КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ЗАПАЗДЫВАНИЙ ШУМОВОГО СИГНАЛА Российский патент 2025 года по МПК G01S7/36 H04K3/00 

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к пассивной радиолокации постановщиков активных помех (ПАП), и может быть использовано для определения координат ПАП, излучающего противокорреляционную имитирующую помеху.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предполагаемому изобретению) является аналоговый коррелометр последовательного действия [Мирский Г.Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения. - М.: Энергоиздат, 1982., с. 119], содержащий последовательно соединенные первое входное устройство, перемножитель, усреднитель, регистрирующий прибор, второй вход перемножителя соединен с выходом схемы регулируемой задержки, вход которой соединен с выходом второго входного устройства, входы входных устройств являются входами коррелометра (коррелятора).

Помеховые колебания принимаются разнесенными в пространстве входными устройствами, с выхода первого входного устройства они поступают на один вход перемножителя, а с выхода второго входного устройства через схему регулируемой задержки - на второй вход перемножителя, результат перемножения накапливается усреднителем.

При плавном изменении задержки напряжение на выходе коррелометра медленно изменяется во времени и имеет вид радиоимпульса, по форме близкого к форме автокорреляционной функции входного сигнала. Положение корреляционного импульса соответствует разности временных запаздываний сигнала на пути распространения между источником излучения и входными устройствами. Значения взаимного временного запаздывания определяется с помощью регистрирующего прибора, подключенного к выходу усреднителя. Таким образом, коррелометр реализует разностно-дальномерный метод измерения координат ПАП.

Однако, если постановщик активных помех излучает противокорреляционную имитирующую помеху с многопиковой функцией корреляции, формируемой, например, с помощью суммирующего устройства с многоотводной линией задержки, то при таком способе обработки сигналов на выходе усреднителя будут образовываться несколько ложных импульсов [Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба. Основы теории// А.И. Куприянов, Л.Н. Шустов. - М.: Вузовская книга, 2011, с. 178].

Недостатком прототипа является высокая вероятность ложной тревоги, обусловленная наличием ложных импульсов от ПАП, излучающего противокорреляционную имитирующую помеху.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение вероятности ложной тревоги при определении координат ПАП, излучающего противокорреляционную имитирующую помеху, за счет выделения из многопиковой функции корреляции помехи импульса с наибольшей амплитудой и использования его для определения координат ПАП и исключения из обработки остальных ложных импульсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство аналогового корреллометра последовательного действия содержащее регистрирующий прибор, последовательно соединенные первое входное устройство, первый перемножитель, первый усреднитель, второй вход первого перемножителя подключен к выходу схемы регулируемой задержки, вход которой соединен с выходом второго входного устройства, входы входных устройств являются входами коррелятора, дополнительно введены последовательно соединенные первый детектор огибающей, аналого-цифровой преобразователь, блок выбора максимального сигнала, выход которого подключен к входу регистрирующего прибора, а также последовательно соединенные второй перемножитель, второй усреднитель, второй детектор огибающей, блок измерения периода, выход которого подключен ко второму входу блока выбора максимального сигнала, первый вход второго перемножителя соединен с входом схемы регулируемой задержки, а второй вход - с выходом схемы регулируемой задержки, тактовые входы блока измерения периода, блока выбора максимального сигнала и аналого-цифрового преобразователя объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно определяется период повторения противокорреляционной имитирующей помехи путем ее автокорреляционной обработки на выходе второго входного устройства. Измеренное значение периода используется для межпериодного сравнения амплитуд импульсов на выходе коррелятора. Выделяется импульс с максимальной амплитудой, совпадающий с координатами постановщика помех. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Возможность выявления истинного импульса вытекает из способа формирования имитирующей помехи. Имитирующая помеха с многопиковой функцией корреляции может быть создана с помощью суммирующего устройства с многоотводной линией задержки. Анализ корреляционной функции такой помехи показывает, что нулевой выброс совпадает с координатами постановщика помех - постановщик подсвечивает себя самым мощным импульсом; интенсивность ложных выбросов уменьшается с ростом номера ложной цели [Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба. Основы теории// А.И. Куприянов, Л.Н. Шустов. - М.: Вузовская книга, 2011., с. 178].

При этом, если задержка реализаций осуществляется с различными значениями интервалов, ложные корреляционные выбросы будут значительно слабее, что снижает эффективность рассматриваемой помехи [Туров В. Е. Радиоэлектронная борьба. Построение и помехозащита базовокорреляционных систем пассивной локации. - М.: Вузовская книга, 2011, с. 17].

Схема предложенного устройства приведена на чертеже, где обозначено: 1 - входное устройство, 2 - перемножитель, 3 - усреднитель, 4 - детектор огибающей сигнала, 5 - аналого-цифровой преобразователь, 6 - блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой, 7 - регистрирующий прибор, 8 - регулируемая линия задержки, 9 - генератор тактовых импульсов, 10 - блок измерения периода.

Назначение входного устройства 1, перемножителя 2, усреднителя 3, детектор огибающей сигнала 4, аналого-цифрового преобразователя 5, регистрирующего прибора 7, регулируемой линии задержки 8, генератора тактовых импульсов 9 ясны из их названия.

Блок измерения периода 10 предназначен для измерения временного интервала (периода) между импульсами корреляционной функции имитирующей помехи. Блок измерения периода 10 может быть реализован на использовании метода генератор-пересчетной схемы [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка. - М.: Воениздат, 2001., с. 108]. Суть его сводится к заполнению измеряемого интервала импульсами эталонной частоты с последующим их подсчетом пересчетной схемой.

Блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой 6 производит межпериодное сравнение амплитуд корреляционных импульсов на выходе аналого-цифрового преобразователя 5. При обнаружении импульса с наибольшей амплитудой выдает сигнал на регистрирующий прибор 7. Блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой 6 может быть реализован, например, на маломощном 8-разрядном программируемом микроконтроллере Microchih ATmega8 [www.mikrochip.com. www.products/en/ATmega8].

Данное устройство реализует разностно - дальномерный метод определения координат источников излучения.

Устройство работает следующим образом.

Колебания постановщика помех, поступают на первое входное устройство 1.1 и второе входное устройство 1.2. С выхода первого входного устройства 1.1 они проходят на первый вход первого перемножителя 2.1, а с выхода второго входного устройства 1.2 - на первый вход второго перемножителя 2.2 и через регулируемую линию задержки 8 на вторые входы перемножителей 2.1 и 2.2.

Регулируемая линия задержки 8 обеспечивает задержку колебаний, поступивших на второе входное устройство 1.2 относительно первого входного устройства 1.1, а также относительно второго входа второго перемножителя 2.2.

С выхода первого перемножителя 2.1 напряжение поступает на вход первого усреднителя 3.1. При плавном изменении задержки напряжение на выходе первого усреднителя 3.1 имеет вид радиоимпульса, по форме близкого к форме автокорреляционной функции входного сигнала.

Выходное напряжение первого усреднителя 3.1 после амплитудного детектирования первым детектором огибающей сигнала 4.1 преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 в цифровой код, который поступает через блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой 6 на регистрирующий прибор 7, где используется для определения разности временных запаздываний сигнала на пути распространения между источником излучения и первым входным устройством 1.1 и вторым входным устройством 1.2.

С выхода второго перемножителя 2.2 напряжение поступает на второй усреднитель 3.2. Когда регулируемая линия задержки 8 начинает последовательный обзор по временному запаздыванию на выходе второго усреднителя 3.2 формируется нулевой корреляционный импульс, который после амплитудного детектирования вторым детектором огибающей сигнала 4.2 проходит на блок измерения периода 10.

Если постановщик активных помех излучает противокорреляционную имитирующую помеху с многопиковой функцией корреляции, формируемой, например, с помощью суммирующего устройства с многоотводной периодической линией задержки через временной интервал Т, то на выходе второго усреднителя 3.2 через время Т образуется очередной импульс. Его наличие свидетельствует о приеме противокорреляционной имитирующей помехи. Блок измерения периода 10 определяет временной интервал между импульсами и выдает значение периода следования помехи Т на блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой 6. На выходе первого усреднителя 3.1 выделяются корреляционные импульсы имитирующей помехи, следующие через время Т, соответствующее периоду помехи. Амплитуда импульсов имитирующей помехи вначале увеличивается, а затем уменьшается. При совпадении времени задержки в линии задержки 8 с координатами постановщика помех на выходе первого усреднителя 3.1 будет импульс с наибольшей амплитудой.

Блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой 6 осуществляет череспериодное сравнение амплитуд входных импульсов и выделяет сигнал с наибольшей амплитудой, который поступает на регистрирующий прибор 7, где используется для определения разности временных запаздываний сигнала на пути распространения между источником излучения и первым входным устройством 1.1 и вторым входным устройством 1.2.

Таким образом, предложенная схема обработки сигналов постановщика помех при формировании им противокорреляционной имитирующей помехи будет выделить импульс, соответствующий его координатам.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые элементы, широко распространенные в области электроники и электротехники.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к пассивной радиолокации постановщиков активных помех (ПАП), и может быть использовано для определения координат ПАП, излучающего противокорреляционную имитирующую помеху. Техническим результатом изобретения является снижение вероятности ложной тревоги при определении координат постановщиков активных помех (ПАП), излучающего противокорреляционную имитирующую помеху, за счет выделения из многопиковой функции корреляции помехи импульса с наибольшей амплитудой и использования его для определения координат ПАП и исключения из обработки остальных ложных импульсов. Корреляционный измеритель разности временных запаздываний шумового сигнала дополнительно содержит после первого усреднителя последовательно соединенные первый детектор огибающей, аналого-цифровой преобразователь, блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой, выход которого подключен к входу регистрирующего прибора, а также последовательно соединенные второй перемножитель, второй усреднитель, второй детектор огибающей, блок измерения периода, выход которого подключен ко второму входу блока выбора сигнала с наибольшей амплитудой. Первый вход второго перемножителя соединен с входом схемы регулируемой задержки, а второй вход - с выходом схемы регулируемой задержки. Тактовые входы блока измерения периода, блока выбора сигнала с наибольшей амплитудой и аналого-цифрового преобразователя объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов. 1 ил.

Корреляционный измеритель разности временных запаздываний шумового сигнала, содержащий регистрирующий прибор, последовательно соединенные первое входное устройство, первый перемножитель, первый усреднитель, второй вход первого перемножителя подключен к выходу схемы регулируемой задержки, вход которой соединен с выходом второго входного устройства, входы входных устройств являются входами коррелятора, отличающийся тем, что дополнительно введены после первого усреднителя последовательно соединенные первый детектор огибающей, аналого-цифровой преобразователь, блок выбора сигнала с наибольшей амплитудой, выход которого подключен к входу регистрирующего прибора, а также последовательно соединенные второй перемножитель, второй усреднитель, второй детектор огибающей, блок измерения периода, выход которого подключен ко второму входу блока выбора сигнала с наибольшей амплитудой, первый вход второго перемножителя соединен с входом схемы регулируемой задержки, а второй вход - с выходом схемы регулируемой задержки, тактовые входы блока измерения периода, блока выбора сигнала с наибольшей амплитудой и аналого-цифрового преобразователя объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов.