принято решение о приеме ЧКС, то принятый сигнал после фильтрации запоминают, определяют низкочастотную огибающую составляющей после фильтрации принятого сигнала, по которой определяют длительность импульса. Выделяют главный лепесток АЧС низкочастотной составляющей сигнала, по которому определяют длительность одного дискрета кода сигнала, определяют число дискретов N и ширину спектра сигнала, запомненный сигнал задерживают на разное время, равное длительности от одного до (N-1) дискрета кода сигнала. Перемножают принятый запомненный сигнал с задержанной копией и получают спектрограммы, по которым формируют разностную матрицу и определяют кодовую последовательность скачков частоты сигнала. 1 ил.

Способ определения параметров частотно-кодированных сигналов в автокорреляционном приемнике, заключающийся в фильтрации принятого сигнала, его задержке на заданное время, перемножении принятого сигнала с его задержанной копией, оценке разностной частоты сигнала, выделении составляющей сигнала на разностной частоте и низкочастотной составляющей сигнала, получении их амплитудно-частотных спектров (АЧС), сравнении полученных спектров сигналов с заданными пороговыми значениями и принятии решения о виде принятого радиолокационного сигнала, отличающийся тем, что принятый сигнал после фильтрации запоминают, если принято решение о приеме частотно-кодированного сигнала, то определяют низкочастотную огибающую составляющей после фильтрации принятого сигнала, по которой определяют длительность импульса, выделяют главный лепесток АЧС низкочастотной составляющей сигнала, по которому определяют длительность одного дискрета кода сигнала, определяют число дискретов N и ширину спектра сигнала, запомненный сигнал задерживают на разное время, равное длительности от одного до (N-1) дискрета кода сигнала, перемножают принятый запомненный сигнал с задержанной копией и получают спектрограммы, по которым формируют разностную матрицу и определяют кодовую последовательность скачков частоты сигнала.