RU2017167C1 - Pulse doppler locator - Google Patents

Pulse doppler locator Download PDF

Info

Publication number
RU2017167C1
RU2017167C1 SU5020981A RU2017167C1 RU 2017167 C1 RU2017167 C1 RU 2017167C1 SU 5020981 A SU5020981 A SU 5020981A RU 2017167 C1 RU2017167 C1 RU 2017167C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
inputs
delay
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.И. Попов
С.В. Герасимов
Е.Н. Матаев
Original Assignee
Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рязанский Радиотехнический Институт filed Critical Рязанский Радиотехнический Институт
Priority to SU5020981 priority Critical patent/RU2017167C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2017167C1 publication Critical patent/RU2017167C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio detection and ranging. SUBSTANCE: pulse Doppler locator has five selectors 1,2,12,13,16, two NOT elements 3,14, two time- delay units 4,5, two inverters 6,15, complex number multiplier, 7, smoothing unit 8, phase computing unit 9, delay element 10, subtracter 11, integrating unit 17, thresholder 18, two storage elements 19, 21, multiplier 20, plurality of control unit 22,22-3-1-5-6-7-8-9-10-11- 12-16-20; 8-17-18-18,22-14-12; 22-13-15-16; 9-11; 1-2-4-5- 7; 4-7; 22-2; 21-20; 19-18. EFFECT: increased performance efficiency. 4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для измерения скорости объекта; может быть использовано в радиолокационных системах распознавания, а также радиолокационных станциях управления воздушным движением для обнаружения и измерения скорости летательных аппаратов. The invention relates to the field of radar and is intended to measure the speed of an object; It can be used in radar recognition systems, as well as in air traffic control radar stations for detecting and measuring the speed of aircraft.

Известна импульсная РЛС с цифровой обработкой сигналов, состоящая из последовательно включенных АЦП, схемы подавления отражений и блока обработки доплеровской частоты, включающего преобразователь прямоугольных координат в полярные, блока задержки, сумматор, преобразователь полярных координат в прямоугольные и пороговую схему. Однако данное устройство обладает низкой точностью и усложненной реализацией из-за наличия двойного преобразования координат. Known pulse radar with digital signal processing, consisting of series-connected ADCs, a reflection suppression circuit and a Doppler frequency processing unit, including a rectangular to polar coordinate converter, a delay unit, an adder, a polar coordinate converter to a rectangular and threshold circuit. However, this device has low accuracy and complicated implementation due to the presence of a double coordinate transformation.

Известна также доплеровская РЛС для измерения скорости, состоящая из последовательно включенных гауссовского фильтра, двух каналов и устройства деления; каждый состоит из последовательно включенных линии задержки, детектора, ФНЧ и сумматора. Однако данное устройство использует непрерывный сигнал, что не обеспечивает высокой разрешающей способности радиолокационной станции и снижает дальность обнаружения по сравнению с импульсным режимом излучения. Also known is the Doppler radar for measuring speed, consisting of a series-connected Gaussian filter, two channels and a division device; each consists of a series delay line, a detector, a low-pass filter and an adder. However, this device uses a continuous signal, which does not provide high resolution radar and reduces the detection range compared with the pulsed radiation mode.

Наиболее близким к изобретению является радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели, содержащее последовательно включенные блоки задержки, умножитель комплексных чисел и вычитатель. Однако это устройство обладает низкой точностью и неоднозначностью измерения, обусловленной периодичностью зондирующего сигнала. Closest to the invention is a radar device for detecting a moving target, containing serially connected delay units, a complex number multiplier and a subtractor. However, this device has low accuracy and ambiguity of measurement due to the frequency of the probing signal.

Целью изобретения является повышение точности и расширение линейных пределов однозначности измерения скорости. The aim of the invention is to improve the accuracy and the expansion of the linear limits of the uniqueness of speed measurement.

Для этого в радиолокационное устройство обнаружения движущейся цели, содержащее последовательно включенные блоки задержки, умножитель комплексных чисел и вычитатель, введены дополнительно первый и второй ключи, объединенные входы которых являются входом устройства, первый элемент НЕ, вход которого подключен к выходу блока управления и является управляющим входом второго ключа, а выход является управляющим входом первого ключа; выход второго ключа является входом первого блока задержки, выход которого объединен с выходом первого ключа и является входом второго блока задержки и вторым входом умножителя комплексных чисел, первым входом которого является выход второго блока задержки, причем первый квадратурный канал с выхода второго блока задержки подключен к входу умножителя комплексных чисел непосредственно, а второй - через первый инвертор; выход умножителя комплексных чисел является входом блока усреднения, выход которого подключен к входу блока вычисления фазы, а также к входу блока объединения; выход блока вычисления фазы подключен к второму входу вычитателя, к первому входу которого подключен выход элемента задержки, вход которого является также выходом блока вычисления фазы; выход вычитателя подключен к объединенным входам третьего и четвертого ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока управления: третьего ключа - через второй элемент НЕ, а четвертого ключа - непосредственно; кроме того, выход четвертого ключа является входом второго инвертора, выход которого подключен к входу пятого ключа, к которому также подключен выход третьего ключа; управляющим входом пятого ключа является выход порогового устройства, первым входом которого является выход блока объединения, а вторым входом - выход первого элемента памяти; выход пятого ключа является первым входом перемножителя, вторым входом которого является выход второго элемента памяти, выход перемножителя является выходом устройства. For this, a first and second keys are added to the radar device for detecting a moving target, which contains serially connected delay units, a multiplier of the complex numbers and a subtractor, the combined inputs of which are the input of the device, the first element is NOT, the input of which is connected to the output of the control unit and is the control input the second key, and the output is the control input of the first key; the output of the second key is the input of the first delay unit, the output of which is combined with the output of the first key and is the input of the second delay unit and the second input of the complex number multiplier, the first input of which is the output of the second delay unit, and the first quadrature channel from the output of the second delay unit is connected to the input multiplier of complex numbers directly, and the second through the first inverter; the output of the complex number multiplier is the input of the averaging unit, the output of which is connected to the input of the phase calculation unit, as well as to the input of the combining unit; the output of the phase calculation unit is connected to the second input of the subtractor, to the first input of which the output of the delay element is connected, the input of which is also the output of the phase calculation unit; the subtractor output is connected to the combined inputs of the third and fourth keys, the control inputs of which are connected to the output of the control unit: the third key through the second element NOT, and the fourth key directly; in addition, the output of the fourth key is the input of the second inverter, the output of which is connected to the input of the fifth key, to which the output of the third key is also connected; the control input of the fifth key is the output of the threshold device, the first input of which is the output of the combining unit, and the second input is the output of the first memory element; the output of the fifth key is the first input of the multiplier, the second input of which is the output of the second memory element, the output of the multiplier is the output of the device.

Отличительными от прототипа признаками предложенного устройства являются дополнительно введенные первый, второй, третий, четвертый, пятый ключи, первый и второй элементы НЕ, элемент задержки, первый и второй инверторы, блок усреднения, блок вычисления фазы, блок объединения, пороговое устройство, первый и второй элементы памяти, перемножитель, блок управления и новые связи между ними. Distinctive features of the prototype of the proposed device are additionally introduced first, second, third, fourth, fifth keys, first and second elements NOT, delay element, first and second inverters, averaging unit, phase calculation unit, phase unit, combining unit, threshold device, first and second memory elements, multiplier, control unit and new connections between them.

Следовательно, вся заявляемая совокупность существенных признаков технического решения является новой и устройство соответствует критерию "новизна". Therefore, the entire claimed combination of essential features of a technical solution is new and the device meets the criterion of "novelty."

Вновь вводимые блоки известны, кроме блока вычисления фазы. Кроме того, вновь введенная совокупность связей не обнаружена. Таким образом, устройство соответствует критерию "существенные отличия". Newly introduced blocks are known except for the phase calculation block. In addition, the newly introduced set of relationships was not found. Thus, the device meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного обнаружителя-измерителя доплеровских сигналов; на фиг.2 - то же, блока задержки; на фиг.3 - то же, умножителя комплексных чисел; на фиг.4 - то же, блока усреднения; на фиг.5 - то же, блока вычисления фазы; на фиг.6 - то же, блока объединения; на фиг. 7 - то же, блока управления; на фиг.8 - временные диаграммы работы предложенного устройства (на временных диаграммах Uвх 1, Uвх 5, Uвых 7 показан сигнал лишь одной квадратурной составляющей; цифровой индекс соответствует номеру блока).In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of the proposed detector-meter of Doppler signals; figure 2 is the same block delay; figure 3 is the same, the multiplier of complex numbers; figure 4 is the same block averaging; figure 5 is the same block phase calculation; figure 6 is the same block combining; in FIG. 7 - the same, control unit; on Fig - time diagrams of the operation of the proposed device (the time diagrams U I 1 , U I 5 , U O 7 shows the signal of only one quadrature component; the digital index corresponds to the block number).

Обнаружитель-измеритель доплеровских сигналов (см.фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 ключи, объединенные входы которых являются входом устройства, первый элемент НЕ 3, вход которого подключен к выходу блока 22 управления и является управляющим входом второго ключа 2, а выход является управляющим входом первого ключа 1; выход второго ключа является входом первого блока задержки 4, выход которого объединен с выходом первого ключа и является входом второго блока задержки 5 и вторым входом умножителя 7 комплексных чисел, первым входом которого является выход второго блока задержки 5, причем первый квадратурный канал с выхода второго блока задержки 5 подключен ко входу умножителя 7 комплексных чисел непосредственно, а второй - через первый инвертор 6. Выход умножителя 7 комплексных чисел является входом блока 8 усреднения, выход которого подключен к входу блока 9 вычисления фазы, а также к входу блока 17 объединения. Выход блока 9 вычисления фазы подключен к второму входу вычитателя 11, к первому входу которого подключен выход элемента 10 задержки, вход которого является также выходом блока 9 вычисления фазы. Выход вычитателя 11 подключен к объединенным входам третьего 12 и четвертого 13 ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока 22 управления: третьего ключа - через второй элемент НЕ 14, а четвертого ключа - непосредственно. Кроме того, выход четвертого ключа является входом второго инвертора 15, выход которого подключен к входу пятого ключа 16, к которому также подключен выход третьего ключа. Управляющим входом пятого ключа является выход порогового устройства 18, первым входом которого является выход блока 17 объединения, а вторым входом - выход первого элемента памяти 19. Выход пятого ключа является первым входом перемножителя 20, вторым входом которого является выход второго элемента памяти 21, выход перемножителя является выходом обнаружителя-измерителя доплеровских сигналов. The Doppler signal detector-meter (see Fig. 1) contains the first 1 and second 2 keys, the combined inputs of which are the input of the device, the first element is NOT 3, the input of which is connected to the output of the control unit 22 and is the control input of the second key 2, and the output is the control input of the first key 1; the output of the second key is the input of the first delay unit 4, the output of which is combined with the output of the first key and is the input of the second delay unit 5 and the second input of the complex number multiplier 7, the first input of which is the output of the second delay unit 5, the first quadrature channel from the output of the second block delay 5 is connected directly to the input of the multiplier 7 of the complex numbers, and the second through the first inverter 6. The output of the multiplier 7 of the complex numbers is the input of the averaging block 8, the output of which is connected to the input of the block 9, the phase calculation, as well as to the input of the unit 17 of the Association. The output of the phase calculation unit 9 is connected to the second input of the subtractor 11, to the first input of which the output of the delay element 10 is connected, the input of which is also the output of the phase calculation unit 9. The output of the subtractor 11 is connected to the combined inputs of the third 12 and fourth 13 keys, the control inputs of which are connected to the output of the control unit 22: the third key through the second element NOT 14, and the fourth key directly. In addition, the output of the fourth key is the input of the second inverter 15, the output of which is connected to the input of the fifth key 16, to which the output of the third key is also connected. The control input of the fifth key is the output of the threshold device 18, the first input of which is the output of the combining unit 17, and the second input is the output of the first memory element 19. The output of the fifth key is the first input of the multiplier 20, the second input of which is the output of the second memory element 21, the output of the multiplier is the output of the detector-meter of Doppler signals.

Блоки 4(5) задержки (см.фиг.2) содержат первый 23 и второй 24 элементы задержки соответственно для сигналов первого и второго квадратурных каналов. Blocks 4 (5) of the delay (see FIG. 2) contain the first 23 and second 24 delay elements, respectively, for the signals of the first and second quadrature channels.

Умножитель 7 комплексных чисел (см.фиг.3) содержит два канала I,II, каждый из которых включает первый перемножитель 25 и последовательно включенные второй перемножитель 26 и сумматор 27, выход первого перемножителя 25 соединен с другим входом сумматора 27 другого канала, а первым, вторым, третьим и четвертым входами умножителя комплексных чисел соответственно являются объединенные между собой первые входы первого 25 и второго 26 перемножителей каждого канала, вторые входы вторых перемножителей, объединенные вторые входы первых перемножителей, а выходы умножителя комплексных чисел являются выходы сумматоров каналов. Следует иметь в виду, что в описании устройства в целом и его работы под выходом умножителя комплексных чисел подразумеваются оба выхода квадратурных каналов в совокупности, равно как и под первым и вторым входами. The multiplier 7 of complex numbers (see Fig. 3) contains two channels I, II, each of which includes the first multiplier 25 and the second multiplier 26 and the adder 27 connected in series, the output of the first multiplier 25 is connected to the other input of the adder 27 of the other channel, and the first , the second, third, and fourth inputs of the complex number multiplier, respectively, are the first inputs of the first 25 and second 26 multipliers of each channel, the second inputs of the second multipliers, the combined second inputs of the first multipliers, and The outputs of the complex number multiplier are the outputs of the channel adders. It should be borne in mind that in the description of the device as a whole and its operation, the output of the complex number multiplier means both outputs of the quadrature channels in the aggregate, as well as the first and second inputs.

Блок 8 усреднения (см.фиг.4) содержит два канала, каждый из которых состоит из N/2 - 1 элементов задержки 28 и N/2 - 1 сумматоров 29; входом каждого а канала служат объединенные вход 1-го элемента задержки и первый вход 1-го сумматора, выход k-го, k=1

Figure 00000002
(N/2-1) элемента задержки является входом (k+1)-го, k=1
Figure 00000003
(N/2-1) элемента задержки и одновременно вторым входом k-го, k=1
Figure 00000004
(N/2-1) cумматора, выход k-го, k=1
Figure 00000005
(N/2-1) сумматора служит первым входом (k+1)-го, k= 1
Figure 00000006
(N/2-1) сумматора, выход последнего, (N/2-1)-го сумматора служит выходом каждого канала блока усреднения.Block 8 averaging (see figure 4) contains two channels, each of which consists of N / 2 - 1 delay elements 28 and N / 2 - 1 adders 29; the input of each channel a is the combined input of the 1st delay element and the first input of the 1st adder, the output of the kth, k = 1
Figure 00000002
The (N / 2-1) delay element is the input of the (k + 1) th, k = 1
Figure 00000003
(N / 2-1) delay element and at the same time the second input of the k-th, k = 1
Figure 00000004
(N / 2-1) adder, k-th output, k = 1
Figure 00000005
(N / 2-1) adder serves as the first input of the (k + 1) -th, k = 1
Figure 00000006
(N / 2-1) adder, the output of the last, (N / 2-1) -th adder serves as the output of each channel of the averaging block.

Блок 9 вычисления фазы (см.фиг.5) состоит из последовательно включенных делителя 30, функционального преобразователя 31 арктангенса, модульного блока 32, вычитателя 33, блока 34 присвоения знака и первого ключа 35, причем первый вход делителя служит входом мнимой части комплексного числа, соответствующей синусной составляющей квадратурных каналов, а второй вход делителя - входом действительной части комплексного числа и объединен с вторыми входами первого 35 и второго 36 ключей; выход функционального преобразователя арктангенса также подключен к первому входу второго ключа; первый вход делителя подключен к второму входу блока присвоения знака; вторым входом вычитателя является выход элемента памяти 38; выходы первого и второго ключей являются входами сумматора 37, выход которого является выходом блока вычисления фазы. The phase calculation unit 9 (see FIG. 5) consists of a series divider 30, an arctangent function converter 31, a modular block 32, a subtracter 33, a character assignment unit 34 and a first key 35, the first input of the divider serving as the input of the imaginary part of the complex number, the corresponding sine component of the quadrature channels, and the second input of the divider is the input of the real part of the complex number and combined with the second inputs of the first 35 and second 36 keys; the output of the arc tangent functional converter is also connected to the first input of the second key; the first input of the divider is connected to the second input of the character assignment unit; the second input of the subtractor is the output of the memory element 38; the outputs of the first and second keys are the inputs of the adder 37, the output of which is the output of the phase calculation unit.

Блок 17 объединения (см.фиг.6) включает два квадратора 39,40 и сумматоры 41, причем входами блока объединения являются входы квадраторов, выходы квадраторов являются входами сумматора, выход сумматора является выходом блока объединения. The combining unit 17 (see Fig. 6) includes two quadrants 39.40 and adders 41, the inputs of the combining unit being the inputs of the quadrators, the outputs of the quadrators are the inputs of the adder, the output of the adder is the output of the combining unit.

Блок 22 управления (фиг.7) состоит из блока 42 задержки и триггера 43, причем входом блока управления являются объединенные вход блока задержки и второй вход триггера, выход блока задержки является первым входом триггера, а выход триггера является выходом блока управления. The control unit 22 (Fig. 7) consists of a delay unit 42 and a trigger 43, wherein the input of the control unit is the combined input of the delay unit and the second input of the trigger, the output of the delay unit is the first input of the trigger, and the output of the trigger is the output of the control unit.

Обнаружитель-измеритель доплеровских сигналов работает следующим образом. The detector-meter Doppler signals works as follows.

Последовательность квадратурных составляющих сумм сигнала и шума Uвх 1, следующих с вобуляцией периода повторения (Т1, Т2), описываемых в одном элементе разрешения по дальности последовательностью комплексных величин:

Figure 00000007
= xj+iyj= ujei(φjo), (1) где φjд˙tj - доплеровский сдвиг фазы на момент прихода j-го импульса, поступает на коммутатор, состоящий из первого 1 и второго 2 ключей и элемента НЕ 3, управляющих сигналом Uвых 22 с блока 22 управления. При нулевом управляющем сигнале открыт первый ключ 1, и сигнал проходит на входы второго блока 5 задержки напрямую. При единичном сигнале открыт второй ключ 2, и сигнал задерживается первым блоком 4 задержки на время ΔТ = (T2 - T1)/2. Таким образом, неэквидистантная последовательность квадратурных составляющих Uвх 1 сигнала преобразуется в эквидистантную Uвх 5 с периодом Тср = (T1 + T2)/2. Далее эта последовательность поступает на второй блок задержки 5 на время Тср, после чего составляющая, соответствующая мнимой части комплексного числа (синусной составляющей квадратурных каналов), дополнительно поступает на первый инвертор 3 с целью осуществления комплексного сопряжения. Далее в умножителе 7 комплексных чисел осуществляется обработка отсчетов в соответствии с алгоритмом:
Figure 00000008
xj-1-yj-1xj)= где - Δφj= φjj-1= ωд(tj-tj-1)=
Figure 00000009
-набег фазы за время между соседними отраженными импульсами.The sequence of quadrature components of the sum of the signal and noise U in 1 , followed by a wobble of the repetition period (T 1 , T 2 ), described in a single element of range resolution by a sequence of complex quantities:
Figure 00000007
= x j + iy j = u j e i (φ j + φ o ) , (1) where φ j = ω д ˙t j is the Doppler phase shift at the moment of arrival of the jth pulse, it arrives at the switch, consisting of the first 1 and the second 2 keys and the element NOT 3, controlling the signal U o 22 from the control unit 22. With a zero control signal, the first key 1 is open, and the signal passes directly to the inputs of the second delay unit 5. With a single signal, the second key 2 is open, and the signal is delayed by the first delay unit 4 for the time ΔТ = (T 2 - T 1 ) / 2. Thus, not equidistant sequence quadrature components U Rin 1 signal is converted into equidistant Rin 5 U of period T cp = (T 1 + T 2) / 2. Further, this sequence is supplied to the second delay unit 5 for the time T cf. After which the component corresponding to the imaginary part of the complex number (sine component of the quadrature channels) is additionally supplied to the first inverter 3 in order to perform complex coupling. Next, in the multiplier of 7 complex numbers, the samples are processed in accordance with the algorithm:
Figure 00000008
x j-1 -y j-1 x j ) = where - Δφ j = φ jj-1 = ω d (t j -t j-1 ) =
Figure 00000009
- phase delay during the time between adjacent reflected pulses.

С выхода умножителя 7 комплексных чисел отсчеты Uвых 7 поступают в блок 8 усреднения, осуществляющий с помощью двух каналов, каждый из которых содержит N/2-1 элементов 28 задержки на время 2Т = T1 + T2 и N/2-1 сумматоров 29, скользящее вдоль азимута череспериодное суммирование соответственно четных и нечетных отсчетов. На выходе блока 8 усреднения согласно описанному принципу работы образуются величины
a

Figure 00000010
x2k+1+y2k-1·y2k+1=U cos
Figure 00000011
,
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
, (3) а через период Тср величины
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
,
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
, (4) где Δ φI 2 n-1д T1,Δ φ2n Iд T2- усредненные доплеровские набеги фазы.From the output of the multiplier 7 of complex numbers, the samples U o 7 are fed to the averaging unit 8, which uses two channels, each of which contains N / 2-1 delay elements 28 for a time of 2T cp = T 1 + T 2 and N / 2-1 adders 29, sliding along the azimuth periodically summing the even and odd samples, respectively. At the output of block averaging 8, according to the described principle of operation, values are formed
a
Figure 00000010
x 2k + 1 + y 2k-1 · y 2k + 1 = U cos
Figure 00000011
,
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
, (3) and after a period T cf
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
,
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
, (4) where Δ φ I 2 n-1 = ω d T 1 , Δ φ 2n I = ω d T 2 are the average Doppler phase incursions.

Величины аj и bj поступают на соответствующие входы блока 9 вычисления фазы (см. фиг.5), в котором с помощью делителя 30 и функционального преобразователя 31 арктангенса определяется оценка

Figure 00000026
=arctg(bj/aj), имеющая интервал однозначности [- π/2; π/2]. Последующие преобразования величины
Figure 00000027
с целью расширения этого интервала определяются знаком величины аj, пропорциональной косинусу исходного угла
Figure 00000028
. При aj ≥0 открыт второй ключ 36 и величина
Figure 00000029
через сумматор 37 непосредственно поступает на выход блока 9 вычисления фазы. При aj < 0 открыт первый ключ 35, а второй ключ 36 закрыт. При этом в модульном блоке 32 образуется , вычитываемый в вычитателе 33 из величины π, поступающей из элемента 38 памяти. Полученной разности в блоке 34 присваивается знак величины bj, пропорциональный синусу исходного угла. Рассмотренные операции позволяют расширить диапазон однозначного измерения до интервала [- π; π], т.е. получить на выходе сумматора 37 оценку усредненного по N отсчетам доплеровского сдвига фазы помехи в виде
Figure 00000031
Figure 00000032
при
Figure 00000033
На выходе блока 9 вычисления фазы образуются величины
Figure 00000034
дT1 и следующие через период Тср величины
Figure 00000035
= ωдT2 .The values of a j and b j are supplied to the corresponding inputs of the phase calculation unit 9 (see FIG. 5), in which the estimate is determined using the divider 30 and the arctangent functional converter 31
Figure 00000026
= arctan (b j / a j ) having an unambiguity interval [- π / 2; π / 2]. Subsequent Conversions
Figure 00000027
in order to expand this interval, they are determined by the sign of the quantity a j proportional to the cosine of the initial angle
Figure 00000028
. For aj ≥0, the second key 36 is open and the quantity
Figure 00000029
through the adder 37 directly goes to the output of the phase calculation unit 9. When a j <0, the first key 35 is open, and the second key 36 is closed. Thus in the modular block 32 is formed subtracted in the subtractor 33 from the value of π coming from the element 38 of the memory. The resulting difference in block 34 is assigned the sign of the quantity b j proportional to the sine of the original angle. The operations considered allow us to expand the range of unambiguous measurements to the interval [- π; π], ie get at the output of adder 37 an estimate of the averaged over N samples Doppler phase shift of the interference in the form
Figure 00000031
Figure 00000032
at
Figure 00000033
At the output of phase calculation unit 9, values are formed
Figure 00000034
= ω d T 1 and the following values through the period T cf
Figure 00000035
= ω d T 2 .

Проходя через элемент 10 задержки, величина

Figure 00000036
(а через период
Figure 00000037
) вычитается в блоке 11 вычитания из следующей за ней величины
Figure 00000038
(через период -
Figure 00000039
); получаемая величина Uвых 11
Figure 00000040
=
Figure 00000041
-
Figure 00000042
(через период -
Figure 00000043
=
Figure 00000044
-
Figure 00000045
поступает на коммутатор, состоящий из третьего 12 и четвертого 13 ключей и элемента НЕ 14. При нулевом выходном сигнале блока 22 управления Uвых 22 открыт третий ключ 12, и величины
Figure 00000046
=
Figure 00000047
-
Figure 00000048
проходит на вход пятого ключа 16 напрямую, при этом четвертый ключ 13 закрыт. При единичном сигнале блока 22 управления третий ключ 12 закрыт, а четвертый ключ 13 открыт, и величина
Figure 00000049
=
Figure 00000050
-
Figure 00000051
инвертируется вторым инвертором 15 и также поступает на пятый ключ 16.Passing through the delay element 10, the value
Figure 00000036
(and after a period
Figure 00000037
) is subtracted in block 11 subtracting from the next value
Figure 00000038
(through the period -
Figure 00000039
); the resulting value U out 11
Figure 00000040
=
Figure 00000041
-
Figure 00000042
(through the period -
Figure 00000043
=
Figure 00000044
-
Figure 00000045
arrives at the switch, consisting of the third 12 and fourth 13 keys and the element NOT 14. With a zero output signal of the control unit 22 U out 22 open the third key 12, and the values
Figure 00000046
=
Figure 00000047
-
Figure 00000048
passes to the input of the fifth key 16 directly, while the fourth key 13 is closed. With a single signal of the control unit 22, the third key 12 is closed, and the fourth key 13 is open, and the value
Figure 00000049
=
Figure 00000050
-
Figure 00000051
is inverted by the second inverter 15 and also enters the fifth key 16.

С целью исключения возможной работы устройства по шумам в него введена схема обнаружения, блокирующая выдачу оценки на выход в отсутствие отраженного сигнала. С выходов блока 8 усреднения величины и поступают на вход блока 17 объединения, где в соответствии с его структурой вычисляется квадрат модуля входной величины U = aj 2 + bj 2. Если происходит превышение этой величины над величиной порога Uпор, заложенной в элементе 19 памяти, то с выхода порогового устройства 18 поступает сигнал разрешения прохождения результата вычисления

Figure 00000052
через пятый ключ 16. В противном случае ключ 16 разомкнут, на выходе перемножителя 20 имеем сигнал Uвых 16.In order to exclude the possible operation of the device by noise, a detection circuit has been introduced into it, which blocks the issuance of an output estimate in the absence of a reflected signal. From the outputs of block 8, the averaging of the quantity and arrives at the input of block 17 of the association, where in accordance with its structure, the square of the module of the input quantity U = a j 2 + b j 2 is calculated. If this value is exceeded over the value of the threshold U of the pores embedded in the memory element 19, then the output signal of the threshold device 18 receives a permission signal for passing the calculation result
Figure 00000052
through the fifth key 16. Otherwise, the key 16 is open, at the output of the multiplier 20 we have a signal U out 16 .

Величина

Figure 00000053
, пройдя через ключ 16, умножается на величину K = c/[4πfo(T2 - T1)], где с - скорость света; fo - несущая частота излучаемых радиоимпульсов, записанная в элементе 21 памяти. На выходе перемножителя 20 образуется величина, пропорциональная скорости цели.Value
Figure 00000053
having passed through the key 16, it is multiplied by the value K = c / [4πf o (T 2 - T 1 )], where c is the speed of light; f o - carrier frequency of the emitted radio pulses recorded in the memory element 21. At the output of the multiplier 20, a value is formed proportional to the speed of the target.

На вход блока 22 управления (см.фиг.7) поступают импульсы синхронизатора передатчика с периодом повторения 2Тср и сбрасывает триггер 43 в нулевое состояние; этот же сигнал, задержанный в элементе 42 задержки на время Тср, устанавливает на выходе триггера 43 единицу. Вырабатываемые триггером 43 сигналы управляют работой первого 1, второго 2, третьего 12 и четвертого 13 ключей.The input of the control unit 22 (see Fig. 7) receives pulses of the transmitter synchronizer with a repetition period of 2T sr and resets the trigger 43 to the zero state; the same signal, delayed in the delay element 42 for a time T cf , sets the output of the trigger 43 unit. The signals generated by trigger 43 control the operation of the first 1, second 2, third 12, and fourth 13 keys.

Эффективность предложенного обнаружителя-измерителя доплеровских сигналов заключается в увеличении точности за счет усреднения и расширения пределов линейного измерения скорости за счет введения сигналов с вобуляцией периода повторения. The effectiveness of the proposed detector-meter of Doppler signals is to increase accuracy by averaging and expanding the limits of linear velocity measurement by introducing signals with a wobble of the repetition period.

Например, при использовании обычного периодического зондирующего сигнала для обнаружения на максимальной дальности Rmax = 200 км период повторения должен быть не менее Т = 2Rmax/c = 1333 мкс, при этом однозначно измеряемая скорость vrmax (т.е. удовлетворяющая неравенству ωдТ = (4πvrmax/ λ)T< π) для длины волны λ= 10 см определяется vrmax = λ/4T = =18,75 м/с.For example, when using a conventional periodic probing signal for detection at a maximum range of R max = 200 km, the repetition period should be at least T = 2R max / c = 1333 μs, while the unambiguously measured speed v rmax (i.e., satisfying the inequality ω d T = (4πv rmax / λ) T <π) for the wavelength λ = 10 cm, v rmax = λ / 4T = 18.75 m / s is determined.

При введении вобуляции периода повторения зондирующего сигнала появляется возможность расширения пределов однозначного измерения; например, для измерения скорости vrmax = 2М = 660 м/с при длине волны λ= 10 см величина вобуляции может быть рассчитана как
ΔT = λ/4vrmax = 0,1/4x660 = 37,9 мкс
Таким образом, при одинаковой однозначно измеряемой дальности Rmax=200 км интервал однозначно измеряемой скорости при вобуляции периода повторения на λ= =10 см с параметрами Т1 = 1333 мкс, Т2 = =1371 мкс расширяется в ΔТ/Т раз.
With the introduction of a wobble period of the repetition of the probe signal, it becomes possible to expand the limits of a single measurement; for example, to measure the velocity v rmax = 2M = 660 m / s at a wavelength of λ = 10 cm, the wobble value can be calculated as
ΔT = λ / 4v rmax = 0.1 / 4x660 = 37.9 μs
Thus, with the same unambiguously measured range R max = 200 km, the interval of the unambiguously measured speed during the wobble of the repetition period at λ = 10 cm with parameters T 1 = 1333 μs, T 2 = 1371 μs expands ΔT / T times.

Claims (5)

1. ОБНАРУЖИТЕЛЬ-ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОПЛЕРОВСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий первый и второй блоки задержки, первый и второй выходы первого блока задержки соединены с первым и вторым входами умножителя комплексных чисел, к третьему входу которого подключен первый выход второго блока задержки, и вычитатель, отличающийся тем, что введены первый и второй ключи, входы которых объединены и являются входами обнаружителя-измерителя, блок управления, первый элемент НЕ, последовательно соединенные блок усреднения, блок вычисления фазы и элемент задержки, выход которого соединен с первым входом вычитателя, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления фазы, последовательно соединенные третий ключ, пятый ключ и перемножитель, выход которого является выходом обнаружителя-измерителя, последовательно соединенные блок объединения и пороговый блок, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, первый инвертор, первый и второй элементы памяти и последовательно соединенные четвертый ключ и второй инвертор, выход которого соединен с входом пятого ключа, выход блока управления соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей непосредственно, а с управляющими входами первого и третьего ключей через первый и второй элементы НЕ соответственно, второй выход второго блока задержки соединен с четвертым входом умножителя комплексных чисел через первый инвертор, выходы умножителя комплексных чисел соединены с входами блока усреднения, выходы которого соединены с входами блока объединения, выход вычитателя соединен с входом третьего и четвертого ключей, выходы первого и второго ключей соединены с входами соответственно второго и первого блоков задержки, а выходы первого и второго элементов памяти соединены с вторыми входами соответственно порогового блока и перемножителя. 1. DOPPLER SIGNAL DETECTOR-METER, comprising the first and second delay units, the first and second outputs of the first delay unit are connected to the first and second inputs of the complex number multiplier, to the third input of which the first output of the second delay unit is connected, and a subtracter, characterized in that the first and second keys are introduced, the inputs of which are combined and are the inputs of the detector-meter, the control unit, the first element NOT, the averaging unit connected in series, the phase calculation unit and the delay element, the output is connected to the first input of the subtractor, the second input of which is connected to the output of the phase calculation unit, the third key, the fifth key and the multiplier connected in series, the output of which is the output of the detector-meter, the combining unit and the threshold block, the output of which is connected to the control input of the fifth key, the first inverter, the first and second memory elements and the fourth key and the second inverter in series, the output of which is connected to the input of the fifth key, the output of the control unit connected to the control inputs of the second and fourth keys directly, and to the control inputs of the first and third keys through the first and second elements NOT, respectively, the second output of the second delay unit is connected to the fourth input of the complex number multiplier through the first inverter, the outputs of the complex number multiplier are connected to the inputs of the block averaging, the outputs of which are connected to the inputs of the combining unit, the output of the subtractor is connected to the input of the third and fourth keys, the outputs of the first and second keys are connected to the inputs respectively, first and second delay units, and outputs of the first and second memory elements are connected to second inputs respectively and a threshold multiplier unit. 2. Обнаружитель-измеритель по п.1, отличающийся тем, что блок усреднения содержит два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных N/2 - 1 элементов задержки последовательно соединенных N / 2 - 1 сумматоров, объединенные вход первого элемента задержки и первый вход первого сумматора являются входом каждого канала и соответствующим входом блока усреднения, а выход каждого из N / 2 - 1 элементов задержки соединен с вторым входом одноименного из N / 2 - 1 сумматоров, выход последнего сумматора является выходом канала и соответствующим выходом блока усреднения. 2. The detector-meter according to claim 1, characterized in that the averaging unit contains two channels, each of which consists of N / 2 - 1 delay elements connected in series N / 2 - 1 adders connected in series, the combined input of the first delay element and the first the input of the first adder is the input of each channel and the corresponding input of the averaging unit, and the output of each of N / 2 - 1 delay elements is connected to the second input of the same name from N / 2 - 1 adders, the output of the last adder is the output of the channel and correspondingly m output unit averaging. 3. Обнаружитель-измеритель по п.1, отличающийся тем, что блок вычисления фазы содержит последовательно соединенные делитель, функциональный преобразователь арктангенса, блок вычисления модуля, вычитатель, блок присвоения знака, первый ключ и сумматор, элемент памяти и второй ключ, первый вход делителя объединен с вторым входом блока присвоения знака и является первым входом блока вычисления фазы, вторым входом которого являются объединенные между собой вторые входы делителя и первого и второго ключей, выход функционального преобразователя арктангенса соединен с первым входом второго ключа, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого является выходом блока вычисления фазы. 3. The detector-meter according to claim 1, characterized in that the phase calculation unit comprises a series-connected divider, an arctangent functional converter, a module calculation unit, a subtractor, a character assignment unit, a first key and an adder, a memory element and a second key, the first input of the divider combined with the second input of the character assignment unit and is the first input of the phase calculation unit, the second input of which are the second inputs of the divider and the first and second keys connected together, the output of the functional transform To arctangent connected to the first input of the second switch, whose output is connected to a second input of the adder whose output is the output of the phase calculation unit. 4. Обнаружитель-измеритель по п.1, отличающийся тем, что блок объединения содержит два квадратора, входы которых являются входами блока объединения, а выходы соединены с входами сумматора, выход которого является выходом блока объединения. 4. The detector-meter according to claim 1, characterized in that the combining unit contains two quadrators, the inputs of which are inputs of the combining unit, and the outputs are connected to the inputs of the adder, the output of which is the output of the combining unit. 5. Обнаружитель-измеритель по п.1, отличающийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные блок задержки и триггер, выход которого является выходом блока управления, входом которого являются объединенные между собой вход блока задержки и второй вход триггера. 5. The detector-meter according to claim 1, characterized in that the control unit comprises a delay unit and a trigger connected in series, the output of which is the output of the control unit, the input of which is the input of the delay unit and the second input of the trigger.
SU5020981 1991-07-01 1991-07-01 Pulse doppler locator RU2017167C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5020981 RU2017167C1 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Pulse doppler locator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5020981 RU2017167C1 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Pulse doppler locator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017167C1 true RU2017167C1 (en) 1994-07-30

Family

ID=21593810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5020981 RU2017167C1 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Pulse doppler locator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017167C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507536C1 (en) * 2012-06-27 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Coherent pulsed signal measuring detector
RU2546988C1 (en) * 2014-02-18 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Pulsed radio signal detector-measuring device
RU2560130C1 (en) * 2014-06-03 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет Pulsed radio signal detection and measurement device
RU2600111C1 (en) * 2015-10-16 2016-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Detecting and measuring device of coherent pulsed radio signals
RU2613037C1 (en) * 2015-11-24 2017-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Calculator of range rate of moving object
RU2629642C1 (en) * 2016-08-15 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Doppler speed calculator of object movement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент Японии N 63-49193, кл. G 01S 13/52, 1989. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507536C1 (en) * 2012-06-27 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Coherent pulsed signal measuring detector
RU2546988C1 (en) * 2014-02-18 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Pulsed radio signal detector-measuring device
RU2560130C1 (en) * 2014-06-03 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет Pulsed radio signal detection and measurement device
RU2600111C1 (en) * 2015-10-16 2016-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Detecting and measuring device of coherent pulsed radio signals
RU2613037C1 (en) * 2015-11-24 2017-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Calculator of range rate of moving object
RU2629642C1 (en) * 2016-08-15 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Doppler speed calculator of object movement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2415953C (en) Method and device for determining separation and relative speed of a distant object
US3896434A (en) Pulse type radar system
US4057800A (en) Multi-PRF signal processor system
US6147638A (en) Method for operating a radar system
US4106019A (en) Range resolving doppler radar system
US6539320B1 (en) Time delay determination and determination of signal shift
US4797679A (en) Radio direction-finding using time of arrival measurements
US20060079749A1 (en) Frequency shift keying radar with ambiguity detection
US3742500A (en) Mti radar
US20060071847A1 (en) Method and apparatus for correcting velocity-induced range estimate phase errors in a two-tone monopulse CW radar
Guosui et al. The present and the future of random signal radars
US4106017A (en) System for sensing velocity through the use of altimetry signals
RU2017167C1 (en) Pulse doppler locator
AU739576B2 (en) Radar system
RU2507536C1 (en) Coherent pulsed signal measuring detector
SE464434B (en) RADAR RECEIVER DEVICE WITH A MULTIPLE RECEIVER CHANNELS
Waters et al. Frequency-agile radar signal processing
US3947672A (en) Digital delay line correlator
RU2166772C1 (en) Detector-measuring instrument of multifrequency signals
RU2145092C1 (en) Method for range finding
RU2165627C1 (en) Doppler phase-meter of multifrequency signals
RU2221258C1 (en) Procedure to measure range to several targets by pulse doppler radars with medium pulse repetition rate
RU2260195C1 (en) Mono-pulse radiolocation system
RU2252428C1 (en) Side view direction finder
RU2081432C1 (en) Method of measurement of range