RU1840877C

RU1840877C - Device for analysing modulation parameters of composite radar signals

Info

Publication number: RU1840877C
Application number: SU2235624/07A
Authority: RU
Inventors: Петр Ефимович Короткий; Георгий Иванович Личко; Валентин Леонтьевич Ясинский
Original assignee: Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority date: 1978-04-13
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: device has a phase-shift keyed (PSK) signal processing channel, series-connected autocorrelator, frequency deviation metre, a switching unit and series-connected control pulse former and chirp signal characteristic generating unit, wherein the first input of the PSK signal processing channel is connected to inputs of the autocorrelator and the control pulse former, and the second and third inputs are connected to the first and second outputs of the control pulse former and the second and third inputs of the frequency deviation metre, and two outputs are connected to second and third inputs of the switching unit, respectively, the fourth input of which is connected to the output of the chirp signal characteristic generating unit. The device also includes, between the second output of the control pulse former and the second input of the chirp signal characteristic generating unit, series-connected first delay line and switch and second delay line and switch, wherein the second input of the first switch is connected to the output of the autocorrelator and the second input of the second switch is connected to the input of the first delay line.

EFFECT: high reliability of determining the type of modulation of radar signals.

1 dwg

Description

Изобретение относится к приемникам импульсной информации, работающим в широком диапазоне параметров сигналов в области радиолокации, радионавигации, радиоразведки, в частности предназначено для приема информации в виде радиоимпульсных сложных сигналов, определения вида модуляции и измерения параметров модуляций этих сигналов.The invention relates to pulsed information receivers operating in a wide range of signal parameters in the field of radar, radio navigation, radio reconnaissance, in particular, it is intended for receiving information in the form of complex pulse signals, determining the type of modulation and measuring the modulation parameters of these signals.

В настоящее время известны устройства анализа параметров модуляции сложных сигналов.Currently, devices for analyzing modulation parameters of complex signals are known.

Известно устройство, производящее измерение частоты биений сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), определение числа перебросов фазы сигналов с бинарной фазовой манипуляцией 0, π (ФМ) и формирование признака вида модуляции сигнала. Одноканальность автокоррелятора известного устройства обуславливает узкий диапазон рабочих частот при анализе ФМ сигналов, а суммирование шумов полосового фильтра нижних частот на входе измерителя приводит к низкой чувствительности измерительного канала устройства.A device is known for measuring the beat frequency of signals with linear frequency modulation (LFM), determining the number of phase jumps of signals with binary phase shift keying 0, π (FM) and generating a sign of the type of signal modulation. The single-channel autocorrelator of a known device causes a narrow range of operating frequencies in the analysis of FM signals, and the summation of the noise of a low-pass bandpass filter at the input of the meter leads to low sensitivity of the measuring channel of the device.

Известно устройство, также производящее измерение частоты биений ЛЧМ сигналов, определение числа перебросов фазы в коде ФМ сигнала и формирование признака вида модуляции. Известное устройство хотя и отличается высокой чувствительностью, но узкие диапазон рабочих частот и диапазон анализируемых параметров модуляции сложных сигналов существенно ограничивают его практическое использование.A device is also known that also measures the frequency of beats of chirp signals, determining the number of phase jumps in the code of the FM signal and generating a sign of the type of modulation. The known device, although it is characterized by high sensitivity, but the narrow range of operating frequencies and the range of the analyzed modulation parameters of complex signals significantly limit its practical use.

Устройство по авт. свид. №1840896 (заявка 2206387 от 05.07.1976 г.) производит те же операции, что первый и второй аналоги. Известное устройство характеризуется высокой чувствительностью, широкими диапазонами измерения рабочих частот и параметров модуляции сложных сигналов. Кроме того, это устройство исключает прохождение импульсных сигналов с постоянной частотой заполнения (простых сигналов).The device according to ed. testimonial. No. 1840896 (application 2206387 of 07/05/1976) performs the same operations as the first and second analogues. The known device is characterized by high sensitivity, wide ranges of measurement of operating frequencies and modulation parameters of complex signals. In addition, this device eliminates the passage of pulse signals with a constant frequency of filling (simple signals).

Недостатком этого устройства, а также рассмотренных выше аналогов является ложное формирование признака ЛЧМ сигнала при воздействии реальных простых сигналов, что существенно снижает достоверность определения вида модуляции импульсных сигналов. В настоящее время еще велик удельный вес РЛС, применяющих простые импульсные сигналы. Тонкий анализ структуры реальных простых сигналов, вырабатываемых передатчиками магнетронного и клистронного типа, показал, что на переднем и заднем фронтах этих сигналов имеет место паразитная частотная модуляция, девиация частоты которой имеет порядок несколько мегагерц и длительность порядка несколько десятых долей микросекунды.The disadvantage of this device, as well as the analogs discussed above, is the false formation of a sign of the LFM signal when exposed to real simple signals, which significantly reduces the reliability of determining the type of modulation of pulsed signals. Currently, the relative weight of radars using simple pulsed signals is still large. A thin analysis of the structure of real simple signals generated by the magnetron and klystron type transmitters showed that there is parasitic frequency modulation at the leading and trailing edges of these signals, the frequency deviation of which is of the order of several megahertz and the duration is of the order of several tenths of a microsecond.

Экспериментальными исследованиями макета устройства по авторскому свидетельству №1840896 установлено, что автокоррелятор в канале обработки ЛЧМ сигнала выделяет биения на фронтах простого сигнала, которые приводят к формированию признака ЛЧМ сигнала, в результате чего известное устройство выдает ложную информацию о наличии ЛЧМ сигнала, тогда как на самом деле был принят реальный простой сигнал, т.е. известное устройство имеет низкую достоверность определения вида модуляция.Experimental studies of the model of the device according to copyright certificate No. 1840896 found that the autocorrelator in the channel for processing the LFM signal emits beats at the fronts of a simple signal, which lead to the formation of a sign of the LFM signal, as a result of which the known device gives false information about the presence of the LFM signal, whereas in fact, a real simple signal was received, i.e. The known device has a low reliability of determining the type of modulation.

Предлагаемое устройство устраняет этот недостаток, что приводит к существенному повышению достоверности определения вида модуляции. Прототипом заявляемого устройства является устройство по а.с. №1840896, описанное в заявке 2206387 от 05.07.1976 г., которое содержит канал обработки ФМ сигнала, канал обработки ЛЧМ сигнала, формирователь управляющих импульсов и схему коммутации. В канал обработки ЛЧМ сигнала входит автокоррелятор, схема формирования признака ЛЧМ сигнала, схема измерения девиации частоты, причем выход автокоррелятора подключен к соединенным вместе первым входам схемы формирования признака ЛЧМ сигнала и схемы измерения девиации частоты. Первый вход канала обработки ФМ сигнала и входы автокоррелятора и формирователя управляющих импульсов соединены вместе и являются входом устройства. Первый и второй выходы канала обработки ФМ сигнала и выходы схем формирования признака ЛЧМ сигнала и измерения девиации частоты соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами схемы коммутации; первый и второй выходы формирователя управляющих импульсов соединены соответственно со вторым и третьим входами схемы измерения девиации частоты и канала обработки ФМ сигнала. Второй выход формирователя управляющих импульсов подключен также ко второму входу схемы формирования признака ЛЧМ сигнала.The proposed device eliminates this drawback, which leads to a significant increase in the reliability of determining the type of modulation. The prototype of the claimed device is a device by.with. No. 1840896, described in application 2206387 of 07/05/1976, which contains a channel for processing the FM signal, a channel for processing the LFM signal, a driver of control pulses and a switching circuit. An autocorrelator, a signal generating circuit for the LFM signal, a frequency deviation measuring circuit are included in the channel for processing the LFM signal, and the output of the autocorrelator is connected to the first inputs of the signal generating circuit for the LFM signal and the frequency deviation measuring circuit. The first input of the FM signal processing channel and the inputs of the autocorrelator and the control pulse generator are connected together and are the input of the device. The first and second outputs of the FM signal processing channel and the outputs of the chirp signal generating and frequency deviation measuring circuits are connected respectively to the first, second, third and fourth inputs of the switching circuit; the first and second outputs of the control pulse generator are connected respectively to the second and third inputs of the frequency deviation measuring circuit and the FM signal processing channel. The second output of the control pulse shaper is also connected to the second input of the chirp signal generating circuit.

Как указывалось выше, недостатком известного устройства является низкая достоверность определения вида модуляции сигналов.As indicated above, a disadvantage of the known device is the low reliability of determining the type of modulation of the signals.

Целью настоящего изобретения является повышение достоверности определения вида модуляции радиолокационных сигналов.The aim of the present invention is to increase the reliability of determining the type of modulation of radar signals.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство анализа параметров модуляции сложных радиолокационных сигналов, содержащее канал обработки ФМ сигнала, канал обработки ЛЧМ сигнала, в который входят автокоррелятор, схема формирования признака ЛЧМ сигнала, схема измерения девиации частоты, причем выход автокоррелятора подключен к первому входу схемы измерения девиации частоты, формирователь управляющих импульсов, схему коммутации, при этом первый вход канала обработки ФМ сигнала и входы автокоррелятора и формирователя управляющих импульсов соединены вместе и являются входом устройства, а первый и второй выходы канала обработки ФМ сигнала соответственно подключены к первому и второму входам схемы коммутации, третий и четвертый входы которой соответственно соединены с выходами схемы формирования признака ЛЧМ сигнала и схемы измерения девиации частоты; первый и второй выходы формирователя управляющих импульсов соответственно подключены ко второму и третьему входам канала обработки ФМ сигнала и схемы измерения девиации частоты, а второй выход формирователя управляющих импульсов подключен также ко второму входу схемы формирования признака ЛЧМ сигнала, дополнительно введены первая линия задержки и цепь последовательно соединенных первого ключа, второй линии задержки и второго ключа, которая включена между выходом автокоррелятора и первым входом схемы формирования признака ЛЧМ сигнала, причем первый выход формирователя управляющих импульсов непосредственно и через первую линию задержки соответственно подключен к управляющим входам второго и первого ключей.This goal is achieved by the fact that in the known device for the analysis of modulation parameters of complex radar signals containing the channel for processing the FM signal, the channel for processing the LFM signal, which includes an autocorrelator, a circuit for generating a sign of the LFM signal, a circuit for measuring frequency deviation, the output of the autocorrelator is connected to the first input frequency deviation measuring circuits, control pulse shaper, switching circuit, while the first input of the FM signal processing channel and the inputs of the autocorrelator and shaper control ulation pulses are coupled together and input device, and the first and second outputs of the FM signal processing channel are connected respectively to first and second inputs of the switching circuit, the third and fourth inputs which are respectively connected to the outputs of the formation characteristic signal and the chirp scheme frequency deviation-measuring circuit; the first and second outputs of the control pulse shaper are respectively connected to the second and third inputs of the FM signal processing channel and the frequency deviation measurement circuit, and the second output of the control pulse shaper is also connected to the second input of the chirp signal generation circuit, an additional delay line and a series-connected circuit are additionally introduced the first key, the second delay line and the second key, which is connected between the output of the autocorrelator and the first input of the chirp signal generating circuit la, and the first output of the driver of the control pulses directly and through the first delay line, respectively, is connected to the control inputs of the second and first keys.

Введение в известное устройство дополнительных элементов и связей позволило получить новый эффект - повышение достоверности определения вида модуляции радиолокационных сигналов путем исключения влияния паразитной частотной модуляции на фронтах простых сигналов на схему формирования признака ЛЧМ сигнала.The introduction of additional elements and connections into the known device made it possible to obtain a new effect - increasing the reliability of determining the type of modulation of radar signals by eliminating the influence of spurious frequency modulation at the fronts of simple signals on the pattern of generating a chirp signal.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device.

Устройство состоит из канала обработки ФМ сигнала 1, канала обработки ЛЧМ сигнала, формирователя управляющих импульсов 3 и схемы коммутации 10. Канал обработки ЛЧМ сигнала включает схему измерения девиации частоты 5, линию задержки 6 и цепь последовательно соединенных автокоррелятора 2, ключа 4, линии задержки 7, ключа 8 и схемы формирования признака ЛЧМ сигнала 9. Первый вход канала обработки ФМ сигнала 1 и входы автокоррелятора 2 и формирователя управляющих импульсов 3 соединены вместе и являются входом устройства.The device consists of a channel for processing the FM signal 1, a channel for processing the LFM signal, a shaper of control pulses 3 and a switching circuit 10. The channel for processing the LFM signal includes a circuit for measuring frequency deviation 5, a delay line 6, and a chain of serially connected autocorrelator 2, key 4, and delay line 7 , a key 8 and a signal generating circuit for the sign of the LFM signal 9. The first input of the FM signal processing channel 1 and the inputs of the autocorrelator 2 and control pulse shaper 3 are connected together and are the input of the device.

Выход автокоррелятора 2 подключен к первому входу схемы измерения девиации частоты 5. Первый ("вид модуляции") и второй ("параметры модуляции") выходы канала обработки ФМ сигнала 1 подключены соответственно к первому и второму входам схемы коммутации 10, третий и четвертый входы которой подключены соответственно к выходам схемы формирования признака ЛЧМ сигнала 9 и схемы измерения девиации частоты 5.The output of the autocorrelator 2 is connected to the first input of the frequency deviation measuring circuit 5. The first ("modulation type") and second ("modulation parameters") outputs of the FM processing channel 1 are connected to the first and second inputs of switching circuit 10, the third and fourth inputs of which connected respectively to the outputs of the circuit for generating the sign of the chirp signal 9 and the circuit for measuring frequency deviation 5.

Первый и второй выходы формирователя управляющих импульсов 3 подключены соответственно ко второму и третьему входам канала ФМ сигнала 1 и схемы измерения девиации частоты 5. Кроме того, первый выход формирователя управляющих импульсов 3 непосредственно и через линию задержки 6 подключен соответственно к управляющим входам ключей 8 и 4, а второй выход формирователя управляющих импульсов 3 подключен также ко второму входу схемы формирования признака ЛЧМ сигнала 9.The first and second outputs of the control pulse shaper 3 are connected respectively to the second and third inputs of the FM signal channel 1 and the frequency deviation measurement circuit 5. In addition, the first output of the control pulse shaper 3 is directly and via a delay line 6 connected respectively to the control inputs of the keys 8 and 4 and the second output of the shaper of control pulses 3 is also connected to the second input of the circuit for generating a sign of the chirp signal 9.

Работа устройства заключается в следующем. Сигнал, параметры модуляции которого необходимо проанализировать, поступает в канал обработки ФМ сигнала 1, в канал обработки ЛЧМ сигнала и на формирователь управляющих импульсов 3. Канал обработки ФМ сигнала 1 и канал обработки ЛЧМ сигнала решают задачи измерения параметров модуляции и определения вида модуляции на основе автокорреляционного метода путем обработки результата, полученного после перемножения задержанного и незадержанного сигналов.The operation of the device is as follows. The signal, the modulation parameters of which must be analyzed, enters the channel for processing the FM signal 1, in the channel for processing the LFM signal and for the driver pulse 3. The channel for processing the FM signal 1 and the channel for processing LFM signal solve the problems of measuring the modulation parameters and determine the type of modulation based on the autocorrelation method by processing the result obtained after multiplying the delayed and uncontrolled signals.

Формирователь управляющих импульсов 3 вырабатывает на первом выходе управляющий импульс "строб", временное положение и длительность которого соответствуют временному положению и длительности огибающей входного радиосигнала. На втором выходе формирователя управляющих импульсов 3 вырабатывается через заданное время после заднего фронта огибающей радиосигнала импульс "сброс", который подготавливает устройство к приему и обработке новой информации.The driver pulse generator 3 generates at the first output a control pulse "strobe", the temporary position and duration of which correspond to the temporary position and duration of the envelope of the input radio signal. At the second output of the shaper of control pulses 3, a reset pulse is generated after a specified time after the trailing edge of the envelope of the radio signal, which prepares the device for receiving and processing new information.

В канале обработки ЛЧМ сигнала с выхода автокоррелятора 2 сигнал поступает на нормально закрытый ключ 4, который открывается импульсом "строб" с первого выхода формирователя управляющих импульсов 3, задержанным линией задержки 6 на время паразитной частотной модуляции переднего фронта входного радиосигнала. Таким образом, на выходе ключа 4 биения, образующиеся в автокорреляторе 2 за счет паразитной частотной модуляции на переднем фронте входного радиосигнала, отсутствуют. Для того чтобы избавиться от аналогичного явления на заднем фронте сигнала, служит линия задержки 7 и ключ 8, причем сигнал с выхода ключа 4 задержан линией задержки 7 на время паразитной частотной модуляции заднего фронта входного радиосигнала, а нормально закрытый ключ 8 открывается незадержанным импульсом "строб" с первого выхода формирователя управляющих импульсов 3. Таким образом, на выходе ключа 8 биения, образующиеся в автокорреляторе 2 за счет паразитной частотной модуляции на заднем фронте входного радиосигнала, также отсутствуют, и на первый вход схемы формирования признака ЛЧМ сигнала 9 поступает "чистый" сигнал без частей импульса, пораженных паразитной частотной модуляцией по переднему и заднему фронтам.In the channel for processing the LFM signal from the output of the autocorrelator 2, the signal is supplied to a normally closed key 4, which is opened by a "strobe" pulse from the first output of the control pulse former 3, delayed by the delay line 6 for the period of spurious frequency modulation of the leading edge of the input radio signal. Thus, at the output of the key 4, beats generated in the autocorrelator 2 due to spurious frequency modulation at the leading edge of the input radio signal are absent. In order to get rid of a similar phenomenon at the trailing edge of the signal, a delay line 7 and key 8 are used, moreover, the signal from the output of key 4 is delayed by the delay line 7 for the period of parasitic frequency modulation of the trailing edge of the input radio signal, and the normally closed key 8 opens with an uncontrolled pulse "from the first output of the control pulse shaper 3. Thus, at the output of the key 8, the beats generated in the autocorrelator 2 due to spurious frequency modulation at the trailing edge of the input radio signal are also absent, and the “clean” signal without pulse parts struck by parasitic frequency modulation along the leading and trailing edges is fed to the first input of the chirp sign of the signal 9.

Схема коммутации 10 служит для распределения поступающей из канала обработки ФМ сигнала 1 и канала обработки ЛЧМ сигнала информации о виде модуляции и о параметрах модуляции по соответствующим выходам, причем информация о параметрах модуляции может поступить на выход только после поступления информации о соответствующем виде модуляции.The switching circuit 10 serves to distribute the information on the modulation type and the modulation parameters to the corresponding outputs coming from the channel for processing the FM signal 1 and the channel for processing the LFM signal, and information about the modulation parameters can be output only after the information about the corresponding type of modulation is received.

Поскольку незначительное уменьшение длительности отклика автокоррелятора 2 не влияет на формирование признака ЛЧМ сигнала схемой 9, а для точного измерения девиации частоты схемой 5 необходимо иметь всю длительность отклика автокоррелятора 2, то ключ 4 с линией задержки 6 в цепи управляющего входа, линия задержки 7 и ключ 8, вызывающие укорочение импульса на время, равное сумме времени задержки в линиях задержки 6 и 7, включены в цепь формирования признака ЛЧМ сигнала и на точность измерения девиации частоты не влияют.Since a slight decrease in the response time of the autocorrelator 2 does not affect the formation of the sign of the LFM signal by circuit 9, and for accurate measurement of the frequency deviation by circuit 5, it is necessary to have the entire duration of the response of the autocorrelator 2, then key 4 with a delay line 6 in the control input circuit, delay line 7, and key 8, causing the pulse to be shortened by a time equal to the sum of the delay time in the delay lines 6 and 7, are included in the signal generating circuit of the LFM signal and do not affect the accuracy of measuring the frequency deviation.

Все элементы предлагаемого устройства выполнены по известным типовым схемам.All elements of the proposed device are made according to known standard schemes.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить новый эффект - повышение достоверности определения вида модуляции. Это позволяет в системах радиотехнической разведки и пассивного целеуказания улучшить качество решения задач селекции и идентификации сигналов, повысить вероятность правильного опознавания типа РЛС и ее носителя, а также повысить эффективность радиоэлектронного подавления РЛС вероятного противника системами радиопротиводействия.Thus, the proposed device allows to obtain a new effect - increasing the reliability of determining the type of modulation. This allows to improve the quality of solving problems of selection and identification of signals in systems of electronic intelligence and passive target designation, to increase the likelihood of correct identification of the type of radar and its carrier, and also to increase the effectiveness of electronic suppression of the radar of a likely enemy by radio countermeasures systems.

Claims

A device for analyzing modulation parameters of complex radar signals, comprising a phase-manipulated (FM) signal processing channel, an autocorrelator connected in series, a frequency deviation meter and a switching unit and serially connected control pulse shaper and a linear frequency-modulated (LFM) signal generating unit, while the first input of the FM signal processing channel is connected to the inputs of the autocorrelator and the control pulse generator, and the second and third inputs are connected to the first and the second outputs of the control pulse generator and the second and third inputs of the frequency deviation meter, and the two outputs, respectively, with the second and third inputs of the switching unit, the fourth input of which is connected to the output of the signal generating unit for the LFM signal, characterized in that, in order to increase the reliability of determining the type modulation of radar signals, between the second output of the driver pulse generator and the second input of the block for generating a sign of the LFM signal, the first line is connected in series aderzhki and key and the second delay line and the key, the second input of the first switch connected to the output of the autocorrelator and a second input of the second switch to the input of the first delay line.