SU1552199A1

SU1552199A1 - Device for computing cross-correlation function in spaced radar system

Info

Publication number: SU1552199A1
Application number: SU874329797A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Обод
Original assignee: И.И. Обод
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1990-03-23

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в системах пасивной радиолокации. Целью изобретени вл етс упрощение технической реализации за счет уменьшени числа каналов коррел ционной обработки. Работа устройства основана на осуществлении синхронизации времени обработки в коррел торе и момента обзора с помощью узконаправленных антенн. Устройство содержит антенны 1, 11, 13, приемники 2, 12, 14, аналого-цифровые преобразователи 3, 19, передатчик 4, передающую антенну 5, формирователь 6 импульсов, генераторы 7, 16 тактовых импульсов, формирователи 8, 17 стробов, элементы И 9, 18 и коррел тор 20. 2 ил.The invention relates to computing and can be used in passive radar systems. The aim of the invention is to simplify the technical implementation by reducing the number of channels of correlation processing. The operation of the device is based on the implementation of the synchronization of processing time in the correlator and of the viewing moment using narrowly directed antennas. The device contains antennas 1, 11, 13, receivers 2, 12, 14, analog-digital converters 3, 19, transmitter 4, transmitting antenna 5, shaper 6 pulses, generators 7, 16 clock pulses, shapers 8, 17 gates, elements And 9, 18 and the correlator torus 20. 2 ill.

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и пассивных локационных $ системах для измерения задержки случайных сигналов.The invention relates to computer technology and can be used in automatic control systems and passive location systems for measuring the delay of random signals.

Целью изобретения является упрощение устройства.The aim of the invention is to simplify the device.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема формирователя стробов второго приемного канала.In FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in FIG. 2 is a functional diagram of the gate driver of the second receiving channel.

Устройство содержит первый приемный канал, в состав которого входят приемная антенна 1, приемник 2, аналого-цифровой преобразователь 3, передатчик 4, передающая антенна 5, формирователь 6 импульсов, генератор тактовых импульсов, формирователь ₂θ стробов, элемента И 9 и выход 10, второй приемный канал, в состав которого входят антенна 11, приемник 12, вспомогательная антенна 13, приемник 14, элемент 15 задержки, генератор ₂5 тактовых импульсов, формирователь стробов, элемент И' 18, аналогоцифровой преобразователь 19, коррелятор 20.The device comprises a first receiving channel, which includes a receiving antenna 1, a receiver 2, an analog-to-digital converter 3, a transmitter 4, a transmitting antenna 5, a pulse shaper 6, a clock pulse generator, a strobe generator ₂ θ, an I 9 element, and an output 10, the second receiving channel, which includes an antenna 11, a receiver 12, an auxiliary antenna 13, a receiver 14, a delay element 15, a clock generator ₂ 5, a gate driver, element And '18, an analog-to-digital converter 19, a correlator 20.

Формирователь 17 стробов содержит 'счетчики 21-23, блок 24 памяти, блоки -³⁰25-26 сравнения, регистры 27 и 28, элемент И 29 и триггер 30.The gate generator 17 contains counters 21-23, a memory block 24, blocks ³⁰ comparison 25-26, registers 27 and 28, the element And 29 and the trigger 30.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Антенна 1 первого приемного кана- 35 ла совершает круговое равномерное движение. Приемник 2 осуществляет прием, усиление и преобразование принимаемых сигналов. Формирователь 6 на основании анализа захода азимута 40Antenna 1 of the first receiving channel-35 la performs a uniform circular motion. The receiver 2 receives, amplifies and converts the received signals. Shaper 6 based on the analysis of the approach of azimuth 40

Осуществляет выработку импульса синКронизации, который вырабатывается в Момент сравнения кода азимута антенны 1 с кодом начала сектора обзора. Этот сигнал жестко связан с импульсом запуска, выделяемым на выходе генератора 7 тактовых импульсов. Он усиливается передатчиком 4 и с помощью антенны 5 излучается.It generates a synCronization pulse, which is generated at the moment of comparing the azimuth code of antenna 1 with the start code of the viewing sector. This signal is rigidly connected with the trigger pulse allocated at the output of the generator 7 clock pulses. It is amplified by the transmitter 4 and is emitted using the antenna 5.

I „ 50I „50

Во втором канале этот сигнал принимается антенной 13, усиливается и Преобразуется приемником 14, на выходе которого выделяется видеоимпульс. Этот импульс задерживается элементом 15 задержки, на величину, которая определяется следующим образом. Для работы устройства необходимо, чтобы Импульсы квантования, вырабатываемые на приемных пунктах, были совмещены во времени. Так как канал передачи синхросигнала может не обеспечить такое одновременное формирование, то с помощью, например, топопривязки определяется время, на которое задерживается синхросигнал в элементе 15. Принятый синхросигнал поступает на генератор 16 тактовых импульсов. Этим осуществляется синхронизация генера—А тора 16 тактовых импульсов. В результате этого осуществляется согласование работы генераторов тактовых импульсов приемных пунктов. Таким образом, в приемных каналах должны использоваться высокостабильные генераторы, которые синхронизируются один раз за цикл обзора приемного канала 1 .In the second channel, this signal is received by the antenna 13, amplified and converted by the receiver 14, the output of which is allocated a video pulse. This pulse is delayed by the delay element 15, by an amount that is determined as follows. For the device to work, it is necessary that the quantization pulses generated at the receiving points are aligned in time. Since the transmission channel of the clock signal may not provide such a simultaneous formation, then, for example, topographic timing is used to determine the time by which the clock signal is delayed in element 15. The received clock signal is transmitted to the clock generator 16. This synchronizes the generator — A generator of 16 clock pulses. As a result of this, the work of the clock pulses of the receiving points is coordinated. Thus, in the receiving channels should be used highly stable generators that are synchronized once per review cycle of the receiving channel 1.

Пусть tp - время распространения по линии синхронизации. Импульс запуска , формируемый на первом выходе генератора'7 тактовых импульсов, поступает на формирователь 8 стробов спустя время t₀, формирует строб длительностью t_h = N, где£_х период следования импульсов квантования; N - количество импульсов накопления . Во время этого строба открывается элемент И 9, в результате чего импульсы квантования, формируемые на втором выходе генератора 7 тактовых импульсов, поступают на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 3.Let tp be the propagation time along the synchronization line. A trigger pulse, generated at the first output of the clock generator'7, arrives at the 8-gate shaper after a time t ₀ , forms a strobe of duration t _h = N, where £ _{x is the} period of the quantization pulses; N is the number of accumulation pulses. During this gate, the And 9 element opens, as a result of which the quantization pulses generated at the second output of the clock pulse generator 7 are fed to the trigger input of the analog-to-digital converter 3.

I . .I. .

Принятые случайные колебания, преобразованные приемником 2, поступают на аналого-цифровой преобразователь 3, где преобразуются в цифровой код. Этб/т цифровой код по линии связи передается во второй канал, где по импульсу запуска с выхода генератора 16 тактовых импульсов формирователь 17 стробов формирует строб приема информации второго приемного устройства. Длительность этого строба t_H=£\(N+K), где К - число каналов корреляционной обработки. Время t₍ выбирается на основании известных параметров так, что время приема информации на обоих пунктах организуется в тот момент, когда помехоноситель находится в точке пересечения диаграмм направленности приемных антенн 1 и 11.The received random oscillations converted by the receiver 2 are fed to an analog-to-digital converter 3, where they are converted into a digital code. Etb / t digital code via a communication line is transmitted to the second channel, where, according to the start pulse from the output of the generator 16 clock pulses, the gate generator 17 forms a gate for receiving information of the second receiving device. The duration of this strobe is t _H = £ \ (N + K), where K is the number of correlation processing channels. Time t ₍ selected on the basis of known parameters so that the time for receiving information at both points is organized at the moment when the jammer is at the intersection of the radiation patterns of the receiving antennas 1 and 11.

Этим достигается значительное уменьшение числа каналов корреляционной обработки. Во время действия временного строба на втором приемном пункте открывается элемент И 18. Это позволяет проходить импульсам квантования, формируемым генератором 16 тактовых импульсов, на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 19, который осуществляет преобразование принятых колебаний в цифровой код.This achieves a significant reduction in the number of correlation processing channels. During the action of the temporary strobe, the And element 18 opens at the second receiving point. This allows quantization pulses generated by the clock pulse generator 16 to pass to the start input of the analog-to-digital converter 19, which converts the received oscillations into a digital code.

Цифровые отсчеты принимаемых сигналов с выхода аналого-цифрового пре- ю образователя 19 поступают на вход .< коррелятора 20, на второй вход которого поступают цифровые отсчеты с первого приемного пункта. Коррелятор 20 по поступающим цифровым отсчетам при- 15 нимаемых сигналов первого и второго пунктов производит вычисление взаимной корреляционной функции, которая и выделяется на выходе устройства.The digital samples of the received signals from the output of the analog-digital preview of the educator 19 are input. <Correlator 20, the second input of which receives digital samples from the first receiving point. The correlator 20, using the incoming digital samples of the received signals of the first and second points, calculates the mutual correlation function, which is allocated at the output of the device.

Формирователь 17 стробов (фиг. 2) работает следующим образом. Как следует из фиг. 1 и 2, начало строба должно соответствовать трассе распространения точки D - приемное устройство с учетом времени распространения на базе.Shaper 17 gates (Fig. 2) works as follows. As follows from FIG. 1 and 2, the beginning of the gate should correspond to the propagation path of point D - the receiving device, taking into account the propagation time at the base.

Для того, чтобы иметь возможность вычислять взаимную корреляционную функцию только в стробе.пересечения, необходимо, чтобы время распростране- βθ ния до приемников было согласно, т.е. одновременно началась запись, информации на приемных пунктах. Как следует из фиг. 1, время распространения до первого приемника составляетIn order to be able to calculate the cross-correlation function only in the intersection gate, it is necessary that the propagation time βθ to the receivers be consistent, i.e. At the same time, recording of information at reception points began. As follows from FIG. 1, the propagation time to the first receiver is

2025 _b_sinjf________ у ^ПМ с sin(90-4f-ei-J) а до второго приемника составляет _b_sin_P________ ⁿp-i· с s in (9O-q-tf.-ft) вого обзора (на фиг. 1 показан только один канал обзора) . В этом случае угол постоянен, и его код хранится в регистре 28. Угол if может быть вычислен на втором приемном пункте. В начале обзора по азимуту на втором пункте принимается импульс синхронизации, который производит синхронизацию и одновременно устанавливает счетчик 21 в нулевое состояние. В дальнейшем этот счетчик начинает подсчет импульсов запуска. Если считать, что вращение антенны 1 равномерно' и происходит с периодом Т if можно ражению:2025 _b_sinjf________ at ^П М with sin (90-4f-ei-J) and up to the second receiver is _b_sin_P________ ⁿ pi · с s in (9O-q-tf.-ft) of the total review (Fig. 1 shows only one viewing channel ) In this case, the angle is constant, and its code is stored in register 28. The angle if can be calculated at the second receiving point. At the beginning of the azimuth survey, at the second point, a synchronization pulse is received, which synchronizes and simultaneously sets the counter 21 to zero. Subsequently, this counter starts counting the start pulses. If we assume that the rotation of the antenna 1 is uniformly 'and occurs with a period T if, we can defeat:

овз » ^то У^голвычислять по следующему вы360°· т«„ ч ‘ ’Т“~ » ’ovz ” ^then U ^{goal to be} calculated as follows: 360 ° · t“ „h '' T“ ~ ”'

O6S период следования импульсов запуска;O6S pulse repetition period;

N. - код запуска,· хранящийся в ’ счетчике 21.N. - start code stored in ’counter 21.

По этому принципу происходит вычисление в формирователе 17 стробов. Коды: углов и If поступают на адресные входы блоки 24 памяти, в ячейке памяти которого записан временной код t._t. Код -t₍ сравнивается в блоке 25 сравнения с кодом счетчика 22, и в” момент сравнения на выходе блока 26' сравнения появляется импульс, который устанавливает триггер 30 в единичное состояние. На выходе появля, ется строб, длительность которого соответствует коду, хранящемуся в регистре 27, т.е. коду, равному (N+K).According to this principle, 17 gates are calculated in the shaper. Codes: angles and If arrive at the address inputs of the memory blocks 24, in the memory of which is written the time code t. _t . The code -t _(is compared in comparison block 25 with the code of counter 22, and at the ”moment of comparison, an impulse appears at the output of comparison block 26 ', which sets trigger 30 to a single state. At the output, a strobe appears, the duration of which corresponds to the code stored in register 27, i.e., code equal to (N + K).

Claims

The claims, however, the recording of information in the first paragraph occurs after a time t ₀ . Thus, taking into account the propagation time on the basis of the device, the start time for recording information in the second paragraph should satisfy the following relation:

^with I ⁼ < ^с о ^—fc np4) “( ^fc np2. ^t p)

To calculate this dependence, it is necessary to know the angle of the Wed angle. J. The angle y corresponds to the orientation of the receiving beam of the second point. The review at the second point can be carried out by various methods, and the simplest is the use of a multi-beam device for calculating the mutual correlation function in a diverse radar system, containing the first receiving channel, which includes a receiving antenna, receiver, transmitter, clock generator, 50 pulse generator, element And, a transmitting antenna, a second receiving channel, which includes a highly directional antenna, a first receiver, an auxiliary antenna, a second receiver, 55 correlator, clock generator, gate generator, AND element, the inputs of the receiving antenna of the first receiving channel and the sharply directed antenna of the second receiving channel being the first and second information inputs of the device, respectively, in the first receiving channel, the output of the receiving antenna is connected to the receiver input, the transmitter output connected to the input of the transmitting antenna, in the second receiving channel the output of the directional antenna is connected to the input of the receiver, the output of the auxiliary antenna is median with the input of the second about the receiver, the correlator output is an output of a device differing in TBM, which, in order to simplify the device, the first receiving channel contains a gate generator and an analog-to-digital converter, the second receiving channel contains an analog-to-digital converter and a delay element, and in the first receiving channel the receiving antenna is made extremely directional, the output of the receiver is connected to the information input of an analog-to-digital converter, the output and trigger input of which are connected respectively to the first input of the correlator and .output by the gate of the element And, the first input of which is connected to the output of the gate generator, the synchronizing input of which is connected to the second input of the element And and the first output of the clock pulse generator of the first receiving channel, the second output of which is connected to the start input of the gate driver and through the pulse generator to the input of the transmitter in the second receiving channel, the output of the first receiver is connected to the information input of the analog-to-digital converter, the output and trigger input of which are connected respectively to the second input to the correlator and the output of the AND element of the second receiving channel, the first input of which is connected to the output of the strobe driver of this channel, the start input of which is connected to the start input of the clock generator and through the delay element with the output of the auxiliary antenna, the first and second outputs of the clock generator are connected respectively to the synchronizing entrance and stop input of the gate driver.