RU2071066C1 - Method for spectral analysis of signals - Google Patents

Method for spectral analysis of signals Download PDF

Info

Publication number
RU2071066C1
RU2071066C1 SU4911885A RU2071066C1 RU 2071066 C1 RU2071066 C1 RU 2071066C1 SU 4911885 A SU4911885 A SU 4911885A RU 2071066 C1 RU2071066 C1 RU 2071066C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
duration
input
signal
noise
band
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Ф. Меньших
Original Assignee
Всесоюзный научный центр "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова"
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 Всесоюзный научный центр "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова" filed Critical Всесоюзный научный центр "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова"
Priority to SU4911885 priority Critical patent/RU2071066C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071066C1 publication Critical patent/RU2071066C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: device for realization of method comprises input amplifier 1, multitap delay line 2, amplifiers 3, 4, 5, analog adder 6, band-pass filter 7, mixer 8, linear frequency modulation heretodyne 9, dispersion delay line 10, compensating amplifier 11. EFFECT: higher efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в устройствах обнаружения квазимонохроматических радиосигналов и в спектроанализаторах. The invention relates to radio engineering, can be used in devices for the detection of quasi-monochromatic radio signals and in spectrum analyzers.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. The aim of the invention is to increase noise immunity.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 диаграмма преобразования объемов сигналов после совершения тех или иных операций способа; на фиг.3 временные диаграммы процессов расширения радиосигнала по длительности и его полосовой фильтрации; на фиг.4 - диаграммы формирования широкополосного, в частности, ЛЧМ-эквивалента и сжатия последнего в спектро-временном фильтре (ДЛЗ). In FIG. 1 shows a block diagram of a device that implements the proposed method; figure 2 diagram of the conversion of signal volumes after the commission of certain operations of the method; figure 3 time diagrams of the processes of expansion of the radio signal in duration and its band-pass filtering; figure 4 - diagrams of the formation of broadband, in particular, the LFM equivalent and compression of the latter in the spectral-time filter (DLZ).

Устройство (фиг.1) включает последовательно связанные входной усилитель 1, линию задержки 2, например, с N отводами, связанные с каждым из отводов линии канальные усилители 4, 5, компенсирующие потери сигнала в линии 2, многовходовой аналоговый сумматор 6, полосовой фильтр 7, смеситель 8 с ЛЧМ-гетеродином 9, синхронизация которого (запуск) осуществляется внешним синхроимпульсом, дисперсионную линию задержки (ДЛЗ) 10 и ее компенсирующий усилитель 11, компенсирующий потери сигнала в ДЛЗ. Будем полагать, что полый коэффициент передачи цепи от входа многоотводной линии задержки 2 до выхода полосового фильтра 7 равен единице в полосе пропускания полосового фильтра 7 и быстро уменьшается вне этой полосы. Будем также полагать, что полный коэффициент передачи цепи широкополосного тракта от входа смесителя 8 до выхода компенсирующего усилителя 11 также равен единице в полосе рабочих частот ΔFлз. Коэффициент передачи входного усилителя 1 будем считать равным K>1 в полосе спектра входного сигнала Δfвх≥ Δfc..The device (Fig. 1) includes series-connected input amplifier 1, delay line 2, for example, with N taps, channel amplifiers 4, 5, compensating signal loss in line 2, multi-input analog adder 6, band-pass filter 7, connected to each of the taps of the line , a mixer 8 with a LFM local oscillator 9, the synchronization of which (start) is carried out by an external clock pulse, a dispersion delay line (DLZ) 10 and its compensating amplifier 11, which compensates for signal loss in the DLZ. We will assume that the hollow transmission coefficient of the circuit from the input of the multi-tap delay line 2 to the output of the bandpass filter 7 is equal to unity in the passband of the bandpass filter 7 and rapidly decreases outside this band. We will also assume that the total transmission coefficient of the broadband path circuit from the input of the mixer 8 to the output of the compensating amplifier 11 is also equal to unity in the operating frequency band ΔF lz . The transmission coefficient of the input amplifier 1 is assumed to be K> 1 in the band of the input signal spectrum Δf Rin ≥ Δf c ..

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Входной квазимонохроматический сигнал, например, прямоугольный радиоимпульс длительностью τc с несущей частотой fc, изображенный на фиг.2 прямоугольником 12, в смеси с шумом усиливают во входном усилителе 1, после чего его расширяют по длительности в некоторое число раз в гребенчатом фильтре из соединенных многоотводной линии задержки 2, канальных усилителей 3, 4 и многовходового аналогового сумматора 6, в результате чего образуется пачка из N взаимно когерентных радиоимпульсов, следующих внутри пачки с малой скважностью g. Фактор когерентности несущих колебаний каждого из этих радиоимпульсов пачки обеспечивается из условия:
fc•Δτ=M - целое число, (1)
где Δτ задержка между смежными номерами отводов.
The input quasi-monochromatic signal, for example, a rectangular radio pulse of duration τ c with a carrier frequency f c , shown in Fig. 2 as a rectangle 12, is amplified in the mixture with noise in the input amplifier 1, after which it is extended several times in duration in a comb filter from multi-tap delay line 2, channel amplifiers 3, 4 and a multi-input analog adder 6, as a result of which a packet of N mutually coherent radio pulses is formed, which follow inside a packet with a low duty cycle g. The coherence factor of the carrier oscillations of each of these radio pulses of the packet is provided from the condition:
f c • Δτ = M is an integer, (1)
where Δτ is the delay between adjacent tap numbers.

Пусть входной радиосигнал (фиг.2) представляет собой радиоимпульс длительностью tc с несущей частотой fc. Его изображение на частотно-временной диаграмме представлено заштрихованным прямоугольником 12 единичного объема (базы), так как произведение длительности сигнала на ширину его спектра Δfc=1/τc равно единице. В результате N-кратного расширения длительности сигнала с сохранением его когерентности и полосовой фильтрации пачки из N взаимно когерентных радиоимпульсов, следующих с малой скважностью g≥1, на выходе полосового фильтра выделяется радиоимпульс также единичного объема (базы) с длительностью τи=qτcN и спектром Δfи=1/Nqτc. Частота несущих колебаний в расширенном по длительности радиоимпульсе может сохраниться прежней или как-либо измениться на известную разность (последнее представлено на фиг. 2). Длительность τи задают соизмеримой или несколько меньшей с длительностью τлз импульсной характеристики используемого в согласованном фильтре спектро-временного фильтра сжатия (ДЛЗ), что и определяет конкретную величину коэффициента расширения длительности N. Затем из полученного сигнала формируют соответствующий широкополосный, например ЛЧМ, эквивалент, рабочая длительность которого равна длительности τи сформированного радиоимпульса (на фиг.2 она показана жирной наклонной линией внутри прямоугольника, характеризующего базу ДЛЗ). Этот эквивалент сжимается по длительности в соответствующей ДЛЗ 10, образуя на ее выходе короткий корреляционный максимум. Изображение сложного сигнала широкополосного (например, ЛЧМ) эквивалента на фиг. 2 показано прямоугольником 13 внутри прямоугольника 14, изображающего объем (базу) спектро-временного фильтра сжатия (ДЛЗ). Увеличение размера прямоугольника 14 по сравнению с прямоугольником 13, что отображается неравенством τлз≥ τи, обычно имеет место в силу неопределенности момента появления на входе согласованного фильтра принимаемого радиоимпульса (положения прямоугольника 12 на временной оси, фиг.2). Если момент прихода сигнала строго известен, то целесообразно использовать режим полного согласования времен τилз. Зона неопределенности по времени появления на входе согласованного фильтра сигнала ΔτΣлзи определяет запас надежности правильной работы согласованного фильтра, что реализуется при использовании последнего в локации, поскольку в этом случае величина временной зоны неопределенности связана с неопределенностью по дальностному положению лоцируемого объекта согласно равенству ΔTΣ=2(Dmax-Dmin)/C, где Dmin и Dmax - соответственно минимальная и максимальная границы измеряемых локатором дальностей. В применении к системам стационарной связи такой временной неопределенности может не существовать, и в этом случае длительность расширенного импульса τи выбирают оптимально высокой, равной величине длительности импульсной характеристики ДЛЗ τлз.Let the input radio signal (figure 2) is a radio pulse of duration t c with a carrier frequency f c . Its image on the time-frequency diagram is represented by a hatched rectangle 12 of unit volume (base), since the product of the signal duration by the width of its spectrum Δf c = 1 / τ c is equal to unity. As a result of an N-fold extension of the signal duration with preservation of its coherence and bandpass filtering of a packet of N mutually coherent radio pulses following with a low duty cycle g≥1, a radio pulse of a single volume (base) with duration τ and = qτ c N and spectrum Δf and = 1 / Nqτ c . The frequency of the carrier oscillations in the extended pulse width may remain the same or somehow change to a known difference (the latter is shown in Fig. 2). The duration τ and setting a lesser or commensurate with the duration τ LZ impulse response of a matched filter used in the spectro-temporal filter compression (DLA), which defines a particular value of the expansion coefficient of length N. Then, the received signal is formed corresponding to the broadband, such as chirped, equivalent, the working duration of which is equal to the duration of τ and the generated radio pulse (in Fig. 2 it is shown by a bold oblique line inside the rectangle characterizing the base of the DLZ). This equivalent is compressed in duration in the corresponding DLZ 10, forming a short correlation maximum at its output. An image of a complex broadband signal (e.g., LFM) equivalent in FIG. 2 is shown by a rectangle 13 inside a rectangle 14 depicting the volume (base) of a spectro-temporal compression filter (DLZ). The increase in the size of the rectangle 14 compared with the rectangle 13, which is displayed by the inequality τ lz ≥ τ, and usually takes place due to the uncertainty of the moment when the received radio pulse appears at the input of the matched filter (the position of the rectangle 12 on the time axis, figure 2). If the moment of arrival of the signal is strictly known, then it is advisable to use the mode of full coordination of times τ and = τ lz . Uncertainty area in time appears on the input of the matched filter signal Δτ Σ = τ LZand determines the reliability margin proper operation of the matched filter that is implemented by using the latter in a location, because in this case the value of the time zone of uncertainty associated with an uncertainty of the position of located object of range according to the equality ΔT Σ = 2 (D max -D min ) / C, where D min and D max are the minimum and maximum boundaries of the ranges measured by the locator, respectively. When applied to a fixed communication system such timing uncertainty can not exist, and in this case the duration of the extended pulse and τ is selected optimally high, equal to the duration τ of the impulse response DLA LZ.

Для передачи расширенного по длительности радиоимпульса (пачки из N взаимно когерентных радиоимпульсов) без потери его энергии можно иметь полосовую систему (полосовой фильтр 7) с полосой пропускания, соизмеримой обратной величине указанной длительности τи. Иначе говоря, полосовой фильтр 7 выбирают с полосой пропускания, например, равной

Figure 00000002

Полосовой фильтр 7 представляет собой инерционную систему, которая устранит "пустые" промежутки между смежными радиоимпульсами в пачке, поэтому на выходе полосового фильтра будет выделяться радиоимпульс длительностью τи со структурой моноимпульса (как указано на фиг.3), но с несколько уменьшенной средней (усредненной) амплитудой по сравнению с амплитудой радиоимпульсов в пачке при g>1, а именно с амплитудой
Figure 00000003

где Аc амплитуда сигнала на выходе входного усилителя 1 (при указанном выше условии единичности коэффициента передачи тракта от входа многоотводной линии задержки 2 до выхода полосового фильтра 7), величина которой связана с входной мощностью принимаемого сигнала Pвх и входным сопротивлением входного усилителя 1 Rвх и его усилением К соотношением
Figure 00000004

Полагая шум на входе системы "белым" (равномерным гауссовским), находим, что дисперсия шума σ 2 ш на выходе полосового фильтра 7 будет равна
σ2=k2NGRвх/2τи, (5)
где G приведенная к нагрузке 1 Ом спектральная плотность мощности шума на входе системы (Вт/Гц).To transmit an extended-duration radio pulse (packs of N mutually coherent radio pulses) without losing its energy, you can have a band system (band-pass filter 7) with a passband comparable to the reciprocal of the specified duration τ and . In other words, the bandpass filter 7 is selected with a passband, for example, equal to
Figure 00000002

The band-pass filter 7 is an inertial system that eliminates the “empty” gaps between adjacent radio pulses in the packet, therefore, at the output of the band-pass filter, a radio pulse of duration τ and with a mono-pulse structure (as indicated in FIG. 3), but with a slightly reduced average (average ) amplitude compared with the amplitude of the radio pulses in the packet for g> 1, namely with the amplitude
Figure 00000003

where A c is the amplitude of the signal at the output of the input amplifier 1 (under the condition of unity of the transmission coefficient of the path from the input of the multi-tap delay line 2 to the output of the bandpass filter 7), the value of which is related to the input power of the received signal P in and the input resistance of the input amplifier 1 R in and its amplification K by the ratio
Figure 00000004

Assuming the noise at the input of the system to be “white” (uniform Gaussian), we find that the noise variance σ 2 w at the output of the bandpass filter 7 will be equal to
σ 2 = k 2 NGR in / 2τ and , (5)
where G is the spectral density of the noise power at the input of the system (W / Hz) reduced to a load of 1 Ohm.

Следовательно, на выходе полосового фильтра 7 отношение сигнал/шум будет равно

Figure 00000005

Таким образом, расширенный и отфильтрованный радиоимпульс, изображаемый на фиг. 2 прямоугольником 15, является аналогом-представителем принятого радиоимпульса, изображенного прямоугольником 12 на фиг.2, но в отличие от последнего, имеет значительно более узкий спектр, допускающий применение к нему узкополосной фильтрации, основной смысл введения которой заключается в ограничении шума узкой полосой Δfф, что позволяет существенно уменьшить дисперсию шума σ 2 ш на входе смесителя 8, которым начинается широкополосный тракт согласованного фильтра заявляемого типа.Therefore, at the output of the bandpass filter 7, the signal-to-noise ratio will be equal to
Figure 00000005

Thus, the expanded and filtered radio pulse depicted in FIG. 2 by rectangle 15, is an analogue representative of the received radio pulse, shown by rectangle 12 in figure 2, but unlike the latter, it has a much narrower spectrum that allows the use of narrow-band filtering, the main purpose of which is to limit the noise to a narrow band Δf f , which can significantly reduce the noise variance σ 2 w at the input of the mixer 8, which begins the broadband path of the matched filter of the claimed type.

При таком ограничении полосы шума полосовым фильтром 7 и при наличии усиления К во входном усилителе в выборе значения К можно свести на нет собственный шум широкополосного тракта, имеющего спектральную плотность мощности шума G* и рабочую полосу ΔFлз, определяемую полосой пропускания ДЛЗ 10. Так, при аддитивном сложении шумов с выхода полосового фильтра 7 и собственно широкополосного тракта (σ * ш )2=G*R * вх ΔFлз/2 результирующий шум на выходе системы (для единичного коэффициента передачи в цепи от входа смесителя 8 до выхода компенсирующего усилителя 11 в полосе пропускания ДЛЗ) будет равен:
σ 2 шΣ 2 ш +(σ * ш )2 (7)
Если выполнить условие вида

Figure 00000006

где ψ=τлз4=1 и B=ΔFлзτлз база применяемой ДЛЗ 10, то величиной вклада (σ 2 ш )2 в общий шум на выходе системы в выражении (8) можно пренебречь и считать, что дисперсия шума на выходе системы не изменилась и равна величине, определяемой из выражения (5).With such a limitation of the noise band by the band-pass filter 7 and in the presence of an amplification K in the input amplifier, choosing the value of K can negate the intrinsic noise of a broadband path having a noise power spectral density G * and a working band ΔF lz determined by the passband of the DLZ 10. So, with the additive addition of noise from the output of the band-pass filter 7 and the broadband path itself (σ * w ) 2 = G * R * in ΔF lz / 2 the resulting noise at the system output (for a single transmission coefficient in the circuit from the input of the mixer 8 to the output of the compensating amplifier 11 in the passband of the DLZ) will be equal to:
σ 2 = σ 2 w + (σ * w ) 2 (7)
If a condition of the form
Figure 00000006

where ψ = τ lz / τ 4 = 1 and B = ΔF lz τ lz the base of the applied DLP 10, then the contribution value (σ 2 w ) 2 into the total noise at the system output in expression (8) can be neglected and it can be assumed that the noise variance at the system output has not changed and is equal to the value determined from expression (5).

Отметим, что выражением (6) с учетом выражений (5) и (2) доказывается, что имеет место важное свойство инвариантности отношения сигнал/шум на выходе полосового фильтра 7, по отношению к изменению множителя N расширения длительности принимаемого радиосигнала. Множитель N в числителе выражения (5) отражает свойство аддитивности сложения шумовых взаимно некоррелированных компонент в многовходовом аналоговом сумматоре 6. Некоррелированность этих шумовых компонент обоснована тем, что величина парциальной задержки Δτ в многоотводной линии задержки 2 выбрана больше интервала корреляции для шума, который определяется в свою очередь полосой пропускания входного усилителя 1, линии 2 и канальных усилителей 3, 4, 5. Широкополосность указанных элементов схемы позволяет значительно снизить интервал корреляции шума, то есть уменьшить возможное значение задержки Dt или, что то же, уменьшить длительность входного сигнала tc≅ Δτ. Поскольку для некоррелированных шумов дисперсия суммы шумовых компонент, возникающих на выходах канальных усилителей 3, 4, 5, равна сумме дисперсий этих компонент, а дисперсии этих компонент полагаются одинаковыми, то ясно, почему в выражении (5) использован множитель N. Но поскольку полосовой фильтр 7 имеет полосу пропускания, обратно пропорциональную числу N, то свойство инвариантности отношения сигнал/шум μф=inv/N является обоснованным.We note that expression (6), taking into account expressions (5) and (2), proves that there is an important property of the invariance of the signal-to-noise ratio at the output of the band-pass filter 7, with respect to the change in the expansion factor N of the duration of the received radio signal. The multiplier N in the numerator of expression (5) reflects the additivity property of the addition of noise mutually uncorrelated components in the multi-input analog adder 6. The non-correlation of these noise components is justified by the fact that the partial delay Δτ in the multi-tap delay line 2 is chosen greater than the correlation interval for the noise, which is determined in its turn the passband of the input amplifier 1, line 2 and channel amplifiers 3, 4, 5. Broadband of these circuit elements can significantly reduce the interval yatsii noise, i.e. to reduce the possible delay value Dt or, equivalently, to reduce the input signal duration t c ≅ Δτ. Since for uncorrelated noises the variance of the sum of the noise components arising at the outputs of channel amplifiers 3, 4, 5 is equal to the sum of the variances of these components, and the variances of these components are assumed to be the same, it is clear why the factor N is used in expression (5), but since the bandpass filter 7 has a passband inversely proportional to the number N, then the invariance property of the signal-to-noise ratio μ f = inv / N is justified.

Полагая смеситель 8 линейным частотно-преобразующим элементом, в также полагая единичным его коэффициент передачи для компоненты преобразованной частоты ЛЧМ эквивалента, амплитуда ЛЧМ эквивалента и среднеквадратическое напряжение шума на выходе смесителя 8 будут такими же, как это следует из выражений (4) и (5) с учетом выполнения условия (8). То есть и отношение сигнал/шум на входе ДЛЗ 10 будет определяться выражением (6). Assuming mixer 8 to be a linear frequency-converting element, while also assuming that its transmission coefficient is unity for the component of the converted frequency of the LFM equivalent, the amplitude of the LFM equivalent and the rms noise voltage at the output of the mixer 8 will be the same as follows from expressions (4) and (5) subject to the fulfillment of condition (8). That is, the signal-to-noise ratio at the input of the DLZ 10 will be determined by expression (6).

Формирование с помощью смесителя 8 широкополосного, например ЛЧМ, эквивалента достигается гетеродинированием сигнала, поступающего с выхода полосового фильтра 7, с сигналом ЛЧМ-гетеродина 9, который вырабатывает от момента прихода внешнего синхроимпульса ЛЧМ импульс длительностью τлз и с девиацией частоты в нем ΔFлз по линейному закону в функции времени df/dt=ΔFлзлз. Таким образом, объем (база) формируемого ЛЧМ-гетеродином 9 сигнала изображается прямоугольником 14 на фиг.2 и отображает собой фактически базу ДЛЗ 10, равную B=ΔFлзτлз. Поскольку момент прихода синхроимпульса на вход ЛЧМ-гетеродина 9 не точно равен моменту воздействия на вход согласованного фильтра принимаемого сигнала, что видно и из фиг.2, и эти моменты разделены во времени некоторой областью временной неопределенности ΔTΣлз(1-1/ψ), то положение жирной линии на фиг.2, односвязанной с прямоугольником 13, характеризует частотно-временное расположение ЛЧМ эквивалента на выходе смесителя 8 внутри прямоугольника 14 на фиг.2. Если меняется момент времени прихода сигнала на вход согласованного фильтра, то и жирная линия ЛЧМ эквивалента испытывает сдвиг вдоль наклонной прямой (луча, совпадающего с жирной линией), перемещая и прямоугольник 13 внутри прямоугольника 14 вдоль указанной наклонной линии, адекватно отображающей частотно-временную перестройку ЛЧМ-гетеродина 9 под действием синхроимпульса.The formation using a mixer 8 of a broadband, for example, LFM, equivalent is achieved by heterodyning the signal coming from the output of the bandpass filter 7 with the LFM-local oscillator 9 signal, which generates a pulse of duration τ lz and with a frequency deviation in it ΔF lz from the moment of the arrival of the external LFM sync pulse linear law as a function of time df / dt = ΔF lz / τ lz . Thus, the volume (base) of the signal generated by the LFM local oscillator 9 is depicted by box 14 in FIG. 2 and actually represents the base of the DLZ 10 equal to B = ΔF lz τ lz . Since the moment of arrival of the input clock chirped local oscillator 9 is not exactly equal to the time of exposure to the input of the matched filter of the received signal, as can be seen from Figure 2, these moments are separated by time domain a timing uncertainty ΔT Σ = τ LZ (1-1 / ψ), then the position of the bold line in FIG. 2, which is simply connected to rectangle 13, characterizes the time-frequency arrangement of the LFM equivalent at the output of mixer 8 inside rectangle 14 in FIG. 2. If the time of arrival of the signal at the input of the matched filter changes, then the bold line of the LFM equivalent experiences a shift along the oblique straight line (the beam coinciding with the bold line), moving the rectangle 13 inside the rectangle 14 along the indicated oblique line, which adequately reflects the time-frequency tuning of the LFM -heterodyne 9 under the action of a sync pulse.

Операция расширения длительности принимаемого радиосигнала условно изображена на фиг.3. Эпюры 3а, 3б и 3в выражают напряжения на выходе канальных усилителей 3, 4, 5, причем заштрихованные области это радиоимпульсы, а незаштрихованные составляющие напряжения шума (условно). На этих эпюрах шум не показан в интервалах времени действия радиоимпульсов (длительность которых равна τc, а парциальная задержка в линии 2 Δτ>τc). На эпюре 3г дан вид напряжения на выходе многовходового аналогового сумматора 6. Видно, что амплитуда импульсов и среднеквадратический уровень шума на выходе сумматора 6 сохранилась. Это верно, поскольку гребенчатый фильтр на основе соединения многоотводной линии задержки 2, канальных усилителей 3, 4, 5 и многовходового аналогового сумматора 6 представляет собой узкополосную систему, полоса пропускания в которой определяется обратной величиной полной задержки τи в линии 2. При этом полосовой фильтр 7 является инерционно-сглаживающим звеном, позволяющим устранить (снизить влияние) временные разрывы между смежными радиоимпульсами внутри образованной пачки. Это показано на эпюре 3д. Видно, что в процессе такого сглаживания несколько снижается амплитуда выходного сигнала от полосового фильтра 7, а среднеквадратическое напряжение шума сохраняется прежним.The operation of expanding the duration of the received radio signal is conventionally shown in Fig.3. Plots 3a, 3b and 3c express the voltage at the output of the channel amplifiers 3, 4, 5, the shaded areas being radio pulses, and the unshaded components of the noise voltage (conditionally). In these diagrams, noise is not shown in the time intervals of the action of radio pulses (the duration of which is τ c and the partial delay in the line is 2 Δτ> τ c ). On diagram 3g, the type of voltage at the output of the multi-input analog adder 6 is given. It can be seen that the amplitude of the pulses and the rms noise level at the output of the adder 6 are preserved. This is true because the comb filter based on the connection of the multi-tap delay line 2, channel amplifiers 3, 4, 5 and the multi-input analog adder 6 is a narrow-band system, the passband of which is determined by the reciprocal of the total delay τ and in line 2. In this case, the band-pass filter 7 is an inertial-smoothing link that allows you to eliminate (reduce the effect) temporary gaps between adjacent radio pulses inside the formed packet. This is shown in the 3D plot. It is seen that in the process of such smoothing, the amplitude of the output signal from the band-pass filter 7 decreases slightly, and the rms noise voltage remains the same.

На фиг.4 поясняется процесс формирования ЛЧМ эквивалента в смесителе 8 и сжатие его в ДЛЗ 10 (на фиг.4а), результат которого указан на фиг.4б. Сжатый по времени корреляционный отклик ДЛЗ возникает, когда пространственное распределение пучностей ультразвуковой волны, возбуждаемой в звукопроводе ДЛЗ 10 от ЛЧМ эквивалента, совпадает с таким же по виду распределением встречно-штыревых преобразователей, напыленных на пьезокерамической подложке ДЛЗ и представляющих неэквидистантную по пространству структуру. Для увеличения зоны временной неопределенности ΔTΣ следует использовать ДЛЗ с увеличенным значением tлз длительности их импульсных характеристик.In Fig. 4, the process of generating LFM equivalent in the mixer 8 and its compression in DLZ 10 (in Fig. 4a), the result of which is indicated in Fig. 4b, is explained. The time-compressed DLZ correlation response occurs when the spatial distribution of the antinodes of the ultrasonic wave excited in the DLZ 10 sound duct from the LFM equivalent coincides with the same distribution of the interdigital transducers deposited on the piezoceramic DLZ substrate and representing a non-spatial spatial structure. To increase the zone of temporary uncertainty ΔT Σ, one should use DLZ with an increased value of t lz the duration of their impulse characteristics.

Следует отметить, что при Φ>1 сжатый радиоимпульс на выходе ДЛЗ 10 имеет несущую частоту, являющуюся функцией временного сдвига Δt момента прихода на вход фильтра входного импульса длительностью τc и частотой fc. Эта частота равна

Figure 00000007
,
где -ΔTΣ/2≅ Δt≅ ΔTΣ/2, fo центральная частота ДЛЗ 10.It should be noted that for Φ> 1, the compressed radio pulse at the output of the DLZ 10 has a carrier frequency, which is a function of the time shift Δt of the moment of arrival of the input pulse to the filter input of duration τ c and frequency f c . This frequency is equal to
Figure 00000007
,
where -ΔT Σ / 2≅ Δt≅ ΔT Σ / 2, f o the central frequency of the DLS 10.

Выходы N ДЛЗ анализатора подключают к многовходовому аналоговому сумматору типа 6, после чего результирующую пачку радиоимпульсов фильтруют в полосовом фильтре типа 7, а затем из нее формируют ЛЧМ эквивалент, который сжимают в ДЛЗ типа 10. При этом выбор парциальной задержки в многоотводной линии задержки анализатора подчиняют условию (1) для частоты fо ан - центральной частоты ДЛЗ анализатора. В этом случае во входном тракте не происходит таких потерь сигнала, какие свойственны потерям в многоотводной линии 2 схемы фиг.1 и компенсируются канальными усилителями 3, 4, 5 с достаточно большим коэффициентом усиления и низким уровнем собственного шума.The outputs of the N DLA of the analyzer are connected to a multi-input analog type 6 adder, after which the resulting packet of radio pulses is filtered in a band-pass filter of type 7, and then an LFM equivalent is formed from it, which is compressed in a DLZ of type 10. In this case, the partial delay in the multi-tap delay line of the analyzer is subordinated condition (1) for the frequency f about an - the central frequency of the DLZ analyzer. In this case, in the input path, such signal losses do not occur that are characteristic of losses in the multi-tap line 2 of the circuit of Fig. 1 and are compensated by channel amplifiers 3, 4, 5 with a sufficiently large gain and low level of intrinsic noise.

Claims (1)

Способ спектрального анализа сигналов, включающий усиление сигнала, формирование широкополосного линейно-частотно-модулированного эквивалента, и спектровременное сжатие последнего, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, усиленный сигнал до формирования из него широкополосного эквивалента расширяют по длительности с сохранением когерентности до величины, соизмеримой с длительностью импульсной характеристики спектровременного фильтра сжатия, и фильтруют с полосой пропускания, соизмеримой с обратной величиной когерентно расширенной длительности радиосигнала. A method of spectral analysis of signals, including signal amplification, the formation of a broadband linear frequency-modulated equivalent, and spectral-time compression of the latter, characterized in that, in order to increase the noise immunity, the amplified signal is expanded in duration with the preservation of coherence to a value of commensurate with the duration of the impulse response of the spectral-time compression filter, and filtered with a passband commensurate with the inverse coherently extended radio signal duration.
SU4911885 1991-02-15 1991-02-15 Method for spectral analysis of signals RU2071066C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4911885 RU2071066C1 (en) 1991-02-15 1991-02-15 Method for spectral analysis of signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4911885 RU2071066C1 (en) 1991-02-15 1991-02-15 Method for spectral analysis of signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071066C1 true RU2071066C1 (en) 1996-12-27

Family

ID=21560854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4911885 RU2071066C1 (en) 1991-02-15 1991-02-15 Method for spectral analysis of signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071066C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Defranould et al. A SAW planar piezoelectric convolver
US4532603A (en) Chirp transform correlator
US4396917A (en) Countermeasures system
JP2644849B2 (en) FM-CW radar device
JPS63501657A (en) Compression receiver with pulse width expansion function
RU2071066C1 (en) Method for spectral analysis of signals
US4131852A (en) Single dispersive delay line compressive receiver
RU2310882C1 (en) Radio-impulse signal detector
RU2621319C1 (en) Method and device for measuring distance in double-frequency nonlinear radar
JPS6136190B2 (en)
RU2046370C1 (en) Monopulse radio signal detector
US3493969A (en) Radar device with frequency modulation and spectral compression of the intermediate-frequency signal
RU2799999C1 (en) Radiolocation method with carrier frequency tuning from pulse to pulse
RU2016493C1 (en) Matched filter
RU2115236C1 (en) Communication system with wide-band signals
RU2037841C1 (en) Method of optimal detection of pulse signals with nonmodulated carrier frequency
SU813285A1 (en) Device for measuring pulse signal fluctuation spectrum
JPS5935816Y2 (en) Moving target detection radar
JP3463683B2 (en) Radar equipment
RU2082988C1 (en) Process of optimal detection of pulse signals with unmodulated carrier frequency
RU2636784C2 (en) Quasi-optimal comb filter for sequence of wideband and ultra-wideband coherent radio pulses with compression of signal spectrum
RU2190297C2 (en) Broadband noise suppressing device
RU1841040C (en) Device to assess radio pulse-modulated frequency
RU2064222C1 (en) Device for transmission of analog information
JPH05341036A (en) Distance measuring device