RU2353050C1 - Adaptive multi-functional correlation and filtering device - Google Patents
Adaptive multi-functional correlation and filtering device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2353050C1 RU2353050C1 RU2007137729/09A RU2007137729A RU2353050C1 RU 2353050 C1 RU2353050 C1 RU 2353050C1 RU 2007137729/09 A RU2007137729/09 A RU 2007137729/09A RU 2007137729 A RU2007137729 A RU 2007137729A RU 2353050 C1 RU2353050 C1 RU 2353050C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- mixer
- pass filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и радиосвязи и может быть использовано для определения параметров радиосигналов.The invention relates to radio engineering and radio communications and can be used to determine the parameters of radio signals.
Одним из актуальных направлений в радиосвязи является повышение энергетической скрытности создаваемых средств связи. Для обеспечения скрытности создаваемых средств связи используется широкополосные сигналы с низким энергетическим потенциалом, в том числе фазоманипулированные сигналы (ФМС).One of the urgent directions in radio communications is to increase the energy secrecy of the created communications. To ensure the secrecy of the created communications, broadband signals with a low energy potential are used, including phase-shifted signals (PMS).
При проведении радиомониторинга слабых ФМС возникает необходимость в их обнаружении, классификации и оценивании таких параметров, как амплитуда Ums, тактовая частота F и средняя частота fs. Кроме того, при построении средств радиомониторинга необходимо обеспечивать оперативность обработки ФМС.When conducting radio monitoring of weak FMS, it becomes necessary to detect, classify and evaluate such parameters as amplitude U ms , clock frequency F and average frequency f s . In addition, when building radio monitoring tools, it is necessary to ensure the efficiency of processing FMS.
С учетом вышеперечисленного для проведения эффективного радиомониторинга слабых широкополосных ФМС необходимо разработать принципы построения многофункционального автокорреляционного устройства (МАУ), функционирующего при отсутствии априорной информации о классе и параметрах принимаемых сигналов (Ums, F, fs) при отношении сигнал/помеха, меньшем единицы.In view of the above, in order to conduct effective radio monitoring of weak broadband FMS, it is necessary to develop the principles of constructing a multifunctional autocorrelation device (UIA) that functions in the absence of a priori information about the class and parameters of the received signals (U ms , F, f s ) with a signal / noise ratio of less than unity.
В теории потенциальной помехоустойчивости показано, что для решения подобных задач наиболее эффективными являются алгоритмы автокорреляционной обработки [1].In the theory of potential noise immunity it is shown that for solving such problems the most effective are the algorithms of autocorrelation processing [1].
Известно устройство для измерения средней частоты сигналов (А.С. СССР №1237985, опубликовано в ОБИ №22, 1986), содержащее квадратурный фазовый коррелятор, на один из входов которого сигнал подается непосредственно, а на другой - через линию задержки, на выходах перемножителей фазового коррелятора включены интеграторы, квадраторы, блоки вычитания, суммирования, деления, функциональный преобразователь и индикатор.A device for measuring the average frequency of signals (AS USSR No. 1237985, published in OBI No. 22, 1986), containing a quadrature phase correlator, to one of the inputs of which the signal is supplied directly, and to the other through the delay line, at the outputs of the multipliers The phase correlator includes integrators, quadrators, blocks of subtraction, summation, division, functional converter and indicator.
Признаками данного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются квадратурный фазовый коррелятор, на выходах которого включены интеграторы и квадраторы, функциональный преобразователь и индикатор. К недостаткам аналога следует отнести: 1) малую допустимую крутизну дискриминационной характеристики, 2) возможность обработки при уровне принимаемых сигналов, большем уровня помехи, 3) ограниченные функциональные возможности, поскольку измеряется только один параметр сигналов (средняя частота).The signs of this analogue, which coincide with the essential features of the claimed device, are a quadrature phase correlator, at the outputs of which integrators and quadrators, a functional converter and an indicator are included. The disadvantages of the analogue include: 1) a small permissible slope of the discriminatory characteristic, 2) the ability to process at a received signal level greater than the interference level, 3) limited functionality, since only one signal parameter is measured (average frequency).
Известно также устройство для определения классов радиосигналов (А.С. СССР №1503024, опубликовано в ОБИ №31, 1989), содержащее корреляционно-фильтровое устройство, линии задержки, интеграторы, фазовые детекторы, перемножители, генератор, фазовращатель, блоки вычитания и суммирования, индикатор в виде электронно-лучевой трубки.There is also known a device for determining classes of radio signals (AS USSR No. 1503024, published in OBI No. 31, 1989), containing a correlation filter device, delay lines, integrators, phase detectors, multipliers, a generator, a phase shifter, subtraction and summation blocks, indicator in the form of a cathode ray tube.
Признаками данного аналога, совпадающего с существенными признаками заявляемого устройства, являются корреляционно-фильтровое устройство, на выходах которого включены интеграторы, фазовые детекторы, линия задержки, фазовращатель, перемножители, блоки вычитания и суммирования, индикатор. К недостаткам аналога следует отнести: 1) низкое быстродействие, 2) возможность обработки при уровне принимаемых сигналов, большем уровня помехи, 3) ограниченные функциональные возможности, поскольку осуществляется только классификация сигналов.The signs of this analogue, which coincides with the essential features of the claimed device, are a correlation-filter device, the outputs of which include integrators, phase detectors, a delay line, a phase shifter, multipliers, subtraction and summation blocks, an indicator. The disadvantages of the analogue include: 1) low speed, 2) the ability to process at the level of received signals greater than the level of interference, 3) limited functionality, since only the classification of signals is carried out.
Из известных устройств, пригодных для обработки слабых широкополосных сигналов, наиболее близким по технической сущности является частотный дискриминатор (А.С. СССР №936374, опубликовано в ОБИ №22, 1982), реализованный на основе корреляционно-фильтрового преобразования, содержащий два смесителя, два полосовых фильтра, линию задержки, фазовращатель, два фазовых детектора, фильтр нижних частот, блок выделения сигнала ошибок, генератор гармонических колебаний, управляющий элемент, генератор стимулирующих сигналов, первый выход которого соединен со входом частотного дискриминатора, а второй выход соединен со входом второго фазового детектора; вход частотного детектора соединен с первым входом первого смесителя и с первым входом второго смесителя, второй вход первого смесителя соединен с выходом линии задержки, выход первого смесителя соединен со входом первого полосового фильтра, а выход первого полосового фильтра соединен с первым входом первого фазового детектора, выход второго смесителя соединен со входом линии задержки, второй выход генератора гармонических колебаний соединен со входом фазовращателя, выход которого соединен со вторым входом первого фазового детектора, выход которого соединен со входами фильтра нижних частот и второго полосового фильтра; выход фильтра нижних частот является выходом частотного дискриминатора, выход второго полосового фильтра соединен со вторым входом второго фазового детектора, выход которого соединен со входом блока выделения сигнала ошибок, выход которого соединен со входом управляющего элемента, выход которого соединен с управляющим входом генератора гармонических колебаний.Of the known devices suitable for processing weak broadband signals, the closest in technical essence is the frequency discriminator (AS USSR No. 936374, published in OBI No. 22, 1982), implemented on the basis of a correlation-filter conversion, containing two mixers, two band-pass filters, delay line, phase shifter, two phase detectors, low-pass filter, error signal extraction unit, harmonic oscillation generator, control element, stimulating signal generator, the first output of which is connected n to the input of the frequency discriminator, and a second output coupled to an input of the second phase detector; the input of the frequency detector is connected to the first input of the first mixer and to the first input of the second mixer, the second input of the first mixer is connected to the output of the delay line, the output of the first mixer is connected to the input of the first bandpass filter, and the output of the first bandpass filter is connected to the first input of the first phase detector, output the second mixer is connected to the input of the delay line, the second output of the harmonic oscillator is connected to the input of the phase shifter, the output of which is connected to the second input of the first phase detector the output of which is connected to the inputs of a low-pass filter and a second band-pass filter; the output of the low-pass filter is the output of the frequency discriminator, the output of the second bandpass filter is connected to the second input of the second phase detector, the output of which is connected to the input of the error signal isolation unit, the output of which is connected to the input of the control element, the output of which is connected to the control input of the harmonic oscillator.
Все вышеперечисленные существенные признаки прототипа совпадают с существенными признаками заявляемого устройства.All of the above essential features of the prototype coincide with the essential features of the claimed device.
В данном устройстве (прототипе) [2] осуществляется оценка только средней частоты широкополосных сигналов. В соответствии с терминологией, принятой в работе [3], частотный дискриминатор относится к классу специализированных корреляционно-фильтровых устройств.In this device (prototype) [2] only the average frequency of broadband signals is evaluated. In accordance with the terminology adopted in [3], the frequency discriminator belongs to the class of specialized correlation-filtering devices.
К недостаткам прототипа следует отнести ограниченные функциональные возможности, а также большие погрешности при измерении средней частоты в условиях малого входного отношения сигнал/помеха и при наличии априорной неопределенности о параметрах широкополосных сигналов.The disadvantages of the prototype include limited functionality, as well as large errors when measuring the average frequency in the conditions of a small input signal to noise ratio and in the presence of a priori uncertainty about the parameters of broadband signals.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности одновременного обнаружения, классификации, измерения амплитуды, средней и тактовой частот фазоманипулированных сигналов при повышении помехоустойчивости и снижении погрешностей измерения параметров сигналов при их уровне, меньшем, чем уровень помехи.The problem to which the claimed invention is directed is expanding the functionality of the device due to the possibility of simultaneous detection, classification, measurement of the amplitude, average and clock frequencies of phase-shifted signals with increased noise immunity and reduced measurement errors of signal parameters at a level less than the interference level.
Технический результат достигается тем, что в известное адаптивное многофункциональное корреляционно-фильтровое устройство введены:The technical result is achieved by the fact that in the well-known adaptive multifunctional correlation-filter device introduced:
а) канал поиска по частоте и обнаружения сигналов, включающий в себя входной тракт (1), смеситель (2), перестраиваемый по частоте генератор (32), полосовой фильтр с регулировкой полосы пропускания (3), детектор огибающей (6), фильтр нижних частот (7), решающее устройство (8), управитель (36);a) a channel for searching in frequency and detecting signals, including an input path (1), a mixer (2), a frequency-tunable generator (32), a bandpass filter with bandwidth adjustment (3), an envelope detector (6), a lower filter frequencies (7), a decisive device (8), a controller (36);
б) канал адаптации по средней и тактовой частотам сигнала, включающий в себя делитель напряжений (16), фазовращатель (21), смеситель (22), полосовой фильтр с регулировкой средней частоты (23), детектор огибающей (28), фильтр нижних частот (29), пороговое устройство (30), частотомер (24), решающее устройство (8), управители (26, 27);b) an adaptation channel for the average and clock frequencies of the signal, including a voltage divider (16), a phase shifter (21), a mixer (22), a band-pass filter with adjustable medium frequency (23), an envelope detector (28), a low-pass filter ( 29), threshold device (30), frequency counter (24), solving device (8), controllers (26, 27);
в) канал классификации и точного измерения параметров сигналов, включающий в себя решающее устройство (8), частотомер (24), пороговое устройство (30), управители (25, 31, 34), сумматор (33), частотомер (35).c) a channel for classification and accurate measurement of signal parameters, including a resolving device (8), a frequency meter (24), a threshold device (30), controllers (25, 31, 34), an adder (33), a frequency meter (35).
Для достижения технического результата в адаптивное многофункциональное корреляционно-фильтровое устройство, содержащее два смесителя (4, 9), два полосовых фильтра (5, 18), линию задержки (10), фазовращатель (13), два фазовых детектора (14, 17), фильтр нижних частот (15), блок выделения сигнала ошибок (19), генератор гармонических колебаний (12), управляющий элемент (20), генератор стимулирующих сигналов (11), первый выход которого соединен со входом частотного дискриминатора (37), а второй выход соединен со входом второго фазового детектора (17); вход частотного детектора (37) соединен с первым входом смесителя (4) и с первым входом смесителя (9), второй вход смесителя (4) соединен с выходом линии задержки (10), выход смесителя (4) соединен со входом полосового фильтра (5), а выход полосового фильтра (5) соединен с первым входом фазового детектора (14), выход смесителя (9) соединен со входом линии задержки (10), второй выход генератора гармонических колебаний (12) соединен со входом фазовращателя (13), выход которого соединен со вторым входом фазового детектора (14), выход которого соединен со входами фильтра нижних частот (15) и полосового фильтра (18); выход фильтра нижних частот (15) является выходом частотного дискриминатора (37), выход полосового фильтра (18) соединен со вторым входом фазового детектора (17), выход которого соединен со входом блока выделения сигнала ошибок (19), выход которого соединен со входом управляющего элемента (20), выход которого соединен с управляющим входом генератора гармонических колебаний (12) дополнительно введены: входной тракт (1), смеситель (2), перестраиваемый по частоте генератор (32), полосовой фильтр с регулировкой полосы пропускания (3), детектор огибающей (6), фильтр нижних частот (7), решающее устройство (8), управитель (36); делитель напряжений (16), фазовращатель (21), смеситель (22), полосовой фильтр с регулировкой средней частоты (23), детектор огибающей (28), фильтр нижних частот (29), пороговое устройство (30), частотомер (24), решающее устройство (8), управители (26, 27), решающее устройство (8), частотомер (24), пороговое устройство (30), управители (25, 31, 34), сумматор (33), частотомер (35), причем вход входного тракта (1) является входом заявляемого устройства, а выход входного тракта (1) соединен с первым входом смесителя (2), второй вход которого соединен с первым выходом управляемого по частоте генератора (32), выход смесителя (2) соединен со входом полосового фильтра с регулируемой полосой пропускания (3), управляющий вход которого соединен с выходом управителя (25), выход детектора огибающей (6) соединен со входом фильтра нижних частот (7), выход которого соединен с первым входом решающего устройства (8) и вторым входом делителя напряжений (16), второй вход решающего устройства (8) соединен с выходом первого частотомера (24), третий вход решающего устройства (8) соединен с выходом порогового устройства (30), четвертый вход решающего устройства (8) соединен с выходом частотомера (35), управляющий выход решающего устройства (8) соединен со входами управителей (25, 26, 27, 31, 34, 36), выход фильтра нижних частот (15) соединен с первым входом делителя напряжений (16), выход которого соединен со входом управителя (34), вход фазовращателя (21) соединен со вторым выходом генератора гармонических колебаний (12), а выход фазовращателя (21) соединен со вторым входом смесителя (22), выход которого соединен со входом полосового фильтра с регулируемой средней частотой (23), выход которого соединен со входами частотомера (24) и входом детектора огибающей (28), выход которого соединен со входом фильтра нижних частот (29), выход которого соединен со входом порогового устройства (30); выход управителя (25) соединен с управляющим входом фильтра (3), выход управителя (26) соединен с управляющим входом линии задержки (10), выход управителя (31) соединен с управляющими входами входного тракта (1) и генератора стимулирующих сигналов (11), второй выход управляемого по частоте генератора (32) соединен со входом частотомера (35), выход делителя напряжений (16) соединен со входом управителя (34), выход управителя (34) соединен с первым входом сумматора (33), выход управителя (36) соединен со вторым входом сумматора (33), выход сумматора (33) соединен с управляющим входом генератора (32).To achieve a technical result, an adaptive multifunctional correlation-filter device containing two mixers (4, 9), two band-pass filters (5, 18), a delay line (10), a phase shifter (13), two phase detectors (14, 17), low-pass filter (15), error signal extraction unit (19), harmonic oscillation generator (12), control element (20), stimulating signal generator (11), the first output of which is connected to the input of the frequency discriminator (37), and the second output connected to the input of the second phase detector (17); the input of the frequency detector (37) is connected to the first input of the mixer (4) and to the first input of the mixer (9), the second input of the mixer (4) is connected to the output of the delay line (10), the output of the mixer (4) is connected to the input of the bandpass filter (5 ), and the output of the bandpass filter (5) is connected to the first input of the phase detector (14), the output of the mixer (9) is connected to the input of the delay line (10), the second output of the harmonic oscillation generator (12) is connected to the input of the phase shifter (13), the output which is connected to the second input of the phase detector (14), the output of which is connected to the phi inputs tra lowpass (15) and band filter (18); the output of the low-pass filter (15) is the output of the frequency discriminator (37), the output of the bandpass filter (18) is connected to the second input of the phase detector (17), the output of which is connected to the input of the error signal isolation unit (19), the output of which is connected to the control input element (20), the output of which is connected to the control input of the harmonic oscillation generator (12) additionally introduced: input path (1), mixer (2), frequency-tunable generator (32), band-pass filter with bandwidth adjustment (3), detector envelope (6), f ltr lowpass (7), the decision unit (8), the ruler (36); voltage divider (16), phase shifter (21), mixer (22), band-pass filter with adjustable medium frequency (23), envelope detector (28), low-pass filter (29), threshold device (30), frequency counter (24), solving device (8), controllers (26, 27), solving device (8), frequency counter (24), threshold device (30), controllers (25, 31, 34), adder (33), frequency counter (35), moreover the input path (1) is the input of the inventive device, and the output of the input path (1) is connected to the first input of the mixer (2), the second input of which is connected to the first output controlled by frequency of the generator (32), the output of the mixer (2) is connected to the input of the bandpass filter with an adjustable passband (3), the control input of which is connected to the output of the controller (25), the output of the envelope detector (6) is connected to the input of the low-pass filter (7) the output of which is connected to the first input of the resolver (8) and the second input of the voltage divider (16), the second input of the resolver (8) is connected to the output of the first frequency meter (24), the third input of the resolver (8) is connected to the output of the threshold device ( 30), the fourth entrance of the decisive mouth The device (8) is connected to the output of the frequency meter (35), the control output of the deciding device (8) is connected to the inputs of the controllers (25, 26, 27, 31, 34, 36), the output of the low-pass filter (15) is connected to the first input of the voltage divider (16), the output of which is connected to the input of the controller (34), the input of the phase shifter (21) is connected to the second output of the harmonic oscillation generator (12), and the output of the phase shifter (21) is connected to the second input of the mixer (22), the output of which is connected to the input a band-pass filter with an adjustable average frequency (23), the output of which is connected to the inputs of stotomera (24) and the input of the envelope detector (28), whose output is connected to the input of a low pass filter (29) whose output is connected to the input of the threshold device (30); the output of the controller (25) is connected to the control input of the filter (3), the output of the controller (26) is connected to the control input of the delay line (10), the output of the controller (31) is connected to the control inputs of the input path (1) and the generator of stimulating signals (11) , the second output of the frequency-controlled generator (32) is connected to the input of the frequency meter (35), the output of the voltage divider (16) is connected to the input of the controller (34), the output of the controller (34) is connected to the first input of the adder (33), the output of the controller (36 ) is connected to the second input of the adder (33), the output of the adder (33) is connected to the control vlyayuschim generator input (32).
На чертеже приведена структурная схема адаптивного многофункционального корреляционно-фильтрового устройства (АМКФУ), где 1 - входной тракт; 3, 5, 18, 23 - полосовые фильтры (ПФ1, ПФ2, ПФ3, ПФ4); 13, 21 - фазовращатели (Фвр1, Фвр2); 2, 4, 9, 22 - смесители (См1, См2, См3, См4); 7, 15, 29 - фильтры нижних частот (ФНЧ1, ФНЧ2, ФНЧ3); 6, 28 - детекторы огибающей (ДО1, ДО2); 10 - линия задержки (ЛЗ); 11 - генератор стимулирующего сигнала (Гстс); 12, 32 - генераторы (Г1, Г2); 14, 17 - фазовые детекторы (ФД1, ФД2); 19 - блок выделения сигнала ошибки (БВСО); 20 - управляющий элемент (УЭ); 16 - делитель напряжений (Дел); 30 - пороговое устройство (ПУ); 24, 35 - счетчиковые частотомеры (Чр1, Чр2); 25, 26, 27, 31, 34, 36 - управители (Упр1, Упр2, Упр3, Упр4, Упр5, Упр6); 33 - сумматор (Сум); 8 - решающее устройство (РУ); 37 - частотный дискриминатор (ЧД).The drawing shows a structural diagram of an adaptive multifunctional correlation and filter device (AMCFU), where 1 is the input path; 3, 5, 18, 23 - band-pass filters (PF 1 , PF 2 , PF 3 , PF 4 ); 13, 21 - phase shifters (FVR 1 , FVR 2 ); 2, 4, 9, 22 - mixers (cm 1 , cm 2 , cm 3 , cm 4 ); 7, 15, 29 - low-pass filters (low-pass filter 1 , low-pass filter 2 , low-pass filter 3 ); 6, 28 - envelope detectors (DO 1 , DO 2 ); 10 - delay line (LZ); 11 - generator stimulating signal (G STS ); 12, 32 - generators (G 1 , G 2 ); 14, 17 - phase detectors (PD 1 , PD 2 ); 19 - block signal error (BVSO); 20 - control element (UE); 16 - voltage divider (Affairs); 30 - threshold device (PU); 24, 35 - counter frequency meters (Чр 1 , Чр 2 ); 25, 26, 27, 31, 34, 36 - managers (Ex 1 , Ex 2 , Ex 3 , Ex 4 , Ex 5 , Ex 6 ); 33 - adder (Sum); 8 - a decisive device (RU); 37 - frequency discriminator (BH).
Возможность достижения поставленной задачи изобретения подтверждается приведенным ниже анализом работы устройства. Входной тракт (ВТ) обеспечивает на основе использования пространственной и частотной селекции разряжение потока сигналов и помех до двухкомпонентной смеси у2(t)=S(t)+n(t), где S(t) - сигнал на выходе ВТ; n(f) - гауссовая стационарная помеха на выходе ВТ.The ability to achieve the objectives of the invention is confirmed by the following analysis of the operation of the device. The input path (VT) provides, using spatial and frequency selection, a discharge of the signal and interference flow to a two-component mixture at 2 (t) = S (t) + n (t), where S (t) is the signal at the output of the VT; n (f) is the Gaussian stationary noise at the VT output.
При приеме слабых широкополосных фазоманипулированных сигналов (ФМС) с неизвестной формой после их преобразования по частоте в смесителе (CM1) на выходе полосового фильтра с регулируемой полосой пропускания (ПФ1) имеем:When receiving weak broadband phase-shifted signals (PMS) with an unknown shape after they are converted in frequency in a mixer (CM 1 ) at the output of a bandpass filter with an adjustable passband (PF 1 ), we have:
hф1(t)=2Δfnsinc(πΔfnt)cos(2πfф1t);h f1 (t) = 2Δf n sinc (πΔf n t) cos (2πf f1 t);
Uг2(t)=Umг2cos(2πfг2t),U r2 (t) = U mg2 cos (2πf r2 t),
где hф1(f) - импульсная реакция ПФ1; Uг2(f) - напряжение генератора с управляемой частотой (Г2) с амплитудой Umг2 и частотой fг2; fф1, Δfn - средняя частота и максимально возможная полоса пропускания ПФ1.where h f1 (f) - impulse response PF 1 ; U z2 (f) - a voltage controlled oscillator frequency (F 2) mg2 amplitude U and the frequency f r2; f f1 , Δf n is the average frequency and the maximum possible passband PF 1 .
Напряжение у20(f) представляет аддитивную смесь:The voltage at 20 (f) is an additive mixture:
у20(t)=S0(t)+n0(t) при t0≤t≤t0+Тс;y 20 (t) = S 0 (t) + n 0 (t) for t 0 ≤t≤t 0 + T s ;
S0(t)=Ums0П(t)cos[ωs0t+φs0]; ωs0=2πfs0; ωs0=ωs-ωг2; S 0 (t) = U ms0 P (t) cos [ω s0 t + φ s0 ]; ω s0 = 2πf s0 ; ω s0 = ω s -ω g2 ;
ωг2=2πfг2; fs∈[fsн, fsв]; Δfs∈[Δfsн, Δfsв]; φs0∈[0,2π]; ΔF=fsв-fsн;ω g2 = 2πf g2 ; f s ∈ [f SH, f sre]; Δf s ∈ [Δf SH, Δf sre]; φ s0 ∈ [0,2π]; ΔF = f -f sre SH;
при τ≤Tэ;at τ≤T e ;
rn(τ)=sinc(πΔfnτ); r n (τ) = sinc (πΔf n τ);
где S0(t), n0(t) - ФМС и помеха n0(t) на выходе ПФ1; Ums0, ωs0, φs0 - амплитуда, средняя частота и начальная фаза ФМС на выходе ПФ1; П(t) - псевдослучайная манипулирующая последовательность; ωs - средняя частота ФМС на выходе ВТ; fsн, fsв - нижняя и верхняя границы частоты fs; Δfsн, Δfsв - нижняя и верхняя границы ширины спектра Δfs принимаемых ФМС; Тэ - длительность элемента (посылки) ФМС; F - тактовая частота ФМС; Rs0(τ), Rn0(τ) - автокорреляционная функция ФМС S0(t) и помехи n0(t); rs(τ), rn(τ) - огибающая коэффициента автокорреляции ФМС S0(t) и помехи n0(t); , Nn0 - дисперсия и спектральная плотность помехи n0(t), t0, Тc - момент начала и длительность сеанса функционирования АМКФУ.where S 0 (t), n 0 (t) - FMS and interference n 0 (t) at the output of PF 1 ; U ms0 , ω s0 , φ s0 — amplitude, average frequency, and initial phase of the FMS at the output of PF 1 ; P (t) is a pseudo-random manipulating sequence; ω s is the average frequency of the FMS at the output of the VT; f SH, SB f - f s frequency lower and upper limits; Δf SH, Δf sre - lower and upper limits of the spectral width Δf s taken MBF; T e - the duration of the element (parcel) FMS; F is the clock frequency of the FMS; R s0 (τ), R n0 (τ) is the FMS autocorrelation function S 0 (t) and interference n 0 (t); r s (τ), r n (τ) is the envelope of the FMS autocorrelation coefficient S 0 (t) and interference n 0 (t); , N n0 is the dispersion and spectral density of the interference n 0 (t), t 0 , T c is the moment of beginning and the duration of the session of operation of the AMCFU.
Процесс обработки ФМС в АМКФУ состоит из пяти этапов адаптации. На первом этапе осуществляется поиск по частоте и обнаружение ФМС.The processing of FMS in AMKFU consists of five stages of adaptation. At the first stage, a frequency search and FMS detection are performed.
Процесс перестройки частоты Г2 продолжается до тех пор, пока не выполнится условие fs0=fs-fг2(t)∈[(fф1-Δfn/2); (fф1+Δfn/2)]. После чего поиск по частоте прекращается и осуществляется обнаружение ФМС.Process adjustment frequency F 2 lasts as long as the condition is not executed f s0 = f s -f r2 (t) ∈ [(f Q-1 -Δf n / 2); (f f1 + Δf n / 2)]. After that, the frequency search stops and the FMS is detected.
Для осуществления корреляционно-фильтровой обработки необходимо формировать опорное напряжение у22(t-τлз), которое получается в результате смещения процесса у20(t) на фиксированную частоту fг1 и временного сдвига на величину τлз:To carry out correlation-filtering processing, it is necessary to form a reference voltage of 22 (t-τ lz ), which is obtained as a result of the displacement of the process of 20 (t) by a fixed frequency f g1 and a time shift of τ lz :
hф(t)=2Δfnsinc(πΔfnt)cos[2π(fs0+fг1)t]; Uг1(t)=Umг1cos(2πfг1t),h f (t) = 2Δf n sinc (πΔf n t) cos [2π (f s0 + f g1 ) t]; U g1 (t) = U mg1 cos (2πf g1 t),
где hф(f) - импульсная реакция полосового фильтра, входящего в нагрузку смесителя (См3) и имеющего среднюю частоту fs0+fг1 и полосу пропускания Δfn; Uг1(t) - напряжение гетеродина гармонического колебания (Г1), имеющего амплитуду Umг1 и частоту fг1.where h f (f) is the impulse response of the band-pass filter included in the load of the mixer (Cm 3 ) and having an average frequency f s0 + f g1 and a passband Δf n ; U g1 (t) is the voltage of the local oscillator of harmonic oscillation (G 1 ), having an amplitude of U mg1 and a frequency of f g1 .
В результате корреляционно-фильтровой обработки на выходе полосового фильтра (ПФ2) имеем напряжение:As a result of the correlation-filter processing at the output of the band-pass filter (PF 2 ) we have the voltage:
hф2(t)=2Δfф2sinc(πΔfф2t)cos(2πfг1t),h p2 (t) = 2Δf Q2 sinc (πΔf p2 t) cos (2πf r1 t),
где hф2(t) - импульсная реакция полосового фильтра (ПФ2), имеющего полосу пропускания Δfф2 и среднюю частоту fг1, U51(t) - компонент, обусловленный взаимодействием типа «сигнал-сигнал»; U52(t) - компонент, обусловленный взаимодействием типа «сигнал-помеха»; U53(t) - компонент, обусловленный взаимодействием типа «помеха-помеха»;.where h f2 (t) is the impulse response of a band-pass filter (PF 2 ) having a passband Δf f2 and an average frequency f g1 , U 51 (t) is the component due to the signal-to-signal interaction; U 52 (t) is the component due to the signal-to-noise interaction; U 53 (t) - a component due to the interaction of the type of "interference-interference";.
При приеме ФМС с неизвестной формой имеемWhen taking FMS with an unknown form, we have
U51(t)=Um51П(t)П(t-τлз)cos{2π[fг1t+(fs0+fr1)τлз]} при Δfф2-Δfsв. 51 U (t) = U m51 P (t) P (t-τ LZ) cos {2π [f r1 t + (f s0 + f r1 ) τ LZ]} if Δf Q2 -Δf sre.
Алгоритм обнаружения ФМС имеет следующий вид:The FMS detection algorithm has the following form:
при t0≤t≤t0+Δt1;at t 0 ≤t≤t 0 + Δt 1 ;
Δt1=ΔFT1/2Δfn; Δt 1 = ΔFT 1 / 2Δf n ;
где Н0 - гипотеза об обнаружении ФМС; U7(T1) - напряжения на выходе фильтра нижних частот (ФНЧ1), имеющего постоянную времени накопления Т1; Uпор1 - нормированный порог при обнаружении; Кп - коэффициент пропорциональности размерностью 1/В; Δt1 - длительность первого этапа обработки ФМС.where H 0 - the hypothesis of the detection of FMS; U 7 (T 1 ) - voltage at the output of the low-pass filter (low-pass filter 1 ), having a constant accumulation time T 1 ; U por1 - normalized threshold upon detection; To p - coefficient of proportionality with a dimension of 1 / V; Δt 1 - the duration of the first stage of processing FMS.
Анализ характеристик обнаружения ФМС с учетом методики, изложенной в [1], показывает, что при Δfn≥fsв; Δfф2≈Δfsв и Δfф2T1>>1 за счет нормализации напряжения U7(T1) можно использовать следующие соотношения:Analysis of the characteristics of the detection of PMS, taking into account the methodology described in [1], shows that for Δf n ≥f sre; Q2 ≈Δf sre Δf and Δf p2 >> 1 T 1 due to the normalization 7 U (T 1), the voltage can use the following relations:
α1=1-Ф(gп),α 1 = 1-F (g p ),
где D1, α1 - вероятности правильного обнаружения и ложных тревог; Ф(x), arc Ф(х) - функция Лапласа и обратная функция Лапласа; - отношение сигнал/помеха по мощности на выходе ПФ1; g0 - отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе ФНЧ1; gп - нормированный порог в РУ; gф - отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе ПФ2.where D 1 , α 1 - probabilities of correct detection and false alarms; Ф (x), arc Ф (х) - Laplace function and inverse Laplace function; - the signal-to-noise ratio in power at the output of PF 1 ; g 0 - signal-to-noise ratio by voltage at the output of the low-pass filter 1 ; g p - normalized threshold in RU; g f - the signal-to-noise ratio for the voltage at the output of the PF 2 .
После обнаружения сигнала по командам из РУ поиск по частоте прекращается за счет отключения управителя (Упр6) и начинается предварительная подстройка частоты Г2 за счет подключения управителя (Упр5), что соответствует второму этапу адаптации, в ходе которого обеспечивается предварительное устранение априорной неопределенности о частоте fs ФМС до тех пор, пока не достигается условиеAfter a signal is detected by commands from the switchgear, the frequency search stops due to disconnection of the controller (Ex 6 ) and preliminary tuning of the frequency G 2 begins by connecting the controller (Ex 5 ), which corresponds to the second stage of adaptation, during which preliminary elimination of the a priori uncertainty about frequency f s FMS until the condition is reached
fs-Δfг2(t)=fs0→fф1 при t0+Δt1≤t≤t0+Δt1+Δt2,f s -Δf r2 (t) = f s0 → f Q-1 at t 0 + Δt 0 ≤t≤t 1 + Δt 1 + Δt 2
где Δt2 - длительность этапа предварительной подстройки частоты гетеродина Г2.where Δt 2 - the duration of the stage of preliminary adjustment of the frequency of the local oscillator G 2 .
На данном этапе функционирования АМКФУ в качестве сигнала рассогласования используется напряжение на выходе ФНЧ2 At this stage of operation of the AMCFU, the voltage at the output of the low-pass filter 2 is used as the error signal
Учитывая, чтоGiven that
U13(t)=Umг1cos[2πfг1t+φфвр1], получаем приU 13 (t) = U mг1 cos [2πf г1 t + φ фвр1 ], we obtain for
φфвр1=π/2; φ fvr1 = π / 2;
где T2 - постоянная времени накопления в ФНЧ2; U51(t) - напряжение на выходеwhere T 2 is the accumulation time constant in the low-pass filter 2 ; U 51 (t) - output voltage
ПФ2; U13(t) - напряжение на выходе фазовращателя (Фвр1); δφ - фазовый сдвиг, обусловленный неидеальностью аппаратурной реализации АМКФУ; φфвр1 - фазовый сдвиг, вносимый Фвр1.PF 2 ; U 13 (t) is the voltage at the output of the phase shifter (FVR 1 ); δφ is the phase shift due to the imperfect hardware implementation of AMCFU; φ fvr1 is the phase shift introduced by fvr 1 .
Для обеспечения инвариантности сигнала рассогласования к изменению амплитуды сигнала S(f) в делителе напряжений (Дел) осуществляется нормировка и при этом на выходе Дел при 2πfг1τлз+δφ=2πk, где k - целое число, имеем дискриминационную характеристику в видеTo ensure the invariance of the error signal to a change in the amplitude of the signal S (f) in the voltage divider (Del), normalization is carried out and at the same time, at the output of Del at 2πf g1 τ lz + δφ = 2πk, where k is an integer, we have a discriminatory characteristic in the form
U16(t)=sin{2π[fs-fг2(t)]τлз}→0.U 16 (t) = sin {2π [f s −f r2 (t)] τ ls } → 0.
Поскольку дискриминационная характеристика корреляционно-фильтрового частотного дискриминатора в общем случае представляет периодическую функцию, то при этом возникает «проблема многозначности» при подстройке частоты Г2.Since the discriminatory characteristic of the correlation-filter frequency discriminator in the general case is a periodic function, this raises the "ambiguity problem" when adjusting the frequency G 2 .
Для устранения многозначности необходимо, чтобы величина задержки выбиралась из условияTo eliminate ambiguity, it is necessary that the delay value is selected from the condition
τлз=τ0=1/2Δfn.τ ls = τ 0 = 1 / 2Δf n .
Как показано в работе [1], среднеквадратичная флюктуационная погрешность подстройки частоты гетеродина Г2 σf1 может быть рассчитана из следующих соотношений:As shown in [1], the root-mean-square fluctuation error of tuning the frequency of the local oscillator G 2 σf 1 can be calculated from the following relationships:
σf1=1/S1gf1; S1=πΔfn; σf 1 = 1 / S 1 g f1 ; S 1 = πΔf n ;
где S1 - крутизна дискриминационной характеристики при τ0=1/Δfn; gf1 - отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе ФНЧ2.where S 1 - the steepness of the discriminatory characteristics at τ 0 = 1 / Δf n ; g f1 is the signal-to-noise ratio by voltage at the output of the low-pass filter 2 .
После завершения этапа предварительной подстройки частоты гетеродина Г2 начинается третий этап адаптации, обеспечивающий классификацию принимаемого сигнала и оценивания тактовой частоты F и ширины спектра ФМС при оптимизации помехоустойчивости АМКФУ. С этой целью с РУ поступают команды на отключение управителей (Упр5 и Упр6) и подключение управителей (Упр2 и Упр3).After the stage of preliminary adjustment of the frequency of the local oscillator G 2 is completed , the third adaptation stage begins, which provides a classification of the received signal and estimation of the clock frequency F and the spectrum width of the FMS while optimizing the noise immunity of the AMFU. To this end, commands are sent from the switchgear to disable the controllers (Ex. 5 and Ex. 6 ) and connect the controllers (Ex. 2 and Ex. 3 ).
В ходе данного этапа адаптации осуществляется синхронная перестройка временного сдвига, вносимого линией задержки (ЛЗ) τлз(t) и средней частоты полосового фильтра (ПФ4)fф4(t).During this adaptation stage, synchronous adjustment of the time shift introduced by the delay line (LZ) τ lz (t) and the average frequency of the bandpass filter (PF 4 ) f f4 (t) is carried out.
Напряжение на выходе смесителя (См4) при наличии на входе АМКФУ только сигнала имеет вид:The voltage at the output of the mixer (see 4 ) in the presence of the input signal AMKFU only signal has the form:
где h(t) - импульсная реакция линейных цепей на выходе См4.where h (t) is the impulse response of the linear circuits at the output of Cm 4 .
Учитывая, чтоGiven that
U21(t)=Umг2cos(2πfг1t+φфвр2) при 2πfг1τлз+δφ-φфвр2=2πk имеемU 21 (t) = U mg2 cos (2πf g1 t + φ fvr2 ) for 2πf g1 τ ls + δφ-φ fvr2 = 2πk we have
где I(τлз) - интеграл, величина которого зависит от τлз; φфвр2 - фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем (Фвр2).where I (τ lz ) is an integral whose value depends on τ lz ; φ fvr2 - phase shift introduced by the phase shifter (fvr 2 ).
Энергетический спектр интеграла I(τлз) состоит из трех нормированных компонентов [4]:The energy spectrum of the integral I (τ ls ) consists of three normalized components [4]:
G(f, τлз)=G1(f, τлз)+G2(f, τлз)+G3(f, τлз);G (f, τ ls ) = G 1 (f, τ ls ) + G 2 (f, τ ls ) + G 3 (f, τ ls );
где G1(f, τлз) - спектр, 1-го компонента, представляющего собой постоянную составляющую выходного эффекта; G2(f, τлз) - спектр 2-го компонента, обладающего дискретным характером; С3(f, τлз) - спектр 3-го компонента, имеющего непрерывный характер, соответствующий «собственному шуму» ФМС.where G 1 (f, τ lz ) is the spectrum of the 1st component, which is a constant component of the output effect; G 2 (f, τ лз ) - spectrum of the 2nd component with a discrete character; С 3 (f, τ лз ) is the spectrum of the 3rd component, which has a continuous character, corresponding to the “intrinsic noise” of the FMS.
Для выделения информации о тактовой частоте манипуляции F ФМС целесообразно использовать на выходе смесителя (См4) полосовой фильтр с регулируемой средней частотой (ПФ4) с импульсной реакциейTo extract information about the clock frequency F of manipulation of the FMS is expedient to use at the output of the mixer (see 4) bandpass filter with adjustable mean frequency (PF 4) with the impulse response
hф4(t)=2Δfф4sinc(πΔfф4t)cos(2πfф4t),h F4 (t) = 2Δf F4 sinc (πΔf F4 t) cos (2πf F4 t),
где Δfф4, fф4 - полоса пропускания и средняя частота полосового фильтра ПФ4.where Δf f4 , f f4 is the passband and the average frequency of the bandpass filter PF 4 .
В общем случае при априорной неизвестной частоте манипуляции F компонентIn the general case, with an a priori unknown frequency of manipulation, the F component
G2(f, τлз) на выходе ПФ4 не выделяется, поскольку fф4≠F. Это приводит к необходимости вышеупомянутой перестройки τлз(t) и fф4(t).G 2 (f, τ лз ) at the output of PF 4 is not allocated, since f f4 ≠ F. This leads to the need for the aforementioned restructuring τ lz (t) and f f4 (t).
При реализации дискретно-шагового закона перестройки дляWhen implementing the discrete-step law of adjustment for
t0+Δt1+Δt2≤t≤t0+Δt1+Δt2+Тτ имеем:t 0 + Δt 1 + Δt 2 ≤t≤t 0 + Δt 1 + Δt 2 + T τ we have:
τлз(t)=τ0+(i-1)Δτ; τ0=1/2Δfn; Δτ=Δfф4/2F(Fв-Δfф4);τ ls (t) = τ 0 + (i-1) Δτ; τ 0 = 1 / 2Δf n ; Δτ = Δf F4 / 2F (F in -Δf F4);
fф4(t)=Fв-(i-1)Δfф4; F0=Δfn; i∈[1, nш]; Δf=Δfф4;f f4 (t) = F in - (i-1) Δf f4 ; F 0 = Δf n ; i∈ [1, n w ]; Δf = Δf f4 ;
nш=(τлзв-τ0)/Δτ; Тτ=nшТ3; τлзв=1/2 Fн,n w = (τ lsv −τ 0 ) / Δτ; T τ = n w T 3 ; τ lsv = 1/2 F n ,
где Tτ - максимальный интервал времени, необходимый для реализации поисковых процедур [τлз(t), fф4(t)]; τ0, F0 - начальное значение τлз и fф4; Δτ, Δf - величина шага перестройки τлз и fф4; nш - максимально возможное количество шагов перестройки в процессе поиска; τлзв - верхняя граница диапазона перестройки τлз(t); Т3 - постоянная времени накопления фильтра нижних частот (ФНЧ3).where T τ is the maximum time interval necessary for the implementation of search procedures [τ lz (t), f f4 (t)]; τ 0 , F 0 - the initial value of τ lz and f f4 ; Δτ, Δf is the magnitude of the tuning step τ lz and f f4 ; n w - the maximum possible number of steps of the adjustment during the search; τ lzv is the upper limit of the tuning range τ lz (t); T 3 - the time constant of the accumulation of the low-pass filter (low-pass filter 3 ).
В процессе перестройки максимальное значение компонента G2(f, τлз) достигается при выполнении условий τлз(t)→Tэ/2→1/2F и fф4(f)∈[(F-ΔfФ4/2); (F+Δfф4/2)], необходимых для прекращения поиска.In the process of perestroika, the maximum value of the component G 2 (f, τ lz ) is achieved when the conditions τ lz (t) → T e / 2 → 1 / 2F and f f4 (f) ∈ [(F-Δf Ф4 / 2); (F + Δf f4 / 2)] required to terminate the search.
Для классификации принятого сигнала S(t) в качестве информативного признака используется компонент G2(f, τлз), который характерен только для ФМС.To classify the received signal S (t), the component G 2 (f, τ лз ), which is characteristic only of the FMS, is used as an informative feature.
Алгоритм классификации ФМС имеет вид:The FMS classification algorithm has the form:
при ti≤t≤ti+T3, when t i ≤t≤t i + T 3 ,
где НФМ - гипотеза о приеме ФМС; U30(Т3) - напряжения на выходе фильтра нижних частот (ФНЧ3); U23(t) - напряжение на выходе ПФ4; Uпор3 - пороговое напряжение в пороговом устройстве (ПУ); ti - момент времени, соответствующий началу i-го шага перестройки ЛЗ и ПФ4.where N FM - the hypothesis of taking FMS; U 30 (T 3 ) - voltage at the output of the low-pass filter (low-pass filter 3 ); U 23 (t) is the voltage at the output of the PF 4 ; U por3 - threshold voltage in the threshold device (PU); t i is the moment of time corresponding to the beginning of the i-th step of adjustment of the LZ and PF 4 .
При срабатывании ПУ в РУ поступает информация, соответствующая гипотезеWhen triggered PU in RU receives information corresponding to the hypothesis
НФМ и оценке номера шага перестройки по которой устанавливается оценка временного сдвига и оценка средней частоты ПФ4 ф4i. После этого с РУ на Упр2 и Упр3 подается команда на прекращение перестройки ЛЗ и ПФ4.N FM and estimation of the adjustment step number which is used to estimate the time shift and estimation of the average frequency of PF 4 ф4i . After that, from RU to Upr 2 and Upr 3 a command is issued to stop the restructuring of LZ and PF 4 .
С выхода ПУ подается также команда на подключение частотомера (Чр1) для оценки манипулирующей частоты в течение интервала времени ТF, информация о которой подается в РУ.From the output of the control panel, a command is also sent to connect a frequency meter (Ch 1 ) to evaluate the manipulating frequency during the time interval T F , information about which is supplied to the RU.
Третий этап обработки информации в АМКФУ реализуется за интервал времени Δt3=Tτ+ТF.The third stage of information processing in the AMCFU is implemented for the time interval Δt 3 = T τ + T F.
Вероятность ошибочных решений при классификации ФМС Ркл может быть рассчитана из соотношений [1]:The probability of erroneous decisions in the classification of FMS R cl can be calculated from the relations [1]:
Ркл=0,5(β2+α2); β2=1-D2; α2=1-Ф(gп2)P cells = 0.5 (β 2 + α 2 ); β 2 = 1-D 2 ; α 2 = 1-F (g p2 )
где β2, α2 - вероятности пропуска сигнала и ложной тревоги; gτ, gF - отношения сигнал/помеха по напряжению на выходе ФНЧ3 и ПФ4; gп2 - нормированный порог в ПУ.where β 2 , α 2 are the probabilities of missing the signal and false alarm; g τ , g F - signal-to-noise ratio by voltage at the output of the low-pass filter 3 and PF 4 ; g p2 - normalized threshold in PU.
При использовании счетчикового метода оценки частоты относительная среднеквадратичная флюктуационная погрешность оценивания частоты равна [5]:When using the counter method of frequency estimation, the relative mean square fluctuation error of frequency estimation is [5]:
σF/F=1/2πmgF, m=FTF,σF / F = 1 / 2πmg F , m = FT F ,
где m - количество периодов манипулирующей частоты F за сеанс оценивания ТF.where m is the number of periods of the manipulating frequency F per evaluation session T F.
В ходе четвертого этапа обработки информации в АМКФУ в начале осуществляется подстройка полосы пропускания в ПФ1 Δfф1 с целью ее согласования с оценкой ширины спектра сигнала а затем производится уточнение оценок амплитуды средней и манипулирующей частот ФМС.During the fourth stage of the information processing is performed in early AMKFU tuning bandwidth Δf PD 1 Q-1 to bring it into line with the estimate of the signal spectrum width and then the amplitude estimates are refined middle and manipulating FMS frequencies.
Для подстройки полосы пропускания ПФ2 с выхода РУ на управитель (Упр1) подается целеуказание, соответствующее To adjust the IF passband output RC 2 in the ruler (1 Cont) supplied target designation, corresponding
В результате адаптации при обработке информации в АМКФУ погрешности оценивания параметров уменьшаются, поскольку полоса пропускания ПФ1 сокращается до а крутизна дискриминационной характеристики Sт возрастает и становится равной As a result of adaptation, when processing information at AMKFU, the errors in the estimation of parameters are reduced, since the passband of PF 1 is reduced to and the steepness of the discriminatory characteristic S t increases and becomes equal
С учетом вышеизложенного уточненные среднеквадратичные флюктуационные погрешности оценивания параметров ФМС могут быть рассчитаны при из следующих соотношений:In view of the foregoing, the adjusted mean square fluctuation errors in estimating the FMS parameters can be calculated for of the following ratios:
σfт=1/Sтgfт; σf t = 1 / S t g ft ;
σFт/F=1/2πmgFт; σF t / F = 1 / 2πmg Ft ;
где gот, gfr, gFт - отношения сигнал/помеха по напряжению на выходе ФНЧ1, ФНЧ2, ФНЧ3 после проведения адаптации и устранения влияния априорной неопределенности о частоте fs и ширине спектра Δfs ФМС.where g from , g fr , g Ft are the signal-to-noise ratios for the voltage at the output of the low-pass filter 1 , low-pass filter 2 , low-pass filter 3 after adaptation and elimination of the influence of a priori uncertainty about the frequency f s and the spectrum width Δf s of the FMS.
Оценка частоты ФМС равна - оценка частоты гетеродина Г2, которая фиксируется частотомером Чр2 в ходе четвертого этапа адаптации и передается в РУ. Четвертый этап обработки информации в АМКФУ реализуется за интервал времени Δt4=ГΔfф+Tf, где ТΔfф - время, необходимое для подстройки полосы пропускания ПФ1; Tf - время, необходимое для оценки частоты генератора Г2.The FMS frequency estimate is - an estimate of the frequency of the local oscillator G 2 , which is recorded by the frequency meter Ch 2 during the fourth stage of adaptation and transmitted to the RU. The fourth stage of information processing in the AMCFU is implemented for the time interval Δt 4 = Г Δff + T f , where T Δff is the time required to adjust the passband PF 1 ; T f - the time required to estimate the frequency of the generator G 2 .
В тех случаях, когда при оценивании частоты fs сигнала необходимо устранить аппаратурную погрешность, обусловленную нестабильностью ЛЗ, целесообразно периодически использовать пятый этап обработки информации в АМКФУ, обеспечивающий режим калибровки ЛЗ.In cases where when estimating the signal frequency f s it is necessary to eliminate the hardware error due to the instability of the laser, it is advisable to periodically use the fifth stage of information processing in the AMCFU, which provides the calibration mode of the laser.
При этом по командам из РУ отключается ВТ и включается генератор стимулирующего сигнала (Гстс). В результате обработки стимулирующего сигнала на выходе устройства выделения сигнала ошибки (УВСО) формируется сигнал рассогласования, который через управляющий элемент (УЭ) осуществляет подстройку частоты генератора Г1 таким образом, чтобы выполнялось условие что и обеспечивает устранение смещенности нуля дискриминационной характеристики за счет аппаратурного фазового сдвига δφ. Длительность пятого этапа Δt5 определяется постоянной времени УЭ Туэ. После завершения пятого этапа по командам с РУ Гстс отключается, а ВТ включается.At the same time, by commands from the switch-off, the VT is turned off and the generator of the stimulating signal (G sts ) is turned on . As a result of processing the stimulating signal, an error signal is generated at the output of the error signal isolation device (UVCO), which, through the control element (UE), adjusts the frequency of the generator G 1 so that the condition which ensures the elimination of the zero bias of the discriminatory characteristic due to the hardware phase shift δφ. The duration of the fifth stage Δt 5 is determined by the time constant of UE T ue . After the completion of the fifth stage, according to commands from the RU G, the HSS is turned off, and the VT is turned on.
Полная длительность сеанса обработки ФМС в АМКФУ равнаThe total duration of the FMS processing session in the AMCFU is
где Δtj - длительность j-го этапа функционирования АМКФУ.where Δt j is the duration of the j-th stage of the functioning of AMCFU.
Для иллюстрации полученных соотношений рассмотрим пример при следующих исходных данных: ΔF=6·107 Гц; Fн=106 Гц; Fв=107 Гц; Δfn=2,5·107 Гц; Δfф1=2·107 Гц; T1=10-2 c; τ0=1/2Δfn=2·10-8 с; Т2=10-2 с; ТF=10-2 с; Т3=104 с; Δfф4=105 Гц.To illustrate the obtained relations, we consider an example with the following initial data: ΔF = 6 · 10 7 Hz; F n = 10 6 Hz; F in = 10 7 Hz; Δf n = 2.5 · 10 7 Hz; Δf f1 = 2 · 10 7 Hz; T 1 = 10 -2 s; τ 0 = 1 / 2Δf n = 2 · 10 -8 s; T 2 = 10 -2 s; T F = 10 -2 s; T 3 = 10 4 s; Δf f4 = 10 5 Hz.
При использовании АМКФУ без адаптации в результате экспресс-анализа ФМС имеем:When using AMCFU without adaptation as a result of the express analysis of FMS, we have:
D1=0,85; α1=10-5; σUms/Ums=0,2; σf1=105 Гц; Ркл=10-3; σF1=20 Гц; Тc=5·10-2 с.D 1 = 0.85; α 1 = 10 -5 ; σU ms / U ms = 0.2; σf 1 = 10 5 Hz; P cells = 10 -3 ; σF 1 = 20 Hz; T c = 5 · 10 -2 s.
При использовании АМКФУ адаптации при приеме ФМС с шириной спектра Δfs=2·106 Гц имеем:When using AMCFU adaptation when receiving FMS with a spectrum width Δf s = 2 · 10 6 Hz we have:
D1а→1; α1=10-5; σUmsт/Ums=5·10-3; σfт=1,9·103 Гц; Ркл→0; σF2=1,5 Гц; Tc=10-1 с.D 1a → 1; α 1 = 10 -5 ; σU mst / U ms = 5 · 10 -3 ; σf t = 1.9 · 10 3 Hz; P cells → 0; σF 2 = 1.5 Hz; Tc = 10 -1 s.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает оперативный радиомониторинг слабых широкополосных ФМС с расширением функциональных возможностей и снижением погрешностей оценивания основных параметров (Ums, F, fs) и повышением помехоустойчивости при обнаружении и классификации ФМС.Thus, the proposed device provides operational radio monitoring of weak broadband FMS with enhanced functionality and reduced estimation errors of the main parameters (U ms , F, f s ) and increased noise immunity in the detection and classification of FMS.
Реализация устройства не вызывает затруднений. Все его функциональные узлы являются типовыми и могут быть выполнены на основе современной элементной базы.The implementation of the device is not difficult. All its functional units are typical and can be made on the basis of a modern elemental base.
Источники информацииInformation sources
1. Дятлов А.П. Корреляционные устройства в радионавигации. Часть I, II. - Таганрог: ТРТИ, 1988.1. Dyatlov A.P. Correlation devices in radio navigation. Part I, II. - Taganrog: TRTI, 1988.
2. Авт. св. СССР №936374, оп. БИ №22, 1982.2. Auth. St. USSR No. 936374, op. BI No. 22, 1982.
3. Свистов В.М. Радиолокационные сигналы и их обработка. - М.: Сов. Радио, 1977.3. Whistlers V.M. Radar signals and their processing. - M .: Owls. Radio, 1977.
4. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. - М.: Связь, 1979.4. Spilker J. Digital satellite communications. - M.: Communication, 1979.
5. Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред. А.П. Горшкова. - М.: Сов. Радио, 1971.5. Equipment for frequency and time measurements. Ed. A.P. Gorshkova. - M .: Owls. Radio, 1971.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137729/09A RU2353050C1 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Adaptive multi-functional correlation and filtering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137729/09A RU2353050C1 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Adaptive multi-functional correlation and filtering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2353050C1 true RU2353050C1 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=41017947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007137729/09A RU2353050C1 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Adaptive multi-functional correlation and filtering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2353050C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760977C1 (en) * | 2021-05-04 | 2021-12-02 | Открытое акционерное общество "ВНИИР-Прогресс" | Multifrequency phase automatic control system |
-
2007
- 2007-10-11 RU RU2007137729/09A patent/RU2353050C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760977C1 (en) * | 2021-05-04 | 2021-12-02 | Открытое акционерное общество "ВНИИР-Прогресс" | Multifrequency phase automatic control system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6165348B2 (en) | Interference identification apparatus, radio communication apparatus, and interference identification method | |
RU2518428C2 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
RU159121U1 (en) | ADAPTIVE AUTOCORRELATION SIGNAL DEMODULATOR WITH RELATIVE PHASE MANIPULATION | |
JP2006208355A (en) | Method for measuring inter radio stations distance | |
RU2353050C1 (en) | Adaptive multi-functional correlation and filtering device | |
RU2335781C1 (en) | Method of signal reciprocal delay measurement with program operating frequency tuning (poft) | |
Mahlooji et al. | Very high resolution digital instantaneous frequency measurement receiver | |
RU2157050C1 (en) | Method for measuring frequency and device which implements said method | |
Gruchaila-Węsierski et al. | The performance of the IFM receiver in a dense signal environment | |
RU2286015C1 (en) | Method for automatic adjustment of frequency of supporting signal of receiving station, method for estimating mismatch of frequency of beam signals relatively to frequency of supporting signal, device for automatic adjustment of frequency of supporting signal of receiving station | |
RU2349923C1 (en) | Adaptive metre of continuous broadband signals parameters | |
RU2341808C1 (en) | Device for measurement of signal/noise ratio | |
RU2458355C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2225012C2 (en) | Phase-meter | |
RU154377U1 (en) | EXPRESS ANALYZER OF SHORT-TERM RADIO EMISSIONS | |
RU2365052C1 (en) | Adaptive qualifier of complicated broad-band pulse signals | |
RU171482U1 (en) | Combined direction finder | |
Beckmann | Interference detection and suppression in Loran-C receivers | |
RU2487481C1 (en) | Method for frequency-estimation of broadband signals and apparatus for realising said method | |
RU2117954C1 (en) | Signal-to-noise ratio meter | |
RU2205417C2 (en) | Multichannel receiver-indicator of satellite radio navigation systems | |
RU2695537C1 (en) | Method of processing signals of space radio navigation systems | |
RU2506539C1 (en) | Device to determine distance to water surface | |
RU174924U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING RADIO TECHNICAL SIGNALS PARAMETERS | |
Anthonys et al. | Jitter measurement in digital signals by using software defined radio technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091012 |