Обнаружитель сигналов Советский патент 1993 года по МПК G01S7/292 

s

Ј

Использование: радиотехника, корреляционная обработка сигналов. Цель: повышение эффективности обнаружения сигналов. Сущность изобретения: обнаружитель сигналов содержит 1 входной блок 1, 2 перемножителя (2,3), 2 интегратора (4,5), 1 когерентный гетеродин (6), 1 генератор тактовых импульсов (7), 1 элемент задержки (8), 1 пороговый блок (9). 1-24-3-5-9, 7-6-2, 4-8-3.1 Ил.

00

о

00

ел

00

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для корреляционной обработки сигналов.

Цель изобретения - повышение эффективности обнаружения сигналов.

Структурная схема обнаружителя сигналов приведена на чертеже.

Обнаружитель сигналов содержит входной блок 1, первый 2 и второй 3 перемножители, первый,4 и второй 5 интеграторы, когерентный гетеродин 6, генератор тактовых импульсов 7, элемент задержки 8 и пороговый блок 9.

Элементы обнаружителя сигналов соединены следующим образом.

Выход входного блока 1 соединен с первым входом первого перемножителя 2, второй вход которого соединен с выходом когерентного гетеродина 6. а выход- с входом первого интегратора 4, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя 3 и с входом элемента задержки 8, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя 3, выход которого соединен с входом второго интегратора 5, выход которого соединен с входом порогового блока 9, выход которого соединен с выходом обнаружителя, а выход запуска генератора тактовых импульсов 7 соединен с входом запуска когерентного гетеродина 6.

Обнаружитель сигналов работает следующим образом.

Входные сигналы с выхода входного блока 1 перемножаются в перемножителе 2 с выходным сигналов когерентного гетеродина 6. Результат перемножения накапливается в первом интеграторе 4. Выходные сигналы первого интегратора 4 поступают на входы перемножителя 3 и элемента задержки 8, время задержки которого равно гэ. Выходной сигнал с выхода элемента задержки 8 поступает на второй вход второго перемножителя 3. Результат перемножения с выхода перемножителя 3 накапливается во втором накопителе 5. Выходной сигнал второго интегратора 5 сравнивается в пороговом блоке 9 с пороговым значением, при превышении которого на выходе порогового устройства появляется импульс, указывающий на обнаружение сигнала. Генератор тактовых импульсов 7 формирует импульс запуска.

Если обозначить сигналы на входе первого перемножителя как m(Ti)n 02 (ti), то на выходе перемножителя 2 получают

U(t) m(Ti) П2 (га) ехр Ц d т, где До йА;-йА г - смещение по частоте спектров перемножаемых процессов.

Среднее напряжение на выходе первого интегратора можно записать как

Z(th }hi(0). о

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

1

оо

где hi(0) - / Hi (J ю) ехр | со v) d CD - им- 1

пульсная характеристика первого интегратора 4. Полоса первого интегратора (а с ней непосредственно связано время интегрирования} должно определяться как 2 AFi 2 Д fgm. где Afgm - максимальное возможное значение доплеровской поправки частоты. При выполнении этого условия невозможна потеря обнаружения входного сигнала.

Если обозначить взаимную корреляционную функцию входных обрабатываемых стационарных и стационарно связанны процессов как В12, то на выходе первого интегратора получают Z (Дг, До, t) 612 (До, Дг) Hi (До)х xcos Доя.

Анализируя выражение, приходят к выводу: если входные сигналы сдвинуты по частоте доплера относительно друг друга на До, то их взаимная корреляционная функция, измеренная на выходе первого интегратора 4, представляет собой нестационарный процесс со стационарной огибающей

Bi2 (Дг, t) В (Дг) Hi () cos Дои.

Время задержки в элементе задержки 8 выбирается из условия г3 1/2 ДР1. При выполнении этого условия обращаются в нуль корреляционные функции четвертого порядка.

Поступающие на входы второго перемножителя сигналы перемножаются и накапливаются в интеграторе 5, на выходе которого по истечении времени накопления получают

В|с(Дг, До) В 2 (Дт) cos Дю тэ.

Анализ выражения показывает, что среднее значение выходного процесса на выходе второго интегратора 5 представляет собой постоянное напряжение, пропорциональное квадрату среднего напряжения выходного процесса первого интегратора 4, умноженному на cos . Так как г3 значительно меньше периода накопления прототипа, удается значительно ослабить влияние доплеровской поправки частоты на амплитуду выходного сигнала интегратора, т.е. значительно уменьшить потери в выходном отношении сигнал/шум.

В дальнейшем обнаружитель сигналов работает аналогично.

Сравнительный анализ предлагаемого обнаружителя с базовым объектом, в качестве которого выбран прототип, характеризующийся аналогичным способом построения, показал следующее.

Как видно из работы прототипа, он не имеет возможности компенсироватьдопле- ровскую поправку частоту и, следовательно, выходной сигнал интегратора значительно снижен по этой причине. При (дТП)0,5, где

9е -- : Т - время интегрирования; П топ.

полоса обрабатываемых сигналов, потери в выходном отношении сигнал/шум составляют 2 дБ. Так как Г3 на несколько порядков меньше Т, то аналогично вышеприведенному палучают д тэ П), что практически составляет нуль. Если даже предположить, что (д Т3 П) для заявленного устройства состав- ляет 0,1, то тогда потери в выходном отно- шении сигнал/шум составят всего 0,05 дБ. Таким образом, потери в выходном отношении сигнал/шум в заявленном устройстве снижены по сравнению с базовым объектом

на 1,95 дБ. Все это приводит к соответствующему повышению эффективности обнаружения сигналов заявленным устройством по сравнению с базовым объектом. Формула изобретения Обнаружитель сигналов, содержащий последовательно соединенные входной блок, первый перемножитель и первый интегратор, последовательно включенные генератор тактовых импульсов и когерентный гетеродин, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, пороговый блок, отличающийся тем, что, с целбю повышения эффективности обнаружения сигналов, введены последовательно соединенные элемент задержки, второй перемножитель и второй интегратор/выход которого подключен к входу порогового блока, вход элемента задержки соединен с выходом первого интегратора и вторым входом второго перемножителя, выход порогового блока является выходом обнаружителя сигналов.