RU2774983C1 - Automatic signal detection method - Google Patents
Automatic signal detection method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774983C1 RU2774983C1 RU2021133222A RU2021133222A RU2774983C1 RU 2774983 C1 RU2774983 C1 RU 2774983C1 RU 2021133222 A RU2021133222 A RU 2021133222A RU 2021133222 A RU2021133222 A RU 2021133222A RU 2774983 C1 RU2774983 C1 RU 2774983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- duration
- averaging
- analog signal
- new functions
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 17
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно – к способам автоматического обнаружения и измерения длительности сигналов, отраженных от малоразмерных объектов, в частности, от беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).The invention relates to radio engineering, namely to methods for automatically detecting and measuring the duration of signals reflected from small objects, in particular from unmanned aerial vehicles (UAVs).
Известен «Способ автоматического обнаружения сигналов» (Патент RU № 2480901, H03M 1/08 (2006.01), опубл. 27.04.2013. Бюл. № 12).Known "Method for automatic detection of signals" (Patent RU No. 2480901,
В известном способе принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, формируют спектральное представление Fj, где j = 1, 2, … - порядковый номер спектральной компоненты, оцифрованного сигнала zi, где i = 1, 2, … - порядковый номер временного отсчета, затем рассчитывают параметры спектрального представления Sj, по значениям которых вычисляют пороговое значение уровня шума G, сравнивают параметры спектрального представления Sj с рассчитанным пороговым значением уровня шума G и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала, отличающийся тем, что при формировании спектрального представления Fj оцифрованный сигнал zi предварительно делят на N равных фрагментов, над которыми независимо друг от друга выполняют преобразование Фурье {F1j, F2j, …, FNj}, а в качестве параметров спектрального представления Sj выбирают максимальные значения компонентов преобразования Фурье каждого из N фрагментов, причем решение о факте обнаружения сигнала принимают, если параметры спектрального представления хотя бы одного из фрагментов превысят пороговое значение уровня шума G. А пороговое значение уровня шума G рассчитывают раздельно для каждого из N фрагментов и выбирают равное утроенному значению усредненной суммы спектральных компонентов фрагмента.In a known method, an analog signal z(t) is received, digitized, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed, a spectral representation Fj is formed, where j = 1, 2, ... is the serial number of the spectral component of the digitized signal zi, where i = 1, 2, … - the serial number of the time reference, then the parameters of the spectral representation Sj are calculated, the values of which are used to calculate the threshold value of the noise level G, the parameters of the spectral representation Sj are compared with the calculated threshold value of the noise level G and, based on the results of the comparison, a decision is made about the fact of detection signal, characterized in that when forming the spectral representation Fj, the digitized signal zi is preliminarily divided into N equal fragments, over which the Fourier transform {F1j, F2j, ..., FNj} is independently performed, and the maximum values are chosen as the parameters of the spectral representation Sj components of the Fourier transform of each of N fragments, and the decision on the fact of signal detection is made if the parameters of the spectral representation of at least one of the fragments exceed the threshold value of the noise level G. And the threshold value of the noise level G is calculated separately for each of the N fragments and is equal to the triple value of the averaged sum of the spectral components of the fragment.
Недостатком этого способа является ограниченность области применения, поскольку его реализация не обеспечивает определение длительности обнаруживаемого полезного сигнала.The disadvantage of this method is the limited scope, since its implementation does not provide a determination of the duration of the detected useful signal.
Известен также «Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов» (Патент RU № 2382495, H04B 1/10 (2006.01), опубл. 20.02.2010, Бюл. № 5).Also known is the "Method for automatic detection of narrow-band signals" (Patent RU No. 2382495,
В известном способе принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi, сравнивают полученные параметры с предварительно заданным пороговым значением, и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала, отличающийся тем, что для расчета параметров оцифрованного сигнала zi формируют его спектральное представление Fj, путем выполнения над ним преобразования Фурье, рассчитывают пороговый уровень шума U, путем вычисления удвоенного значения выборочного среднего компонента спектрального представления Fj, сравнивают уровни каждой из спектральных компонент из последовательности спектрального представления Fj с вычисленным пороговым уровнем шума U, и формируют первую F1j и вторую F2j последовательности соответственно из спектральных компонент Fj, превысивших пороговый уровень шума U и не превысивших его, затем раздельно суммируют компоненты, входящие в первую ΣF1 и вторую ΣF2 последовательности, после чего вычисляют соотношение R, как отношение найденных сумм R = ΣF1 / ΣF2 и сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Rпор, а решение о факте обнаружения сигнала принимают при условии, что R > Rпор, при том, что пороговое значение Rпор выбирается в интервале Rпор = 0,13-0,15.In a known method, an analog signal z(t) is received, it is digitized, for which the operations of sampling, quantization and encoding are sequentially performed, then the parameters of the digitized signal zi are calculated, the obtained parameters are compared with a predetermined threshold value, and based on the results of the comparison, a decision is made about the fact of detection signal, characterized in that to calculate the parameters of the digitized signal zi, its spectral representation Fj is formed, by performing a Fourier transform on it, the threshold noise level U is calculated, by calculating the doubled value of the sample mean component of the spectral representation Fj, the levels of each of the spectral components from the sequence are compared spectral representation Fj with the calculated threshold noise level U, and the first F1j and second F2j sequences are formed, respectively, from the spectral components Fj that exceeded the threshold noise level U and did not exceed it, then separately summarize the components included in the first ΣF1 and second ΣF2 sequences, after which the ratio R is calculated as the ratio of the found sums R = ΣF1 / ΣF2 and compared with a predetermined threshold value Rthr, and the decision on the fact of signal detection is made provided that R > Rthr, while the threshold value Rthr is selected in the interval Rthr = 0.13-0.15.
Недостатком этого способа является ограниченность области применения, поскольку его реализация не обеспечивает определение длительности обнаруживаемого полезного сигнала.The disadvantage of this method is the limited scope, since its implementation does not provide a determination of the duration of the detected useful signal.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является «Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов», (Патент RU № 2419968, H04B 1/10 (2006.01), опубл. 27.05.2011, Бюл. № 15). The closest technical solution to the claimed invention is the "Method for automatic detection of narrow-band signals" (Patent RU No. 2419968,
В известном способе принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi, сравнивают полученные параметры с предварительно вычисленным пороговым значением уровня шума U и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала, для расчета параметров оцифрованного сигнала z его разделяют на две равные последовательности: z1 и z2, соответствующие первой и второй половинам оцифрованного сигнала z. Рассчитывают функцию взаимной корреляции К, между последовательностями z1 и z2 и формируют ее спектральное представление Fj, где j = 1, 2, … - номера спектральных компонент функции взаимной корреляции, путем выполнения над ней преобразования Фурье. Пороговое значение уровня шума U вычисляют путем умножения среднего значения компонент спектрального представления Fj на коэффициент Q. Сравнивают уровень каждой из спектральных компонент Fj с предварительно вычисленным пороговым значением уровня шума U и при выполнении, по крайней мере, для одной из j-х компонент условия Fj > U фиксируют факт обнаружения узкополосного сигнала. Значение Q выбирают в интервале Q = 3,5-4,5.In a known method, an analog signal z(t) is received, it is digitized, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed, then the parameters of the digitized signal zi are calculated, the obtained parameters are compared with the pre-calculated threshold noise level U and, based on the results of the comparison, a decision is made about the fact of signal detection, to calculate the parameters of the digitized signal z, it is divided into two equal sequences: z1 and z2, corresponding to the first and second halves of the digitized signal z. The cross-correlation function K between the sequences z1 and z2 is calculated and its spectral representation Fj is formed, where j = 1, 2, … are the numbers of the spectral components of the cross-correlation function, by performing a Fourier transform on it. The threshold value of the noise level U is calculated by multiplying the average value of the components of the spectral representation Fj by the coefficient Q. The level of each of the spectral components Fj is compared with the pre-calculated threshold noise level U, and if at least one of the jth components of the condition Fj > U fix the fact of detection of a narrowband signal. The Q value is chosen in the interval Q = 3.5-4.5.
Недостатком этого способа является ограниченность области применения, поскольку его реализация не обеспечивает определение длительности обнаруживаемого полезного сигнала.The disadvantage of this method is the limited scope, since its implementation does not provide a determination of the duration of the detected useful signal.
Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего определение временного интервала между максимальными значениями пары функций, у одной из которых усреднение дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала в пределах заданных границ интервала усреднения начинаются с минимального значения, а у другой – с максимального значения.The objective of the invention is to create a method for determining the time interval between the maximum values of a pair of functions, for one of which the averaging of the discrete components of the digitized analog signal within the specified boundaries of the averaging interval starts from the minimum value, and for the other - from the maximum value.
Техническим результатом является возможность обнаружение полезного сигнала и установление его длительности. The technical result is the possibility of detecting a useful signal and determining its duration.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в известном способе автоматического обнаружения сигналов, заключающегося в том, что принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, производят вычисления, производят сравнение, принимают решение о факте обнаружения сигнала, дополнительно задают границы интервала усреднения, в пределах которого производят суммирование модуля дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала, последовательно изменяя границы интервала усреднения от наименьшего значения до максимально заданного, попарно формируют две новые функции путем последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала в пределах заданных границ интервала усреднения, у одной функции начиная с минимального значения, а у другой – с максимального значения, затем производят вычисления, в результате которых для каждой пары новых функций в их сформированных совокупностях отыскивают максимальные значения, и отбирают только ту пару новых функций, у которых на длительности их сформированных совокупностей имеется только одно максимальное значение, при наличии у одной из пар новых функций на длительности их сформированных совокупностей только одного максимального значения принимают решение о факте обнаружения сигнала, после чего производят сравнения, в результате которых каждой из отобранных новых функций ставят в соответствие временные дискретные значения, на которых они принимают максимумы, вычисляют разницу между временными дискретными значениями, на которых отобранные новые функции принимают максимумы, вычисленную разницу считают равной длительности обнаруживаемого сигнала.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known method of automatic signal detection, which consists in receiving an analog signal, digitizing it, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed, calculations are made, a comparison is made, a decision is made about the fact of signal detection, additionally, the boundaries of the averaging interval are set, within which the module of the discrete components of the digitized analog signal is summed, sequentially changing the boundaries of the averaging interval from the smallest value to the maximum specified value, two new functions are formed in pairs by sequentially averaging the discrete components of the digitized analog signal within the specified boundaries of the averaging interval, for one function, starting from the minimum value, and for the other - from the maximum value, then calculations are performed, as a result of which for each pair of new functions in their formed sets looking for maximum values, and select only the pair of new functions that have only one maximum value for the duration of their formed sets, if one of the pairs of new functions has only one maximum value for the duration of their formed sets, a decision is made about the fact of signal detection, after which comparisons are made, as a result of which time discrete values are assigned to each of the selected new functions, at which they take maxima, the difference between temporary discrete values, at which the selected new functions take maxima, is calculated, the calculated difference is considered equal to the duration of the detected signal.
Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается обнаружение полезного сигнала и установление его длительности.Due to the new set of essential features in the claimed method, a useful signal is detected and its duration is determined.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что единственный максимум у функции, сформированной путем последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала в пределах заданных границ интервала усреднения, возникает только тогда, когда интервал усреднения становится равным длительности обнаруживаемого сигнала. The claimed technical result is achieved due to the fact that the only maximum of the function formed by sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal within the specified boundaries of the averaging interval occurs only when the averaging interval becomes equal to the duration of the detected signal.
Заявленный способ поясняется чертежами, где:The claimed method is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 представлены временная реализация обнаруживаемого сигнала s(t), находящегося в обрабатываемой выборке оцифрованного аналогового сигнала z(t) = s(t) + x(t), содержащего полезный сигнал s(t) и шумы x(t) (отношение сигнал/шум (ОСШ) = 30 дБ), новая функция w1(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения; новая функция w2(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения (интервал усреднения равен длительности полезного сигнала Т);in fig. Figure 1 shows the temporal implementation of the detected signal s(t) located in the processed sample of the digitized analog signal z(t) = s(t) + x(t), containing the useful signal s(t) and noise x(t) (signal/ noise (SNR) = 30 dB), the new function w1(t) is the result of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the specified boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value; the new function w2(t) is the result of successive averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value (the averaging interval is equal to the duration of the useful signal T);
на фиг. 2 представлены временная реализация обнаруживаемого сигнала s(t), находящегося в обрабатываемой выборке оцифрованного аналогового сигнала z(t) = s(t) + x(t), содержащего полезный сигнал s(t) и шумы x(t) (ОСШ = 30 дБ), новая функция w1(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения; новая функция w2(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения (интервал усреднения меньше длительности полезного сигнала Т);in fig. Figure 2 shows the temporal implementation of the detected signal s(t), which is in the processed sample of the digitized analog signal z(t) = s(t) + x(t), containing the useful signal s(t) and noise x(t) (SNR = 30 dB), the new function w1(t) is the result of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value; the new function w2(t) is the result of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value (the averaging interval is less than the duration of the useful signal T);
на фиг. 3 представлены временная реализация обнаруживаемого сигнала s(t), находящегося в обрабатываемой выборке оцифрованного аналогового сигнала z(t) = s(t) + x(t), содержащего полезный сигнал s(t) и шумы x(t) (ОСШ = 30 дБ), новая функция w1(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения; новая функция w2(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения (интервал усреднения больше длительности полезного сигнала Т);in fig. Figure 3 shows the temporal implementation of the detected signal s(t), which is in the processed sample of the digitized analog signal z(t) = s(t) + x(t), containing the useful signal s(t) and noise x(t) (SNR = 30 dB), the new function w1(t) is the result of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value; the new function w2(t) is the result of successive averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value (the averaging interval is greater than the duration of the useful signal T);
на фиг. 4 представлены временная реализация обнаруживаемого сигнала s(t), находящегося в обрабатываемой выборке оцифрованного аналогового сигнала z(t) = s(t) + x(t), содержащего полезный сигнал s(t) и шумы x(t) (ОСШ = 3 дБ), новая функция w1(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения; новая функция w2(t) – результат последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения (интервал усреднения равен длительности полезного сигнала Т).in fig. Figure 4 shows the temporal implementation of the detected signal s(t), which is in the processed sample of the digitized analog signal z(t) = s(t) + x(t), containing the useful signal s(t) and noise x(t) (SNR = 3 dB), the new function w1(t) is the result of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value; the new function w2(t) is the result of successive averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the given boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value (the averaging interval is equal to the duration of the useful signal T).
Аналитически процедуру формирования функции w1(t) последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с минимального значения, можно представить следующим образомAnalytically, the procedure for generating the function w1(t) of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the specified boundaries of the averaging interval, starting from the minimum value, can be represented as follows
где N – количество временных отсчетов интервала усреднения; τ – текущий отчет сдвига на интервале усреднения. where N is the number of time samples of the averaging interval; τ is the current report of the shift on the averaging interval.
Соответственно, процедуру формирования функции w2(t) последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала z(t) в пределах заданных границ интервала усреднения, начиная с максимального значения, можно представить следующим образомAccordingly, the procedure for generating the function w2(t) of sequential averaging of the discrete components of the digitized analog signal z(t) within the specified boundaries of the averaging interval, starting from the maximum value, can be represented as follows
В ходе проведения исследования установлено, что если в формируемой функции усреднение осуществлять начиная с минимального значения, то временное положение ее максимума соответствует временному положению начала фронта обнаруживаемого сигнала. А если с максимального – то временное положение формируемого ее максимума соответствует временному положению начала спада обнаруживаемого сигнала.In the course of the study, it was found that if in the formed function the averaging is carried out starting from the minimum value, then the temporal position of its maximum corresponds to the temporal position of the beginning of the front of the detected signal. And if from the maximum, then the temporal position of its maximum being formed corresponds to the temporal position of the beginning of the decline of the detected signal.
В качестве примера на фиг. 1 показан результат формирования функций w1(t) и w2(t) по входной реализации оцифрованного аналогового сигнала z(t) при ОСШ = 30 дБ. На фиг.1 четко видно, что временные значения максимумов w1(t) и w2(t) соответствуют временным границам, определяющим длительность полезного сигнала s(t), равную Т.As an example, in FIG. Figure 1 shows the result of forming the functions w1(t) and w2(t) from the input implementation of the digitized analog signal z(t) at SNR = 30 dB. Figure 1 clearly shows that the time values of the maxima w1(t) and w2(t) correspond to the time boundaries that determine the duration of the useful signal s(t), equal to T.
В ходе исследования установлено, что в случае несовпадения интервала усреднения длительности полезного сигнала Т, как функция w1(t), так и функция w2(t), будут иметь максимум на нескольких временных отсчетах. То есть получается не один, а несколько максимумов.In the course of the study, it was found that in the case of a mismatch in the averaging interval of the useful signal duration T, both the function w1(t) and the function w2(t) will have a maximum on several time samples. That is, it turns out not one, but several maxima.
В качестве примера, на фиг. 2 показаны условия, соответствующие данным эксперимента, результаты которого показаны на фиг. 1, но при этом интервал усреднения меньше длительности полезного сигнала Т. As an example, in FIG. 2 shows the conditions corresponding to the experimental data, the results of which are shown in FIG. 1, but the averaging interval is less than the duration of the useful signal T.
Отчетливо видно, что функции w1(t) и w2(t) имеют протяженный максимум, т.е. максимальное значение сохраняется на длительности нескольких временных отсчетов.It is clearly seen that the functions w1(t) and w2(t) have an extended maximum, i.e. the maximum value is stored for the duration of several time samples.
Аналогичная ситуация и в случае, если интервал усреднения больше длительности полезного сигнала Т, см. фиг. 3. На фиг. 3 отчетливо видно, что функции w1(t) и w2(t) имеют протяженный максимум, т.е. максимальное значение сохраняется на длительности нескольких временных отсчетов.The situation is similar if the averaging interval is longer than the useful signal duration T, see Fig. 3. In FIG. 3 clearly shows that the functions w1(t) and w2(t) have an extended maximum, i.e. the maximum value is stored for the duration of several time samples.
Полученный эффект сохранения единственного максимума функций w1(t) и w2(t) при условии, когда интервал усреднения равен длительности обнаруживаемого полезного сигнала Т, положен в основу технического решения заявляемого способа.The obtained effect of preserving the single maximum of the functions w1(t) and w2(t), provided that the averaging interval is equal to the duration of the detected useful signal T, is the basis for the technical solution of the proposed method.
Реализация заявленного способа осуществляется следующим образом.The implementation of the claimed method is carried out in the following way.
1. Принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования. 1. An analog signal is received, digitized, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed.
Принимают входную реализацию в виде аналогового сигнала z(t), который может содержать или только шум х(t), т.е. z(t) = х(t), или полезный сигнал s(t) и шум x(t), т.е. z(t) = s(t) + х(t).The input implementation is taken in the form of an analog signal z(t), which may contain either only noise x(t), i.e. z(t) = x(t), or useful signal s(t) and noise x(t), i.e. z(t) = s(t) + x(t).
Прием может осуществляться, например, с тракта промежуточной или низкой частоты радиоприемного устройства.Reception can be carried out, for example, from the intermediate or low frequency path of the radio receiver.
Процедуры приема аналогового сигнала известны, и, например, рассмотрены в, см. [Способ распознавания радиосигналов, Патент RU № 2356064, Опубликовано: 20.05.2009. Бюл. № 14].The procedures for receiving an analog signal are known, and, for example, are discussed in, see [Method for recognizing radio signals, Patent RU No. 2356064, Published: 20.05.2009. Bull. No. 14].
Процедуры дискретизации, квантования и кодирования аналогового сигнала известны, и, например, рассмотрены в, см. [Способ распознавания радиосигналов, Патент RU № 2261476, Опубликовано: 27.09.2005. Бюл. № 27].The procedures for sampling, quantization and coding of an analog signal are known, and, for example, are discussed in, see [Method for recognizing radio signals, Patent RU No. 2261476, Published: 27.09.2005. Bull. No. 27].
2. Задают границы интервала усреднения, в пределах которого производят суммирование модуля дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала.2. The boundaries of the averaging interval are set, within which the modulus of the discrete components of the digitized analog signal is summed.
Границы интервала выбирают по результатам предварительного расчета таким образом, чтобы они были изначально шире длительности обнаруживаемого полезного сигнала. The boundaries of the interval are chosen according to the results of the preliminary calculation so that they are initially wider than the duration of the detected useful signal.
Например, если длительность полезного сигнала равна Т, то границы интервала усреднения, согласно формулам (1) и (2), должны быть N > Т.For example, if the duration of the useful signal is equal to T, then the boundaries of the averaging interval, according to formulas (1) and (2), should be N > T.
3. Последовательно изменяя границы интервала усреднения от наименьшего значения, до максимально заданного, попарно формируют две новые функции путем последовательного усреднения дискретных компонент оцифрованного аналогового сигнала в пределах заданных границ интервала усреднения, у одной функции начиная с минимального значения, а у другой – с максимального значения.3. Consistently changing the boundaries of the averaging interval from the smallest value to the maximum specified, form two new functions in pairs by sequentially averaging the discrete components of the digitized analog signal within the specified boundaries of the averaging interval, for one function starting from the minimum value, and for the other - from the maximum value.
Аппаратное решение данной процедуры предполагает использование интеграторов. Формализованное представление реализации указанных процедур обеспечивают формулы (1) и (2).The hardware solution of this procedure involves the use of integrators. Formulas (1) and (2) provide a formalized representation of the implementation of these procedures.
Изменение границы интервала усреднения от наименьшего значения предполагает, что N, в формуле (1) и (2) меняют в пределах N1 < N < N2. Где N1 – наименьшее значение интервала, N2 – максимально заданное значение интервала.Changing the boundary of the averaging interval from the smallest value assumes that N in formulas (1) and (2) is changed within N1 < N < N2. Where N1 is the smallest value of the interval, N2 is the maximum specified value of the interval.
Попарное формирование предполагает, что расчет w1(t) и w2(t) происходит для одинаковых значений интервала усреднения в границах N1 < N < N2. Поэтому каждая из функций находящихся в паре, должна быть рассчитана при одинаковом значении N.Pairwise formation assumes that the calculation of w1(t) and w2(t) occurs for the same values of the averaging interval within the limits N1 < N < N2. Therefore, each of the functions in a pair must be calculated with the same value of N.
4. Производят вычисления, в результате которых для каждой пары новых функций в их сформированных совокупностях отыскивают максимальные значения.4. Calculations are made, as a result of which, for each pair of new functions, the maximum values are found in their formed sets.
В результате реализации этапа 3 формируется М = N2 – N1 пар функций w1(t) и w2(t), при заданной дискретности шага между N2 и N1, определенных как новые функции.As a result of the implementation of stage 3, a M = N2 – N1 pairs of functions w1(t) and w2(t), with a given step discreteness between N2 and N1, defined as new functions.
Для каждой пары функций вычисляют максимальные значения. Из полученной совокупности выбирают ту пару, у которой максимальная величина соответствует только одному временному дискретному значению. For each pair of functions, calculate maximum values. From the resulting set choose the pair, in which the maximum value corresponds to only one time discretemeaning.
Процедуры вычисления отыскания максимума известны, см. [Способ обнаружения сигналов без несущей. Патент RU № 2484581, H04B 1/10 (2006.01). Опубликовано: 10.06.2013. Бюл. № 16] и [Способ и устройство формирования сигналов квадратурной амплитудной манипуляции. Патент RU № 2486681 C1, H04L 7/00 (2006.01). Опубликовано: 27.06.2013 Бюл. № 18].Calculation procedures for finding the maximum are known, see [Method for detecting signals without a carrier. Patent RU No. 2484581,
5. Отбирают только ту пару новых функций, у которых на длительности их сформированных совокупностей имеется только одно максимальное значение, при наличии у одной из пар новых функций на длительности их сформированных совокупностей только одного максимального значения принимают решение о факте обнаружения сигнала.5. Only that pair of new functions is selected, which have only one maximum value for the duration of their formed sets, if one of the pairs of new functions has only one maximum value for the duration of their formed sets, a decision is made about the fact of signal detection.
6. Производят сравнения, в результате которых каждой из отобранных новых функций ставят в соответствие временные дискретные значения, на которых они принимают максимумы.6. Comparisons are made, as a result of which each of the selected new functions is assigned temporary discrete values, on which they take maxima.
Реализация указанных процедур известна, см. [Дворников С.В., Яхеев А.Ф. Метод измерения параметров кратковременных сигналов на основе распределения Алексеева // Информация и космос. 2011. № 1. С. 66-74].The implementation of these procedures is known, see [Dvornikov S.V., Yaheev A.F. A method for measuring the parameters of short-term signals based on the Alekseev distribution // Information and space. 2011. No. 1. S. 66-74].
7. Вычисляют разницу между временными дискретными значениями, на которых отобранные новые функции принимают максимумы, вычисленную разницу считают равной длительности обнаруживаемого сигнала.7. Calculate the difference between temporal discrete values at which the selected new functions take on maxima, the calculated difference is considered equal to the duration of the detected signal.
Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается обнаружение полезных сигналов, отраженных от малоразмерных объектов, в частности, от БПЛА, и определение их длительностей. Thus, thanks to a new set of essential features in the claimed method, it is possible to detect useful signals reflected from small objects, in particular, from UAVs, and determine their durations.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774983C1 true RU2774983C1 (en) | 2022-06-24 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807326C1 (en) * | 2023-04-25 | 2023-11-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for automatic detection of narrow-band signals |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4634988A (en) * | 1972-01-18 | 1987-01-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Detection of unstable narrowband signals |
| RU2110150C1 (en) * | 1997-01-23 | 1998-04-27 | Военная академия связи | Signal detector |
| RU2419968C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-05-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method of automatic detection of narrow-band signals |
| RU2484581C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-06-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства Обороны Российской Федерации (Минобороны России) | Method of detecting signals without carriers |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4634988A (en) * | 1972-01-18 | 1987-01-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Detection of unstable narrowband signals |
| RU2110150C1 (en) * | 1997-01-23 | 1998-04-27 | Военная академия связи | Signal detector |
| RU2419968C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-05-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method of automatic detection of narrow-band signals |
| RU2484581C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-06-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства Обороны Российской Федерации (Минобороны России) | Method of detecting signals without carriers |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807326C1 (en) * | 2023-04-25 | 2023-11-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for automatic detection of narrow-band signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6031267B2 (en) | Interference detection apparatus, interference canceller, radar apparatus, interference detection method, and interference detection program | |
| KR19990078150A (en) | Adaptive acquisition system for CDMA and spread spectrum systems compensating for frequency offset and noise | |
| WO2011150267A2 (en) | Signal-based gain control | |
| WO2011150269A1 (en) | Signal characteristic-based leading edge detection | |
| KR20190138674A (en) | Transmitter and Receiver and Their Methods | |
| RU2382495C1 (en) | Method for automatic detection of narrow-band signals | |
| RU2774983C1 (en) | Automatic signal detection method | |
| US7460618B2 (en) | System and method for obtaining accurate symbol rate and carrier phase, frequency, and timing acquisition for minimum shift keyed waveform | |
| US7627063B2 (en) | Device and method for determining a time of arrival of a receive sequence | |
| KR101429361B1 (en) | Impulsive radar interference removal method and apparatus using the same | |
| CN110808791B (en) | Linear frequency modulation signal detection method based on fractional Fourier transform | |
| US9942061B2 (en) | Multipath selection method and device, and storage medium | |
| KR20160043437A (en) | Method and apparatus for detecting an impulsive radar interference | |
| US6853933B2 (en) | Method of identifying spectral impulses for Rj Dj separation | |
| RU2480901C1 (en) | Method for automatic detection of signals | |
| US8532207B2 (en) | Methods and systems for distinguishing a signal of interest from interference signals | |
| RU2807326C1 (en) | Method for automatic detection of narrow-band signals | |
| RU2767183C1 (en) | Method for automatic detection of narrowband signals | |
| RU2386165C2 (en) | Method for determining structure and demodulation of signal with unknown structure | |
| RU2700189C1 (en) | Method of separating speech and speech-like noise by analyzing values of energy and phases of frequency components of signal and noise | |
| RU2631941C2 (en) | Method of simulated echo detection in radio channels | |
| CN113848391A (en) | Pulse signal detection and extraction method | |
| RU2716017C1 (en) | Method of determining the types of radar signals in an autocorrelation receiver | |
| US9424858B1 (en) | Acoustic receiver for underwater digital communications | |
| RU2395158C1 (en) | Digital signal filtration method |