Цифровой коррелятор для обнаружения эхо-сигналов Советский патент 1979 года по МПК G06F15/34 G01S9/02 

неизвестным допплеровским смещением частоты, поскольку из-за ограниченного быстродействия элементов схемы для реальных параметров эхосигналов удается провести эффективную взаимно корреляционную обработку только дан малого ожидаемого диапазона скоростей движения цели. Целью изобретения является уве:шчение быстродействия цифрового коррелятора и расширение области его п{жменения в натуральном масштабе времени при широком диапазоне скоростей движения uejHi. Это достигается тем, что в цифровой коррелятор введен генератор переменной частоты, вход которого подключен к четвертому выходу синхронизатора, а выход соединен с управляю дим11 входами вдфровых пиний задержки второго канала, при этом выходы первых Ш1фровых пшиш задержки соединеяы с третьим входом первых ключей и с другим входом коммутатора своего канала, а первый выход второй цифровой задержки в каждом канале подключен к второмувходу второго ключа. В корреляторе через одшаковое число ячеек памяти включены ключи, тактовые входы ликий задержки исследуемого шгаала подключены к генератору постоянной тактовой частоты, а тактовые входы линий задержки опорного сигнала - к генератору переменной тактовой частоты. Входы последующих ключей и выходы послещшх ячеек памяти линий задержки соединены с входами предыдущих ключей, образуя кольца внутренней рециркуляции. Выходы предпоследних ячеек памяти каждой линии задержки через клюш подключены к входам линии задержки, образуя кольца внешней рециркуляции. Кроме того, входы ключей и выходы последних ячеек памяти каждой линии задержки подключены соответственно к коммутаторам считывания опорного и исследуемого сигналов, выходы которых соединены с входа ш блока умножения. Управляющие входы коммутаторов считывания и генератора переменной частоты пощслючены к синхронизатору. На чертеже представлена структурная схема цифрового коррелятора для обнаружения эхосигаалрв (в нее введены два кольца внутренней реодркуляции). Предлагаемый коррелятор содержит последовательно включенные аналого-вдфровой.преобразователь(АЦП) 1, ключ 2, цифровую линию задержки первой 1етли внутренней рециркуляции (ЦЛЗ) 3, ключ 4, ЦЛЗ 5 второй петли внутренней рециркуляции и коммутатор 6, которые образуют канал исследуемого сигнала. На тактовые входы ЦЛЗ канала исследуемого сигнала подается напряжение от генератора 7 постоянной тактовой частоты. Последовательно включенные генератор 8 опорного сигнала, ключ 9, ЦЛЗ 10, ключ 11, Ц.ДЗ 12 и коммутатор 13, образуют канал опорного сигнала, на тактовые входы которою подается напряжение с выхода генератора 14 переменной тактовой частоты. Управление коррелятором осзодествляется с помощью синхронизатора 15. Выходы обоих каналов подаются на блок умножения 16 и затем на блок усреднения 17. С помощью генератора 8 и синхронизатора 15 производится одноразовая запись опорного сигнала в ЦЛЗ 10 и 12 (обычно момент записи совпадает с моментом излучения зондирующего сигаала). Запись информации в опорном канале производится при замкнутой петле внешней рециркуляции, в то время как с помощью ключей 9 и 11 цепи внутренней рещркулядии разомкнуты. После записи информации ЦЛЗ канала опорного сшнала переводятся в режим рещ1ркуляции, при котором шклы рециркуляции синхронизируются с циклами рециркуляции информации в ЦЛЗ 3 и 5 исследуемого сигнала. За время между двумя соседними циклами записи исследуемого с ц-нала с выхода АЦП 1 в канале иссяедуемого сигнала осу1цествляется п полных перезаписи информации. С помощью синхронизатора 15 и ключей 2 и 4 в течение п-1 щжлов рециркуляции (непосредстеенно следующ11х за очередным циклом записи новой Ш1формац1ет с АЦП) производится перезапись Ю1формашш по внутренним кольцам рециркуляции, внешнее кольцо рециркуляции при этом разомкнуто с помощью ключа 2. Последишй цикл рециркулящш (п-ьш) проводится по внецшему кольцу рециркулящо, для чего с помощью ключей 4 и 2 разрываются петли внутренней рециркулящо и В1слючается кольцо внепшей рециркуляции. В конце последнего цикла рециркуляции вместо Ш1формации, за1шсанной в предпоследней ячейке памяти ЦЛЗ исследуемого сигнала, производится запись новой ин(ормации с выхода АЦП 1. Продвижение сетналов в ЦЛЗ основного каг нала осуществляется с помощью постоянной так товой частоты, поступающей с выхода генератору 7, в то время как в ЦЛЗ опорного сигнала тактовая частота изменяется ни каждом цикле рециркуляции путем измене шя частоты генератора 14. Переход от одного цикла рециркуляции к другому в ЦЛЗ опорного сигнала осуществляется синхронно с щиклаьш рециркуляции ши{юрмашш в ЦЛЗ канала исследуеьюго сигнала. Одновременно с перезаписью информаоди в ЦЛЗ по каждому тактовому импульсу с входов ключей и выходов последних регистров ЦЛЗ подаются сигналы на входы коммутаторов 6 и 13 соответственно. Коммутаторы с помощью синхрошзатора 15 осуществляют нобледовательный опрос входов ключей. Таким образом, частота выборок исследуемого и опорного сигналов на выходах коммутаторов в п раз выше, чем допустимая частота тактовых импульсов, подаваемых на ЦЛЗ. За счет этого можно существенно повысить быстродействие схемы и по каждому unkay рециркуляции определить значе1ше функции взаимной корреляции для фиксированного значения допплеровского изменения частоты. Изменение задержки между исследуемым и опорным сигнала й1 производится автоматически за счет продвижения сигнала в ЦЛЗ исследуемого сигнала по каждому записи, а изменение частоты тактовых импульсов на каждом цикле рециркуляц1ш в канал опорного сигнала позволяет путем изменения временного масштаба опорного сигнала компенсировать возмохотое допплеровское смещение в исследуемом сигнале. Построедае цифровых корреляторов для обнаружения эхосигналов по предлагаемой схеме позволяет существенно расишрить возмох ности трактов обработки при незначительном услояшении устройства синхронизации по сравнешю с извест}Ш1ми устройствагуш корреляционной обработки сигналов, что позволяет существенно уменьшить весо-габаритные данные приемного тракта за счет сокращения объема аппаратуры, необходимой для реализации допплеровских каналов. Наличие быстродействующего какала опорного сигнала открывает возможность реализации адаптивных принщтов корреляцио П{ой обработки, при которых удается обеспечить эффективную обработку зхосигнала при широком выборе зондирующих сигналов без изменения функциональной схемы приемного тракта. Это, в свою очередь, позволяет в ашьнрй мере кнфицировать приемные Тракты различных станш й на основе принципа базовости. Формула изобретения Цифровой коррелятор для обнаружения эхосигналов, содержащий два канала, каждьп из Которых содержит последовательно соединенньге 36 первый ключ, первую цифровую линию задержки, второй ключ, вторую цифровую линию задержки и коммутатор, причем выходы коммутаторов обоих каналов подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого соед5шен с входом блока усреднения, первый вход первого ключа первого канала подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, вход которого является входом коррелятора, первый вход первого ключа второго канала соединен с выходом генератора опорного сигнала, управляющий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход которого подключен к управляющим входам ключей и коммутаторов обоих каналов, третий выход синхрошзатора соединен с входом генератора постоянной частоты, выход которого подключен к управляющим входам щ|фроБЫх линий задержки первого канала, вторые выходы вторых цифровых лш1ий задержки подключены соответственно к вторым входам первых ключей своего канала, о т л и ч а ю щ и -и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия дифрового коррелятора, в него введен генератор переменной частоты, вход которого подключен к четвертому выходу синхрсшгзатора, при этом выход генератора перюменнсй частоты соединен с управляющими входами ц} фровых лЕшш задержки второго канала, выходы первых щ{фровых шний задержки соещ1нены с третьим входом первььх ключей и с другим входом коммутатора своего канала, а первый выход второй цифровой Л1шии задержки в каж-дом канале подключен к второму входу второго ключа. Источюши информзщет, принятые во внимаШ5е при экспертизе 1.Патент США N 3303335, кл. 235-181, 1963. 2.Патент США № 3777019, кл. 235-181, 1973.