RU2315327C1 - Device for analyzing signal spectrum - Google Patents

Device for analyzing signal spectrum Download PDF

Info

Publication number
RU2315327C1
RU2315327C1 RU2006111429/28A RU2006111429A RU2315327C1 RU 2315327 C1 RU2315327 C1 RU 2315327C1 RU 2006111429/28 A RU2006111429/28 A RU 2006111429/28A RU 2006111429 A RU2006111429 A RU 2006111429A RU 2315327 C1 RU2315327 C1 RU 2315327C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
frequency
time
input
signal
Prior art date
Application number
RU2006111429/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006111429A (en
Inventor
Олег Федорович Меньших
Original Assignee
Олег Федорович Меньших
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 Олег Федорович Меньших filed Critical Олег Федорович Меньших
Priority to RU2006111429/28A priority Critical patent/RU2315327C1/en
Publication of RU2006111429A publication Critical patent/RU2006111429A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2315327C1 publication Critical patent/RU2315327C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring technique.
SUBSTANCE: device comprises band amplifier with n outputs connected with n mixers whose outputs are connected with the output of the generator of linearly frequency modulated pulses through the delay line, unit for limiting the amplitude, time comparing circuit, and time-frequency converter. The control input of the generator is connected with the first input of the generator of synchronized pulses. The second output of the generator is connected with the second input of the time-comparing circuit.
EFFECT: enhanced precision.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в анализаторах спектра радиосигналов с повышенной разрешающей способностью, например, для лазерных доплеровских локаторов с непрерывным режимом излучения.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in analyzers of a spectrum of radio signals with high resolution, for example, for laser Doppler locators with a continuous radiation mode.

Известны спектроанализаторы, в основе действия которых лежит одно из следующих явлений: интерференция, преломление при наличии дисперсии фазовой скорости, резонанс. Первые два явления используют для получения оптических спектров. Спектроанализаторы, использующие резонанс, наиболее универсальны. В качестве резонансных применяют колебательные контуры с сосредоточенными параметрами или отрезки линий с распределеными параметрами. Различают резонансные спектроанализаторы параллельного и последовательного действия. В параллельных спектроанализаторах используют набор резонаторов, настроенных на различные частоты и одновременно подвергающихся воздействию исследуемого колебания. В последовательных спектроанализаторах применяется один резонатор с переменной настройкой. Параллельный спектроанализатор имеет преимущество перед последовательным в скорости анализа, однако уступает ему в простоте. Последовательный анализатор пригоден для анализа периодических процессов или процессов, характер которых мало изменяется за время анализа.Spectrum analyzers are known whose operation is based on one of the following phenomena: interference, refraction in the presence of phase velocity dispersion, resonance. The first two phenomena are used to obtain optical spectra. Spectrum analyzers using resonance are the most versatile. As resonance, oscillatory circuits with lumped parameters or line segments with distributed parameters are used. There are resonant spectrum analyzers of parallel and sequential action. In parallel spectrum analyzers use a set of resonators tuned to different frequencies and simultaneously exposed to the studied oscillations. Serial spectrum analyzers use a single resonator with variable tuning. A parallel spectrum analyzer has an advantage over a serial analyzer in the speed of analysis, but is inferior to it in simplicity. A serial analyzer is suitable for analyzing periodic processes or processes whose nature changes little during the analysis.

Анализаторы спектра позволяют определить амплитуду и частоту спектральных компонент, входящих в состав анализируемого процесса. Важнейшей его характеристикой является разрешающая способность - наименьший интервал Δf по частоте между двумя спектральными линиями, которые еще разделяются спектроанализатором. Разрешающая способность определяется шириной полосы пропускания резонатора и связана со временем анализа Т соотношением Δf Т=const, причем значение этой константы зависит от параметров резонатора. Величина Т определяет время установления колебаний в резонаторе и пропорциональна значению избирательности последнего, то есть его полосе пропускания.Spectrum analyzers allow you to determine the amplitude and frequency of the spectral components that make up the analyzed process. Its most important characteristic is resolution - the smallest interval Δf in frequency between two spectral lines, which are still separated by a spectrum analyzer. The resolution is determined by the bandwidth of the resonator and is associated with the analysis time T by the relation Δf T = const, and the value of this constant depends on the parameters of the resonator. The value of T determines the time of establishment of oscillations in the resonator and is proportional to the selectivity of the latter, that is, its passband.

Избирательные свойства резонаторов описываются статическими резонансными характеристиками лишь при медленной перестройке резонансной частоты. В действительности перестройка ведется с определенной скоростью, поэтому для резонаторов вводится понятие динамических кривых резонанса, а для спектроанализаторов последовательного действия вводится понятие динамической разрешающей способности, которая зависит не только от свойств резонаторов, но и от времени анализа Т. Время анализа Т=2F/πμ(Δf)2, где F - полоса анализа (ширина исследуемого диапазона частот), μ - допустимое динамическое расширение полосы пропускания.The selective properties of resonators are described by static resonance characteristics only with a slow tuning of the resonant frequency. In reality, the tuning is carried out at a certain speed, therefore, the concept of dynamic resonance curves is introduced for resonators, and the concept of dynamic resolution is introduced for sequential spectrum analyzers, which depends not only on the properties of the resonators, but also on the analysis time T. Analysis time T = 2F / πμ (Δf) 2 , where F is the analysis bandwidth (width of the studied frequency range), μ is the allowable dynamic expansion of the passband.

Анализатор спектра может дать истинный спектр только тогда, когда анализируемое колебание x(t) периодично либо существует только в пределах интервала Т. При анализе длительных процессов анализатор спектра дает не истинный спектр S(ω) по бесконечным пределам интегрирования, а лишь его оценку SТ(t1, ω) с пределами интегрирования от t1 до t1+T, где t1 - момент включения, и такая оценка определяет так называемый текущий спектр анализируемого колебания.The spectrum analyzer can give a true spectrum only when the analyzed oscillation x (t) is periodic or exists only within the interval T. When analyzing long-term processes, the spectrum analyzer does not give a true spectrum S (ω) over infinite integration limits, but only its estimate S T (t 1 , ω) with integration limits from t 1 to t 1 + T, where t 1 is the moment of switching on, and such an estimate determines the so-called current spectrum of the analyzed oscillation.

Случайные процессы принято характеризовать энергетическим спектром G(ω), определяющим распределение по шкале частот среднеквадратических значений используемого сигнала. Так, энергетический спектр G(ω) стационарного случайного процесса связан с текущим спектром ST(ω) через усреднение квадрата последнего по множеству реализаций. Если процесс эргодический, то вместо усреднения по ансамблю реализаций можно использовать усреднение по времени вдоль одной реализации.Random processes are usually characterized by the energy spectrum G (ω), which determines the distribution on the frequency scale of the rms values of the signal used. Thus, the energy spectrum G (ω) of a stationary random process is related to the current spectrum S T (ω) by averaging the square of the latter over the set of realizations. If the process is ergodic, then instead of averaging over an ensemble of realizations, one can use averaging over time along one implementation.

Кроме рассмотренных аналоговых спектроанализаторов существует широкий класс цифровых анализаторов, в которых вместо непрерывных реализации x(t) используются дискретные значения x(tk)=хk в дискретных временных точках tk=k Δt, где k=0, 1, 2, 3..., N-1, Δt=T/N. Отсчеты xk квантованы по величине, то есть представлены цифровыми кодами, например бинарными, с заданным числом двоичных разрядов. Развитие вычислительной техники способствовало появлению анализаторов спектра, действие которых основано на непосредственном вычислении коэффициентов разложения по определенной системе ортогональных, не обязательно гармонических, функций (см., напр., Харкевич А.А., Спектры и анализ, 4 изд., М., 1962; Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения, пер. с англ., М., 1971).In addition to the considered analog spectrum analyzers, there is a wide class of digital analyzers in which instead of continuous implementations x (t), discrete values x (t k ) = x k are used at discrete time points t k = k Δt, where k = 0, 1, 2, 3 ..., N-1, Δt = T / N. The samples x k are quantized in magnitude, that is, represented by digital codes, for example binary, with a given number of binary digits. The development of computer technology has contributed to the appearance of spectrum analyzers, the action of which is based on the direct calculation of the expansion coefficients for a certain system of orthogonal, not necessarily harmonic, functions (see, e.g., A. Kharkevich, Spectra and Analysis, 4th ed., M., 1962; Jenkins G., Watte D. Spectral analysis and its applications, transl. From English., M., 1971).

Известны способы анализа спектра, основанные на использовании согласованных фильтров (см., напр., Б.Р.Лезин. Теоретические основы статистической радиотехники, М., Сов. радио, 1974, кн.1-3; В.И.Тихонов. Оптимальный прием радиосигналов, М., Радио и связь, 1983). Для осуществления оптимального когерентного приема необходимо соблюсти следующие условия: передаваемые сигналы полностью известны и могут быть точно воспроизведены в приемном устройстве, канал связи гауссов с постоянными параметрами, искажения сигналов в канале связи отсутствуют, спектральная плотность аддитивной помехи известна, синхронизация принимаемых и опорных сигналов является идеальной. Применительно к лазерной доплеровской локации эти условия можно считать практически выполнимыми, поэтому процесс обнаружения цели сводится к регистрации в поле зрения фотоприемнка монохроматического сигнала, частота которого отличается от частоты зондирующего непрерывного излучения на величину доплеровского сдвига, определяющую радиальную скорость цели относительно локатора. Анализируя оптимальный алгоритм обработки сигналов, следует отметить, что идеальный приемник (приемник Котельникова) определяет в гильбертовом пространстве сигналов расстояние между принятым сигналом и всеми другими сигналами и принимает решение, что передавался именно тот сигнал, к которому принятый ближе всего. Однако указанная интерпретация процесса оптимальной обработки сигнала основана на учете того обстоятельства, что энтропия сигнала не равна нулю, то есть сигнал является модулированным. В лазерной доплеровской локации может использоваться немодулированное монохроматическое излучение одночастотных лазеров с нулевой энтропией зондирующего сигнала, однако в отраженном от цели сигнале содержится полная информация о радиальной скорости цели, и в этом смысле нельзя принимать энтропию такого сигнала нулевой. Кроме того, наличие самого отраженного сигнала также содержит полезную информацию о факте обнаружения цели локатором.Known spectrum analysis methods based on the use of matched filters (see, for example, B. R. Lezin. Theoretical Foundations of Statistical Radio Engineering, M., Sov. Radio, 1974, book 1-3; V. I. Tikhonov. Optimal reception of radio signals, M., Radio and communication, 1983). For optimal coherent reception, the following conditions must be met: the transmitted signals are fully known and can be accurately reproduced in the receiver, the Gaussian communication channel with constant parameters, there are no signal distortions in the communication channel, the spectral density of additive interference is known, the synchronization of the received and reference signals is ideal . As applied to laser Doppler location, these conditions can be considered practically feasible; therefore, the target detection process is reduced to recording a monochromatic signal in the field of view of the photodetector, whose frequency differs from the frequency of the probing continuous radiation by the value of the Doppler shift, which determines the radial velocity of the target relative to the locator. Analyzing the optimal signal processing algorithm, it should be noted that the ideal receiver (Kotelnikov receiver) determines the distance between the received signal and all other signals in the Hilbert space of the signals and decides that it was the signal that was received closest to it. However, this interpretation of the process of optimal signal processing is based on the fact that the entropy of the signal is not equal to zero, that is, the signal is modulated. In laser Doppler location, unmodulated monochromatic radiation of single-frequency lasers with zero entropy of the probing signal can be used, however, the signal reflected from the target contains complete information about the radial velocity of the target, and in this sense, the entropy of such a signal cannot be accepted as zero. In addition, the presence of the reflected signal itself also contains useful information about the fact that the target was detected by the locator.

В основе различных структурных схем оптимального приемника обычно лежат схемы линейной обработки сигналов. Их отличие состоит в аппаратурной реализации схем линейной обработки, к числу которых относятся оптимальный корреляционный приемник, оптимальный приемник на согласованных фильтрах и другие.The various structural diagrams of the optimal receiver are usually based on linear signal processing circuits. Their difference lies in the hardware implementation of linear processing schemes, which include the optimal correlation receiver, the optimal receiver on matched filters, and others.

При работе лазерного доплеровского локатора в режиме сканирования по угловым координатам (в поисковом режиме) принимаемое излучение от цели с неизвестным доплеровским сдвигом частоты представляет собой радиоимпульс длительностью Тимп=γ/ Ω, где γ - мгновенный угол зрения фотоприемника в плоскости углового сканирования, Ω - угловая скорость сканирования. При использовании анализатора спектра параллельного действия его полоса пропускания ΔF выбирается из условия ΔF=2 ΔV ν/с, где ΔV - полоса неопределенности радиальных скоростей цели, ν - частота лазерного излучения, c - скорость света, а число фильтров М определяется полосой пропускания каждого из них Δf1=ΔF/М. Так, при длительности принимаемого импульса Тимп=0,5 мс и полосе анализа ΔF=10 МГц получаем М=5000, и такой анализатор становится весьма громоздким. По схеме последовательного анализа с узкополосным фильтром (для приведенного выше примера Δf1=2 кГц) возникает другая сложность, связанная с низким быстродействием локатора в режиме его сканирования по угловым координатам, поскольку скорость изменения частоты гетеродина анализатора выбирается из условия dfгет/dt≈Δf12, и при этом время поиска по частоте в заданном угловом направлении Тп=ΔF/Δf12 существенно превосходит длительность принимаемого импульса Тп>>Тимп (в данном примере Тп=2,5 с), что и приводит к необходимости резкого снижения угловой скорости Ω сканирования, чтобы не пропустить цель.When the laser Doppler locator is in the scanning mode along the angular coordinates (in the search mode), the received radiation from the target with an unknown Doppler frequency shift is a radio pulse of duration T imp = γ / Ω, where γ is the instantaneous angle of view of the photodetector in the plane of angular scanning, Ω - angular scanning speed. When using a parallel spectrum spectrum analyzer, its passband ΔF is selected from the condition ΔF = 2 ΔV ν / s, where ΔV is the uncertainty band of the radial velocity of the target, ν is the laser frequency, c is the speed of light, and the number of filters M is determined by the passband each of them Δf 1 = ΔF / M. So, with the duration of the received pulse T imp = 0.5 ms and the analysis bandwidth ΔF = 10 MHz, we obtain M = 5000, and such an analyzer becomes very cumbersome. According to the sequential analysis scheme with a narrow-band filter (for the above example, Δf 1 = 2 kHz), another complication arises due to the low speed of the locator in the mode of scanning it by angular coordinates, since the rate of change of the analyzer local oscillator frequency is selected from the condition df get / dt≈Δf 1 2 , and the search time in frequency in a given angular direction T p = ΔF / Δf 1 2 significantly exceeds the duration of the received pulse T p >> T imp (in this example, T p = 2.5 s), which leads to the need for sharp lower Ia scanning angular velocity Ω in order not to miss the target.

С учетом указанных обстоятельств автором предложен способ спектрального анализа на основе следующей последовательности операций:Given these circumstances, the author proposed a spectral analysis method based on the following sequence of operations:

- входной сигнал предварительно усиливают и разделяют на n частей с приблизительно равным отношением сигнал/шум в них;- the input signal is pre-amplified and divided into n parts with an approximately equal signal to noise ratio in them;

- формируют линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал гетеродинирования в виде радиоимпульсов, следующих с частотой запускающих синхросигналов;- form a linear-frequency-modulated (LFM) heterodyning signal in the form of radio pulses following with the frequency of the triggering clock signals;

- разделяют сформированный ЛЧМ-импульс на n частей;- divide the generated chirp pulse into n parts;

- сдвигают во времени каждую из n частей ЛЧМ-импульса гетеродинирования на время, не менее чем на порядок большее обратной величины полосы пропускания при спектроанализе с использованием дисперсионных линий задержки (ДЛЗ);- shift in time each of the n parts of the LFM heterodyning pulse by a time no less than an order of magnitude greater than the inverse of the passband in spectroanalysis using dispersion delay lines (DLS);

- преобразуют n составляющих входного сигнала в соответствующие ЛЧМ-эквиваленты путем смешения n составляющих входного сигнала с n ЛЧМ импульсами гетеродинирования, взаимно сдвинутыми во времени;- convert the n components of the input signal into the corresponding LFM equivalents by mixing the n components of the input signal with n LFM heterodyning pulses mutually shifted in time;

- осуществляют спектро-временное сжатие n полученных ЛЧМ-эквивалентов входного сигнала в соответствующих n согласованных фильтрах на ДЛЗ;- carry out spectral-temporal compression of the n obtained LFM equivalents of the input signal in the corresponding n matched filters on the DL;

- задерживают во времени сжатые радиоимпульсы до их временного совмещения между собой с использованием n-канальной линии задержки;- delay in time the compressed radio pulses until they are temporarily aligned with each other using the n-channel delay line;

- детектируют по амплитуде n задержанных радиоимпульсов;- detect the amplitude of n delayed radio pulses;

- складывают в аналоговом сумматоре n полученных детектированием видеоимпульсов;- add in the analog adder n received by the detection of video pulses;

- подвергают результирующий видеоимпульс пороговому ограничению по минимуму в компараторе при заданном значении порогового уровня ограничения;- subjecting the resulting video pulse to a minimum threshold limit in the comparator at a given value of the threshold level of restriction;

- измеряют интервал времени между возникновением импульса на выходе компаратора с синхроимпульсом, создающим ЛЧМ-импульс гетеродинирования;- measure the time interval between the occurrence of the pulse at the output of the comparator with a clock pulse, creating a chirp-pulse heterodyning;

- определяют частоту входного сигнала - частоту доплеровского сдвига - по величине указанного измеренного интервала времени с учетом характеристики используемых ДЛЗ.- determine the frequency of the input signal - the frequency of the Doppler shift - the value of the specified measured time interval taking into account the characteristics of the used DLS.

Использование данного способа спектрального анализа, а точнее - измерения несущей частоты принимаемого сигнала, содержащего доплеровский сдвиг, позволяет увеличить произведение энергетического потенциала локатора на его быстродействие благодаря тому, что существенно сокращается число каналов анализа (n<<ΔF/Δf1) с некоррелируемыми шумовыми составляющими в них, поскольку на входе использован широкополосный тракт, а время задержки Δτ в расщепляемых n ЛЧМ-импульсах гетеродинирования для смежных каналов существенно превышает обратную величину полосы пропускания входного приемного тракта Δτ>>1/ΔF, что позволяет повысить отношение сигнал/шум в суммируемом сжатом видеоимпульсе по сравнению с таковым в каждом отдельно взятом сжатом радиоимпульсе (в одном канале с ДЛЗ).Using this method of spectral analysis, or rather, measuring the carrier frequency of a received signal containing a Doppler shift, allows you to increase the product of the energy potential of the locator and its speed due to the fact that the number of analysis channels (n << ΔF / Δf 1 ) with uncorrelated noise channels is significantly reduced components because the broadband path is used at the input, and the delay time Δτ in the splittable n LFM heterodyning pulses for adjacent channels significantly exceeds the inverse elichinu bandwidth input receiving path Δτ >> 1 / ΔF Σ, which improves the signal / noise ratio in summable compressed video pulse in comparison with that in each individual radio pulse compressed (in one channel with DLA).

Рассмотренный способ может быть использован в заявляемом техническом решении в качестве ближайшего аналога (прототипа).The considered method can be used in the claimed technical solution as the closest analogue (prototype).

Недостатком известного способа является его некоторая громоздкость, связанная с применением n однотипных ДЛЗ и дополнительной n-канальной линии задержки сжатых ЛЧМ-импульсов.The disadvantage of this method is its some cumbersomeness associated with the use of n of the same DLP and an additional n-channel delay line of compressed chirp pulses.

Целью изобретения является упрощение реализующего способ устройства.The aim of the invention is to simplify implementing the method of the device.

Указанная цель достигается в анализаторе спектра сигналов, содержащем входной полосовой усилитель с n выходами, соединенными с n смесителями, гетеродинные входы которых подключены через n-отводную линию задержки к выходу генератора линейно-частотно-модулированных импульсов, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов, n выходов смесителей соответственно соединены с n широкополосными усилителями, а также последовательно соединенные амплитудный ограничитель по минимуму, схему временного сравнения и преобразователь «время-частота», причем второй выход генератора синхроимпульсов подключен ко второму входу схемы временного сравнения, отличающемся тем, что в нем установлены подключенная к n выходам широкополосных усилителей n-канальная дисперсионная линия задержки, имеющая общий для всех n ее каналов выходной электрод, подключенный через выходной широкополосный усилитель к амплитудному детектору, который выходом соединен с входом амплитудного ограничителя по минимуму, причем временные задержки в n-канальной дисперсионной линии задержки выполнены соответствующими задержкам в n-отводной линии задержки для соответствующих каналов.This goal is achieved in a signal spectrum analyzer containing an input strip amplifier with n outputs connected to n mixers whose heterodyne inputs are connected via an n-tap delay line to the output of a linearly-frequency-modulated pulse generator, the control input of which is connected to the first output of the clock generator , n outputs of mixers, respectively, are connected to n broadband amplifiers, as well as series-connected amplitude limiters to a minimum, a temporary comparison circuit, and a time-frequency converter, the second output of the clock generator being connected to the second input of the time comparison circuit, characterized in that it has an n-channel dispersion delay line connected to n outputs of the broadband amplifiers, having an output electrode common to all its n channels, connected through an output broadband amplifier to an amplitude detector, which is connected by an output to the input of the amplitude limiter to a minimum, and the time delays in the n-channel dispersion line buckle made corresponding delays in n-branch delay lines for the respective channels.

Достижение поставленной цели объясняется существенным сокращением количества оборудования: вместо n отдельных ДЛЗ и второй (как в прототипе) n-канальной линии задержки в заявляемом техническом решении использована интегрированная ДЛЗ. На ее единой звукопроводящей подложке выполнены n однотипных каналов ДЛЗ, из n рассредоточенных по длине входных электродов относительно общего для всех n ее каналов выходного электрода для организации разных временных задержек, согласованных с задержками в соответствующих каналах n-отводной линии задержки, кроме того, в заявляемом техническом решении в n раз сокращено количество выходных широкополосных усилителей и амплитудных детекторов. Наиболее сложная часть такой интегрированной ДЛЗ - ее выходной электрод - является общим для всех n каналов, поэтому усложнение связано только с установкой на общем звукопроводе n входных электродов и с некоторым удлинением звукопровода для рассредоточения этих входных электродов по длине. Методами литографии изготовление такой ДЛЗ не вызывает особых затруднений.Achieving this goal is explained by a significant reduction in the number of equipment: instead of n separate DLA and the second (as in the prototype) n-channel delay line in the claimed technical solution used integrated DLZ. On its single sound-conducting substrate, n of the same type of DLZ channels are made of n distributed along the length of the input electrodes relative to the output electrode common to all n of its channels for organizing different time delays, consistent with delays in the corresponding channels of the n-tap delay line, in addition, in the claimed the technical solution n times reduced the number of output broadband amplifiers and amplitude detectors. The most complex part of such an integrated DLZ — its output electrode — is common to all n channels, therefore, the complication is associated only with the installation of n input electrodes on the common sound duct and with some extension of the sound duct to disperse these input electrodes along the length. Using lithography methods, the manufacture of such a DLZ does not cause any particular difficulties.

Заявляемое техническое решение понятно из представленной фиг.1. На фиг.2 приведены графические пояснения процессов преобразования «частота-время».The claimed technical solution is clear from the presented figure 1. Figure 2 shows graphical explanations of the conversion process "frequency-time".

Устройство содержит последовательно установленные входной полосовой усилитель с n выходами 1, n смесителей 2, 3, ...4, n широкополосных усилителей 5, 6, ...7, n-канальную дисперсионную линию задержки 8, содержащую n входных электродов 9, 10, ...11 и один общий выходной электрод 12, выходной широкополосный усилитель 13, амплитудный детектор 14, амплитудный ограничитель по минимуму 15, схему временного сравнения 16 и преобразователь «время-частота» 17. В устройстве также имеется генератор синхроимпульсов 18, первый выход которого соединен с генератором ЛЧМ-импульсов 19, а второй - со вторым входом схемы временного сравнения 16, и n-отводная линия задержки 20, входной электрод 21 которой подключен к выходу генератора ЛЧМ-импульсов 19, а n выходных ее электродов 22, 23, ...24 - к гетеродинным входам n смесителей 2, 3, ...4 соответственно.The device contains sequentially installed input strip amplifier with n outputs 1, n mixers 2, 3, ... 4, n wideband amplifiers 5, 6, ... 7, an n-channel dispersion delay line 8, containing n input electrodes 9, 10 , ... 11 and one common output electrode 12, the output broadband amplifier 13, the amplitude detector 14, the amplitude limiter at least 15, the time comparison circuit 16 and the time-frequency converter 17. The device also has a clock generator 18, the first output which is connected to the chirp generator owls 19, and the second with the second input of the temporary comparison circuit 16, and the n-tap delay line 20, the input electrode 21 of which is connected to the output of the chirp pulse generator 19, and n of its output electrodes 22, 23, ... 24 are connected to the heterodyne inputs of n mixers 2, 3, ... 4, respectively.

Рассмотрим действие заявляемого анализатора спектра сигналов.Consider the action of the inventive signal spectrum analyzer.

Общая схема реализации анализа на основе использования ДЛЗ сводится к преобразованию входного сигнала в ЛЧМ-эквивалент с последующим его сжатием в ДЛЗ, согласованной с применяемым ЛЧМ-импульсом гетеродинирования. После детектирования короткого радиоимпульса и его ограничения по минимуму с заданной величиной порога ограничения осуществляется временное сравнение фронтов полученного указанной обработкой видеоимпульса с синхроимпульсом, запускающим генератор ЛЧМ-импульсов гетеродинирования, и по величине измеренного временного интервала судят о частоте входного сигнала. Таким образом, изменение частоты входного сигнала преобразуется во временное смещение сжимаемого в ДЛЗ импульса [1-6]. При этом важно отметить, что шумовая составляющая широкополосного тракта прохождения ЛЧМ-эквивалента практически не сказывается на снижении отношения сигнал/шум на выходе решающего устройства (то есть на выходе амплитудного ограничителя по минимуму), поскольку усиление входного сигнала, поступающего на вход смесителя, выбрано достаточно большим.The general analysis implementation scheme based on the use of DLZ is reduced to converting the input signal into an LFM equivalent, followed by its compression into a DLM, consistent with the applied LFM heterodyning pulse. After detecting a short radio pulse and its minimum limit with a given limit threshold value, the edges of the video pulse obtained by the indicated processing are temporarily compared with a clock pulse that starts the LFM heterodyning pulse generator, and the input signal frequency is judged by the value of the measured time interval. Thus, the change in the frequency of the input signal is converted into a temporary offset of the pulse compressed in the DLZ [1-6]. It is important to note that the noise component of the broadband path of the LFM equivalent has practically no effect on reducing the signal-to-noise ratio at the output of the decider (i.e., at the output of the amplitude limiter to a minimum), since the amplification of the input signal entering the mixer input is sufficiently selected great.

Главными параметрами ДЛЗ являются длительность ее импульсной характеристики (времени задержки) τлз и полоса пропускания ΔFлз, произведение которых определяет величину базы В=τлзΔFлз>>1. Энергия ЛЧМ-эквивалента принимаемого сигнала определяется длительностью импульсной характеристики τлз, и в результате сжатия ЛЧМ-сигнала в согласованной с ним ДЛЗ на ее выходе образуется весьма короткий радиоимпульс длительностью tимп=1/ΔFлз, что приводит к увеличению отношения сигнал/шум в (В)1/2 раз по сравнению с отношением на входе устройства. Построение n-канального анализатора на ДЛЗ позволяет дополнительно повысить это отношение еще в (n)1/2 раз. Последнее связано с некоррелированностью суммируемых шумовых компонент на выходах n широкополосных усилителей 5, 6, ...7 из-за вводимой временной задержки ЛЧМ-импульсов гетеродинирования на интервалы Δτ>>1/ΔFΣ за счет применения n-отводной линии задержки 20 при формировании ЛЧМ-эквивалентов входного сигнала в смесителях 2, 3, ...4. Полная задержка в этой линии составляет величину (n-1)Δτ, что определяет полную временную задержку ΔTлз в n-канальной дисперсионной линии задержки 8 как сумму ΔTлз≥(n-1)Δτ+τлз.The main parameters of the DLZ are the duration of its impulse response (delay time) τ lz and the passband ΔF lz , the product of which determines the value of the base B = τ lz ΔF lz >> 1. The energy of the received signal chirped equivalent determined by the duration of the impulse response τ LZ, and by compressing the chirp signals in the agreed with him DLA at its output forms a very short radar pulse duration t imp = 1 / ΔF LZ, which increases the signal / noise ratio in the (B) 1/2 times compared with the ratio at the input of the device. The construction of an n-channel analyzer at DLZ allows us to further increase this ratio by an additional (n) 1/2 time. The latter is due to the uncorrelatedness of the summed noise components at the outputs of n broadband amplifiers 5, 6, ... 7 due to the introduced time delay of the LFM heterodyning pulses for the intervals Δτ >> 1 / ΔF Σ due to the use of the n-tap delay line 20 in the formation LFM-equivalent input signal in mixers 2, 3, ... 4. The total delay in this line is (n-1) Δτ, which determines the total time delay ΔT ls in the n-channel dispersion delay line 8 as the sum ΔT ls ≥ (n-1) Δτ + τ lz .

На фиг.2а изображена последовательность синхроимпульсов, запускающих работу генератора ЛЧМ-импульсов 19 и определяющих начало отсчета времени в схеме временного сравнения 16, которые вырабатываются в генераторе синхроимпульсов 18.On figa shows a sequence of clock pulses that start the operation of the generator of the chirp pulses 19 and determine the beginning of the countdown in the time comparison circuit 16, which are generated in the clock generator 18.

На фиг.2б даны частотно-временные диаграммы процесса формирования ЛЧМ-импульсов гетеродинирования с линейно-возрастающей во времени частотой fлчмГ(t) в рабочем участке работы анализатора, преобразования входного сигнала частоты fc=const(t) в сигналы - ЛЧМ-эквиваленты - путем смешения его частоты fc с частотой fлчмГ(t), в результате чего образуются ЛЧМ-эквиваленты частоты fлчмЭ(t). Поскольку частота входного сигнала находится в пределах некоторой полосы частот ΔFΣ, то при изменении частоты fc (при изменении радиальной скорости движения цели) в пределах этого диапазона ΔFΣ будет смещаться и характеристика ЛЧМ-эквивалента вдоль частотной оси, как это показано пунктирными линиями. Заштрихованная полоса, ограниченная пунктиром, относится к спектро-временной характеристике ДЛЗ: ее ширина соответствует полосе пропускания ДЛЗ ΔFлз, а ее длина соответствует проекции наклонной прямой колебания ЛЧМ-эквивалента fлчмЭ(t) на ось абсцисс, которая заключена внутри указанной полосы ДЛЗ ΔFлз, и характеризует величину импульсной характеристики ДЛЗ τлз.Figure 2b shows the time-frequency diagrams of the process of generating LFM pulses of heterodyning with a linearly increasing frequency f lchmG (t) in the working area of the analyzer, converting the input signal of frequency f c = const (t) into signals - LFM equivalents - by mixing its frequency f c with the frequency f LChMG (t), as a result of which the LFM equivalents of the frequency f LCHME (t) are formed. Since the frequency of the input signal is within a certain frequency band ΔF Σ , with a change in the frequency f c (with a change in the radial velocity of the target) within this range of ΔF Σ , the characteristic of the LFM equivalent along the frequency axis will also shift, as shown by dashed lines. The shaded band bounded by the dotted line refers to the spectro-temporal characteristics DLA: its width corresponds to the passband DLA ΔF LZ, and its length corresponds to the projection inclined line fluctuations chirped equivalents f lchmE (t) on the x-axis which lies within said band DLA ΔF LZ, and characterizes the pulse response DLA τ LZ.

На фиг.2в представлен импульс-отклик процесса «сжатия» ЛЧМ-эквивалента fлчмЭ(t) на выходе ДЛЗ - сигнал uимп(t) с длительностью tимп=1/ΔFлз. Его временное положение может изменяться в указанных пунктиром пределах при изменении частоты входного сигнала fc в заданном диапазоне частот ΔFΣ.On figv presents the impulse response of the process of "compression" of the chirp-equivalent f f LFME (t) at the output DLZ - signal u imp (t) with a duration of t imp = 1 / ΔF lz . Its temporary position can vary within the limits indicated by the dotted line when the frequency of the input signal f c changes in a given frequency range ΔF Σ .

На фиг.2г показан импульс ucp(t) длительностью τзад, образующийся на выходе схемы временного сравнения 16 и определяющий интервал времени между моментами действия фронтов синхроимпульса (фиг.2а) и импульса на выходе амплитудного ограничителя по минимуму 15 (фиг.2в). Этот импульс может иметь различную длительность τзад в зависимости от значения частоты входного сигнала fc (показано пунктиром).On fig.2g shows the pulse u cp (t) of duration τ back , generated at the output of the temporary comparison circuit 16 and determines the time interval between the moments of action of the fronts of the clock (Fig.2A) and the pulse at the output of the amplitude limiter to a minimum of 15 (Fig.2c) . This pulse can have a different duration τ ass depending on the value of the frequency of the input signal f c (shown by a dotted line).

Длительность образующегося импульса на выходе схемы временного сравнения 16 обрабатывается в преобразователе «время-частота» 17 путем его заполнения высокочастотными импульсами счета, следующими с частотой fсч. Их число Nсчзад fсч однозначно связано со значением измеряемой частоты fc. Период следования счетных импульсов определяет погрешность измерения временного интервала τзад и, следовательно, погрешность определения частоты fc. Значение частоты входного сигнала в цифровом коде поступает на соответствующее устройство доплеровского локатора, перерабатывающее получаемую информацию в интересах функционирования тех средств, для которых используется локатор.The duration of the generated pulse at the output of the temporary comparison circuit 16 is processed in the converter "time-frequency" 17 by filling it with high-frequency counting pulses, following with a frequency f SCH . Their number N sc = τ ass f sc uniquely associated with the measured frequency f c . The period following the counting pulses determines the measurement error of the time interval τ ass and, therefore, the error in determining the frequency f c . The value of the frequency of the input signal in a digital code is supplied to the corresponding Doppler locator device, which processes the received information in the interests of the functioning of those means for which the locator is used.

Заявляемое техническое решение отличается от рассмотренного одноканального анализатора с использованием ДЛЗ тем, что в нем применена n-канальная ДЛЗ с целью повышения отношения сигнал/шум на выходе амплитудного ограничителя по минимуму, необходимого для увеличения энергетического потенциала локатора (увеличения дальности обнаружения цели). Для организации n-канальной обработки принимаемого сигнала его расщепляют на n равных частей, и все эти части являются взаимно когерентными, а сами колебания в пределах процедуры анализа считаются монохроматическими (с частотой fc). Каждый из таких сигналов преобразуется в смесителях 2, 3, ...4 (фиг.1) в соответствующие ЛЧМ-эквиваленты fлчмЭ(t) по правилу fлчмЭ(t)=fлчмГ(t)-fc преобразованием с частотой ЛЧМ-импульсов гетеродинирования fлчмГ(t), которые также расщепляются на n частей, но сдвинутых по времени для смежных смесителей 2, 3, ...4 на временной интервал Δτ с помощью n-отводной линии задержки 20. При этом весьма важно отметить, что при соблюдении условия Δτ>>1/ΔF шумовые составляющие гауссова шума в сигнальных составляющих принимаемого сигнала являются взаимно некоррелируемыми, так как известно, что интервал корреляции обратно пропорционален полосе канала, то есть равен Δtкорр=1/ΔF, что при последующем их сложении на выходе ДЛЗ 8 определяет рост шумовых компонент пропорционально корню квадратному из числа каналов обработки n, при этом накопление сигнальных компонент оказывается пропорциональным числу n, из чего следует, что отношение сигнал/шум дополнительно возрастает пропорционально (n)1/2. Поскольку и сами ЛЧМ-импульсы гетеродинирования в их n частях также являются взаимно когерентными, поскольку образованы от одного источника - генератора ЛЧМ-импульсов 19, то сигнальные компоненты при их преобразовании в ЛЧМ-эквиваленты и последующей обработке в n-канальной ДЛЗ 8 складываются когерентно на выходе последней. При этом различие по времени действия ЛЧМ-импульсов гетеродинировапния компенсируется таким же различием задержек соответствующих ЛЧМ-эквивалентов в n-канальной ДЛЗ 8, как это видно из фиг.1, и при этом все n сжатых радиоимпульсов возникают на выходе ДЛЗ одновременно.The claimed technical solution differs from the considered single-channel analyzer using DLZ in that it uses an n-channel DLZ in order to increase the signal-to-noise ratio at the output of the amplitude limiter to the minimum necessary to increase the energy potential of the locator (increase the target detection range). To organize the n-channel processing of the received signal, it is split into n equal parts, and all these parts are mutually coherent, and the oscillations themselves are considered monochromatic within the analysis procedure (with frequency f c ). Each of these signals is converted in the mixers 2, 3, ... 4 (Fig. 1) to the corresponding LFM equivalents f LFME (t) according to the rule f LFME (t) = f LFMH (t) -f with conversion with the frequency of LFM of heterodyning pulses f lhmG (t), which are also split into n parts, but time-shifted for adjacent mixers 2, 3, ... 4 by the time interval Δτ using the n-tap delay line 20. It is very important to note that subject to the condition Δτ >> 1 / ΔF ∑, the noise components of the Gaussian noise in the signal components of the received signal are mutually uncorrelated we, since it is known that the correlation interval is inversely proportional to the channel band, i.e., equal to Δt corr = 1 / ΔF при , which, upon their subsequent addition at the output of DLZ 8, determines the growth of noise components in proportion to the square root of the number of processing channels n, while the accumulation signal components is proportional to the number n, which implies that the signal-to-noise ratio additionally increases in proportion to (n) 1/2 . Since the LFM pulses of heterodyning in their n parts are also mutually coherent, since they are formed from a single source — the generator of LFM pulses 19, the signal components, when converted to LFM equivalents and subsequent processing in the n-channel DLZ 8, are added coherently to output last. Moreover, the difference in the duration of the LFM pulses of heterodyning is compensated by the same difference in the delays of the corresponding LFM equivalents in the n-channel DLZ 8, as can be seen from Fig. 1, and all n compressed radio pulses occur simultaneously at the output of the DLZ.

Сжатый импульс-отклик после амплитудного детектирования подвергается пороговому ограничению, уровень ограничения Uпор при этом следует выбрать из заданного значения вероятности ложных тревог Gлт, вероятности правильного обнаружения Sобн и спектральной плотности шума на выходе ДЛЗ σш вых. Величина относительного порога ограничения

Figure 00000002
где Ф-1 - обратный оператор от интеграла вероятностей вида:The compressed impulse response after amplitude detection is subjected to a threshold limitation, the limiting level of U then should be chosen from the given value of the probability of false alarms G lt , the probability of correct detection of S obn and the spectral noise density at the output of the DLW σ w . Relative Threshold Limit
Figure 00000002
where Ф -1 is the inverse operator of the probability integral of the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

При этом вероятность правильного обнаружения сигнала

Figure 00000004
где μвых - значение отношения сигнал/шум на выходе ДЛЗ 8, величина которого по сравнению со значением μ0 на входе приемника растет пропорционально (n В)1/2.The probability of correct signal detection
Figure 00000004
where μ o is the signal-to-noise ratio at the output of the DLZ 8, the value of which increases in proportion to the value of μ 0 at the input of the receiver in proportion to (n V) 1/2 .

Рассмотрим один из примеров реализации заявляемого анализатора. Пусть лазерный доплеровский локатор на одночастотном CO2-лазере непрерывного действия (ν=2,83·1013 Гц) ориентирован на обнаружение цели и измерение ее радиальной скорости V=300 м/с при движении цели по курсу, составляющему угол к оптической оси локатора в пределах [-π/6≤θ≤π/6]. Следовательно, частота доплеровского сдвига fc лазерного излучения принимает значения из диапазона (5,66-4,90)·107 Гц, то есть полоса частот приема ΔF=7,6 МГц. Выбираем с запасом полосу приема равной ΔF=10 МГц. Пусть угловая скорость обзора и мгновенный угол зрения локатора таковы, что импульс-отклик от цели не превосходит величины Тимп=γ/ Ω=0,5 мс. Зададимся параметрами ДЛЗ 8 - полоса пропускания ΔFлз=40 МГц и длительность импульсной характеристики τлз=40 мкс, то есть выбираем ДЛЗ с базой В=1600. Пусть число каналов обработки равно n=64. Тогда при интервале корреляции для шумовых компонент Δtкорр=1/ΔFΣ=0,1 мкс можно выбрать канальную задержку Δτ в n-отводной линии задержки 20 равной Δτ=1 мкс, то есть полная величина задержки в этой линии будет несколько больше величины Δτ n=64 мкс, что реально выполнимо. Полная задержка в ДЛЗ 8 с 64-входными электродами 9, 10, ...11 будет соответствовать величине ΔTлз≥(n-1)Δτ+τлз (при этом знак «больше» указывает на наличие технологического зазора между последним входным электродом 11 ДЛЗ 8 и ее выходным электродом 12). При этом время задержки импульса на выходе ДЛЗ (выходе амплитудного ограничителя по минимуму 15) τзад составляет величину порядка 110 мкс. Поскольку диапазон частотной перестройки в генераторе ЛЧМ-импульсов 19 должен выбираться из условия ΔfлчмГ≥ΔFΣ+ΔFлз=50 МГц, это означает, что за время контакта с целью Тимп=γ/ Ω=0,5 мс можно произвести k≤Тимпзад(1+ΔFΣ/ΔFлз)=10 циклов анализа, что дополнительно способствует уточнению исследуемого локатором параметра цели - ее радиальной скорости (усреднением данных в преобразователе «время-частота» 17). Длительность сжатого видеоимпульса на выходе амплитудного ограничителя по минимуму 15 имеет порядок tимп=1/ΔFлз=25 нс, разрешающая способность анализатора по частоте Δfc=1/τзад=25 кГц и соответствует числу каналов эквивалентного параллельного анализатора с полосой приема ΔFΣ=10 МГц, равному 400. Указанная величина разрешающей способности по частоте соответствует точности измерения радиальной скорости, равной δV=сΔfc/2ν=λΔfc/2=0,132 м/с, что вполне приемлемо. При этом отношение сигнал/шум на выходе решающего устройства увеличивается в (В n)1/2=320 раз по сравнению с обычными анализаторами без использования ДЛЗ и когерентного накопления. При этом необходимо достаточно точно выполнить топологию n-канальной ДЛЗ 8 и n-отводной линии задержки 20. На фиг.2 рассматриваемый выше пример соответствует цели, движущейся априорно со скоростью V0=300 м/с при отклонении ее курса от оптической оси локатора на угол θ=arccos(280,9/300)≈20,60, так как fc=53 МГц, что соответствует радиальной скорости цели V=280,9 м/с.Consider one example of the implementation of the inventive analyzer. Let a laser Doppler locator on a single-frequency continuous-wave CO 2 laser (ν = 2.83 · 10 13 Hz) be aimed at detecting a target and measuring its radial velocity V = 300 m / s when the target moves along a course that makes an angle to the optical axis of the locator within [-π / 6≤θ≤π / 6]. Therefore, the frequency of the Doppler shift f c of laser radiation takes values from the range (5.66-4.90) · 10 7 Hz, that is, the reception frequency band ΔF = 7.6 MHz. We select with a margin the reception band equal to ΔF = 10 MHz. Let the angular viewing speed and the instantaneous angle of view of the locator be such that the impulse response from the target does not exceed the value of T imp = γ / Ω = 0.5 ms. We set the parameters of DLZ 8 - the passband ΔF lz = 40 MHz and the duration of the impulse response τ lz = 40 μs, that is, we choose a DLZ with the base B = 1600. Let the number of processing channels be n = 64. Then, for the correlation interval for the noise components Δt corr = 1 / ΔF Σ = 0.1 μs, we can choose the channel delay Δτ in the n-tap delay line 20 equal to Δτ = 1 μs, i.e., the total delay in this line will be slightly larger than Δτ n = 64 μs, which is feasible. The total delay in DLZ 8 with 64-input electrodes 9, 10, ... 11 will correspond to ΔT lz ≥ (n-1) Δτ + τ lz (the sign “more” indicates the presence of a technological gap between the last input electrode 11 DLZ 8 and its output electrode 12). In this case, the delay time of the pulse at the output of the DLZ (output of the amplitude limiter at least 15) τ ass is about 110 μs. Since the frequency tuning range in the chirp generator 19 must be selected from the condition Δf lchmH ≥ΔF Σ + ΔF lz = 50 MHz, this means that during contact time with the target T imp = γ / Ω = 0.5 ms, k≤ T imp / τ ass (1 + ΔF Σ / ΔF ls ) = 10 analysis cycles, which further contributes to the refinement of the target parameter studied by the locator - its radial velocity (by averaging data in the time-frequency converter 17). The duration of the compressed video pulse at the output of the amplitude limiter to a minimum of 15 is of the order of t imp = 1 / ΔF lz = 25 ns, the resolution of the analyzer in frequency Δf c = 1 / τ ass = 25 kHz and corresponds to the number of channels of an equivalent parallel analyzer with a reception band ΔF Σ = 10 MHz, equal to 400. The indicated frequency resolution corresponds to the accuracy of measuring the radial velocity equal to δV = сΔf c / 2ν = λΔf c / 2 = 0.132 m / s, which is quite acceptable. In this case, the signal-to-noise ratio at the output of the solver increases (V n) 1/2 = 320 times compared to conventional analyzers without the use of DLZ and coherent accumulation. In this case, it is necessary to accurately perform the topology of the n-channel DLZ 8 and the n-tap delay line 20. In FIG. 2, the above example corresponds to a target moving a priori at a speed of V 0 = 300 m / s when its course deviates from the optical axis of the locator by the angle θ = arccos (280.9 / 300) ≈20.6 0 , since f c = 53 MHz, which corresponds to the radial velocity of the target V = 280.9 m / s.

Конкретные характеристики энергетического потенциала локатора с рассмотренным анализатором определяются также мощностью и кратковременной стабильностью частоты излучения лазера. Последнее важно в связи с необходимостью осуществления когерентного приема отраженных от дифракционно-ограниченной цели излучений, чтобы за время задержки оптического излучения до цели и обратно (для дальности до цели 5 км эта задержка составляет 34 мкс в воздухе) сохранялась взаимная когерентность смешиваемых излучений. С целью повышения кратковременной стабильности частоты излучения лазера используют системы автоматической подстройки частоты (АПЧ), известные из работы автора [9]. Так, для одночастотного CO2-лазера (λ=10,6 мкм) получают крутизну характеристики для кратковременной стабильности частоты Sст~100 Гц/мкс, так что за время задержки излучения до цели и обратно частота принимаемого и гетеродинного излучений не различается более чем на 3,4 кГц, что обеспечивает высокую степень когерентности при фотосмешении оптических излучений.The specific characteristics of the energy potential of the locator with the analyzer considered are also determined by the power and short-term stability of the laser radiation frequency. The latter is important in connection with the need for coherent reception of radiations reflected from a diffraction-limited target, so that during the delay time of optical radiation to the target and vice versa (for a range of 5 km this delay is 34 μs in air), the mutual coherence of the mixed radiation is maintained. In order to increase the short-term stability of the laser radiation frequency, automatic frequency control (AFC) systems are used, known from the author [9]. So, for a single-frequency CO 2 laser (λ = 10.6 μm), the characteristic slope is obtained for short-term frequency stability S st ~ 100 Hz / μs, so that the frequency of the received and heterodyne radiation does not differ more than at 3.4 kHz, which provides a high degree of coherence when photographing optical radiation.

Заявляемое техническое решение ново, отражает изобретательский уровень и промышленно применимо, то есть отвечает критерию патентоспособности.The claimed technical solution is new, reflects the inventive step and is industrially applicable, that is, meets the criterion of patentability.

ЛитератураLiterature

1. Тверской В.И. Дисперсионно-временные методы измерения спектров радиосигналов. - М., Сов. радио, 1974.1. Tverskoy V.I. Dispersion-time methods for measuring the spectra of radio signals. - M., Sov. Radio, 1974.

2. Фильтры на поверхностных акустических волнах, под ред. Г.Мэттьюза. - М., Сов. радио, 1981, 472 с.2. Filters on surface acoustic waves, ed. G. Matthews. - M., Sov. Radio 1981, 472 pp.

3. Меньших О.Ф. Согласованный фильтр. Патент № 2016493, БИ № 13 за 1994 г.3. Smaller O.F. Matched Filter. Patent No. 2016493, BI No. 13 for 1994.

4. Меньших О.Ф. Способ анализа спектра сигналов, Авт. свид. СССР № 470758 за 1972 г.4. Smaller O.F. The method of analysis of the spectrum of signals, ed. testimonial. USSR No. 470758 for 1972

5. Меньших О.Ф. Способ локации. Патент № 2296350, БИ № 9 за 2007 г.5. Smaller O.F. Location method. Patent No. 2296350, BI No. 9 for 2007.

6. Меньших О.Ф. Устройство для анализа спектра сигналов. Патент РФ № 2040798.6. Smaller O.F. A device for analyzing the spectrum of signals. RF patent No. 2040798.

7. Меньших О.Ф. Обнаружитель моноимпульсного сигнала. Патент РФ № 2046370.7. Smaller O.F. Monopulse signal detector. RF patent No. 2046370.

8. Меньших О.Ф. Ультразвуковой микроскоп. Патент № 2296350, БИ № 6 за 2006 г.8. Smaller O.F. The ultrasound microscope. Patent No. 2296350, BI No. 6 for 2006.

9. Меньших О.Ф. Устройство автоматической подстройки частоты, Авт. свид. СССР № 350125 за 1970 г.9. Smaller O.F. Automatic frequency control device, Aut. testimonial. USSR No. 350125 for 1970

Claims (1)

Анализатор спектра сигналов, содержащий входной полосовой усилитель с n выходами, соединенными с n смесителями, гетеродинные входы которых подключены через n-отводную линию задержки к выходу генератора линейно-частотно-модулированных импульсов, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов, n выходов смесителей соответственно соединены с n широкополосными усилителями, а также последовательно соединенные амплитудный ограничитель по минимуму, схему временного сравнения и преобразователь "время-частота", причем второй выход генератора синхроимпульсов подключен ко второму входу схемы временного сравнения, отличающийся тем, что в нем установлены подключенная к n выходам широкополосных усилителей n-канальная дисперсионная линия задержки, имеющая общий для всех n ее каналов выходной электрод, подключенный через выходной широкополосный усилитель к амплитудному детектору, который выходом соединен с входом амплитудного ограничителя по минимуму, причем временные задержки в n-канальной дисперсионной линии задержки выполнены соответствующими задержкам в n-отводной линии задержки для соответствующих каналов.A signal spectrum analyzer containing an input strip amplifier with n outputs connected to n mixers, the heterodyne inputs of which are connected via an n-tap delay line to the output of the linear-frequency-modulated pulse generator, the control input of which is connected to the first output of the clock generator, n mixer outputs respectively, connected to n broadband amplifiers, as well as series-connected amplitude limiter to a minimum, a time comparison circuit and a time-frequency converter moreover, the second output of the clock generator is connected to the second input of the time comparison circuit, characterized in that it has an n-channel dispersion delay line connected to n outputs of the broadband amplifiers, having an output electrode common to all its channels, connected through the output of the broadband amplifier to an amplitude detector, which is connected by an output to the input of the amplitude limiter to a minimum, and the time delays in the n-channel dispersion delay line are made corresponding delays in the n-branch delay lines for the respective channels.
RU2006111429/28A 2006-04-07 2006-04-07 Device for analyzing signal spectrum RU2315327C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006111429/28A RU2315327C1 (en) 2006-04-07 2006-04-07 Device for analyzing signal spectrum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006111429/28A RU2315327C1 (en) 2006-04-07 2006-04-07 Device for analyzing signal spectrum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006111429A RU2006111429A (en) 2007-10-20
RU2315327C1 true RU2315327C1 (en) 2008-01-20

Family

ID=38925070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006111429/28A RU2315327C1 (en) 2006-04-07 2006-04-07 Device for analyzing signal spectrum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2315327C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006111429A (en) 2007-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6646587B2 (en) Doppler radar apparatus
EP2198323B9 (en) Time delay estimation
US4078234A (en) Continuous wave correlation radar system
US5889490A (en) Method and apparatus for improved ranging
US7342651B1 (en) Time modulated doublet coherent laser radar
US7496158B2 (en) Swept bandpass filter frequency modulated continuous wave (FMCW) receiver and related method
US11500062B2 (en) Acceleration-based fast SOI processing
RU2293997C1 (en) Method for correlation processing of signals, reflected from fast-moving targets
RU2315327C1 (en) Device for analyzing signal spectrum
RU2456636C1 (en) Laser radar
KR20220027541A (en) Lidar device using time delayed local oscillating light and operation method thereof
RU2017122646A (en) Method for measuring range and radial velocity in a radar with a probing composite pseudo-random chirp pulse
JP3633597B2 (en) Pulse radar equipment
RU2310882C1 (en) Radio-impulse signal detector
Mahlooji et al. Very high resolution digital instantaneous frequency measurement receiver
JP4754981B2 (en) Pulse radar equipment
EP4124886A1 (en) Device and method for radar measurement with double generation of radar signal
Mogyla et al. Relay-type noise correlation radar for the measurement of range and vector range rate
Battaglini et al. A low-cost ultrasonic rangefinder based on frequency modulated continuous wave
RU2393499C2 (en) Method to determine object and range
RU2661488C1 (en) Method of the distance measurement
JP2018063118A (en) Phase fluctuation measurement device
RU2212684C1 (en) Radio altimeter
RU2082988C1 (en) Process of optimal detection of pulse signals with unmodulated carrier frequency
RU2204885C2 (en) Noise-like signal retriever