RU2722000C1 - Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof - Google Patents

Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2722000C1
RU2722000C1 RU2019116466A RU2019116466A RU2722000C1 RU 2722000 C1 RU2722000 C1 RU 2722000C1 RU 2019116466 A RU2019116466 A RU 2019116466A RU 2019116466 A RU2019116466 A RU 2019116466A RU 2722000 C1 RU2722000 C1 RU 2722000C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
delay line
input
output
taps
recursive
Prior art date
Application number
RU2019116466A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Сергеевич Щербаков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" (АО "НПО "ПРЗ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" (АО "НПО "ПРЗ") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" (АО "НПО "ПРЗ")
Priority to RU2019116466A priority Critical patent/RU2722000C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722000C1 publication Critical patent/RU2722000C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00—Transversal filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00—Networks using digital techniques
    • H03H17/02—Frequency selective networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to radio detection and location and can be used as digital filter for compressing chirp signal. In the method, in the initial transfer function, the variable n is replaced by the sum of two other variables related by the relationship n = n2 ⋅ N1 + n1. Sum of the series in the second variable reduces to a simple algebraic expression and the transfer function is converted to a recursive form. Therefore, to generate each output sample of the compressed signal, fewer arithmetic operations are required since in this case values of previous calculations in recursive filters are used. Device for compressing the chirp signal, which realizes the method, has a delay line with taps, a multi-input adder, N1 recursive filters and a delay line for N cycles. Inputs of recursive filters are connected to corresponding taps of delay line with taps, and outputs to inputs of adder. Input of the delay line for N cycles is connected to the input of the delay line with taps and is the input of the device. Output of the delay line for N cycles is connected to the input of the adder, the output of which is the output of the device.
EFFECT: technical result consists in reduction of number of arithmetic operations of digital filter.
2 cl, 5 dwg, 2 tbl

Description

Группа изобретений относится к радиолокации и может использоваться в качестве цифрового фильтра сжатия ЛЧМ сигнала.The group of inventions relates to radar and can be used as a digital filter for chirp signal compression.

Известны способ и устройство сжатия ЛЧМ сигнала (Трансверсальный аналоговый фильтр для приема ЛЧМ сигнала диапазона СВЧ: пат. №2591475 Российская Федерация: МПК Н03Н 15/00 / В.В. Дженов, А.Г. Батин, С.В. Аверкин; заявитель и патентообладатель ОАО «ОКБ - Планета» - №2015131247/08; заявл. 27.07.2015; опубл. 20.07.2016 Бюл. №20.), а так же цифровой вариант (Рабинер Л., Голд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Под редакцией Ю.Н. Александрова. М.: Мир, 1978. 848 с. [способ и устройство Фиг. 2.23]). Способ заключается в последовательном умножении дискретных выборок входного ЛЧМ сигнала на коэффициенты фильтра и суммировании этих произведений.A known method and device for compressing the chirp signal (Transverse analogue filter for receiving chirp signal in the microwave range: Pat. No. 2591475 Russian Federation: IPC Н03Н 15/00 / V.V. Genov, A.G. Batin, S.V. Averkin; applicant and patent holder of OKB-Planeta OJSC - No. 2015131247/08; filed July 27, 2015; published July 20, 2016 Bull. No. 20.), as well as a digital version (Rabiner L., Gold B. Theory and application of digital processing Signals / Edited by Yu.N. Aleksandrov, Moscow: Mir, 1978. 848 pp. [Method and Device Fig. 2.23]). The method consists in sequentially multiplying the discrete samples of the input LFM signal by the filter coefficients and summing these products.

Устройство для реализации данного способа содержит линию задержки с N отводами, N коэффициентов фильтра и сумматор на N входов.A device for implementing this method contains a delay line with N taps, N filter coefficients and an adder for N inputs.

Недостатком этого устройства является большой объем выполняемых арифметических операций умножений на коэффициенты фильтра сжатия (Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие для вузов / Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.: ил. [§2.10 стр. 69]).The disadvantage of this device is the large volume of arithmetic operations of multiplications by compression filter coefficients (Goldenberg L.M. et al. Digital signal processing: Textbook for universities / L.M. Goldenberg, B.D. Matyushkin, M.N. Polyak . - 2-ed., Revised and enlarged. - M.: Radio and Communications, 1990. - 256 pp., Ill. [§2.10 p. 69]).

Известны более эффективные способ и устройство сжатия ЛЧМ сигнала (Справочник по радиолокации. / Под ред. М.И. Сколника. Пер. с англ. под общей ред. B.C. Вербы. 2 книгах. Книга 2. Москва: Техносфера, 2014. - 1293 с., ISBN 978-5-94836-381-3. [способ и устройство, рис. 25.34]). Способ заключается в суммировании относительно центра по две дискретные выборки, первая с последней, вторая с предпоследней и т.д., умножении их на соответствующие коэффициенты фильтра и суммировании этих произведений.Known more effective method and device for chirp signal compression (Handbook on radar. / Ed. By M. I. Skolnik. Transl. From English. Under the general ed. BC Verba. 2 books. Book 2. Moscow: Technosphere, 2014. - 1293 S., ISBN 978-5-94836-381-3. [method and device, Fig. 25.34]). The method consists in summing two discrete samples relative to the center, the first with the last, the second with the penultimate, etc., multiplying them by the corresponding filter coefficients and summing these products.

Устройство для реализации этого способа содержит линию задержки с N отводами, для N четное: N/2 сумматоров на два входа, N/2 коэффициентов фильтра и сумматор на N/2 входа, а для N нечетное: (N-1)/2 сумматоров на два входа, (N+1)/2 коэффициентов фильтра и сумматор на (N+1)/2 входа.A device for implementing this method contains a delay line with N taps, for N even: N / 2 adders for two inputs, N / 2 filter coefficients and an adder for N / 2 inputs, and for N odd: (N-1) / 2 adders on two inputs, (N + 1) / 2 filter coefficients and an adder on (N + 1) / 2 inputs.

Недостатком этого устройства также является большой объем выполняемых арифметических операций умножений на коэффициенты фильтра сжатия и суммирований.The disadvantage of this device is also the large amount of arithmetic operations of multiplications by the coefficients of the compression filter and summation.

Известны также способ и устройство сжатия ЛЧМ сигнала, выбранные в качестве прототипа (http://www.mes-conference.ru/data/vear2010/papers/m10-103-46801.pdf Е.С. Янакова. Методы согласованной фильтрации широкополосных сигналов с минимальными временными задержками [способ и устройство, рис. 3]). Данный способ подапертур заключается в аппроксимации линейной импульсной характеристики фильтра сжатия ступенчатой функцией, на значения которых настроены соответствующие полосовые фильтры, последовательной полосовой фильтрации входного сигнала и суммированием результатов фильтрации.There is also a known method and device for chirp signal compression, selected as a prototype (http://www.mes-conference.ru/data/vear2010/papers/m10-103-46801.pdf ES Yanakova. Methods for consistent filtering of broadband signals with minimal time delays [method and device, Fig. 3]). This method of subapertures consists in approximating the linear impulse response of the compression filter with a step function, the values of which are tuned for the corresponding bandpass filters, sequential bandpass filtering of the input signal and summing the filtering results.

Устройство для реализации этого способа содержит линию задержки с Q отводами, Q полосовых фильтров и сумматор на Q входа, где Q=N1/2.A device for implementing this method contains a delay line with Q taps, Q bandpass filters and an adder at the Q input, where Q = N 1/2 .

Недостатком этого устройства является наличие на его выходе "искажающего" сигнала - парные "эхо" (Лезин Ю.С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1986. [§8.4.4 стр. 141]).The disadvantage of this device is the presence of a “distorting” signal at its output - paired “echoes” (Lezin Yu.S. Introduction to the theory and technique of radio engineering systems: Textbook for universities. - M .: Radio and communications, 1986. [§8.4 .4 p. 141]).

Техническим результатом группы изобретений является сокращение числа арифметических операций за счет преобразования трансверсального фильтра к рекурсивному виду.The technical result of the group of inventions is to reduce the number of arithmetic operations by converting a transverse filter to a recursive form.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе цифрового фильтра сжатия ЛЧМ сигнала, включающем суммирование последовательных N выборок входного сигнала, умноженных на коэффициенты фильтра, сумма последовательных N1 выборок, предварительно отфильтрованных в соответствующих N1 рекурсивных фильтрах, суммируется с входным сигналом, задержанным на N тактов.This technical result is achieved by the fact that in the method of a digital filter for chirping a signal, including summing successive N samples of the input signal multiplied by filter coefficients, the sum of successive N1 samples pre-filtered in the corresponding N1 recursive filters is added to the input signal delayed by N clock cycles .

Здесь

Figure 00000001
, где
Figure 00000002
- коэффициент дискретизации, равный отношению интервала временных выборок по Котельникову с частотой Найквиста к интервалу заданных выборок в устройстве, а k и m являются целыми, положительными числами, отличными от нуля.Here
Figure 00000001
where
Figure 00000002
is the sampling coefficient equal to the ratio of the interval of time samples according to Kotelnikov with the Nyquist frequency to the interval of specified samples in the device, and k and m are integer, positive numbers other than zero.

В устройстве для осуществления способа указанный технический результат достигается тем, что в устройство сжатия ЛЧМ сигнала, содержащее линию задержки с отводами и многовходовой сумматор, согласно изобретению, введены N1 рекурсивных фильтров, входы которых подключены к соответствующим отводам линии задержки с отводами и линия задержки на N тактов, вход которой подключен к первому отводу и является входом устройства, а выходы рекурсивных фильтров и выход линии задержки на N тактов подключены к входам многовходового сумматора, выход которого является выходом устройства.In the device for implementing the method, the indicated technical result is achieved in that N1 recursive filters, the inputs of which are connected to the corresponding taps of the delay line with taps and the delay line to N cycles, the input of which is connected to the first tap and is the input of the device, and the outputs of the recursive filters and the output of the delay line for N cycles are connected to the inputs of the multi-input adder, the output of which is the output of the device.

Поясним суть изобретения.Let us explain the essence of the invention.

Исходная передаточная функция цифрового фильтра сжатия, согласованного с ЛЧМ сигналом определяется выражениемThe initial transfer function of the digital compression filter, consistent with the chirp signal, is determined by the expression

Figure 00000003
Figure 00000003

где: W=exp(-j⋅2π/N) - общепринятое в литературе обозначение;where: W = exp (-j⋅2π / N) is the designation generally accepted in the literature;

z-n - задержка на n тактов;z -n - delay by n clocks;

N - количество дискретных интервалов;N is the number of discrete intervals;

n - дискретная переменная, изменяется в пределах от 0 до N;n is a discrete variable that varies from 0 to N;

Figure 00000002
- коэффициент дискретизации, равный отношению интервала временных выборок по Котельникову с частотой Найквиста к интервалу заданных выборок в устройстве.
Figure 00000002
- the sampling coefficient equal to the ratio of the interval of time samples according to Kotelnikov with the Nyquist frequency to the interval of specified samples in the device.

Здесь, согласно изобретению, переменная n заменяется на сумму двух других переменных, связанных соотношением n=n2⋅N1+n1,Here, according to the invention, the variable n is replaced by the sum of two other variables related by the relation n = n2⋅N1 + n1,

где: n1 - новая переменная первой размерности, изменяется от 0 до N1-1;where: n1 - a new variable of the first dimension, varies from 0 to N1-1;

n2 - новая переменная второй размерности, изменяется от 0 до N2-1.n2 - a new variable of the second dimension, varies from 0 to N2-1.

Причем из условия изменения дискретной переменной и граничные значения введенных переменных связаны соотношением N=N1⋅N2 и

Figure 00000004
где: k и m являются целыми положительными числами, отличными от нуля.Moreover, from the conditions for changing the discrete variable, the boundary values of the introduced variables are related by the relation N = N1⋅N2 and
Figure 00000004
where: k and m are non-zero positive integers.

С учетом заданных условий и пределов, передаточная функция (1) по дискретной переменной n преобразуется к двумерному виду по новым переменным n1 и n2,Given the given conditions and limits, the transfer function (1) in the discrete variable n is converted to two-dimensional form in the new variables n1 and n2,

Figure 00000005
Figure 00000005

В этом выражении первый сомножитель перед фигурными скобками на результат сжатия не влияет, к тому же всегда можно задать частоту дискретизации, связанную с коэффициентом

Figure 00000006
, а целочисленные значения k и m выбрать такими, чтобы экспоненциальный сомножитель максимально упростился. Зависимость граничных значений N1 и ⋅N2 от заданных чисел k и m, а также коэффициента дискретизации
Figure 00000006
, который выбирается для заданного значения N из условий, что N1 и ⋅N2 целые числа, определяются однозначно в таблице 1.In this expression, the first factor in front of the curly brackets does not affect the compression result, in addition, you can always set the sampling frequency associated with the coefficient
Figure 00000006
, and choose integer values k and m such that the exponential factor is maximally simplified. The dependence of the boundary values N1 and ⋅N2 on the given numbers k and m, as well as the sampling rate
Figure 00000006
, which is selected for a given value of N from the conditions that N1 and ⋅N2 are integers, are uniquely determined in table 1.

Figure 00000007
Figure 00000007

Последовательность значений экспоненциального сомножителя в зависимости от переменной n2 представляет собой ряд циклически повторяющихся значений в таблице 2, а после их группировки сумма ряда по дискретной переменной n2 преобразуется к простому алгебраическому выражению.The sequence of values of the exponential factor depending on the variable n2 is a series of cyclically repeated values in Table 2, and after their grouping, the sum of the series in the discrete variable n2 is converted to a simple algebraic expression.

Figure 00000008
Figure 00000008

Поэтому передаточная двумерная функция (2) по дискретным переменным n1 и n2 преобразуется к передаточной функции по переменной n1, каждый член ряда которой представляет собой n1-ую передаточную функцию рекурсивного фильтра h(z)n1,Therefore, the two-dimensional transfer function (2) with respect to discrete variables n1 and n2 is converted to a transfer function with respect to the variable n1, each member of the series of which is the n1th transfer function of the recursive filter h (z) n1 ,

Figure 00000009
Figure 00000009

где: h(z)n1 - рекурсивный фильтр, характеристики которого определяются коэффициентом дискретизации и заданными целыми числами k и m, причем N, N1 и ⋅N2 также являются целыми числами. Вид алгебраического выражения определяет структуру рекурсивного фильтра и зависит от заданных чисел k, m, и N2, а с учетом введенных обозначений:

Figure 00000010
;
Figure 00000011
; E1=exp(j⋅π/3) и Е2=exp(j⋅π/4), описывается тождеством:where: h (z) n1 is a recursive filter whose characteristics are determined by the sampling coefficient and given integers k and m, and N, N1 and ⋅N2 are also integers. The type of algebraic expression determines the structure of the recursive filter and depends on the given numbers k, m, and N2, and taking into account the notation introduced:
Figure 00000010
;
Figure 00000011
; E1 = exp (j⋅π / 3) and E2 = exp (j⋅π / 4), is described by the identity:

При k=2; m=1 и N2-любое целое,When k = 2; m = 1 and N2 is any integer,

Figure 00000012
Figure 00000012

При k=1; m=1 и N2 - любое целое,For k = 1; m = 1 and N2 - any integer,

Figure 00000013
Figure 00000013

При k=1; m=2 и N2 - четное,For k = 1; m = 2 and N2 is even,

Figure 00000014
Figure 00000014

При k=1; m=2 и N2 - нечетное,For k = 1; m = 2 and N2 is odd,

Figure 00000015
Figure 00000015

При k=1; m=3 и mod3(N2)=0,For k = 1; m = 3 and mod 3 (N2) = 0,

Figure 00000016
Figure 00000016

При k=1; m=3 и mod3(N2)=1,For k = 1; m = 3 and mod 3 (N2) = 1,

Figure 00000017
Figure 00000017

При k=1; m=3 и mod3(N2)=2,For k = 1; m = 3 and mod 3 (N2) = 2,

Figure 00000018
Figure 00000018

При k=1; m=4 и mod4(N2)=0,For k = 1; m = 4 and mod 4 (N2) = 0,

Figure 00000019
Figure 00000019

При k=1; m=4 и mod4(N2)=1,For k = 1; m = 4 and mod 4 (N2) = 1,

Figure 00000020
Figure 00000020

При k=1; m=4 и mod4(N2)=2,For k = 1; m = 4 and mod 4 (N2) = 2,

Figure 00000021
Figure 00000021

При k=1; m=4 и mod4(N2)=3,For k = 1; m = 4 and mod 4 (N2) = 3,

Figure 00000022
Figure 00000022

И т.д.Etc.

Согласно заявляемому способу сжатия ЛЧМ сигнала с учетом полосы и длительности входного сигнала выбираются целые числа k и m, а также коэффициент дискретизации

Figure 00000006
, такие, чтобы N, N1 и ⋅N2 были целыми числами. В соответствии с выбранными числами k и m определяется ряд циклически повторяющихся значений экспоненциального сомножителя, однородные члены группируются, а сумма членов ряда по дискретной второй размерности n2 сводится к простому алгебраическому выражению, которое определяет структуру рекурсивного фильтра и соответственно количество арифметических операций. Описанный способ преобразования передаточной функции трансверсального фильтра к любому из видов рекурсивных фильтров выполняется без каких либо экстраполяций и приближений. Поэтому при искажениях входного сигнала, отклонении от линейности или доплеровском смещении частоты результаты такого сжатия абсолютно совпадают с классическими результатами, описанными для трансверсального фильтра. При этом количество наиболее затратных аппаратно-программных операций умножения сокращается пропорционально корню квадратному из базы ЛЧМ сигнала, т.е. чем больше длительность и полоса входного сигнала, тем больше аппаратно-программный выигрыш. Так, например, для базы сигнала D=200 число операций умножения сокращается в 7 раз, для D=400- в 10 раз, а для D=800- в 14 раз.According to the claimed method of compressing the chirp signal, taking into account the band and duration of the input signal, integers k and m are selected, as well as a sampling rate
Figure 00000006
such that N, N1 and ⋅N2 are integers. In accordance with the chosen numbers k and m, a series of cyclically repeated values of the exponential factor is determined, homogeneous members are grouped, and the sum of the members of the series in a discrete second dimension n2 is reduced to a simple algebraic expression that determines the structure of the recursive filter and, accordingly, the number of arithmetic operations. The described method for converting the transfer function of a transverse filter to any of the types of recursive filters is performed without any extrapolations and approximations. Therefore, with distortions of the input signal, deviation from linearity, or Doppler frequency shift, the results of such compression absolutely coincide with the classical results described for the transverse filter. In this case, the number of the most expensive hardware-software multiplication operations is reduced in proportion to the square root of the base of the chirp signal, i.e. the longer the duration and bandwidth of the input signal, the greater the hardware-software gain. So, for example, for the signal base D = 200, the number of multiplication operations is reduced by 7 times, for D = 400, by 10 times, and for D = 800, by 14 times.

Охарактеризованная указанными выше существенными признаками группа изобретений на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".The group of inventions characterized by the above essential features as of the filing date of the application is not known in the Russian Federation and abroad and meets the requirements of the "novelty" criterion.

Заявителем не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с совокупностями отличительных признаков заявляемых изобретений, обеспечивающих достижение заявляемого технического результата, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии изобретений условию патентоспособности "изобретательский уровень".The applicant has not identified technical solutions having features that match the sets of distinctive features of the claimed inventions, ensuring the achievement of the claimed technical result, and therefore it can be concluded that the inventions comply with the patentability condition "inventive step".

Изобретения могут быть реализованы промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствуют требованиям условия патентоспособности "промышленная применимость".The inventions can be implemented industrially using well-known technical means, technologies and materials and meet the requirements of the patentability conditions "industrial applicability".

Изобретения поясняются графическими материалами, где на фиг. 1 изображена обобщенная структурная схема цифрового фильтра сжатия ЛЧМ сигналов; в качестве примера на фиг. 2 показана временная осциллограмма модуля дискретных выборок сжатого ЛЧМ сигнала с базой D=200 при удвоенной частоте дискретизации

Figure 00000006
=2, количество дискретных выборок N=400; на фиг. 3.1 изображена структурная схема n1-ой рекурсивной части этого фильтра сжатия, где: k=1, m=2, N1=20 и N2=20; на фиг. 3.2 изображена структурная схема n1-ой рекурсивной части фильтра сжатия с базой D=400,
Figure 00000006
=2 и N=800, где: k=1, m=4, N1=20 и N2=40; на фиг. 3.3 изображена структурная схема n 1-ой рекурсивной части фильтра сжатия с базой D=800,
Figure 00000006
=2 и N=1600, где: k=1, m=8, N1=20 и N2=80.The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a generalized block diagram of a digital filter for chirp compression; as an example in FIG. Figure 2 shows a temporal waveform of a module of discrete samples of a compressed LFM signal with a base of D = 200 at a doubled sampling frequency
Figure 00000006
= 2, the number of discrete samples N = 400; in FIG. 3.1 is a structural diagram of the n1th recursive part of this compression filter, where: k = 1, m = 2, N1 = 20 and N2 = 20; in FIG. 3.2 shows a structural diagram of the n1-th recursive part of the compression filter with the base D = 400,
Figure 00000006
= 2 and N = 800, where: k = 1, m = 4, N1 = 20 and N2 = 40; in FIG. 3.3 shows a structural diagram of the n-th first recursive part of the compression filter with the base D = 800,
Figure 00000006
= 2 and N = 1600, where: k = 1, m = 8, N1 = 20 and N2 = 80.

Цифровое устройство сжатия ЛЧМ сигнала, реализующее заявляемый способ, содержит (фиг. 1) линию задержки с отводами 1, многовходовой сумматор 2, N1 рекурсивных фильтров 3, входы которых подключены к соответствующим отводам линии задержки с отводами 1 и линию задержки на N тактов 4, вход которой подключен к первому отводу и является входом устройства, а выходы рекурсивных фильтров 3 и выход линии задержки на N тактов 4 подключены к входам многовходового сумматора 2, выход которого является выходом устройства.A digital chirp signal compression device that implements the inventive method comprises (Fig. 1) a delay line with taps 1, a multi-input adder 2, N1 recursive filters 3, the inputs of which are connected to the corresponding taps of the delay line with taps 1 and a delay line for N cycles 4, the input of which is connected to the first tap and is the input of the device, and the outputs of the recursive filters 3 and the output of the delay line for N clocks 4 are connected to the inputs of the multi-input adder 2, the output of which is the output of the device.

Структура рекурсивных фильтров 3, подключенных к отводам линии задержки 1, определяется коэффициентом дискретизации

Figure 00000006
и заданными целыми числами k и m (В.С. Щербаков. Методы и условия преобразования фильтра сжатия линейно модулированных по частоте сигналов к рекурсивному виду. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. №12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec17/3/text.pdf).The structure of the recursive filters 3 connected to the taps of the delay line 1 is determined by the sampling rate
Figure 00000006
and given integers k and m (V. S. Shcherbakov. Methods and conditions for converting a compression filter of linearly frequency-modulated signals to a recursive form. Journal of Radio Electronics [electronic journal]. 2017. No. 12. Access mode: http: // jre. cplire.ru/jre/dec17/3/text.pdf).

Цифровое устройство сжатия ЛЧМ сигнала работает следующим образом. Дискретные выборки входного сигнала последовательно с каждым тактом продвигаются по ячейкам памяти линии задержки с отводами 1 и линии задержки на N тактов 4, а в линиях задержек рекурсивных фильтров 3 эти выборки предварительно умножаются на соответствующие коэффициенты. Поэтому каждая выходная выборка формируется из суммы N1 значений, считанных с выходов рекурсивных фильтров и выхода линии задержки на N тактов 4. По мере продвижения дискретных выборок входного сигнала заполняются ячейки памяти в линиях задержек рекурсивных фильтров 3. Таким образом, каждая последующая выходная выборка также формируется из суммы значений, считанных с выхода линии задержки на N тактов 4, и суммы N1 значений, считанных с выходов рекурсивных фильтров, при формировании которых уже принимают участие предыдущие значения входного сигнала, умноженные на соответствующие коэффициенты.A digital device for chirp signal compression works as follows. Discrete samples of the input signal are sequentially moving along each memory cell of the delay line with taps 1 and the delay line by N cycles 4, and in the delay lines of the recursive filters 3 these samples are pre-multiplied by the corresponding coefficients. Therefore, each output sample is formed from the sum of N1 values read from the outputs of the recursive filters and the output of the delay line by N cycles 4. As the discrete samples of the input signal advance, memory cells are filled in the delay lines of the recursive filters 3. Thus, each subsequent output sample is also formed from the sum of the values read from the output of the delay line by N cycles 4, and the sum of N1 values read from the outputs of the recursive filters, the formation of which already involves the previous values of the input signal multiplied by the corresponding coefficients.

Claims (3)

1. Способ сжатия ЛЧМ сигнала, включающий суммирование последовательных N выборок входного сигнала, умноженных на коэффициенты фильтра, отличающийся тем, что суммируют последовательно N1 выборок, предварительно отфильтрованных в соответствующих N1 рекурсивных фильтрах,
Figure 00000023
, где l - коэффициент дискретизации, равный отношению интервала временных выборок по Котельникову с частотой Найквиста к интервалу заданных выборок в устройстве, а k и m являются целыми положительными числами, отличными от нуля, 1. A method of compressing an LFM signal, comprising summing sequential N samples of the input signal multiplied by filter coefficients, characterized in that N1 samples are pre-filtered, pre-filtered in the corresponding N1 recursive filters,
Figure 00000023
, where l is the sampling coefficient equal to the ratio of the interval of time samples according to Kotelnikov with the Nyquist frequency to the interval of given samples in the device, and k and m are positive integers other than zero, с входным сигналом, задержанным на N тактов, причем по мере продвижения указанных дискретных выборок входного сигнала заполняют ячейки памяти в линиях задержек рекурсивных фильтров таким образом, чтобы каждую последующую выходную выборку формировать из суммы значений, считанных с выхода линии задержки на N тактов 4, и суммы N1 значений, считанных с выходов соответствующих рекурсивных фильтров, при формировании которых предыдущие значения входного сигнала умножают на коэффициенты рекурсивного фильтра. with an input signal delayed by N clocks, and as these discrete samples of the input signal advance, memory cells are filled in the delay lines of the recursive filters so that each subsequent output sample is formed from the sum of the values read from the output of the delay line by N ticks 4, and the sum of N1 values read from the outputs of the corresponding recursive filters, in the formation of which the previous values of the input signal are multiplied by the coefficients of the recursive filter. 2. Устройство сжатия ЛЧМ сигнала, содержащее линию задержки с отводами и многовходовой сумматор, отличающееся тем, что в него введены линия задержки на N тактов, N1 рекурсивных фильтров, где вход каждого из которых подключен к соответствующему отводу линии задержки с отводами, вход линии задержки на N тактов подключен ко входу линии задержки, и является входом устройства, а выходы рекурсивных фильтров и выход линии задержки на N тактов подключены к входам многовходового сумматора, выполненного с возможностью суммирования N1 выборок, предварительно отфильтрованных в соответствующих N1 рекурсивных фильтрах, с входным сигналом, задержанным на N тактов в линии задержки на N тактов, причем выход многовходового сумматора является выходом устройства.2. A chirp signal compression device containing a delay line with taps and a multi-input adder, characterized in that a delay line for N clock cycles, N1 recursive filters is introduced into it, where the input of each of them is connected to the corresponding tap of the delay line with taps, the input of the delay line N clock cycles connected to the input of the delay line, and is the input of the device, and the outputs of the recursive filters and the delay line output of N clocks are connected to the inputs of the multi-input adder, configured to sum N1 samples pre-filtered in the corresponding N1 recursive filters with the input signal, delayed by N clocks in the delay line by N clocks, the output of the multi-input adder being the output of the device.
RU2019116466A 2019-05-28 2019-05-28 Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof RU2722000C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116466A RU2722000C1 (en) 2019-05-28 2019-05-28 Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116466A RU2722000C1 (en) 2019-05-28 2019-05-28 Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722000C1 true RU2722000C1 (en) 2020-05-25

Family

ID=70803282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116466A RU2722000C1 (en) 2019-05-28 2019-05-28 Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722000C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6262612A (en) * 1985-09-13 1987-03-19 Sony Corp Three-dimension digital filter for interleaving
US5053983A (en) * 1971-04-19 1991-10-01 Hyatt Gilbert P Filter system having an adaptive control for updating filter samples
US6104336A (en) * 1996-11-12 2000-08-15 Raytheon Company Radar system and method of operating same
KR20060022476A (en) * 2004-09-07 2006-03-10 학교법인연세대학교 Cross-talk cancellation method using pole-zero dewarping and apparatus thereof
US8665040B1 (en) * 2010-03-09 2014-03-04 Purdue Research Foundation Field programmable filter array
RU2591475C1 (en) * 2015-07-27 2016-07-20 Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" Transversal analogue filter for receiving lfm signal of microwave range
JP6262612B2 (en) * 2014-07-18 2018-01-17 日本電信電話株式会社 Heterojunction bipolar transistor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053983A (en) * 1971-04-19 1991-10-01 Hyatt Gilbert P Filter system having an adaptive control for updating filter samples
JPS6262612A (en) * 1985-09-13 1987-03-19 Sony Corp Three-dimension digital filter for interleaving
US6104336A (en) * 1996-11-12 2000-08-15 Raytheon Company Radar system and method of operating same
KR20060022476A (en) * 2004-09-07 2006-03-10 학교법인연세대학교 Cross-talk cancellation method using pole-zero dewarping and apparatus thereof
US8665040B1 (en) * 2010-03-09 2014-03-04 Purdue Research Foundation Field programmable filter array
JP6262612B2 (en) * 2014-07-18 2018-01-17 日本電信電話株式会社 Heterojunction bipolar transistor
RU2591475C1 (en) * 2015-07-27 2016-07-20 Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" Transversal analogue filter for receiving lfm signal of microwave range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0649578B1 (en) Digital filter having high accuracy and efficiency
US20200011911A1 (en) High-precision frequency measuring system and method
US20070208793A1 (en) Digital filter and its designing method, designing apparatus, and program for designing digital filter
US11263293B2 (en) Digital sample rate conversion
US4041284A (en) Signal processing devices using residue class arithmetic
CN112526458B (en) Broadband NLFM (non-line-of-sight) emission beam forming method based on parameter fraction time delay extraction
US6208285B1 (en) Pulse compressor for doppler tolerant radar
US4723125A (en) Device for calculating a discrete moving window transform and application thereof to a radar system
US9128885B2 (en) Computationally efficient finite impulse response comb filtering
US3971927A (en) Modular discrete cosine transform system
US4591857A (en) Programmable LFM signal processor
Thakur et al. A novel pulse compression technique for side-lobe reduction using woo filter concepts
JPH036689B2 (en)
RU2515768C1 (en) Side lobe suppression apparatus with pulsed compression of multi-phase codes (versions)
US20050289206A1 (en) Digital filter design method and device, digital filter design program, digital filter
RU2722000C1 (en) Method of compressing lhm signal and device for implementation thereof
Goel et al. Design of FIR filter using FCSD representation
Butler Radar applications of saw dispersive filters
US8615538B1 (en) Sub-filtering finite impulse response (FIR) filter for frequency search capability
US3412372A (en) Sonar multibeam tracking system including a digital 90 deg. phase shifter
RU2743853C2 (en) Digital signal filtering method and device realizing said signal
Escamilla Hemández et al. Signal compression in radar using FPGA
Chodoker et al. Multiple Constant Multiplication Technique for Configurable Finite Impulse Response Filter Design
Kumar et al. Reconfigurable band pass filter using kaiser window for satellite communication
RU2628475C1 (en) Device for side lamps suppression at pulsed compression of symmetrically crossed multiphase codes (versions)