SU1083205A1 - Устройство дл определени модул междупериодного коэффициента коррел ции - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ МЕЖДУПЕРИОДНОГО КОЭФФИЦИЕНТА КОРРЕЛЯЦИИ, содержащее линию задержки , сумматор, выход которого соединен с входом блока извлечени  квадратного корн , выход которого  вл етс  выходом устройства, а также два квадратурных канала, каждый из которых содержит квадратор, фазовращатель , первый блок вычитани , выход которого через квадратичный детектор соединен с входом накопител , причем входы фазовращателей обоих квадратурньсх каналов объединены и соединены с входом линии задержки, выход которой соединен с первыми входами первых блоков вычитани , вторые входы которых подключены к выходам фазовращателей своих квадратурных каналов, выходы квадраторов обоих квадратурных каналов соединены с соответствующими входами сумматора , отличающеес  тем, что, с целью упрощени , н него введены полосовой ограничитель, источник посто нного напр жени , а в каждый квадратурный канал - аттенюатор и последовательно соединенные второй ё блок вычитани  и функциональный преобразователь , выход которого соеди (Л нен с входом квадратора, причем вход линии задержки объединен с, входом фазовращателей и подключен к вькоду полосового ограничител , вход которого  вл етс  входом устройства, выход накопител  каждого квадратурного канала через аттенюатор соединен с первым входом второго блока вычитани  своего квадратурного канала , вторые входы вторых блоков вычитани  обоих квадратурных каналов объединены и подключены к выходу источника посто нного напр жени .

Description

i

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным дл  аппаратурного определени  характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, в радиолокации .

Известен измеритель междупериодного коэффициента коррел ции пассивных помех, реализующий максимально правдоподобную оценку дл  нормальных случайных процессов и содержащий линию задержки на период повторени  зондирующих импульсов, фазовращател дл  реализации комплексно-сопр женных величин, радиочастотные перемножители и фильтры, вьщел ющие спектр околоразностной частоты, формирующие значени  х. , у- и х- ,у (где х,у - выборочные значени  помехи в первом и втором периодах зондировани , , - комплексно-сопр женные величины), квадратичные детекторы дл  реализации величи Ijxjp накопители, видеочастотные умножители, схему делени  и схему извлечени  квадратного корн  tl и 2.

Преим тцеством данного устройства  вл етс  низка  потенциальна  ошибка измерени . Однако на практике часто используютс  широкополосные сигналы Кроме того, динамический диапазон входного процесса в р де случаев бывает достаточно большим (60 Б и более ), что затрудн ет техническую реализацию схем перемножени  и делени , а также блоков нелинейного преобразовани .Аппаратурна  ошибка измерений при этом может оказатьс  достаточно высокой. Таким образом, преимущество указанного устройства может быть в значительной степени ослаблено .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  модул  междупериодного коэффициента коррел ции , содержащее две радиочастотные схемы череспериодной компенсации (ЧПК) с общей линией задержки, включающие кажда  фазовращатель и схему вычитани , два измерител  мощности нескомпенсированных остатков на выходах ЧПК, а также измеритель мощности помехи на входе линии задержки , состо щий из последовательно включенных квадратичного детектора и накопител , первый сумматор

832052

и третью схему вычитани , подключен ные параллельно к выходам измерителей мощности нескомпенсированньгх остатков, второй сумматор, св зан5 ный своими входами через квадраторы с выходами третьей и четвертой схем вычитани , а выходом через схему извлечени  квадратного корн  с входом схемы делени . Первый вход

10 четвертой схемы вычитани  св зан с вьжодом первого сумматора. Второй вход четвертой схемы вычитани  через усилитель с коэффициентом усилени  , а также второй вход схе15 мы делени  через усилитель с коэффициентом усилени  св заны с выходом измерител  мощности помехи на входе линии задержки 3j.

Недостатком известного устройства

20  вл етс  сложность технической реализации , св занна  с наличием схемы делени , квадратичных детекторов, квадраторов и схемы извлечени  квадратного корн , реализаци  которых

25 затруднительна при широком динамическом диапазоне входного процесса.

Цель изобретени  - упрощение устройства , позвол ющее производить эффективное измерение коэффициента

30 коррел ции при широком динамическом диапазоне входного процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  модул  междупериодного коэффициента коррел ции, содержащее линию задержки, сумматор, выход которого соединен с входом блока извлечени  квадратного корн , выход которого  вл етс  выходом устройства, а так ,„ же два квадратурных канала, каждый из которых содержит квадратор, фазовращатель , первый блок вычитани , выход которого через квадратичный детектор соединен с входом накопите ., л , причем входы фазовращател  обоих квадратурных каналов объединены и соединены с входом линии задержки , выход которой соединен с первыми входами первых блоков вычитаьи , вторые входы которых подключены к выходам фазовращателей своих квадратурных каналов, выходы квадраторов обоих квадратурных каналов соединены с соответствующими входами сумматора, введены полосовой ограничитель, источник посто нного напр жени , а в каждый квадратурный канал - аттенюатор и последовательно соединенные второй блок вычитани  и функциональный преобразователь , выход которого соединен с входом квадратора, причем вход линии задержки объединен с входами фазовращателей и подключен к вьгкоду полосового ограничител , вход которого  вл етс  входом устройства, вы ход накопител  каждого квадратурного канала через аттенюатор соединен с первым входом второго блока вычитани  своего квадратурного канала , вторые входы вторых блоков вычитани  обоих квадратурных каналов объединены и подключены к выходу источника посто нного напр жени . На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 амплитудна  характеристика функционального преобразовател , Устройство (фиг. 1) содержит полосовой ограничитель 1, вход которо го  вл етс  входом устройства, а выход соединен с входами линии 2 задержки и фазовращателей 3 квадратурных каналов. Каждый квадратурный канал содержит последовательно соединенные первый блок 4 вычитани , квадратичный детектор 5, накопитель 6, аттенюатор 7, а также последовательно соединенные второй блок 8 вычитани , функциональный преобразо ватель 9 и квадратор 10. Выходы квадраторов 10 соединены с соответствующими входами сумматора 11, выход которого соединен с входом блока 12 извлечени  квадратного корн , выход которого  вл етс  выходом устройства. Первые входы первых бло ков 4 вычитани  объединены и подклю чены к выходу линии 2 задержки, а второй вход каждого первого блока 4 вычитани  подключен к выходу фазовращател  3 своего квадратурного канала. Первый вход второго блока 8 вычитани  каждого квадратурного канала подключен к выходу аттенюатора 7 своего канала, а вторые вход вторых блоков 8 вычитани  обоих каналов объединены и подключены к источнику 13 посто нного напр жени  Устройство работает следующим образом. Входной радиочастотньй процесс поступает на полосовой ограничитель 1, в котором осуществл етс  жесткое ограничение амплитуды с последующим вьщелением спектра рколонесущей частоты. Таким образом, выходной процесс имеет единичную мощность . Информаци  о коэффициенте коррел ции сохран етс  в разности фаз радиочастотных колебаний. Далее процесс через фазовращатели 3 и линию 2 задержки поступает на соответствующие входы первых блоков 4 вычитани  квадратурных каналов, причем фазовращатели дают повороты фаз соответственно Cf О и Ср о тем с помощью последовательно включенных квадратичного детектора 5, накопител  6 и аттенюатора 7 измер ютс  мощности остатков вычитани  в ка одом канале. При этом коэффициент передачи аттенюатора равен 1/2п, где п - количество элементов выборки, суммируемых в накопителе. Сигналы на выходах аттенюаторов 7 первого и второго квадратурньгх каналов соответственно могут бытъ легко представлены в виде . 2 -i,, соответственно фазы гдец)и1р элементов входной выборки в первом и во втором периодах следовани . Сигналы S;) и $2 поступают на первые входы (например отрицательные) вторых блоков 8 вычитани , на другие (положительные) входы которыхподаетс  опорное единичное напр жение от источника 13 посто нного напр жени . На выходах блоков 8 соответственно первого и второго квадратурных каналов формируютс  оценки ортогональных составл ющих комплексного коэффициента коррел ции Z cos( sin(q.-q.y.) Легко видеть, что слагаемые, вход щие в суммы (2), имеют распределение косинуса разности фаз. Тогда среднее значение оценок RC и R определ етс  выражением CR (1-ка) , ;1Г +П1 S(S-f1)i где (cosa ДЛ  R и R I R j sinqi дл  Kg, I R| и Ц) истинные значени  модул  и фазы ком плексного коэффициента коррел ции; Г - гамма-функци . Расчеты, проведенные по формуле (3), показьшают, что оценки ортогональных составл ющих коэффициента коррел ции  вл ютс  смещенными. Дл  того, чтобы скомпенсировать смещени оценок, сигналы с выходов блоков 8 вычитани  поступают на функциональн преобразователи 9, амплитулна  характеристика которых представлена н фиг. 2. Как видим, функциональный преобразователь при входных напр жени х О...0,5 имеет посто нный коэффициент передачи, равный 1,2,а при напр жении 0,5...1 этот коэффициент плавно снижаетс  до 1. Техническа  реализаци  такой нелинейност не вызывает затруднений. На выходах функциональных преобразователей 9 квадратурных каналов формируютс  несмещенные оценки ортогональных составл ющих комплексного коэффициента коррел ции. Далее сигналы поступают на квадраторы 10, затем сумм руютс  в сумматоре 11, а результат суммировани  поступает на блок 12 извлечени  квадратного корн , на выходе которого формируетс  оценка модул  междупериодного коэффициента коррел ции, причем единичное напр жение соответствует коэффициенту коррел ции равному единице. Предлагаемое устройство выгодно отличаетс  от известного, когда на их входы поступают процессы с больш динамическим диапазоном. Основной причиной упрощени  т ехнической реализации предлагаемого устройства  вл етс  использование его на входе полосового ограничени . Благодар  этому обеспечиваетс  нормировка сигналов, подводимых к квадратичным детекторам 5, функциональным преобразовател м 9, квадраторам 10, блоку 12 извлечени  квадратного корн  и, следовательно, существенно упрощаетс  техническа  реализаци  нелинейности указанных блоков. С целью проверки эффективности предлагаемого устройства проведено его статистическое моделирование на ЭЦВМ. Полученные результаты показывают , что среднеквадратические отклонени  оценок коэффициента коррел ции в пределах R О...0,9 дл  предлагаемого и известного устройств практически совпадают. Однако при коэффициенте коррел ции R 0,9 эффективность предлагаемого устройства несколько снижаетс . Так, например, при R 0,95 проигрыш в среднеквадратическом отклонении составл ет ОКОЛО двух раз. Между тем абсолютна  величина среднеквадратического отклонени  при таком коэффициенте и при составл ет величину пор дка 1%. Техническа  реализаци  известного устройства в данном случае при динамическом диапазоне входного процесса более 60 дБ весьма затруднительна. Таким образом, использование изобретени  обеспечивает упрощение технической реализации предлагаемого устройства без существенного снижени  его эффективности.

б

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ МЕЖДУПЕРИОДНОГО КОЭФФИЦИЕНТА КОРРЕЛЯЦИИ, содержащее линию задержки, сумматор, выход которого соединен с.входом блока извлечения квадратного корня, выход которого является выходом устройства, а также два квадратурных канала, каждый из которых содержит квадратор, фазовращатель, первый блок вычитания, выход которого через квадратичный детектор соединен с входом накопителя, причем входы фазовращателей обоих квадратурных каналов объединены и соединены с входом линии задержки, выход которой соединен с первыми входами первых блоков вычитания, вторые' входы которых подключены к выходам фазовращателей своих квадратурных каналов, выходы квадраторов обоих квадратурных каналов соединены с соответствующими входами сумматора, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него введены полосовой ограничитель, источник постоянного напряжения, а в каждый квадратурный канал - аттенюатор и последовательно соединенные второй блок вычитания и функциональный пре- g образователь, выход которого соединен с входом квадратора, причем вход линии задержки объединен с. входом фазовращателей и подключен к выходу полосового ограничителя, вход которого является входом устройства, выход накопителя каждого квадратурного канала через аттенюатор соединен с первым входом второго блока вычитания своего квадратурного канала, вторые входы вторых блоков вычитания обоих квадратурных каналов объединены и подключены к выходу источника постоянного напряжения.

   SU „„ 1083205