RU2704241C1 - Narrow-band signal correlation device - Google Patents
Narrow-band signal correlation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704241C1 RU2704241C1 RU2019110865A RU2019110865A RU2704241C1 RU 2704241 C1 RU2704241 C1 RU 2704241C1 RU 2019110865 A RU2019110865 A RU 2019110865A RU 2019110865 A RU2019110865 A RU 2019110865A RU 2704241 C1 RU2704241 C1 RU 2704241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- narrow
- frequency
- output
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
- G01S13/4454—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing phase comparisons monopulse, i.e. comparing the echo signals received by an interferometric antenna arrangement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
- G01S3/465—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the aerials being frequency modulated and the frequency difference of signals therefrom being measured
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
- G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в качестве устройства корреляционной обработки сигналов в составе корреляционно-фазового пеленгатора.The invention relates to radar and can be used as a device for correlation signal processing as part of a correlation-phase direction finder.
Известны устройства корреляционной обработки сигналов, такие как А.С. СССР 1155970, патент РФ 2624409, Винокуров В.И., Ваккер Р.А. Вопросы обработки сложных сигналов в корреляционных системах. - М.: Сов. радио, 1972., Радиотехнические тетради, №55, 2015 г., стр. 38.Known devices for correlation signal processing, such as A.S. USSR 1155970, RF patent 2624409, Vinokurov V.I., Wacker R.A. Issues of processing complex signals in correlation systems. - M .: Owls. Radio, 1972. Radio Engineering Notebooks, No. 55, 2015, p. 38.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство корреляционной обработки сигналов (Радиотехнические тетради, №55, 2015 г., стр. 38), которое и выбрано в качестве прототипа.Closest to the technical nature of the present invention is a device for correlation signal processing (Radio notebooks, No. 55, 2015, p. 38), which is selected as a prototype.
Известное устройство содержит первый и второй смесители, входы которых являются первым и вторым входами устройства, последовательно соединенные с ними первый и второй полосовые фильтры, выходы которых соединены с первым и вторым входами перемножителя соответственно, выход которого через узкополосный фильтр соединен с первым входом фазометра, выход которого является выходом устройства, вилочный гетеродин, первый и второй выход которого соединен со вторыми входами смесителей соответственно, на второй вход фазометра подается разностная частота вилочного гетеродина. Недостатком прототипа является то, что при обработке сигналов с динамично изменяющейся разностью фаз, за счет разностно-допплеровского смещения частоты сигнала на выходе перемножителя, необходимо расширять полосу пропускания узкополосного фильтра. Расширение полосы пропускания узкополосного фильтра приводит к увеличению шумовой ошибки измерения разности фаз.The known device contains a first and second mixer, the inputs of which are the first and second inputs of the device, connected in series with them the first and second bandpass filters, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the multiplier, respectively, the output of which is connected through a narrow-band filter to the first input of the phase meter, the output which is the output of the device, the fork local oscillator, the first and second output of which is connected to the second inputs of the mixers, respectively, the difference fork oscillator frequency. The disadvantage of the prototype is that when processing signals with a dynamically changing phase difference, due to the difference-Doppler frequency shift of the signal at the output of the multiplier, it is necessary to expand the passband of the narrow-band filter. The expansion of the passband of the narrow-band filter leads to an increase in the noise error of the phase difference measurement.
Признаки настоящего изобретения, совпадающие с признаками прототипа:Signs of the present invention, coinciding with the signs of the prototype:
включение в структуру устройства двух смесителей, двух полосовых фильтров, перемножителя, узкополосного фильтра и вилочного гетеродина.the inclusion in the structure of the device of two mixers, two band-pass filters, a multiplier, a narrow-band filter and a fork local oscillator.
Патентуемое изобретение - узкополосное устройство корреляционной обработки сигналов решает задачу повышения точности измерения разности фаз обрабатываемых сигналов от динамичных источников излучения.Patented invention - a narrow-band device for correlation signal processing solves the problem of increasing the accuracy of measuring the phase difference of the processed signals from dynamic radiation sources.
Технический результат - патентуемое изобретение обеспечивает создание приемников корреляционно-фазовых пеленгаторов с высокоточным измерением разности фаз обрабатываемых сигналов от динамичных источников излучения.EFFECT: patented invention provides the creation of receivers of correlation-phase direction finders with high-precision measurement of the phase difference of the processed signals from dynamic radiation sources.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом. На фиг. 1 показана структурная схема узкополосного устройства корреляционной обработки сигналов.The invention is illustrated graphic material. In FIG. 1 shows a block diagram of a narrowband correlation signal processing device.
Узкополосное устройство корреляционной обработки сигналов содержит первый и второй смесители 1 и 2, входы которых являются первым и вторым входами устройства соответственно, последовательно соединенные с ними первый и второй полосовые фильтры 3 и 4, выходы которых соединены с первым и вторым входами перемножителя 5 соответственно, выход которого через узкополосный фильтр 6 соединен с первым входом фазового детектора 7, последовательно соединенный с ним блок фазовой автоподстройки частоты 8, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя 9, вилочный гетеродин 10, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами смесителей 1 и 2 соответственно, вход разностной частоты вилочного гетеродина 10 соединен с выходом фазовращателя 9, опорная частота подается на второй вход фазового детектора 7 и на вход фазовращателя 9, выходом устройства является информационный выход фазовращателя 9.The narrow-band correlation signal processing device contains the first and
Структура предлагаемого устройства отличается от прототипа наличием фазового детектора 7, блока фазовой автоподстройки частоты 8 и фазовращателя 9.The structure of the proposed device differs from the prototype by the presence of a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
На входы устройства поступают сигналы, отличающиеся разностью фаз. Рассмотрим работу устройства с гармоническими сигналами, а именноThe inputs of the device receive signals that differ in phase difference. Consider the operation of the device with harmonic signals, namely
u1=cos(2πƒct+ϕ1) и u2=cos(2πƒct+ϕ2)u 1 = cos (2πƒ c t + ϕ 2 ) and u 2 = cos (2πƒ c t + ϕ 2 )
где ƒc - частота сигнала, ϕ1 и ϕ2 - фазы сигналов.where ƒ c is the signal frequency, ϕ 1 and ϕ 2 are the phases of the signals.
Здесь и далее, для упрощения, будем считать амплитуды сигналов единичными, т.к. их уровень не влияет на принцип работы устройства.Hereinafter, for simplicity, we assume that the signal amplitudes are unity, since their level does not affect the principle of operation of the device.
После преобразования в смесителях 1 и 2 с помощью вилочного гетеродина 10, частоты которого имеют заданный разнос ƒг-F и ƒг, и фильтрации полосовыми фильтрами 3 и 4, сигналы принимают видAfter conversion in
u3=cos[2π(ƒпр+F)t+ϕ1] и u4=cos(2πƒпрt+ϕ2), где ƒпр=ƒс-ƒг.u 3 = cos [2π (ƒ pr + F) t + ϕ 1 ] and u 4 = cos (2πƒ pr t + ϕ 2 ), where ƒ pr = ƒ s -ƒ g .
Заданный разнос частот вилочного гетеродина 10 формируется путем подачи на его вход опорного гармонического сигнала uо=cos2πFt.The specified frequency spacing of the fork
После перемножения выходных сигналов полосовых фильтров 3 и 4 с помощью перемножителя 5 получаем гармонический сигнал, частота которого соответствует частоте разноса вилочного гетеродина, а фаза - разности фаз входных сигналовAfter multiplying the output signals of the band-
u5=cos(2πFt+Δϕ), где Δϕ=ϕ1-ϕ2.u 5 = cos (2πFt + Δϕ), where Δϕ = ϕ 1 -ϕ 2 .
При работе с сигналами динамичных источников излучения разность фаз этих сигналов изменяется во времени. Это эквивалентно изменению частоты сигнала на выходе перемножителя, Δϕ(t)=2πFd. При этом выходной сигнал перемножителя принимает видWhen working with signals from dynamic radiation sources, the phase difference of these signals varies over time. This is equivalent to a change in the frequency of the signal at the output of the multiplier, Δϕ (t) = 2πF d . The output signal of the multiplier takes the form
u5=cos2π(F+Fd)t.u 5 = cos2π (F + F d ) t.
Резонансная частота узкополосного фильтра 6 соответствует частоте разноса вилочного гетеродина 10 и равна F. Полоса пропускания узкополосного фильтра 6 должна выбираться исходя из ожидаемой динамики источника излучения, т.е. с учетом Fd. Высокая динамика источника излучения приводит к необходимости значительно расширять полосу пропускания узкополосного фильтра 6, что увеличивает шумовую ошибку измерения разности фаз обрабатываемых сигналов.The resonant frequency of the narrow-
Для устранения этого недостатка в предлагаемом изобретении частота разноса вилочного гетеродина подается на вилочный гетеродин 10 не прямо, а через фазовращатель 9. Функциональное назначение фазовращателя 9 - подстроить фазу опорного сигнала вилочного гетеродина uо под фазу выходного сигнала перемножителя 5. Для этого используется фазовый детектор 7. Выходной сигнал фазового детектора 7 через блок фазовой автоподстройки частоты 8 поступает на управляющий вход фазовращателя 9. Автоматическая подстройка частоты опорного сигнала вилочного гетеродина обеспечивает компенсацию с помощью фазовращателя 9 фазового набега сигнала на выходе перемножителя 5, в результате чего опорный сигнал вилочного гетеродина принимает вид uо=cos2π(F-Fdk)t, где Fdk - компенсирующий сдвиг частоты опорного сигнала.To eliminate this drawback in the present invention, the spacing frequency of the fork local oscillator is not fed directly to the fork
После изменения частоты опорного сигнал вилочного гетеродина выходной сигнал перемножителя принимает вид u5=cos2π(F-Fdk+Fd)t. Работа фазовой автоподстройки частоты обеспечивает следующее соотношение Fdk=Fd, при этом частота выходного сигнала перемножителя соответствует резонансной частоте узкополосного фильтра 6. Это позволяет значительно сузить полосу пропускания узкополосного фильтра и повысить точность измерения разности фаз обрабатываемых сигналов. Введенный фазовращателем 9 компенсирующий фазовый сдвиг равен разности фаз обрабатываемых сигналов. Данная информация поступает с информационного выхода фазовращателя 9, который является выходом узкополосного устройства корреляционной обработки сигналов.After changing the frequency of the reference signal of the fork local oscillator, the output signal of the multiplier takes the form u 5 = cos2π (FF dk + F d ) t. The phase-locked loop provides the following relation F dk = F d , while the frequency of the multiplier output signal corresponds to the resonant frequency of the narrow-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110865A RU2704241C1 (en) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | Narrow-band signal correlation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110865A RU2704241C1 (en) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | Narrow-band signal correlation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2704241C1 true RU2704241C1 (en) | 2019-10-25 |
Family
ID=68318248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019110865A RU2704241C1 (en) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | Narrow-band signal correlation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2704241C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796219C1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-05-18 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Device for determining direction finding parameters of narrow-band radio signals |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073878C1 (en) * | 1993-02-16 | 1997-02-20 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Phase direction finder of scanning sources |
WO2000019230A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-06 | Raytheon Company | Direction finding apparatus |
US6184830B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-02-06 | Raytheon Company | Compensation of direction finding estimates for polarimetric errors |
RU2474835C1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Correlation-phase direction finder |
RU2618522C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-05-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего 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 | Phase direction finder |
JP2017142121A (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 三菱重工業株式会社 | Signal processing method and signal processing device |
RU2684321C1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-04-08 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт" | Phase direction finder |
-
2019
- 2019-04-11 RU RU2019110865A patent/RU2704241C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073878C1 (en) * | 1993-02-16 | 1997-02-20 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Phase direction finder of scanning sources |
US6184830B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-02-06 | Raytheon Company | Compensation of direction finding estimates for polarimetric errors |
WO2000019230A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-06 | Raytheon Company | Direction finding apparatus |
RU2474835C1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Correlation-phase direction finder |
JP2017142121A (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 三菱重工業株式会社 | Signal processing method and signal processing device |
RU2618522C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-05-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего 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 | Phase direction finder |
RU2684321C1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-04-08 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт" | Phase direction finder |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796219C1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-05-18 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Device for determining direction finding parameters of narrow-band radio signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4714873A (en) | Microwave noise measuring apparatus | |
US7262863B2 (en) | Distance measuring device | |
US2595263A (en) | Apparatus for measuring the phase shift between the input and output voltages of a circuit under test | |
CN107733431B (en) | Multi-path coherent frequency synthesizer | |
RU2704241C1 (en) | Narrow-band signal correlation device | |
US3213449A (en) | Distance measuring system | |
US2705320A (en) | Radio distance measuring system | |
RU2596018C1 (en) | Method for amplitude direction finding of radio signal sources | |
US10782329B2 (en) | Phase analysis circuit | |
US2709253A (en) | Radio ranging system | |
US2851658A (en) | Phase shifting circuit | |
US3382499A (en) | Dual signal receiving system | |
RU2347235C2 (en) | Method of formation coherent frequency modulated signal for radar stations with periodic fm modulation and device for its realisation | |
US7046345B2 (en) | Apparatus for precise distance measurement | |
US2820898A (en) | Distance measuring equipment utilizing frequency modulation | |
US2544293A (en) | Frequency-modulated radar system of superheterodyne type | |
US3766482A (en) | Radiant energy receivers | |
RU2631668C1 (en) | Device for measuring phase difference of radio signals | |
SU681388A1 (en) | Digital phase meter | |
KR101690032B1 (en) | Phase locked loop circuit and driving method thereof | |
SU824072A1 (en) | Method of phase shift measuring | |
SU1709238A2 (en) | Complex reflection coefficient meter | |
RU2195689C2 (en) | Procedure and device measuring distance (versions) | |
RU2454715C1 (en) | Phase location finder | |
SU211608A1 (en) | DEVICE FOR MEASUREMENT AND RECORDING OF FREQUENCY DEPENDENCE OF NONLINEAR DISTORTIONS |