RU2531387C2 - Method of detecting chirp signals - Google Patents
Method of detecting chirp signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531387C2 RU2531387C2 RU2013104821/07A RU2013104821A RU2531387C2 RU 2531387 C2 RU2531387 C2 RU 2531387C2 RU 2013104821/07 A RU2013104821/07 A RU 2013104821/07A RU 2013104821 A RU2013104821 A RU 2013104821A RU 2531387 C2 RU2531387 C2 RU 2531387C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- fft
- adder
- detected
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники радиосвязи, конкретнее к обнаружению сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и может быть использовано для построения технических средств и использования результатов ЛЧМ-зондирования.The invention relates to the field of radio communication technology, and more particularly to the detection of signals with linear frequency modulation (LFM) and can be used to build hardware and use the results of LFM sounding.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ поиска сложных сигналов, заключающийся в том, что когерентно принимают пространственно разнесенными приемными каналами сигналы, излучаемые множеством радиопередатчиков, синхронно преобразуют ансамбль принятых сигналов в комплексные цифровые сигналы, скользящим во времени преобразованием цифровых сигналов с заданной дискретностью по времени и частоте получают комплексные спектральные плотности сигналов каждого канала, запоминают спектральные плотности, из комплексных спектральных плотностей формируют и запоминают комплексные взаимные спектральные плотности (ВСП) сигналов всех возможных пар каналов, по сформированным комплексным ВСП определяют и запоминают частотно-временные области локализации принятых сигналов.Closest to the proposed technical solution is a method of searching for complex signals, which consists in the fact that the signals emitted by a plurality of radio transmitters coherently receive spatially spaced receiving channels synchronously transform the ensemble of received signals into complex digital signals, sliding in time by converting digital signals with a given time resolution and frequency receive the complex spectral densities of the signals of each channel, remember the spectral densities, from integrated polices spectral densities are formed and stored complex mutual spectral density (WWW) signals of all the possible pairs of channels formed on an integrated WWW determined and stored time-frequency localization domain received signals.
Недостатком способа-прототипа является то, что процесс вынесения решения об обнаружении ЛЧМ-сигнала не максимизирует отношение сигнал/шум, поскольку в качестве исходных данных используются спектральные характеристики, которые вычисляются на интервалах более коротких, чем длительность интервала наблюдения, предположительно равная длительности искомого сигнала, и в которых, следовательно, учитывается только часть энергии сигнала.The disadvantage of the prototype method is that the decision-making process on the detection of the chirp signal does not maximize the signal-to-noise ratio, since the initial data uses spectral characteristics that are calculated at intervals shorter than the duration of the observation interval, presumably equal to the duration of the desired signal, and in which, therefore, only part of the signal energy is taken into account.
Задача изобретения в том, чтобы при вынесении решения об обнаружении ЛЧМ-сигнала максимизировать отношение сигнал/шум, учитывая полную энергию принимаемого сигнала.The objective of the invention is that when deciding to detect a chirp signal, maximize the signal-to-noise ratio, taking into account the total energy of the received signal.
Поставленная задача достигается тем, что в способе обнаружения сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), заключающемся в том, что принимают пространственно разнесенные сигналы, излучаемые множеством радиопередатчиков, согласно изобретению выполняют ЛЧМ-гетеродинирование суммарного сигнала и вычисляют быстрое преобразование Фурье (БПФ), с помощью сумматора в течение сеанса обнаружения парциально накапливают отсчеты БПФ, далее среди выходов сумматора находят максимальное значение rh, и соответствующий ему индекс jp, по заданному значению вероятности ложной тревоги вычисляют пороговое значение rhпор, устанавливают флаг
Достигаемым техническим результатом является повышение достоверности обнаружения ЛЧМ-сигналов и возможность определения их характеристик в случае обнаружения.Achievable technical result is to increase the reliability of detection of chirp signals and the ability to determine their characteristics in case of detection.
На фиг.1 представлена структурная схема приемника ЛЧМ-сигналов, обеспечивающего осуществление предлагаемого способа, содержащая преобразователь 1, вычислитель быстрого преобразования Фурье (БПФ) 2, сумматор 3, решающая схема 4, вычислитель стартового времени 5.Figure 1 presents the structural diagram of the receiver of the LFM signals, providing the implementation of the proposed method, comprising a converter 1, a fast Fourier transform computer (FFT) 2, an
Предлагаемый способ работает следующим образом.The proposed method works as follows.
Преобразователь 1 выполняет гетеродинирование входного сигнала с целью получить для конкретного ЛЧМ-сигнала сигнал разностной частоты, мгновенная частота fp которого зависит от величины времени τз задержки распространения радиоволн по пути от передающей станции до приемного пункта:The converter 1 performs heterodyning the input signal to obtain a particular chirp signal of the difference frequency signal, the instantaneous frequency f p which depends on the delay time τ of propagation of radio waves on the path from the transmitting station to the infeed station:
где Тнач г - значение времени начала гетеродинирования;where T start r is the value of the time the start of heterodyning;
Тст - значение стартового времени для передающей станции;T article - the value of the starting time for the transmitting station;
β - значение скорости изменения мгновенной частоты зондирующего ЛЧМ-сигнала;β is the value of the rate of change of the instantaneous frequency of the probing chirp signal;
fнач г - значение начальной частоты гетеродинирования.f beg g - the value of the initial frequency of heterodyning.
Вычислитель БПФ 2 осуществляет быстрое преобразование Фурье (БПФ) и в результате i-ой итерации вычисления на каждом j-ом выходе формирует выходной сигнал, имеющий модуль mij. Для входного сигнала с разностной частотой fp, максимальное напряжение образуется на выходе вычислителя БПФ, имеющем индекс fp. При этом значения fp, и jр будут связаны соотношением:The FFT calculator 2 performs a fast Fourier transform (FFT) and, as a result of the i-th iteration of the calculation, generates an output signal with a module m ij at each j-th output. For an input signal with a difference frequency f p , the maximum voltage is generated at the output of the FFT computer with the index f p . In this case, the values of f p and j p will be related by the relation:
где Nбпф - длина БПФ;where N FFT is the length of the FFT;
Fд - значение частоты дискретизации в процессе вычисления БПФ.F d - the value of the sampling frequency in the process of computing the FFT.
В течение одного сеанса обнаружения (работы приемника ЛЧМ-сигналов) сумматор 3 накапливает I раз напряжения на каждом из J выходов вычислителя БПФ 2 (J≤Nбпф) таким образом, что напряжение на j-выходе сумматора 3 к моменту завершения сеанса составляет величинуDuring one detection session (operation of the chirp signal receiver),
где
Пример характерной диаграммы значений rj приведен на фиг.2.An example of a characteristic diagram of the values of r j shown in figure 2.
Максимальное значение rh из всех rj будет соответствовать тому значению jp индекса j, для которого чаще всего проявляется отклик зондирующего сигнала в выходных значениях mij БПФ, и, следовательно, тому значению fp разностной частоты, которое определяется выражением (2).The maximum value of r h from all r j will correspond to the value of j p of index j, for which the response of the probing signal most often manifests itself in the output FFT values m ij , and, therefore, to the value of f p of the difference frequency, which is determined by expression (2).
Решающая схема 4 анализирует значения rj, находит максимальное значение rh и соответствующий ему индекс jp. Кроме того, решающая схема 4 формирует флаг sобн, устанавливаемый в состояние «Обнаружен» или в состояние «Не обнаружен», по следующему правилу:The
где
Pлт - значение регламентируемой вероятности ложной тревоги;P lt - the value of the regulated probability of false alarm;
σ0 - среднее квадратическое отклонение значения rj в отсутствие отклика зондирующего сигнала. Например, если использовать значения rj для текущего сеанса работы ЛЧМ-приемника, величину σ0 можно определить как
Результаты расчета нормированных значений
Если флаг sобн установлен в состояние «Обнаружен», то вычислитель стартового времени 5 определяет значение разностной частоты fp по правилу (2), значение стартового времени:If the flag s upd is set to "Detected", the
где (Тст+τз)=Тнач г-(fp+fнач г)/β (см. выражение (1));where (T st + τ s ) = T beg g - (f p + f beg g ) / β (see expression (1));
ΔТст - регламентируемый шаг временной сетки для передающих станций (например, ΔТст=1 с), величина которого заведомо больше возможной величины τз;ΔT article - the regulated step of the time grid for transmitting stations (for example, ΔТ article = 1 s), the value of which is obviously greater than the possible value of τ s ;
[х] - операция извлечения целой части величины x,[x] is the operation of extracting the integer part of the quantity x,
и значение группового пути распространения радиоволн по пути от передающей станции до приемного пункта:and the value of the group path of propagation of radio waves along the path from the transmitting station to the receiving point:
где [x] - операция извлечения целой части величины х;where [x] is the operation of extracting the integer part of the quantity x;
с=3×105 км/с - скорость распространения электромагнитной волны.c = 3 × 10 5 km / s is the propagation velocity of the electromagnetic wave.
Источники информацииInformation sources
1. З. №2009124999, G01S 5/00, опубл. 10.01.2011.1. Z. No. 2009124999,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013104821/07A RU2531387C2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Method of detecting chirp signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013104821/07A RU2531387C2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Method of detecting chirp signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013104821A RU2013104821A (en) | 2014-08-10 |
RU2531387C2 true RU2531387C2 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=51355004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013104821/07A RU2531387C2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Method of detecting chirp signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531387C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578041C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-03-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining parameters of chirp signals |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1328829A2 (en) * | 1985-03-20 | 1987-08-07 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Device for recognizing radio signals |
US5361073A (en) * | 1975-06-26 | 1994-11-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Determination of jammer range and azimuth by use of a coherent side lobe canceller system |
US5819164A (en) * | 1996-01-29 | 1998-10-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Modulated retroreflection system for secure communication and identification |
RU2309423C2 (en) * | 2005-08-29 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") | Method of detection and direction finding of objects from radiation of their transmitters |
WO2008051204A2 (en) * | 2005-10-13 | 2008-05-02 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Surface rf emitter passive ranging accuracy confirmation algorithm |
RU2373660C2 (en) * | 2003-11-18 | 2009-11-20 | Айбиквити Диджитал Корпорейшн | Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity |
RU2009124999A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "Г | METHOD FOR SEARCHING COMPLEX SIGNALS |
-
2013
- 2013-02-05 RU RU2013104821/07A patent/RU2531387C2/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5361073A (en) * | 1975-06-26 | 1994-11-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Determination of jammer range and azimuth by use of a coherent side lobe canceller system |
SU1328829A2 (en) * | 1985-03-20 | 1987-08-07 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Device for recognizing radio signals |
US5819164A (en) * | 1996-01-29 | 1998-10-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Modulated retroreflection system for secure communication and identification |
RU2373660C2 (en) * | 2003-11-18 | 2009-11-20 | Айбиквити Диджитал Корпорейшн | Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity |
RU2309423C2 (en) * | 2005-08-29 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") | Method of detection and direction finding of objects from radiation of their transmitters |
WO2008051204A2 (en) * | 2005-10-13 | 2008-05-02 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Surface rf emitter passive ranging accuracy confirmation algorithm |
RU2009124999A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "Г | METHOD FOR SEARCHING COMPLEX SIGNALS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578041C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-03-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining parameters of chirp signals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013104821A (en) | 2014-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108415010B (en) | Radar multi-target detection method based on trapezoidal LFMCW modulation | |
JP4492628B2 (en) | Interference judgment method, FMCW radar | |
JP5468304B2 (en) | Radar equipment | |
Shah et al. | Step-frequency radar with compressive sampling (SFR-CS) | |
US20160352444A1 (en) | Multipath time delay estimation apparatus and method and receiver | |
CN103293515A (en) | Ship and warship line spectrum noise source longitudinal distribution characteristic measuring method | |
CN105022059A (en) | Coherent-processing multi-target tracking method of security monitoring radar system | |
RU2507536C1 (en) | Coherent pulsed signal measuring detector | |
CN106330342A (en) | Water sound communication doppler factor estimation method with low computation complexity | |
RU2531387C2 (en) | Method of detecting chirp signals | |
US20180231637A1 (en) | Processing Received Radiation Reflected from a Target | |
Wang et al. | Soft fall detection using frequency modulated continuous wave radar and regional power burst curve | |
CN105300386A (en) | Frequency domain weighting phase comparison method for X-ray pulsar photon sequences | |
Zhao et al. | Extended spectral envelope method for detecting and analyzing traffic oscillations | |
RU2660219C1 (en) | Method of classifying sonar echo | |
Deng et al. | SFM signal detection and parameter estimation based on pulse-repetition-interval transform | |
CN105745550A (en) | Analog to information converter | |
RU2593622C1 (en) | Method of measuring radial velocity of object at its noise emission | |
US20180259635A1 (en) | Broadband sensing using narrowband frequency sampling | |
RU2535243C2 (en) | Signal/noise ratio assessment method based on results of ionosphere sounding with chirped signals | |
KR101446439B1 (en) | Method and device for estimating high-accuracy frequency | |
RU2467350C2 (en) | Method and device of signal detection with alternating doppler effect present | |
RU2285937C2 (en) | Method for detecting and determining coordinates of radio radiation source | |
RU2602391C1 (en) | Digital device for estimating parameters of chirp signals of radar station | |
RU2378660C1 (en) | Method for detection and definition of radio radiation source coordinates |