Интерферометрическая система приема и цифровой обработки сигналов Советский патент 1985 года по МПК G08C19/28 

тель, дополнительный блок памяти, детектор максимума, первьй, второй и третий логарифмические преобразователи, задатчик констант, сумматор, блок деления, вычислитель антилогарифма и ц роаналоговый преобразователь, первые вькоды блока коммутации являются первыми вькодами вычислительного блока, первые и вторые входы переключателей являются соответственно первыми и вторыми входами вычислительного блока, выход каждого переключателя соединен с первым входом соответствующего блока памяти, выход которого подключен к первому входу регистра сдвига, третий выход блока коммутации соединен с первым входом блока переключения регистров, первые выходы которого подключены к вторым входам регистров сдвига, выходы которых соединены с соответствующими первыми,входами перемножителя, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока коммутации. Пятые выходы которого соединены с третьими входами переключателей, выход перемножителя подключен к первому входу дополнительного блока памяти, второй вход которого соединен с шестым выходом блока коммутации, выход дополнительного блока памяти подключен к входу, детектора максимума, пер.вьй выход которого соединен с третьим входом дополнительного блока памяти, второй

434

выход детектора максимума соединен / с fiepBbiM выходом эадатчика констант и с входом первого логарифмического преобразователя, выход которого подключен к первому входу сумматора, седьмой выход блока коммутации соединен с входом задатчика констант, второй и третий выходы которого через второй и третий логарифмические преобразователи подключены соответственно к второму и третьему входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные блок деления и вычислитель антилогарифма подключен к входу цифроаналогового .преобразователя, выход которого является- вторым выходом вычислительного блока.

3. Интерферометрическая система по п. 1, отличающаяся тем, что адаптивньй оптимальньш корректор выполнен на усилителе, параллельно входу которого подключены первый управляемый конденсатор, второй конденсатор и цепочка последовательно соединенных третьего конденсатора, дросселя и первого резистора, выво ды которого являются первым входом адаптивного оптимального корректора, второй вход которого через второй резистор соединен с входом усилителя, при этом выход усилителя является выходом адаптивного оптимального корректора.

Изобретение относится к применению вычислительной техники в радиоастрономии и может использоваться для.исследования различных источников космического радиоизлучения, та ких как планет, звезд, радиогалакти квазаров, пульсаров и др. Известна система приема и обработки интерференционных сигналов ра диоинтерферометра, в которой для регистрации сигналов применены магнитофоны МУЗ-25 с полосой записьшае мых частот 10-100 кГц. Обработка си налов в этой системе производится н ЭЦВМ БЭСМ-4. При этом считанные с МУЗ-25 сигналы преобразуются в циф/ровой код и вводятся в оперативную память мащины l. Недостаток этой системы заключается в ее значительной узкополоснос- ти. Поэтому система обладает низкой чувствительностью и имеет невысокую разрешующую способность. Известна система с регистрацией интерференционных сигналов, в которой применяется магнитное устройство, записи ЭВМ с полосою записываемых частот до 320 кГц С2. Недостаток этой системы заключается в ее сравнительной узкополоЬности. Известна система, в которой применены видеомагнитофоны с полосой частот до 2 МГц. Эта система широкополосна и поэтому обеспечивает более высокую чувствительность и разрешениеО . Недостаток ее состоит в том, что требуется очень сложное устройство s синхронизации лент при воспроизведении записей и и обработке, которая осуществляется с помощью аналогового коррелятора. Наиболее близким к изобретению яв ляется интерферометрическая система приема и цифровой обработки сигналов содержащая на каждом пункте приема сигналов антенну, подключенную к первому входу приемника, выход которого соединен с первым входом преобр зователя частоты, выход которого подключен к первому входу блока памя ти, антенну приема сигналов единичного времени, соединенную с первым входом блока синхронизации, первый выход которого через таймер подключен к второму входу блока памяти, второй выход блока синхронизации соединен с первым входом блока комму тации, квантовьш генератор, выходы которого соответственно подключены к вторьм входам приемника, преобразователя частоты, блока коммутации, блока синхронизации и к третьему входу блока памяти, к четвертому вхо ду которого подключен выход блока коммутации, выход блока памяти через линию связи подключен на пункте обработки сигналов к первому входу соответствующего блока памяти, второй вход которого подключен к соответствующему первому выходу вычислительного блока C4j. Недостатком известной системы является ограниченное использование тракта (канала) цифровой магнитной з писи блоков памяти (накопителей на основе видеомагнитофонов) по полосе их пропускания, что не позволяет t обеспечить предельную чувствительнос /и разрешающую способность интерферометричеекой системы и достаточную д хтоверность приема слабьтх сигналов с помощью этой системы. Целью изобретения является повышение достоверности приема слабых сигналов путем повьш1ения чувствител ности и разрешающей способности интерферометрической системы. Поставленная цель достигается тем что в интерферометрическую систему приема и цифровой обработки сигнаЛо введены на пункте обработки сигнало в каждом информационном тракте адаптивный оптимальный корректор, первый и второй квантователи сигналов, первый и второй дискретизаторы сигналов, выход блока памяти соединен с первым входом адаптивного оптимального корректора и через последовательно соединенные первый квантователь сигналов и первый дискретизатор сигналов подключен к соответствующему первому входу вычислительного блока, выход адаптивного оптимального кор- -, ректора через последовательно соединенные второй квантователь и сигналов и второй дискретизатор сигналов подключен .к соответствующему второму входу вычислительного блока, вто рой выход которого соединен с вторым входом адаптивного оптимального корректора. Кроме этого, вычислительный блок содержит переключатель, блок памяти , регистр сдвига для каждого информа ционного трактата также блока коммутации, блока переключения регистров, перемножитель, дополнительный блок памяти,детектор максимума, первый, второй и третий логарифмические преобразователи, задатчик констант, сумматор, блок деления, вычислитель антилогарифма и цифроан.алоговый преобразователь, первые выходы блока коммутации являются первыми выходами вычислительного блока, первые и вторые входы переключателей являются соответственно первыми и вторыми входами вычислительного блока, выход каждого переключателя соединен с первым входом соответствующего блока памяти,выход которого подключен к первому входу регистра сдвига, третий выход блока коммутации соединен с первым входом блока переключения регистров, первые выходы которого подключены к вторьм входам регистров сдвига, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами перемножителя, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока коммутации, пятые выходы которого соединены с третьр и входами переключателей, выход иеремножителя подключен к первому входу дополнительного блока памяти, второй вход которого соединен с шестьм выз4одом блока коммутации, выход дополнительного блока памяти подключен к входу детектора максимума, первый выход которого соединен с третьим входом дополнительного блока памяти, второй выход детектора максимума соединен с стант и ческого рого подключен к первому входу сумматора, седьмой выход блока коммутации соединен с входом задатчика констант, второй и третий выходы которого через второй и третий логарифмические преобразователи подключены соответственно к второму и третьему входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные блок деления и вычислитель антилогарифма подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого является вторь1м выходом вычислительного блока. Адаптивный оптимальный корректор выполнен на усилителе, параллельно входу которого подключены первый управляемый конденсатор, второй конденсатор и цепочка последовательно соединенных третьего конденсатора, дросселя и первого резистора, выводы которого являются первым входом адап тинного оптимального корректора, второй вход которого через второй резистор соединен с входом усилителя при этом выход усилителя является выходом адаптивного оптимального кор ректора. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемой интерферометрической системы; на фиг. 2 - функци нальная схема вычислительного блoкa на фиг. 3 - АЧХ некорректированных и корректированных блоков памяти (на основе видеомагнитофонов шти накопителей ЭВМ), а также спектральные характеристики сигнала и шумовi на фиг. 4 - один из вариантов реализаци одной секции адаптивного оптимального корректора. Интерферометрическая система прие ма и цифровой обработки сигналов, на пример, космического излучения плане звёзд, радиогалактик, пульсеров, ква заров и других содержащая на каждом пункте 1 и 2 приема сигналов антенну 3, подключенную к первому входу приемника 4, выход которого соединен с первым входом преобразователя 5 частоты, выход которого, подключен к пер вому входу блока 6 памяти, антенну 7 приема сигналов единого времени, соединенную с первым входом блока 8 синхронизации, первьй выход которого через таймер 9 подключен к второму S11414346 nepBbw выходом задатчика кон- входу блока 6 памяти, второй выход- с входом первого логарифми- блока 8 синхронизации соединен с перпреобразователя, выход кото- вым входом блока 10 коммутации. квантовый генератор 11, выходы которого соответственно подключены к вторым входам приемника 4, преобразователя 5, блока 10 коммутации, блока 8 синхронизации и к третьему входу блока 6 памяти, к четвертому входу которого подключен выход блока 10 коммутации, выход блока 6 памяти через линию 12 связи подключен на пункте 13. обработки сигналов к первому входу соответствующего блока 14 памяти, второй вход которого подключен к соответствующему первому выходу вычислительного блока 15. Основное отличие предлагаемой интерферометрической системы состоит в том, что в нее введены на пункте 13 обработки сигналов в каждом информационном тракте адаптивный оптимальный корректор 16, первый 1-7 и второй 18квантователи сигналов, первьй 19 и второй 20 дискретизаторы сигналов, выход блока 14 памяти соединен с первым входом адаптивного оптимального корректора 16 и через последовательно соединенные первый квантователь 17 сигналов и первйй дискретизатор 19сигналов подключен к соответствующему первому входу 21 вычислительного блока 15, выход адаптивного оптимального корректора 16 через последовательно соединенные второй кванто- . ватель 18 сигналов и второй дискретизатор 20 сигналов подключен к соответствующему второму входу 22 выаислительного блока 15, второй выход 23 которого соединен с вторым входом 24 адаптивного оптимального корректора 16. Другая отличительная особенность предложенной интерферометрической системы состоит в том, что вычислительный блок 15 (фиг. 2) содержит переключатель 25, блок 26 памяти и регистр 27 сдвига для кахсдого инфор-. мационного тракта, а также блок 28 коммутации, блок 29 переключения регистров 27, перемножитель с сумматором 30, дополнительный блок 31 памяти, детектор 32 максимума, первый 33, второй 34 и третий 35 логарифмические преобразователи, задатчик 36 констант, сумматор 37, блок 38 деления, вычислитель 39 антилогарифма и цифроаналоговый преобразо71ватель 40. Первые выходы 41 блока 28 коммутации являются первыми выходами вычислительного блока 15, первые 21 и вторые 22 входы переключателей 25 являются соответственно первыми и вторыми входами вычислительного блока 15, выход каждого переключателя 25 соединен с первым входом соответствующего блока 26 памяти, выход которого подключен к первому входу регистра 27 сдвига, третий выход 42 блока 28 коммутации соединен с первым входом блока 29 переключения регистров 27, первые выходы 43 которого подключены к вторым входам реги стров 27 сдвига, выходы 44 которых соединены с соответствующими первыми входами перемножителя с сумматором 30, второй вход 45 которого подключ,ен к четвертому выходу блока 28 коммутации, пятые вьгходы 46 которого соединены с третьими входами переключателей 25, выход перемножителя с сумматором 30 подключен к первому входу дополнительного блока 31 памя- ти, второй вход 47 которого соединен с шестым выходом 47 блока 28 ком мутации, выход дополнительного блока 31памяти подключен к входу детектор 32максимума, первьй выход 48 которого соединен с третьим уходом допол нительного блока 31 памяти, второй выход детектора 32 максимума соедине с первым выходом задатчика 36 констант и с входом первого логари4мического преобразователя 33, выход которого подключен к первому входу сумматора 37, седьмой выход 49 блока 28 коммутации соединен с входом задатчика 36 констант, второй и третий выходы которого через второй 34 и третий 35 логарифмические прербра зователи подключены соответственно к второму 50 и третьему 51 входам сумматора 37, выход которого через последовательно соединенные блок 38 деления и вычислитель 39 антил11 гариф ма подключен к входу цифроаналогово го преобразователя 40, выход 23 которого является вторым выходом вычис лительного блока. Третья отличительная осооенность предлагаемой системы состоит в том, что адаптивный оптимальньй корректор 16 (фиг. 3) вьтолнен на усипителе 52, параллельно входу 53 которого подключены первьй управляемый конден сатор 54, второй конденсатор 55 и 4 цепочка последовательно соединенных третьего конденсатора 56, дросселя , 57 и первого резистора 58, выводы которого являются первым входом адаптивного оптимального корректора 16, второй вход 24 которого через второй резистор 59 соединен с входом 53 усилителя. 52, при этом выход усилителя 52 является выходом адаптивного оптимального корректора 16, Интерферометрическая система функционирует следующим образом. На каждом автономном пунктах 1 и 2 приема антенной 3 производится прием сигналов космического излучения, например, от какой-либо планеты, звезды, радиогалактики, пульсара или квазара. Эти сигналы после преобразования на промежуточную частоту с помощью смесителя в приемнике 4, снабженным АРУ, и подачи сигналов с выхода 60 высокостабильного гетеродина (квантового генератора 11) значительно усиливаются усилителем промежуточной частоты приемника 4, Затем после дополнительного преобразования на видеочастоту в преобразователе 5 частоты при подаче гетеродинного напряжения с выхода 61 квантового генератора 11 записываются (запоминаются) в блоке 6 памяти, который является широкополосным записывающимвоспроизводящим устройством на основе видеомагнитофона или накопителя ЭВМ, скорость движения носителя которого синхронизируется сигналами с выхода 62 квантового генератора 11. При этом одновременно с записью принимаемых сигналов производится запись синхронизирующих сигналов для задания начала записи и запись кода текущего времени от йлект онных часоЬ 63 с помощью таймера 9, выполняющего роль устройства ввода кода времени. Кроме того, с выхода 62 высокостабильного стандарта частоты (квантового генератора 11) производится также запись опорных сигналов, необходимых для восстановления временного масштаба сигналов при воспроизведении записей. Электронные часы 63 синхронизируются сигналами с выхода 64 квантового генератора 11 и сигналами системы единого времени (СЕВ) с выхода приемника 65, поступающими на вход последнего с антенны 7 приема радио или те левизионных сигналов. Записанные с помощью блоков 6 памяти (фиг. 1) в пунктах 1 и 2 приема сигналы космического излучения передаются по линиям 12 связи в общий пункт 13 обработки сигналов. При этом возможны различные способы передачи этих сигналов. Самый простой из них заключается в том, что сигналограммы с записями перевозятся по линиям 12 связи в пункт 13 обработки и устанавливаются в блоки 1.4 памяти (видеомагнитофоны или накопители ЭВМ) для последующего воспроизведения и обработки сигналов. Передача записанных блоками 6 сиг налов из пунктов 1 и 2 приема может производиться, кроме того, еразу после сеанса их приема и накопления по радиолиниям, роль которых в этом случае выполняют линии 12 свя зи, которые могут быТь также линиями дальней космической связи (радио или телевизионной) типа Орбита, Горизонт и др. Передача сигналов космического излучения может производиться непосредственно во время сеанса приема и регистрации их, а обработка осуществляться в реальном масштабе времени с незначительной дополнительной временной задержкой, присущей бл кам 6 памяти и связанной с процессами эаписи-воспроизведения информации в этих блоках 6. Автономные пункты 1 и 2 приема могут располагаться порознь как на Земле, так и других планетах и косм ческих объектах, орбитальных и межпланетных станциях, искусственных спутниках Земли, Луны и .других планет. При этом интерферометрическая система может содержать любое количество автономных пунктов приема, попарно образуя интерферометры с ба зами, равными расстояниям между пун тами. Воспроизводимые в аналоговой фор ме блоками 14 памяти (накопителями или видеомагнитофонами) в пункте 13 обработки сигналы подаются на входы 21вычислительного блока 15 через последовательно соединенные первый квантователь 17 и первый дискре тизатор 19 сигналов, а также на вхо 22вычислительного блока 15 через последовательно соединенные.адаптивные оптимальные корректоры 16 АЧХ трактов (каналов) записи-воспроизве-, дения (ТЗВ) блоков 6 и 14 памяти, второй квантователь 18 сигналов и второй дискретизатор 20 сигналов. При этом управление режимами работы блоков 14 памяти производится от блока 28 коммутации через линии 66 связи.. Воспроизводимые некорректированцые сигналы с входов 21, а также корректированные с входов 22 в цифровой форме подаются через переключатели 25 (фиг. 2) на входы блоков 26 памяти, которые представляют собой дополнительные регистры, служащие для накопления и хранения операндов с целью удобства их дальнейшей обработки. Под воздействием коммутирующих сигналов от блока 28 коммутации и блока 29 переключения регистров 27, который является генератором импульсов сдвига, производится выборка укзанных операндов из блоков 26 (буферной) памяти и пересылка их в регистры 27 сдвига. С помощью блока 29 переключения регистров 27 производится относительный сдвиг операндов (массивов чисел), хранящихся в регистрах 27 сдвига, эквивалентный относительному временному сдвигу соответствующих реализаций a(t) и b(t) сигналов, принятых в зарегистрированных в пунктах 1 и 2 приема. Причем кванто.ванные и дискретизованные значения, например, сигнала я(t) хранятся в левом регистре 27, а сигнала b(t) - в правом регистре 27. С помощью перемножитёля 30, представляющего собой перемножитель с накапливающим сумматором (не показан) производится перемножение указанных значений сигнала «(t), хранящихся в ячейках левого регистра 27, на значения сигнала b(t), хранящихся в ячейках правого регистра 27 и суммирование полученных частичных произведений СбЗ. Такие операции перемножения и суммирования осуществляются для каждого единичного относительного сдвига, например , на один двоичньй разряд, эквивалентньй временному сдвигу равному одному интервалу (шагу) дискретизации сигналов. При этом каждому такому сдвигу соответствует одно вычисленное в перемножителе с накапливающим сумматором, выполняющим роль коррелятора, значение взаимной корреляцион ной функции (ВКФ) сигналов в соответствии с алгоритмом т fj«(tlb(i-tr)cft где Т - длительность реализаций сиг налов a(i) и Ъ(-Ь), f - временной сдвиг между ними. Однако в действительности при оп ределении ВКФ сигналов а(i) и fc(i) в блоке 30 интегрирования заменяетс суммированием в соответствии с приближенным алгоритмом гдeR((nдC) оценка n-й ординаты ВКФ, «(tj) и tCi-findt) дискретные выборки &и налов o((i) и Ь(),сдв нутые относительно др друга на величину вре менной задержки m л С ДТ - шаг задержки (интервал дис кретизации) сигналов; m - количество шагов сдвига во времени сигнала Ъ() от носительно сигнала «() , получаемого в регистрах сдвига 27. .Каждое вычисленное указанным образом значение КВФ сигналов пересылается из блока 30 в соответствую щую ячейку памяти дополнительного блока 31 памяти. С помощью детектора 32 максимума, выполняющего роль экстремального анализатора {7 производится выборка максимального значения ВКФ из дополнительного блока 31 памяти. При этом опрос яч ек памяти дополнительного блока 31 памяти с помощью детектора 32 максимума осуществляется через вход 48, а выход максимальных значений ВКФ из блока 31 в блок 32 производится через выходдополнительного блока 31 памяти. Значения ВКФ сигналов, т.е. чис ловые значения самой функщш и ее аргумента (временной задержки t) могут выводиться также из дополнительного блока 31 памяти на выход 67 вычислительного блока 15, который является выходом интерферометрической системы, для дальнейшей обработки полученных данных с помощью внешней ЭВМ (не показана) с целью получения различной астрометри-ческой и астрофизической информации об источниках сигналов и, в частности, получения их радиокарт. Однако дальнейшее использование полученных данных ВКФ выходит за рамки рассматриваемого технического решения . Разрешение, с которым по ВКФ сигналов определяется разность показаний часов, обратно пропорционально произведению эффективной ширины полосы записываемых - воспроизводимых сигналов на отношение сигнал/шум. Для оптимизации этого произведения, а стало быть, и разрешающей способности системы введен адаптивньш оптимальный корректор 16, последовательно соединенный с вторым квантователем 18 и дискретизатором 20. Более подробно действие впервые введенного адаптивного оптимального корректора 16 может быть понято из следующий разъяснений. Известно, что разрешающая способность радиоинтерферометра как угломерного инструмента определяется как А/В,, где Д - длина волны принимаемого излучения, В - величина базы. Чувствительность таких систем за(ВИСИТ от эффективной площади антенн . . 3,чувствительности приемников 4,точности синхронизации автономных пунктов 1 и 2 приема для одновременного синхронного накопления сигналов в блоках 6 памяти и от характеристик обрабатывающих эти сигналы устройств (блоков 14 памяти и вычислительного блока 15). От этих же факторов зависит и реальная разрешающая способность, которая хуже предельной из-за того, что накопление и обработка сигналов производится не на частоте приема f, соответствующей длине волны Л, а на более низкой промежуточной частоте более длинной волне) и в ограниченной полосе частот, определяемой полосой пропускания блоков 6 и 14 памяти (например, видеомагнитофонов или накопителей ЭВМ) . Следовательно, из всех элементов тракта приема, регистрации и обработки сигналов самым узким местсяч, в интерферометрической системе с точки зрения полосы пропускания и отношения сигнал/шум, ограничивающими дальнейшее повьшение чувствительности и разрешающей способности системы C3J являются тракты (каналы) записи-воспроизведения блоков 6 и 14 памяти. КЪэтому введенные средства направлены на улучшение именно этих характеристик блоков 6 и 14 памяти,с целью оптимизации характеристик устройств цифровой корреляционной обработки и, следовательно, всей ин.терферометрической системы в целом. Амплитудно-частотная характеристи ка (АЧХ) тракта, например, магнитной записи-воспроизведения (кривая 68 на фиг. 4) имеет падающий характер в ра бочей области частот 53, что обуслав ливает ограниченную полосу его пропускания, для расширения которой до оптимального значения и введены оптимальные корректоры 16. Для реализации наивысшей (оптимальной) чувствительности и разрешающей способности корректоры 16 являются оптимал ными. Каким образом обеспечивается их оптимальность будет ясно из дальнейшего . На фиг. 4 кривыми 69 -и 70 схематически изображены (частотные) распределения спектральных плотностей мощности сигнала ) и входного шумайщц (f)j поступающего совместно с сигналом. При этом для интерферометрических систем обычноС (f) швх ( В процессе магнитной записи блока ми 6 памяти (в пунктах 1 и 2 приема и -последующего воспроизведения (в пункте 3) с помощью блоков 14 сигналы совместно с входными шумами подвергаются значительным частотным искажениям в соответствии с падающей АЧХ 68 некорректированного тракта ;записи-воспроизведения (ТЭВ) блоков 6 и 14 памяти.В результате коррекции с помощью блоков 16 распределение спектральной плотности мощности сигналов и входных шумов подобно кривым 71-73 (фиг 4), которые отличаются друг от друга лишь полосой коррекции равной для каждой из них соответственно . df, fei/If 2 fejfa - . Спектральная плотность собственных шумов на каждой частоте &,.() (кривая 74) после корректора 16 опре деляется кривой 75. Усиленные таким образом в результате коррекции собственные шумы ТЗВ, мощность которых для указанных полос коррекции определяется площа-. дью фигур oobfg или ocjbc {е илиоаЪсе, суммируются на выходе корректоров 16 с входными шумами по мощности, которая для последних определяется площадью заключенной между кривыми 7173 ,(фиг. 4) и осью, частот f. По мере увеличения верхней частоты fgj f g происходит коррекции возрастание мощности сигнала и входного шума без изменения соотношения между ними, а нарастает мощность усиленных собственных шумов, что приводит к снижению общего отношения сигнал/шум на выходе корректоров 16. При сравнительно неглубокой коррекции, добавка мощности собственных шумов незначительна и мало изменяет отношение сигнал/шум на выходе корректоров 16. Однако дальнейшее повьш1ение верхней частоты коррекции непрерывно ведет к понижению отношения сигнал/шум на выходе корректоров 16 за счет непрерывного увеличения уровня мощности добавочных собственных шумов ТЗВ. Таким образом, отношение С/Ш ц на входе коррелятора (входах 21 вычислительного блока 15 при отсутствии коррекции определяется величиной оС GC 8х вх ° Meifie увеличения полосы (глубины)коррекции (или верхней частоты коррекцииfg) отношение С/Ш на входе коррелятора (входах 22 вычислительного блока 15) непрерывно уменьшается. Отношение С/Шц на выходе коррелятора (выходе 67 вычислительного блока 15) в функции отношения С/Ш определяется согласно алгоритму 6Ых С/Шз,(1) где к - коэффициент пропорциональности равной или меньший единицы в : . зависимости от конкретной схемы коррелятора. Из алгоритма (1) видно, что по мере увеличения полосы (глубины) коррекции &{ сигнала С/Шц непрерьшно евзрастает из-за малого прироста уровня добавочных собственных ТЗВ. По мере дальнейшего увеличения ровня этой мощности дальнейшее уве. 15 11 личение С/Ш„ замедляется и при какой-то вполне определенной полосе коррекции (частоте коррекции f ) это отношение достигает максимального (оптимального) значения. Дальнейшее увеличение полосы коррекции ведет к снижению отношения С/Ш, изза относительно большого прироста уровня мощности добавочных собственных шумов. Полоса коррекции, при которой наблюдается оптимальное(максимальное) отношение С/Ш-,,, на выходе корреля; Dwl тора называется оптимальной полосой коррекции, которая определяется согласно алгоритму (1) h..(l .. )Ct --« где n - показатель степени кривой 74 (фиг. 4) при аппроксимации ее .епен ной функцией вида Сшсоб (f) P.) При этом спектральные плотности ш моподобного сигналаGJ, g () и входного шума G gj (f) , поступающего сов.местно с сигналом на вход блоков 6 и 14 памяти в первсм приближении можно считать независящими от частоты f в силу сравнительной узкополосности ТЗВ накопителей 6 и 14. Для достижения наивысшей чувствительности и разрешающей способности предлагаемой интерферометрической системы, которые имеют место только при оптимальной коррекции АЧХ ТЗВ блоков 6 и 14 памяти, в режиме обработки корректированных сигналов, подаваемых на входы 22 вычислитель-о ного блока 15, с вькода 23 цифроаналогового преобразователя 40 вычислительного блока 15 на BTOjftie входы -. ., 24 (входы управления) адаптивных оптимальных корректоров 16 подается сигнал оптимального управлений. Под действием этого управляющего сигнала устанавливается оптимальная полоса коррекции ТЗВ блоков 6 и 14 памяти. Формирование этого управляющего сигнала осуществляется в вычислитель ном блоке 15 в соответствии с алгоритмом (2) следующим образом. Значения глобального максимума ВКФ сигналов, пропорциональные коэффициенту dl, выбранные из дополни416тельного блока 31 памяти с .помощью f f детектора 32 максимума пересылаются в последний и нормализуются в нем, а затем подаются на вход первого логарифмического преобразователя 33 для вычисления логарифма по основанию два от ( 1+сО .- При этом на вход первого логарифмического преобразователя 33 добавляется единица, с первого выхода задатчика 36 констант. Числовые значения логарифма от (1+ot) с отрицательным знаком подаются на первый, вход сумматора 37, на второй вход 50 которого подаются с положительным знаком числовые значения логарифма по основанию два от коэффициента V с выхода второго логарифмического преобразователя 34, на вход которого, в свою очередь, подаются числовые значения коэффициента V с второго выхода задатчика 36 констант. На третий вход 51 сумматора 37 подаются с отрицательным знаком чис- . ловые значения логарифма по основанию два от величины (п-1) с выхода третьего логари ического преобразователя 35, на вход которого вводятся числовые значения коэффициента (h-1) с третьего выкода задатчика 36 констант. Просуммированные с указанными знаками значения упомянутых логарифмов деления на коэффициент h в 38 деления подводятся к вьтис, „„„„„„„..„ „„ „ лителю 39 антилогарифма, на выход которого вьщаются цифровые значения оптимальной полосы коррекции опт ТЗВ блоков 6 и 14 памяти в соответстВИИ с алгоритмом (2). Таким образом, с помощью логарифмического вычислительного устройства, сост;оящвяо из блоков 33-39 вычисляется значение оптимальной полосы коррекции Л „ „,„„ д t / ТЗВ блоков 6 и 14 памяти согласно алгоритму V. о апт-/ т «грхчл7 (i.ct).{«-i) W2. (3) При этом вычисление оптимальной полосы д опт осуществляется по данньм ВКФ некорректированных сигналов, т.е. подаваемых на вход 21 вычислительного блока 15, поскольку в этом режиме работы вычислительного блока 15 нормализованное значение глобально,го максимума ВКФ (коэффициента корреляции) равно ct , так как без коррекции ТЗВ собственные шумы малы по сравнению с входным шумом и влиянием, их можно пренебречь.

В режиме обработки корректированных сигналов, подаваемых на вход 22 вычислительного блока 15 вычисленное значение Л р , с выхода блока 39 в цифровой форме подается на вход блока цифроаналогового преобразователя 40, на выходе 23 которого форми- 10 в руется управляющий сигнал вычислительного блока-15, снимаемый с его выхода 23 и подаваемый на вторые вхо ды 24 (управления) адаптивных оптимальных корректоров 16 в виде напрз йсения постоянного тока или потенциала пропорционального величине опти- мальной полосы коррекции Под воздействием этого управляющего сигнала и осуществляется установка соответствующей полосы коррекции оптимальных корректоров 16. Числовые зна чения коэффициентов V, (п-1) и 1 хранятся в задатчике 36 констант, . представляющем собой блок соответствующих регистров, и выдаются под воз действием коммутирующих (управляющих импульсных сигналов от блока 28 коммутации на блок 36, и на блоки 33-35 от блока 36. При этом коэффициент V, определяюш;ий динамический диапазон (5) блоков 6 и 14 памяти и показател степени п являются паспортными тех ническими характеристиками блоков 6 и 14 памяти и лоэтому заранее .вводятся в виде чисел в соответствую щие регистры задатчика 36 констант Логарифмическое вычислительное устройство, состоящее из блоков 3339 не работает в режиме обработки корректированных сигналов, отключаяс под воздействием соответствующего коммутирующего импульса от блока 28 коммутации, подаваемого на вход 49 задатчика 36 констант, а от него на все остальные блоки 33, 35 и 37-3 Однако в этом режиме управляющий сигнал, выработанный в предьщущем ре жиме обработки некорректированных сигналов, сохраняется на выходе 23 цифроаналогового преобразователя 40 до следующего переключения переключателей 25 на обработку некорректированных сигналов. Таким образом, режимы работы и отключения упомянутого логарифмического вычислительного устройства чередуются с частотой, равной частоте

переключения переключателей 25 в зависимости от программы проведения интерферометрического эксперимента.

С помощью адаптивных оптимальных корректоров 16, управляемых сигналами с выхода 23 вычислительного блока 15, обеспечивается оптимальная чувствительность, разерашающая способность и точность системы при изменяюидахся широких пределах параметров сигнала и входного шума, и поэтому интерферометрическая система превращается в оптимальную адаптивную систему сверхвысокой чувствительности, разрешающей способности и точности. Адаптивный оптимальный корректор 16, принципиальная схема которого дана на фиг. 3, является одним из вариантов его реализации и представляет собой резонансное устройство бестрансформаторного типа. Управление полосой коррекции производится в нем посредством изменения его резонанс,ной частоты путем регулирования (извменения) емкости управляемого кон--1 денсатора (типа вариконда) 54 (фиг.З) с помощью напряжения постоянного тока (.потенциала), подаваемого на его обкладки.через второй резистор 59 с входа 24 управления адаптивного оптимального корректора 16 или с выхода 24 управляющего сигнала вычислительного блока 15. Это управляющее напряжение (потенциал) постоянного тока пропорциональное величине оптимальной полосы коррекции 4f опт вырабатывается на выходе цифроаналогового преобразователя 40 вычислительного блока 15 и подводится к его выходу 23 его (фиг.1, и 2) и к вторым входам 24 (управления) адаптивных оптимальных корректоров 16 о Введение адаптивного оптимального корректора 16 наряду с последовательно соединенными вторым квантователем 18 и вторым дискретизатором 20 в каждый канал обработки ( информационный тракт), а также введение цепи обратной связи оптимального управления полосой коррекции систем тракты записи - воспроизведения блоков 6 и 14 памяти - адаптивные оптимальные корректоры 16 от управляющего вычислительного блока в корреляционной интерферометрической системе обеспечивает достижение максимальной (оптимальной) чувствительности, разрешающей способности и точности предложенной интерферометрической системы и дает существенный экономический э(ффект, поскольку позволяет в несколько раз расширить полосу пропускания применяемой сравнительно узкополосной аппаратуры, например, магнитной видеозаписи, которая в этом случае является более простой, надежной и следовательно, экономичной.

Введение новых средств,а также перенос части аппаратуры, например.

первьк квантователей 17 и дискретизаторов 19 сигналов наряду- с адаптивными оптимальными корректорами 16 и вторыми квантователями 18 и дискретизаторами 20 сигналов из бортовых пунктов 1 и 2 приема в наземный пункт 3 обработки сигналов позволяют изменить структуру интерферометрической системы в целом, уменьшив при этом веса и габариты бортовых пунктов приема, что также дополнительно является существенньи положительным эффектом и дает дополнительный экономический эффект.

56

ь

iK ;

влод О

02

52

Выход

Фиг-З