Устройство для моделирования отраженных радиолокационных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G06N7/08 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТРАЖЕННЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использ вано для моделирования потока радиолокационных сигналов, отраженных от пространственно распределенных движущихся целей, например молний. Известно устройство для моделирования радиосигналов, содержащее датчик случайных чисел, коммутатор, счетчики, нелинейные преобразователи, блоки нормирования, генератор псевдослучайных чисел, регистр сдвига, ключ и сумматор lj. Недостатком устройства является невысокая точность воспроизведения радиосигнала. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройст во для моделирования отраженных ради локационных сигналов, содержащее источник тактовых импульсов, датчики случайных потоков, задающий генерато датчики случайных последовательностей, п-стабильный триггер с п-входами и выходами, первую и вторую группы схем совпадения, аремязадающие элементы и собирательную п-входовую схему. Общими существенными признаками известного и предлагаемого технических решений являются следующие элементы: генератор тактовых импульсов, задающий генератор, собирательная п-входовая схема, п-стабильный триггер с п входами и выходами, датчики случайных последовательностей, первая и вторая группы элементов И , времязадающие элементы, а также связи: входы триггера подключены к выходам датчиков случайных последовательностей, каждый выход п-стабильного триг- гера соединен с одним из входов первой группы элементов,И, выход каждого элемента И первой группы соединен с входами соответствующего времязадающего элемента, подключенного выходом к первому входу соответствующего элемента И второй группы Г2J. Однако оно не позволяет воспроизводить полный набор свойств отраженных радиолокационных сигналов, что ограничивает его фуню4иональные возможности, Так, например, при моделировании радиолокационных сигналов, отраженных от молнии, т.e.Z-радиолокационного портрета молнии, являющегося отобрамением молнии в парамет рах радиолокационных сигналов, определенного на интервале существования радиоэха, устройство должно моде -лировать следующие случайные величин и события: момент появления молнии; длительность существования радиолока ционного портрета молнии; удаленност отражающего элемента молнии для каждого зондирующего импульса станции; моме чтпоявления сигнала на i-ой дальности; длительность существования отраженного сигнала на -г-ой даль ности и амплитуду каждого отражённог сигнала. Кроме того, при моделироваНИИ необходимо учитывать динамические особенности радиолокационного портрета молнии: дискретный характер процесса получения сигналов, эффекты кратковременного пропадания отражённых сигналов, связанные со свойствами ионизированных каналов молний и циклический характер радиолокационного портрета молнии,связан ный с чередованием одиночных и групповых (распределенных по дальности отраженных сигналов. Однако известное устройство не по зволяет решить поставленную задачу в полном объеме.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известного устройства за счет воспроизведения радиолокационных отражений от пространственно распределенных движущихся целей.L

Для достижения поставленной цели в устройство для моделирования отраженных радиолокационных сигналов, содержащее задающий генератор импульсов, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, группу генераторов случайных последовательностей импульсов, выходы которых соединены с. соответствующими входами/многостабильного триггера, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соединены оо входами

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя 2 импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика 3 случайных сигналов. Быход генератора k тактовых импульсов соединен со входом первого элемента И 5, .другой вход которого подключен к выходу формирователя 2 импульсов. Выход первого элемента И 5 соединен с первым входом второго элемента И 6 и со входами элементов И 7 первой группы. Выход второго элемента И 6 соединен с первыми

входами элементов И 8 второй группы. Выход датчика 9 случайных напряжений соединен со входом генератора 10 линейно изменяющегося напряжения. соответствующих элементов задержки группы, выходы котЬрых соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, введены датчик случайных сигналов, формирователь импульсов, датчик случайного напряжения, генератор линейно изменяющегося напряжения, дифференцирующую цепочку, группу амплитудных модуляторов и два элемента И, выход задающего генератора импульсов соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика случайных импульсов, а выход формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход первого элемента И соедине1 со вторыми входами элементов И первой группы, с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, второй выход которого соединен со входом датчика случайного напряжения, выход которого соединен со вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен со входом блока дифференцирования, выход второго элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены со входами соответствующих амплитудных модуляторов группы, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

другой вход которого подключен к первому входу второго элемента И 6, второй вход которого соединен с первым выходом блока дифференцирования 11, второй выход которого соединен со 5 входом датчика случайных напряжений, а вход - с выходом генератора 10 линейно изменяющегося напряжения. Выходы датчиков 12 случайных последовательностей импульсов соединены со входами О На многостабильного триггера 13, выходы которого соединены со входами элементов И 7 первой группы, выходы которых через элементы Ц задержки соединены со вторыми входами элементов И 8 второй группы, выходы которы через амплитудные модуляторы 15 соединены со входами элемента ИЛИ 16, выход которого является выходом устройства. Устройство работает следующим.обраэом. Сигналом с задающего генератора 1 моделирующего моменты появления радио локационных портретов молний, запускается формирователь импульсов 2, вырабатывающий импульс, длительноЪть которого зависит от величины сигнала с датчика случайных сигналов 3, задающего закон распределения длительноети существования молнии. Сигнал с выхода формирования-импульсов 2 поступает на первый вход элемента И 5, на второй вход которого поступает си нал с выхода генератора тактовых импульсов , имитирующего импульсы посылки радиолокационной станции. Тактовые импульсы с выхода элемента И 5 поступают на первый вход элемента И 6 и первые входы элементов И 7 Тактовым импульсом с выхода элемента И 5 запускается генератор 10 линейно изменяющихся напряжений, выходной сигнал которого поступает на вход блока 11. Длительность участка нарастания напряжения в генераторе 1 определяется величиной порогового напряжения, задаваемого датчиком 9 который в общем случае является датчиком случайных сигналов. Сигналом положительной полярности на выходе блока 11 открывается элемент И 6. Пока длится участок нарастания напряжения в генераторе 10 элемент И 6 оказывается открытым и тактовые импульсы с выхода элемента И 5 проходят на первые входы второй группы элемент тов И 8. Переход к новому пороговому

напрях ению в блоке датчика 3 производится при поступлении на его вход сигнала отрицательной полярности с второго выхода блока 11. Таким образом, элементы 9-11 управляют длительностью циклов следования групповых сигналов и имитируют кратковременные замирания отраженных сигналов на период обратного хода в генераторе 10. входы -стабильного триггера 13 поступают случайные последовательнос ти со средними частотами i.-f,. Вре- . мя t/i - tji пребывания триггера 13 в каждом устойчивом состоянии пропорционально средним частотам датчиков 12 случайных последовательностей, поступающих на соответствующие входы и -стабильного триггера 13 i,:iz:-in -4 . . в момент прихода тактового импульса с выхода элемента И 5, имитирующего импульс посылки, принадлежащий портрету молнии,появляется сигнал на выходе элемента И 7, и запускается элемент , подключенный к -I-OMy плечу И-стабильного триггера 13, находящемуся в данный момент в единичном состоянии. Элемент k разрешает прохождение через соответствующие элементы И 8 Tat TOBoro импульса с выхода элемента И 6. Сигнал с выхода элемента И 8 через амплитудный модулятор 15 поступает на стабильную И-входовую схему 16 далее на выход устройства, Таким образом, формируется выходой сигнал, который имитирует резульат облучения молнии импульсами поылки радиолокационного портрета олнии, В дальнейшем, пока существует сигнал положительной полярности на выходе дифференцирующей цепочки 11, выходной сигнал устройства зависит только от работы элементов 12 и I. Как только на выходе блока 11 появляется сигнал отрицательней полярности, на выходе устройства сигнал пропадет (имитируется замирание сигнала молнии), а с помощью датчика 9 происходит настройка генератора 10 на новый цикл. Запуск генератора 10 осуществляется очередным тактовым импульсом. Моментом окончания следования информации о портрете молнии является момент окончания импульса на выходе формирователя импульсов 2. Таким образом, устройство позволяет имитировать закон появления вспышек -юямии элемент 1), длительность существования радиоэха молнии (элементы 2 и 3) удаленность ионизирова ных каналОв молнии (число п, выража ющее количество входов триггера, а также число элементов 7 8,12 и Н определяет возможности устройства по моделированию удаленности), момент появления сигналов (элементы 1, 12 И 13) и длительности их существования (элементы 7 и 1А) на различных дальностях амплитуды отраженных сигналов (элемент 15, эффект замирания и цикличность сигнала (элементы 9-11). Предлагаемое устройство позволяет в полном объеме решить поставленную задачу по моделированию отраженных радиолокационных сигналов от случайно появляющихся пространственно-распределенных ионизированных каналов молнии, а также расширить функциональные возможности известного устройства, имитируя как сам процесс пол чения отраженных сигналов, так и стохастическую природу Элементов и структуры радиолокационного портрета молнии. Это устройство может быть использовано для получения тестовых сигналов при конструировании и настройке аппаратуры обработки радиолокационных сигналов (наприме),прибора для получения изоконтуров молнии) , для настройки анализаторов слу чайных процессов, применяемых при автоматизированной обработке радиоло кационных сигналов, а также для моделирования каналов передачи информации , Формула изобретения Устройство для модели 6вания отра женных радиолокационных сигналов, содержащее задающий генератор импул сов, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, выход которого является выхбдом устройства, группу генераторов случайных последовательностей им пульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами многостабильного триггера, выходы Которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы. (ВЫХОДЫ которых соединены со входами соответствующих элементов задержки группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, отличающее с я тем, что, с целью расШирения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения радиолокационных отражений от пространственно распределенных движущихся целей, оно содержит датчик случайных сигналов, формирователь импульсов, датчик случайного напряжения, генератор линейно измеияющегося напряжения, блок дифференцирования, группу амплитудных модуляторов и два элемента И, выход задающего генератора импульсов соединен с первь1м входом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика случайных импульсов, а выход формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, в горой вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход первого элемента И соединен со вторыми входами элементов И первой группы, с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока дифференцирования, второй выход которого соединен со входом датчика случайного напряжения,. выход которого .соединен со вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен со входом блока дифференцирования, выход второго элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены со входами соответствующих амплитудных модуляторов группы, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Ь .Авторскоесвидетельство СССР W , кл. Н03 В 29/00, 1976. 2, Авторскоесвидетельство СССР № 369582, кл. GОб G , 1971 (прототип).

Д-,

гпгд

Ы