PL201240B1 - The manner and the system for detection of short location signals - Google Patents
The manner and the system for detection of short location signalsInfo
- Publication number
- PL201240B1 PL201240B1 PL381752A PL38175207A PL201240B1 PL 201240 B1 PL201240 B1 PL 201240B1 PL 381752 A PL381752 A PL 381752A PL 38175207 A PL38175207 A PL 38175207A PL 201240 B1 PL201240 B1 PL 201240B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- signal
- filtration
- signals
- frequency
- weighting factors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
1. Sposób wykrywania krótkich sygnałów lokacyjnych BT<100 z liniową modulacją częstotliwości (sygnały chirp) wykorzystujący filtracje dopasowaną w dziedzinie czasu i usuwanie ujemnych splotów, znamienny tym, że zastosowane zostało jedno wspólne analogowo-cyfrowe przetwarzanie sygnału wejściowego dla n równoległych filtracji dopasowanych o różnych charakterystykach impulsowych i n rozmytych analiz ekstremalnych, natomiast analogowocyfrowe przetwarzanie sygnału odbywa się z częstotliwością próbkowania (Fs) bliską częstotliwości Nyquista odpowiednio dobranej dla tego sygnału, przy czym każda filtracja sygnału wejściowego realizowana jest na podstawie splotu w dziedzinie czasu próbek sygnału wejściowego oraz współczynników wagowych charakterystyki impulsowej wyznaczanych odmiennie dla każdej z tych filtracji, zaś wyniki każdej filtracji poddane zostają operacjom nieliniowym, a w dalszej kolejności rozmytej analizie ekstremalnej natomiast współczynniki wagowe każdej filtracji zostają dobierane w oparciu o przerzedzony n-krotnie i odwrócony zbiór próbek tego sygnału określanych przy zastosowaniu częstotliwości próbkowania n-krotnie większej niż (Fs) przy czym liczba współczynników wagowych każdej filtracji jest jednakowa i wyznaczana w zależności od czasu trwania impulsu (Ti) i częstotliwości (Fs) równej N = ENT(Ti-Fs)1. A method for detecting short BT<100 location signals with linear frequency modulation (chirp signals) using time-domain matched filtration and negative convolution removal, characterized in that one common analog-to-digital processing of the input signal is used for n parallel matched filtrations with different impulse characteristics and n fuzzy extreme analyses, while the analog-to-digital processing of the signal is performed with a sampling frequency (Fs) close to the Nyquist frequency appropriately selected for this signal, wherein each input signal filtration is performed on the basis of time-domain convolution of input signal samples and impulse characteristic weighting coefficients determined differently for each of these filtrations, and the results of each filtration are subjected to non-linear operations, and then to fuzzy extreme analysis, while the weighting coefficients of each filtration are selected on the basis of an n-fold thinned and inverted set of samples of this signal determined using a sampling frequency n-fold greater than (Fs), wherein the number of weighting factors of each filtration are the same and determined depending on the pulse duration (Ti) and frequency (Fs) equal to N = ENT(Ti-Fs)
Description
(21) Numer zgł°szenia: 381752 (5) )lntclH04L 27/00 (2006.01) H03H 17/00 (2006.01) (21) er from Num ° Shen D ia: 381752) (5) lntcl H04L 27/00 (2006.01) H03H 17/00 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 13.02.2007 (54)Patent Office of the Republic of Poland (22) Date of filing: February 13, 2007 (54)
Sposób i układ do wykrywania krótkich sygnałów lokacyjnych (73) Uprawniony z patentu:The method and system for detecting short location signals (73) The right holder of the patent:
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich,Bydgoszcz,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:University of Technology and Life Sciences Jana i Jędrzeja Śniadeckich, Bydgoszcz, PL (43) Application was announced:
18.08.2008 BUP 17/08 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:18.08.2008 BUP 17/08 (45) The following was announced about the grant of the patent:
31.03.2009 WUP 03/09 (72) Twórca(y) wynalazku:31.03.2009 WUP 03/09 (72) Inventor (s):
Włodzimierz Pogribny,Bydgoszcz,PL Igor Rozhankivsky,Bydgoszcz,PL Tadeusz Leszczyński,Bydgoszcz,PL (74) Pełnomocnik:Włodzimierz Pogribny, Bydgoszcz, PL Igor Rozhankivsky, Bydgoszcz, PL Tadeusz Leszczyński, Bydgoszcz, PL (74) Plenipotentiary:
Jankowski Piotr,Jankowski Piotr,
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy (57) 1. Sposób wykrywania krótkich sygnałów lokacyjnychUniversity of Technology and Life Sciences (57) 1. Method of detecting short location signals
BT<100 z liniową modulacją częstotliwości (sygnały chirp) wykorzystujący filtracje dopasowaną w dziedzinie czasu i usuwanie ujemnych splotów, znamienny tym, że zastosowane zostało jedno wspólne analogowo-cyfrowe przetwarzanie sygnału wejściowego dla n równoległych filtracji dopasowanych o różnych charakterystykach impulsowych i n rozmytych analiz ekstremalnych, natomiast analogowocyfrowe przetwarzanie sygnału odbywa się z częstotliwością próbkowania (Fs) bliską częstotliwości Nyquista odpowiednio dobranej dla tego sygnału, przy czym każda filtracja sygnału wejściowego realizowana jest na podstawie splotu w dziedzinie czasu próbek sygnału wejściowego oraz współczynników wagowych charakterystyki impulsowej wyznaczanych odmiennie dla każdej z tych filtracji, zaś wyniki każdej filtracji poddane zostają operacjom nieliniowym, a w dalszej kolejności rozmytej analizie ekstremalnej natomiast współczynniki wagowe każdej filtracji zostają dobierane w oparciu o przerzedzony n-krotnie i odwrócony zbiór próbek tego sygnału określanych przy zastosowaniu częstotliwości próbkowania n-krotnie większej niż (Fs) przy czym liczba współczynników wagowych każdej filtracji jest jednakowa i wyznaczana w zależności od czasu trwania impulsu ¢) i częstotliwości (Fs) równej N = ENT(Ti-Fs).BT <100 with linear frequency modulation (chirp signals) using time-domain matched filtering and negative convolution removal, characterized in that one common analog-to-digital input signal processing is used for n parallel matched filters with different impulse characteristics and fuzzy extreme analyzes, while analog-to-digital signal processing is performed with a sampling frequency (Fs) close to the Nyquist frequency appropriately selected for this signal, each filtering of the input signal is carried out on the basis of a convolution in the time domain of the input signal samples and the weighting factors of the impulse characteristic determined differently for each of these filters , while the results of each filtration are subjected to non-linear operations, and then to fuzzy extreme analysis, while the weighting factors of each filtration are selected based on n-fold thinned and inverted b The sample of this signal is determined using a sampling frequency n times greater than (Fs), with the number of weighting factors for each filtration being the same and determined depending on the pulse duration ¢) and the frequency (Fs) equal to N = ENT (Ti-F s) ).
PL 201 240 B1PL 201 240 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do wykrywania krótkich sygnałów lokacyjnych (BT<100) z liniową modulacją częstotliwości, w którym skuteczność wykrywania tego typu sygnałów przy zastosowaniu technik cyfrowych i filtracji dopasowanej w dziedzinie czasu zależy w znacznym stopniu od fazy początkowej sygnału oraz częstotliwości jego próbkowania.The present invention relates to a method and system for detecting short location signals (BT <100) with linear frequency modulation, in which the effectiveness of detecting this type of signals using digital techniques and time-warped filtering largely depends on the initial phase of the signal and its sampling frequency. .
Istota sposobu wg wynalazku charakteryzuje się tym, że w celu zwiększenia czułości i rozdzielczości wykrywania krótkich chirp sygnałów wykorzystane zostało jedno wspólne analogowo-cyfrowe przetwarzanie sygnału wejściowego i n równoległych filtracji dopasowanych., przy czym analogowocyfrowe przetwarzanie sygnału odbywa się z częstotliwością próbkowania Fs bliską częstotliwości Nyquista natomiast każda filtracja sygnału wejściowego odbywa się na podstawie splotu w dziedzinie czasu próbek sygnału wejściowego oraz współczynników wagowych charakterystyki impulsowej wyznaczanych odmiennie dla każdej z tych filtracji, zaś wyniki każdej filtracji poddane zostają operacjom nieliniowym, a w dalszej kolejności rozmytej analizie ekstremalnej w celu znalezienia maksymalnej wartości splotów.The essence of the method according to the invention is characterized by the fact that in order to increase the sensitivity and resolution of the detection of short chirp signals, one common analog-to-digital processing of the input signal and parallel matched filtering was used, while the analog-to-digital signal processing takes place with a sampling frequency Fs close to the Nyquist frequency, while each filtering of the input signal is performed on the basis of a convolution in the time domain of the input signal samples and the weighting factors of the impulse characteristic determined differently for each of these filters, and the results of each filtration are subjected to non-linear operations, and then to fuzzy extreme analysis in order to find the maximum value of the convolutions.
Rozmyta analiza ekstremalna polega na odnajdywaniu ekstremów sygnału za pomocą porównywania różnic sąsiednich splotów z zadanym a priori „przedziałem rozmytości ε”. Jeżeli Vy>s oraz \y+<:, gdzie Vyj=yj-yj_1, Vyj+i=yj+1-yj, to występuje lokalne maksimum funkcji, natomiast Vy,<i: oraz Vyi+i>e, to występuje lokalne minimum tej funkcji. W przypadku gdy | Vyil <ε oraz | Vyi+1| <ε występuje lokalna stałość sygnału, zaś wartość ε determinuje wyraźność ekstremów.Fuzzy extreme analysis consists in finding the extremes of the signal by comparing the differences of adjacent convolutions with the a priori given "fuzzy interval ε". If Vy> s and \ y + <:, where Vyj = yj-yj_ 1 , Vyj + i = yj +1 -yj, then there is a local maximum of the function, while Vy, <i: and Vyi + i> e, then there is local minimum of this function. Where | Vyil <ε and | Vy i + 1 | <ε there is local constancy of the signal, and the value of ε determines the clarity of the extremes.
Współczynniki wagowe każdej filtracji zostają dobierane w oparciu o przerzedzony n-krotnie i odwrócony zbiór próbek tego sygnału określanych przy zastosowaniu częstotliwości próbkowania n-krotnie większej niż Fs (tzn. równej n-Fs), przy tym liczba współczynników wagowych każdej filtracji jest jednakowa i wyznaczana w zależności od czasu trwania impulsu Ti i częstotliwości Fs równej N=ENT(Ti-Fs).The weighting factors for each filtration are selected based on an n-thinner and inverted set of samples of this signal determined using a sampling frequency n times greater than F s (i.e. equal to nF s ), while the number of weighting factors for each filtration is the same and determined depending on the duration of the pulse Ti and the frequency Fs equal to N = ENT (Ti-Fs).
Liczba próbek sygnału określona przy wykorzystaniu częstotliwości próbkowania n-krotnie większej niż Fs wynosi wtedy n, zaś otrzymane w taki sposób charakterystyki impulsowe każdej filtracji są przesunięte względem siebie o k=Ts/n (gdzie Ts=1/Fs), co odpowiada przesunięciu fazowemu 360°/n. Wynika z tego, że charakterystyka impulsowa każdego k-tego filtru składa się z k-tych próbek mieszczących się w każdym podstawowym okresie próbkowania Ts spośród ich ogólnej ilości N.The number of signal samples determined using a sampling frequency n times greater than Fs is then n, and the resulting impulse characteristics of each filtration are shifted to each other by ok = Ts / n (where Ts = 1 / Fs), which corresponds to a phase shift of 360 ° / n. It follows that the impulse characteristic of each k-th filter consists of the k-th samples falling in each basic sampling period Ts out of their total number N.
Dla wszystkich filtracji oprócz pierwszej początkowy współczynnik wagowy zostaje przyjęty jako równy zero. W ten sposób jedna spośród tych filtracji będzie najlepiej dopasowana do aktualnie odbieranego sygnału co pozwala na uzyskanie maksymalnej czułości i rozdzielczości dla tego sygnału.For all filters except the first, the initial weighting factor is set to be zero. In this way, one of these filters will be best suited to the currently received signal, which allows for maximum sensitivity and resolution for that signal.
Sposób według wynalazku przedstawiony został bliżej na niżej podanym przykładzie.The method according to the invention is presented in more detail in the example below.
Jako sygnał lokacyjny przyjęty został sygnał z liniową modulacją częstotliwości o parametrach:A signal with linear frequency modulation with the following parameters was adopted as the location signal:
- czas trwania impulsu Ti=2.5 μs;- pulse duration Ti = 2.5 μs;
- pasmo częstotliwości Af=15 MHz,- frequency band Af = 15 MHz,
- częstotliwość początkowa fi=0,- initial frequency fi = 0,
- częstotliwość końcowa f2=15 MHz, BT=37,5,- end frequency f2 = 15 MHz, BT = 37.5,
- faza początkowa φ0=95°,- initial phase φ 0 = 95 °,
- częstotliwość próbkowania sygnału Fs= 30.2 MHz.- signal sampling frequency Fs = 30.2 MHz.
Współczynniki wagowe charakterystyki impulsowej filtracji wyznaczane zostały w oparciu o przerzedzony 10 - krotnie zbiór próbek tego sygnału określonych przy zastosowaniu częstotliwości próbkowania 10 - krotnie większej niż Fs (tzn. n-Fs) i stosowaniu okna prostokątnego. Liczba współczynników wagowych wynosiła N=76.The weighting factors of the impulse filtration characteristic were determined on the basis of a 10 times thinned set of samples of this signal, determined using a sampling frequency 10 times greater than F s (ie nF s ) and the use of a rectangular window. The number of weighting factors was N = 76.
Wynik każdej filtracji został poddawany operacjom polegającym na usuwaniu ujemnych splotów.The result of each filtration was subjected to operations consisting in removing negative tangles.
Sygnał po filtracji przedstawiony został na rys. ii 2 w skali logarytmicznej przy zastosowanych przesunięciach k=0, k=5, (gdzie k e {a a=0,..,9}).The signal after filtration is shown in Fig. Ii 2 on a logarithmic scale with the applied shifts k = 0, k = 5, (where k e {a a = 0, .., 9}).
Spośród otrzymanych 151 (2-N-1) splotów określona została wartość maksymalna splotu, a następnie wielkość SNR (w dB) jako stosunek otrzymanych splotów do wartości maksymalnej.From the 151 (2-N-1) strands obtained, the maximum value of the strand was determined, and then the SNR value (in dB) as the ratio of the strands obtained to the maximum value.
Otrzymane wyniki pokazują na maksymalną rozdzielczość metody - tylko jedna próbka w listku głównym, oraz dużą czułość (duża wartość SNR) w przypadku pełnego dopasowania filtru do sygnału tzn. dla k=0.The obtained results show the maximum resolution of the method - only one sample in the main lobe, and high sensitivity (high SNR value) in the case of full filter matching to the signal, i.e. for k = 0.
Dla wszystkich innych k SNR będzie gorszy co ilustruje rys. 2 dla k=5.For all other k, the SNR will be worse as illustrated in Fig. 2 for k = 5.
Układ do wykrywania krótkich sygnałów lokacyjnych o wartości BT<100 z liniową modulacją częstotliwości charakteryzuje się tym, że od strony wejścia posiada jeden przetwornik analogoPL 201 240 B1 wo/cyfrowy 1, którego wyjście połączone jest z wejściami filtrów dopasowanych F1, F2, Fn, pracujących równolegle w oparciu o zestawy współczynników wagowych umieszczonych w pamięciach M1,The system for detecting short locating signals with a BT <100 value with linear frequency modulation is characterized by the fact that from the input side it has one analogue converter PL 201 240 B1 w / digital 1, the output of which is connected to the inputs of the matched filters F1, F2, Fn, working in parallel, based on sets of weighting factors stored in M1 memories,
M2, ..., Mn. Sygnały wyjściowe filtrów F1, F2, ..., Fn poddane są operacji obcięcia ujemnych wartości odpowiednio w blokach D1, D2, ..., Dn.M2, ..., Me. The outputs of the filters F1, F2, ..., Fn are subjected to negative value clipping in blocks D1, D2, ..., Dn, respectively.
Sygnały wyjściowe z bloków D1, D2, ..., Dn podane są odpowiednio na wejścia bloków AE1, AE2, ..., AEn. które wyznaczają maksymalną wartość splotu dla danego sygnału z uwzględnieniem zadanej granicy rozmytości ε.The output signals from blocks D1, D2, ..., Dn are given to the inputs of blocks AE1, AE2, ..., AEn, respectively. which determine the maximum value of convolution for a given signal taking into account the given fuzzy limit ε.
Sygnały z wyjść bloków AE1, AE2, ..., AEn są następnie podawane na blok MAX, który wybiera maksymalną wartość sygnału z podanych na jego wejście sygnałów i porównuje z zadanym progiem 5y i podejmuje decyzję o prawidłowej identyfikacji.The signals from the outputs of the blocks AE1, AE2, ..., AEn are then fed to the MAX block, which selects the maximum value of the signal from its input signals and compares it with a predetermined threshold 5y and makes a decision on the correct identification.
Zaletą układu według wynalazku jest możliwość zwiększenie czułości systemu lokacyjnego przy jednoczesnym zachowaniu maksymalnej rozdzielczości.The advantage of the system according to the invention is the possibility of increasing the sensitivity of the tracking system while maintaining the maximum resolution.
Układ według wynalazku przedstawiony został na schemacie przykładowego rozwiązania.The system according to the invention is shown in the diagram of an exemplary solution.
Układ składa się z przetwornika analogowo cyfrowego 1 filtrów F1, ..., Fn z pamięciami M1, ..., Mn, bloków D1, ..., Dn oraz bloków AE1, ..., Aen i bloku MAX.The system consists of an analog-to-digital converter, 1 filters F1, ..., Fn with memories M1, ..., Mn, blocks D1, ..., Dn and blocks AE1, ..., Aen and block MAX.
Działanie układu według wynalazku polega na tym, że do wejścia układu, którym jest przetwornik analogowo cyfrowy i pracujący z odpowiednio dobraną do sygnału częstotliwością próbkowania Fs doprowadzany jest sygnał z liniową modulacją częstotliwości. Otrzymane próbki sygnału są podawane równolegle na wejścia n-filtrów dopasowanych F1, F2, ..., Fn pracujących w oparciu o zestaw współczynników wagowych pamiętanych w pamięciach M1, M2, ..., Mn.The operation of the system according to the invention consists in the fact that a signal with linear frequency modulation is supplied to the input of the system, which is an analog-to-digital converter operating with a sampling frequency Fs appropriately selected for the signal. The obtained signal samples are sent in parallel to the inputs of n-matched filters F1, F2, ..., Fn working on the basis of a set of weighting factors stored in memories M1, M2, ..., Mn.
Sygnały wyjściowe filtrów F1, F2, ..., Fn poddane są operacji obcięcia ujemnych wartości odpowiednio w blokach D1, D2, ..., Dn. W ten sposób że w każdym kanale systemu wyniki splotów po eliminacji ujemnych splotów zostają poddane rozmytej analizie ekstremalnej w blokach AE1, AE2.....The outputs of the filters F1, F2, ..., Fn are subjected to negative value clipping in blocks D1, D2, ..., Dn, respectively. In this way, in each channel of the system, the results of convolutions after eliminating negative convolutions are subjected to a fuzzy extreme analysis in blocks AE1, AE2 .....
AEn, które wyznaczają maksymalną wartość splotu dla danego sygnału z uwzględnieniem granicy rozmytości ε.AEn, which determine the maximum value of the convolution for a given signal taking into account the fuzzy limit ε.
Sygnały z wyjść bloków AE1, AE2, ..., AEn podawane są następnie na blok MAX, który wybiera maksymalną wartość sygnału z podanych na jego wejście sygnałów i porównuje z zadanym progiem 5y.The signals from the outputs of the blocks AE1, AE2, ..., AEn are then fed to the MAX block, which selects the maximum value of the signal from the input signals and compares it with a predetermined threshold 5y.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL381752A PL201240B1 (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | The manner and the system for detection of short location signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL381752A PL201240B1 (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | The manner and the system for detection of short location signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL381752A1 PL381752A1 (en) | 2008-08-18 |
| PL201240B1 true PL201240B1 (en) | 2009-03-31 |
Family
ID=42984914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL381752A PL201240B1 (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | The manner and the system for detection of short location signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL201240B1 (en) |
-
2007
- 2007-02-13 PL PL381752A patent/PL201240B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL381752A1 (en) | 2008-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109034127B (en) | A spectrum anomaly detection method, device and electronic device | |
| CA2390244A1 (en) | Methods and apparatuses for signal analysis | |
| RU2018114673A (en) | AUDIO PROCESSING | |
| CA2116043C (en) | Programmable digital call progress tone detector | |
| CN107561357B (en) | A high-precision instantaneous frequency measurement method and device based on channelization | |
| RU2695542C1 (en) | Method for protection against narrow-band and pulse interference for a digital receiver | |
| Avci et al. | A new window based on exponential function | |
| PL201240B1 (en) | The manner and the system for detection of short location signals | |
| RU2683791C1 (en) | Method for determining types of radar signals in autocorrelation receiver | |
| Avci et al. | Cosine hyperbolic window family with its application to FIR filter design | |
| CN105116220B (en) | The signal analysis device and its analysis method of synchronizing signal separation and noise | |
| Aziz et al. | Spectrum sensing for cognitive radio using multicoset sampling | |
| CN206573720U (en) | A kind of interference rejection unit of gps system | |
| Zaitsev | Elimination on power line interference from ECG signal using combined bidirectional narrow-band notch filter | |
| PL216301B1 (en) | Method and system for detection of short position finding signals | |
| PL218299B1 (en) | Method and system for catching short noisy location signals | |
| US20030163268A1 (en) | Method of identifying spectral impulses for Rj Dj separation | |
| KR101483561B1 (en) | Pulse integration apparatus and sidelobe level decreasing method therof | |
| Lin et al. | Progressive decimation filter banks for variable resolution spectrum sensing in cognitive radios | |
| RU2726221C1 (en) | Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver | |
| Al-Ani | Study the characteristics of finite impulse response filter based on modified Kaiser window | |
| Pogribny et al. | Influence of chirp signal parameters on windowed matching filtration resolution | |
| RU2726188C1 (en) | Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver | |
| RU2454735C1 (en) | Method of processing speech signal in frequency domain | |
| RU2236687C2 (en) | Method of determining energy spectrum of noise electric signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20120213 |