[go: up one dir, main page]

RU2726937C2 - Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver - Google Patents

Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver Download PDF

Info

Publication number
RU2726937C2
RU2726937C2 RU2018136406A RU2018136406A RU2726937C2 RU 2726937 C2 RU2726937 C2 RU 2726937C2 RU 2018136406 A RU2018136406 A RU 2018136406A RU 2018136406 A RU2018136406 A RU 2018136406A RU 2726937 C2 RU2726937 C2 RU 2726937C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
frequency
component
determined
chirp
Prior art date
Application number
RU2018136406A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018136406A (en
RU2018136406A3 (en
Inventor
Владимир Павлович Лихачев
Алексей Андреевич Веселков
Чонг Нхан Нгуен
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2018136406A priority Critical patent/RU2726937C2/en
Publication of RU2018136406A publication Critical patent/RU2018136406A/en
Publication of RU2018136406A3 publication Critical patent/RU2018136406A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2726937C2 publication Critical patent/RU2726937C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio equipment.SUBSTANCE: invention relates to methods and equipment for radio monitoring of radio-frequency sources. Technical result is achieved by the fact that the received signal is filtered, delayed for a given time, multiplies the signal with its delayed copy, estimates the differential signal frequency, selecting signal component at difference frequency and low-frequency component of signal, obtaining their amplitude-frequency spectra (AFS), frequency of received signal after filtration is doubled, double frequency signal is delayed for a predetermined time, multiplied with a delayed copy, differential signal frequency is evaluated, a signal component is determined on the difference frequency and a low-frequency signal component, obtaining their AFS, obtained signal spectra are compared with given threshold values and based on the comparison results, a decision is made on the type of the received radar signal, according to the invention, additionally: if it was decided to receive a chirp signal, then a low-frequency envelope of the signal component at the difference frequency is determined, from which the pulse duration and repetition period is determined, determining the rate of change of frequency inside the chirp pulse and the width of the spectrum of the chirp pulses; if it was decided to receive a simple signal, then duration and pulse repetition period is determined by low-frequency component; if it has been decided to receive a phase-coded signal, then the signal at double frequency is fed for phase automatic frequency tuning, generating a reference signal and multiplying it with the received signal after filtering, method includes selecting a low-frequency component from which the law of phase alternation, number of discrepancies, duration and repetition period of pulses are determined, duration of one code discrete and width of the spectrum of the phase-coded signal are determined. In the proposed method of analyzing complex signals in an autocorrelation receiver, the novel essential features of the invention are newly introduced procedures for processing radar signals after determining their type.EFFECT: technical result, achievement of which is the claimed invention, is expressed in improvement of accuracy of determination of parameters of chirp pulse, phase-coded signal and simple radio pulses, having carrier frequencies in the band of the high-frequency input filter of the receiver, when receiving the chirp, the phase-coded signal, or simple radio pulses, as well as with simultaneous reception of the chirp and simple radio pulses.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений.The invention relates to the field of radio engineering, in particular, to methods and techniques for radio engineering monitoring of radio emission sources.

Известны следующие методы и способы измерения параметров сигналов с частотной модуляцией [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка- М.: Воениздат, 2001. - с. 129-133]: с помощью неперестраиваемого и перестраиваемого радиоприемного устройства, функциональный метод, метод свертки спектра сигнала.The following methods and methods of measuring the parameters of signals with frequency modulation are known [Smirnov Yu.A. Radio-technical intelligence - M .: Voenizdat, 2001. - p. 129-133]: using a non-tunable and tunable radio receiver, functional method, method of convolution of the signal spectrum.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предполагаемому изобретению) является способ определения параметров ЛЧМ сигналов в средствах радиотехнического мониторинга (РТМ), заключающийся в сравнении сигнала с его задержанной копией на выходе автокорреляционной схемы [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 125-128, Патент RU 2578041 С1, МПК G01S 13/00, опубл. 20.03.2016. бюл. №8], основанный на приеме сигнала автокорреляционным приемником (АКП), определении длительности импульса τu методом генератор-пересчетной схемы [Смирнов Ю.А.The closest in technical essence (prototype to the alleged invention) is a method for determining the parameters of chirp signals in radio monitoring equipment (RTM), which consists in comparing the signal with its delayed copy at the output of the autocorrelation circuit [Smirnov Yu.A. Radio-technical intelligence - M .: Voenizdat, 2001. - p. 125-128, Patent RU 2578041 C1, IPC G01S 13/00, publ. 03/20/2016. bul. No. 8], based on the reception of a signal by an autocorrelation receiver (ACP), determination of the pulse duration τ u by the method of a generator-conversion scheme [Smirnov Yu.A.

Радиотехническая разведка- М.: Воениздат, 2001. - с. 108-111] и определении ширины спектра сигнала Δƒс согласно выражения:Radio-technical intelligence - M .: Voenizdat, 2001. - p. 108-111] and determining the width of the signal spectrum Δƒ s according to the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ƒp - разностная частота сигнала на выходе АКП, τз - длительность задержки сигнала.where ƒ p is the difference frequency of the signal at the ACP output, τ s is the duration of the signal delay.

Недостатками метода технического анализа сложных сигналов в средствах РТМ [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 125-128, Патент RU 2578041 С1, МПК G01S 13/00, опубл. 20.03.2016. бюл. №8] являются определение параметров только для сигналов с ЛЧМ-модуляцией с возможными ошибками при одновременном присутствии ФКМ и простых сигналов, имеющих близкие (одинаковые) несущие частоты.The disadvantages of the method of technical analysis of complex signals in the means of RTM [Smirnov Yu.A. Radio-technical intelligence - M .: Voenizdat, 2001. - p. 125-128, Patent RU 2578041 C1, IPC G01S 13/00, publ. 03/20/2016. bul. No. 8] are the definition of parameters only for signals with chirp modulation with possible errors in the simultaneous presence of PCM and simple signals having close (identical) carrier frequencies.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, выражается в повышении точности определения параметров ЛЧМ, ФКМ и простых радиоимпульсов, имеющих несущие частоты в полосе входного высокочастотного фильтра приемника, при приеме отдельно ЛЧМ, ФКМ или простых радиоимпульсов, а также при одновременном приеме ЛЧМ и простых радиоимпульсов.The technical result, which the claimed invention is aimed at, is expressed in increasing the accuracy of determining the parameters of the chirp, FCM and simple radio pulses having carrier frequencies in the band of the input high-frequency filter of the receiver, when receiving separately chirp, FCM or simple radio pulses, as well as with simultaneous reception of chirp and simple radio pulses.

Указанный технический результат достигается тем, что принятый сигнал фильтруют, задерживают на заданное время, перемножают сигнал с его задержанной копией, оценивают разностную частоту сигнала ƒраз1, выделяют составляющую сигнала на разностной частоте ƒраз1 и низкочастотную составляющую сигнала, получают их амплитудно-частотных спектров (АЧС), частоту принятого сигнала после фильтрации удваивают, сигнал на удвоенной частоте задерживают на заданное время, перемножают его с задержанной копией, оценивают разностную частоту сигнала ƒраз2, выделяют составляющую сигнала на разностной частоте ƒраз2 и низкочастотную составляющую сигнала, получают их АЧС, полученные спектры сигналов сравнивают с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения принимают решение о виде принятого радиолокационного сигнала, согласно изобретению, дополнительно: если было принято решение о приеме ЛЧМ сигнала, то определяют низкочастотную огибающую составляющей сигнала на разностной частоте ƒраз2, по которой определяют длительность и период следования импульсов, определяют скорость изменения частоты внутри ЛЧМ импульса и ширину спектра ЛЧМ импульсов; если было принято решение о приеме простого сигнала, то по низкочастотной составляющей определяют длительность и период следования импульсов; если было принято решение о приеме ФКМ сигнала, то сигнал на удвоенной частоте подают на фазовую автоматическую подстройку частоты (ФАПЧ), формируют опорный сигнал и перемножают его с принятым сигналом после фильтрации, выделяют низкочастотную составляющую, по которой определяют закон чередования фаз, число дискретов, длительность и период следования импульсов, определяют длительность одного дискрета кода и ширину спектра ФКМ сигнала.The specified technical result is achieved by the fact that the received signal is filtered, delayed for a specified time, the signal is multiplied with its delayed copy, the difference frequency of the signal is estimated ƒ times1 , the signal component at the difference frequency ƒ times1 and the low-frequency component of the signal are isolated, their amplitude-frequency spectra are obtained ( AFR), the frequency of the received signal after filtering is doubled, the signal at the doubled frequency is delayed for a specified time, multiplied with the delayed copy, the difference frequency of the signal is estimated ƒ times2 , the signal component at the difference frequency ƒ times2 and the low-frequency component of the signal are obtained, their AFC obtained signal spectra are compared with predetermined threshold values and, based on the comparison results, a decision is made on the form of the received radar signal, according to the invention, additionally: if a decision was made to receive a chirp signal, then the low-frequency envelope of the signal component at a difference frequency ƒ times2 , n about which the duration and repetition period of the pulses are determined, the rate of change of the frequency within the chirp pulse and the width of the chirp pulse spectrum are determined; if a decision was made to receive a simple signal, then the duration and repetition period of the pulses are determined from the low-frequency component; if a decision was made to receive a PCM signal, then the signal at a doubled frequency is fed to a phase automatic frequency control (PLL), a reference signal is generated and multiplied with the received signal after filtering, a low-frequency component is isolated, according to which the law of phase rotation is determined, the number of samples, the duration and repetition period of the pulses, determine the duration of one sample of the code and the width of the spectrum of the PCM signal.

Сущность изобретения заключается в том, что если было принято решение о приеме ЛЧМ сигнала, то определяют низкочастотную огибающую составляющей сигнала на разностной частоте ƒраз2, по которой определяют длительность и период следования импульсов, определяют скорость изменения частоты внутри ЛЧМ импульса и ширину спектра ЛЧМ импульсов; если было принято решение о приеме простого сигнала, то по низкочастотной составляющей определяют длительность и период следования импульсов; если было принято решение о приеме ФКМ сигнала, то сигнал на удвоенной частоте подают на ФАПЧ, формируют опорный сигнал и перемножают его с принятым сигналом после фильтрации, выделяют низкочастотную составляющую, по которой определяют закон чередования фаз, число дискретов, длительность и период следования импульсов, определяют длительность одного дискрета кода и ширину спектра ФКМ сигнала.The essence of the invention lies in the fact that if it was decided to receive the chirp signal, then the low-frequency envelope of the signal component at the difference frequency ƒ times2 is determined, according to which the duration and repetition period of the pulses are determined, the rate of change of the frequency within the chirp pulse and the width of the spectrum of the chirp pulses are determined; if a decision was made to receive a simple signal, then the duration and repetition period of the pulses are determined from the low-frequency component; if a decision was made to receive a PCM signal, then the signal at a doubled frequency is fed to the PLL, a reference signal is formed and multiplied with the received signal after filtering, a low-frequency component is isolated, according to which the law of phase rotation, the number of samples, the duration and the pulse repetition period are determined, determine the duration of one sample of the code and the spectrum width of the PCM signal.

Известно [Лихачев В.П., Веселков А.А., Нгуен Чонг Н. Характеристики обнаружения линейно-частотно-модулированных, фазо-кодо-манипулированных и простых радиоимпульсов в автокорреляционном приемнике // Радиотехника, 2018. №8, С. 71-76], что для определения вида принятого радиолокационного сигнала проверяют наличие или отсутствие АЧС низкочастотной составляющей, составляющей на разностной частоте результирующего сигнала после перемножения и аналогичных составляющих сигнала на удвоенной частоте после перемножения с его задержанной копией по заданному порогу. Учитывая результат определения вида сигнала используют различные процедуры обработки и определения частотно-временных параметров сигнала: для ЛЧМ сигнала определяют низкочастотную огибающую составляющей сигнала на разностной частоте ƒраз2, по которой определяют временные параметры ЛЧМ сигнала, зная оценку разностной частоты сигнала ƒраз2, значение времени задержки и значение длительности импульса определяют скорость изменения частоты внутри ЛЧМ импульса и ширину спектра ЛЧМ импульсов [Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А. Экспериментальная апробация алгоритма определения частотно-временных параметров ЛЧМ-сигналов // Телекоммуникации, 2016. №5. С. 2-7]; для простого сигнала по низкочастотной составляющей, которая как и составляющая ЛЧМ-сигнала на разностной частоте ƒраз2 представляет собой простой радиоимпульс, определяют длительность и период следования импульсов; для ФКМ сигнала подают сигнал на удвоенной частоте на ФАПЧ, формируют опорный сигнал и перемножают его с принятым сигналом после фильтрации, выделяют низкочастотную составляющую сигнала, по которой определяют закон чередования фаз, число дискретов, длительность и период следования импульсов, зная число дискретов и длительность импульса определяют длительность одного дискрета кода и ширину спектра ФКМ сигнала. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.It is known [Likhachev V.P., Veselkov A.A., Nguyen Chong N. Characteristics of detection of linear-frequency-modulated, phase-code-keyed and simple radio pulses in an autocorrelation receiver // Radiotekhnika, 2018. No. 8, P. 71- 76], that to determine the type of the received radar signal, the presence or absence of the AFR low-frequency component is checked, which is the component at the difference frequency of the resulting signal after multiplication and similar signal components at the doubled frequency after multiplication with its delayed copy at a given threshold. Considering the result of determining the type of signal, various procedures for processing and determining the frequency-time parameters of the signal are used: for the chirp signal, the low-frequency envelope of the signal component at the difference frequency ƒ times2 is determined, according to which the time parameters of the chirp signal are determined, knowing the estimate of the difference frequency of the signal ƒ times2 , the value of the delay time and the value of the pulse duration determine the rate of change of the frequency inside the chirp pulse and the width of the spectrum of the chirp pulses [Likhachev V.P., Semenov V.V., Veselkov A.A. Experimental testing of the algorithm for determining the frequency-time parameters of chirp signals // Telecommunications, 2016. No. 5. S. 2-7]; for a simple signal by the low-frequency component, which, like the component of the chirp signal at the difference frequency ƒ times2, is a simple radio pulse, the duration and repetition period of the pulses are determined; for the PCM signal, a signal is supplied at a doubled frequency at the PLL, a reference signal is formed and multiplied with the received signal after filtering, the low-frequency component of the signal is isolated, according to which the law of phase rotation, the number of samples, the duration and the pulse repetition period are determined, knowing the number of samples and the pulse duration determine the duration of one sample of the code and the spectrum width of the PCM signal. This achieves the technical result specified in the invention.

Способ анализа сложных сигналов в АКП может быть реализован, например, с помощью устройства, схема которого приведена на чертеже, где обозначено: 1 - полосовой фильтр; 2 - умножитель частоты; 3 - линия задержки; 4 - перемножитель; 5 - фильтр низких частот; 6 - блок получения спектра, предназначен для получения спектра ЛЧМ, ФКМ и простых радиоимпульсов; 7 - пороговое устройство; 8 - блок принятия решения; 9 - ключ; 10 - измеритель частотно-временных характеристик сигнала; 11 - детектор огибающей; 12 - ФАПЧ. Измеритель 10.1, предназначен для определения частотно-временных характеристик ЛЧМ сигнала. Измеритель 10.2, предназначен для определения временных характеристик простого сигнала. Измеритель 10.3, предназначен для определения частотно-временных характеристик ФКМ сигнала. Назначение остальных элементов устройства ясны из их названий.The method for analyzing complex signals in the ACP can be implemented, for example, using a device, the diagram of which is shown in the drawing, where it is indicated: 1 - bandpass filter; 2 - frequency multiplier; 3 - delay line; 4 - multiplier; 5 - low-pass filter; 6 - a block for obtaining a spectrum, designed to obtain a spectrum of chirp, PCM and simple radio pulses; 7 - threshold device; 8 - decision block; 9 - key; 10 - meter of frequency-time characteristics of the signal; 11 - envelope detector; 12 - PLL. Meter 10.1 is designed to determine the time-frequency characteristics of the chirp signal. Meter 10.2 is designed to determine the temporal characteristics of a simple signal. Meter 10.3 is designed to determine the time-frequency characteristics of the PCM signal. The purpose of the remaining elements of the device is clear from their names.

Устройство работает следующим образом: принятый сигнал поступает на вход полосового фильтра 1.1 с полосой пропускания ΔƒВЧ которая может быть, задана, например, предельной шириной спектра сигналов радиоэлектронных систем в заданном частотном диапазоне РТМ [Радиоэлектронные системы; Основы построения и теория. Справочник. / Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Радиотехника, 2007. - с. 297]. Выделенный сигнал задерживается в линии задержки на время, определяемое как

Figure 00000002
и перемножается с его задержанной копией. Полосовым фильтром 1.2, выделяется составляющая сигнала на разностной частоте ƒраз1 (может быть оценена, например, по максимальной составляющей спектра сигнала в диапазоне частот [ƒp min ƒp max], который определяется минимальным и максимальным значениями скорости изменения частоты внутри ЛЧМ импульса). Для простого сигнала полученная составляющая сигнала близка к нулю. Низкочастотным фильтром 5.1 выделяется низкочастотная составляющая на выходе перемножителя 4.1, которая близка к нулю для ЛЧМ сигнала. Сигнал на выходе полосового фильтра 1.1 подается на вход умножителя частоты 2, где удваивается частота сигнала, производится задержка сигнала в линии задержки на время, определяемое как
Figure 00000003
и перемножение сигнала с его задержанной копией. Полосовым фильтром 1.3, выделяется составляющая сигнала на разностной частоте ƒраз1 (может быть оценена аналогично ƒраз1). Для простого сигнала и ФКМ сигнала полученная составляющая близка к нулю. Низкочастотным фильтром 5.2 выделяется низкочастотная составляющая на выходе перемножителя 4.2, которая близка к нулю для ЛЧМ сигнала. Для сигналов на выходе фильтров 1.2, 5.1, 1.3, 5.2 получают АЧС, максимальные значения которых сравниваются в пороговых устройствах 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4 соответственно. Пороговое значение GП может быть определено, например, по критерию Неймана-Пирсона при заданной вероятности ложной тревоги и вероятности правильного обнаружения [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 237-240]. Принятые в пороговых устройствах 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 решения подаются на первый, второй, третий и четвертый входы блока принятия решения 8. Блок принимает решение о виде принятого сигнала [Лихачев В.П., Веселков А.А., Нгуен Чонг Н. Характеристики обнаружения линейно-частотно-модулированных, фазо-кодо-манипулированных и простых радиоимпульсов в автокорреляционном приемнике // Радиотехника, 2018. №8, С. 71-76].The device works as follows: the received signal is fed to the input of the bandpass filter 1.1 with a bandwidth Δƒ HF which can be set, for example, by the limiting width of the spectrum of signals of radio electronic systems in a given frequency range RTM [Radio electronic systems; Basics of construction and theory. Directory. / Ed. POISON. Shirman. - M .: Radiotekhnika, 2007 .-- p. 297]. The selected signal is delayed in the delay line for a time defined as
Figure 00000002
and multiplied with its delayed copy. With a bandpass filter 1.2, the signal component at a difference frequency ƒ times1 is selected (it can be estimated, for example, by the maximum component of the signal spectrum in the frequency range [ƒ p min ƒ p max ], which is determined by the minimum and maximum values of the frequency change rate within the chirp pulse). For a simple signal, the received signal component is close to zero. A 5.1 low-pass filter selects the low-frequency component at the output of the 4.1 multiplier, which is close to zero for the chirp signal. The signal at the output of the bandpass filter 1.1 is fed to the input of the frequency multiplier 2, where the signal frequency is doubled, the signal is delayed in the delay line for a time defined as
Figure 00000003
and multiplying the signal with its delayed copy. With a bandpass filter 1.3, the signal component at the difference frequency ƒ times1 (can be estimated similarly ƒ times1 ) is selected . For a simple signal and a PCM signal, the resulting component is close to zero. The low-pass filter 5.2 selects the low-frequency component at the output of the multiplier 4.2, which is close to zero for the chirp signal. For the signals at the output of filters 1.2, 5.1, 1.3, 5.2, ASF is obtained, the maximum values of which are compared in the threshold devices 7.1, 7.2, 7.3 and 7.4, respectively. The threshold value G P can be determined, for example, by the Neumann-Pearson criterion at a given probability of false alarm and the probability of correct detection [Smirnov Yu.A. Radio-technical intelligence - M .: Voenizdat, 2001. - p. 237-240]. The decisions made in the threshold devices 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 are fed to the first, second, third and fourth inputs of the decision making block 8. The block decides on the form of the received signal [Likhachev V.P., Veselkov A.A., Nguyen Chong N Characteristics of detection of linear-frequency-modulated, phase-code-shift keyed and simple radio pulses in an autocorrelation receiver // Radiotekhnika, 2018. No. 8, pp. 71-76].

Если принято решение о приеме ЛЧМ сигнала, то на первом выходе блока принятия решения 8 появляется сигнал, по которому включается работа измерителя 10.1. Детектором огибающей 11, выделяется низкочастотная огибающая составляющей сигнала на разностной частоте ƒраз2, которая поступает на вход измерителя 10.1, по которой определяются длительность импульса (например, по максимуму линейной свертки низкочастотной огибающей с серией прямоугольных импульсов (ПИ)) и период следования импульсов [Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А. Экспериментальная апробация алгоритма определения частотно-временных параметров ЛЧМ-сигналов // Телекоммуникации, 2016. №5. С. 2-7], зная оценку разностной частоты сигнала ƒpaз2, значение времени задержки и значение длительности импульса определяются скорость изменения частоты внутри ЛЧМ импульса и его ширина спектра [Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Семенов В.В., Ложкин А.Л. Поляриметрические и интерферометрические режимы работы РЛС с синтезированной апертурой антенны в условиях помех: Монография. - Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2015. - с. 173, 174].If a decision is made to receive a chirp signal, then a signal appears at the first output of the decision block 8, which turns on the operation of the meter 10.1. The envelope detector 11 selects the low-frequency envelope of the signal component at the difference frequency ƒ times2 , which is fed to the input of the meter 10.1, according to which the pulse duration is determined (for example, by the maximum of the linear convolution of the low-frequency envelope with a series of rectangular pulses (PI)) and the pulse repetition period [Likhachev V.P., Semenov V.V., Veselkov A.A. Experimental testing of the algorithm for determining the frequency-time parameters of chirp signals // Telecommunications, 2016. No. 5. P. 2-7], knowing the estimate of the difference frequency of the signal ƒ paz2 , the value of the delay time and the value of the pulse duration, the rate of change of the frequency inside the chirp pulse and its spectrum width are determined [Kupryashkin I.F., Likhachev V.P., Semenov V.V. ., Lozhkin A.L. Polarimetric and interferometric modes of operation of radar with a synthetic aperture of the antenna in interference conditions: Monograph. - Voronezh: VUNC VVS "VVA", 2015. - p. 173, 174].

Если со второго выхода блока принятия решения 8 на ключ 9.1 подается решение, что принят только простой сигнал или приняты простой сигнал и ЛЧМ сигнал, то ключ включает работу измерителя 10.2. В измерителе определяются длительность импульса (аналогично измерителю 10.1, например, по максимуму линейной свертки низкочастотной составляющей сигнала на выходе фильтра 5.1 с серией ПИ) и период следования импульсов [Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А. Экспериментальная апробация алгоритма определения частотно-временных параметров ЛЧМ-сигналов // Телекоммуникации, 2016. №5. С. 2-7].If from the second output of the decision block 8 to the key 9.1 a decision is given that only a simple signal is received or a simple signal and a chirp signal are received, then the key turns on the operation of the meter 10.2. The meter determines the pulse duration (similar to the 10.1 meter, for example, by the maximum of the linear convolution of the low-frequency signal component at the output of the 5.1 filter with a series of PI) and the pulse repetition period [Likhachev VP, Semenov VV, Veselkov AA. Experimental testing of the algorithm for determining the frequency-time parameters of chirp signals // Telecommunications, 2016. No. 5. S. 2-7].

Если с третьего выхода блока принятия решения 8 на ключ 9.2 подается решение, что принят только ФКМ сигнал, то ключ включает работу измерителя 10.3. Сигнал на удвоенной частоте поступает на вход ФАПЧ 12, работающей на удвоенной частоте [Зимарин В.И., Илларионов Б.В., Козирацкий А.Ю., Козлов С.В. Устройства приема и обработки сигналов / Учебник. - Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2015. - с. 197, 198]. Опорный сигнал на выходе ФАПЧ перемножается с сигналом на выходе фильтра 1.1. Низкочастотным фильтром 5.3, выделяется низкочастотная составляющая сигнала на выходе перемножителя 4.3, по которой в измерителе 10.3 определяется закон чередования фаз ФКМ сигнала: если амплитуда принятого сигнала на выходе фильтра 5.3 больше нуля, то передан символ 0, если меньше нуля, то передан символ 1. Затем определяются число дискретов, длительность импульса (аналогично измерителю 10.1, например, по максимуму линейной свертки низкочастотной составляющей на выходе фильтра 5.3 с серией ПИ) и период следования импульсов [Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А. Экспериментальная апробация алгоритма определения частотно-временных параметров ЛЧМ-сигналов // Телекоммуникации, 2016. №5. С. 2-7], зная число дискретов и длительность импульса определяются длительность одного дискрета кода и ширина спектра ФКМ сигнала [Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка - М.: Воениздат, 2001. - с. 124, 137].If from the third output of the decision block 8 to the key 9.2 a decision is made that only the FCM signal is received, then the key turns on the operation of the meter 10.3. The signal at the doubled frequency is fed to the input of the PLL 12, operating at the doubled frequency [Zimarin V.I., Illarionov B.V., Koziratsky A.Yu., Kozlov S.V. Devices for receiving and processing signals / Textbook. - Voronezh: VUNC VVS "VVA", 2015. - p. 197, 198]. The reference signal at the output of the PLL is multiplied with the signal at the output of the filter 1.1. The low-frequency filter 5.3 selects the low-frequency component of the signal at the output of the multiplier 4.3, according to which the law of phase rotation of the PCM signal is determined in meter 10.3: if the amplitude of the received signal at the output of filter 5.3 is greater than zero, then symbol 0 is transmitted, if less than zero, then symbol 1 is transmitted. Then the number of samples, the pulse duration are determined (similar to the meter 10.1, for example, according to the maximum of the linear convolution of the low-frequency component at the output of the filter 5.3 with a series of PI) and the pulse repetition period [Likhachev V.P., Semenov V.V., Veselkov A.A. Experimental testing of the algorithm for determining the frequency-time parameters of chirp signals // Telecommunications, 2016. No. 5. P. 2-7], knowing the number of samples and the pulse duration, the duration of one sample of the code and the spectrum width of the PCM signal are determined [Smirnov Yu.A. Radio-technical intelligence - M .: Voenizdat, 2001. - p. 124, 137].

Таким образом, в предлагаемом способе анализа сложных сигналов в АКП новыми существенными признаками изобретения являются вновь введенные процедуры обработки радиолокационных сигналов после определения их вида.Thus, in the proposed method for analyzing complex signals in the automatic transmission system, the new essential features of the invention are the newly introduced procedures for processing radar signals after determining their type.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны способы, позволяющие после распознавания ЛЧМ, ФКМ и простых радиоимпульсов, имеющих несущие частоты в полосе пропускания входного фильтра определить их частотно-временные параметры при приеме отдельно ЛЧМ, ФКМ или простых радиоимпульсов, при одновременном приеме ЛЧМ и простых радиоимпульсов, а также позволяющие в случае одновременного приема ЛЧМ и ФКМ или ЛЧМ, ФКМ и простых радиоимпульсов определить частотно-временные параметры ЛЧМ сигнала.The proposed technical solution is new, since from the publicly available information methods are not known that allow, after recognizing chirp, FCM and simple radio pulses having carrier frequencies in the passband of the input filter, to determine their time-frequency parameters when receiving separately chirp, FCM or simple radio pulses, while receiving Chirp and simple radio pulses, as well as allowing, in the case of simultaneous reception of chirp and FKM or LFM, FKM and simple radio pulses, to determine the time-frequency parameters of the chirp signal.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартные радиоэлектронные устройства и средства. Например, полосовой фильтр 1.1 может быть реализован как волновой аналоговый фильтр (ВАФ); полосовые фильтры 1.2 и 1.3, фильтры низких частот 5.1-5.3 могут быть реализованы как фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) или фильтры на резонаторах [Улахович Д.А. Основы теории линейных электрических цепей: Учеб. пособие. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. - с. 586-603, 746-780]. Блоки получения спектра 6.1 - 6.4 можно реализовать на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), или с использованием спектроанализатора; блок принятия решения 8, ключи 9.1 и 9.2 можно реализовать в аналоговом виде на основе набора логических элементов И, НЕ, или в цифровом виде с использованием микроконтроллера. Измерители частотно-временных параметров 10.1 - 10.3 можно реализовать в цифровом виде с использованием микроконтроллера или ПЛИС.The proposed technical solution is practically applicable, since standard electronic devices and means can be used for its implementation. For example, bandpass filter 1.1 can be implemented as a waveform analog filter (WAF); bandpass filters 1.2 and 1.3, low-pass filters 5.1-5.3 can be implemented as filters on surface acoustic waves (SAW) or filters on resonators [Ulahovich D.A. Fundamentals of the theory of linear electrical circuits: Textbook. allowance. - SPb .: BHV-Petersburg, 2009 .-- p. 586-603, 746-780]. Spectrum acquisition units 6.1 - 6.4 can be implemented on the basis of an analog-to-digital converter (ADC) and a programmable logic integrated circuit (FPGA), or using a spectrum analyzer; decision block 8, keys 9.1 and 9.2 can be implemented in analog form based on a set of logic elements AND, NOT, or in digital form using a microcontroller. Time-frequency meters 10.1 - 10.3 can be implemented digitally using a microcontroller or FPGA.

Claims (1)

Способ анализа сложных сигналов в автокорреляционном приемнике, заключающийся в фильтрации и задержке принятого сигнала на заданное время, перемножении принятого сигнала с его задержанной копией, оценке разностной частоты сигнала, выделении составляющей сигнала на разностной частоте и низкочастотной составляющей сигнала, получении их амплитудно-частотных спектров (АЧС), удвоении частоты принятого сигнала после фильтрации, задержке сигнала на удвоенной частоте на заданное время, перемножении сигнала на удвоенной частоте с его задержанной копией, оценке разностной частоты сигнала, выделении составляющей сигнала на разностной частоте и низкочастотной составляющей сигнала, получении их АЧС, сравнении полученных спектров сигналов с заданными пороговыми значениями и принятии решения о виде принятого радиолокационного сигнала, отличающийся тем, что дополнительно: если было принято решение о приеме ЛЧМ сигнала, то определяют низкочастотную огибающую составляющей сигнала на разностной частоте, по которой определяют длительность и период следования импульсов, определяют скорость изменения частоты внутри ЛЧМ импульса и ширину спектра ЛЧМ импульсов; если было принято решение о приеме простого сигнала, то по низкочастотной составляющей определяют длительность и период следования импульсов; если было принято решение о приеме ФКМ сигнала, то сигнал на удвоенной частоте подают на фазовую автоматическую подстройку частоты, формируют опорный сигнал и перемножают его с принятым сигналом после фильтрации, выделяют низкочастотную составляющую, по которой определяют закон чередования фаз, число дискретов, длительность и период следования импульсов, определяют длительность одного дискрета кода и ширину спектра ФКМ сигнала.A method for analyzing complex signals in an autocorrelation receiver, which consists in filtering and delaying the received signal for a given time, multiplying the received signal with its delayed copy, estimating the difference frequency of the signal, separating the signal component at the difference frequency and the low-frequency component of the signal, obtaining their amplitude-frequency spectra ( ASF), doubling the frequency of the received signal after filtering, delaying the signal at a doubled frequency for a specified time, multiplying the signal at the doubled frequency with its delayed copy, estimating the difference frequency of the signal, isolating the signal component at the difference frequency and the low-frequency component of the signal, obtaining their ASF, comparing the obtained signal spectra with given threshold values and making a decision on the form of the received radar signal, characterized in that additionally: if a decision was made to receive the chirp signal, then the low-frequency envelope of the signal component at the difference frequency is determined, by which the duration and repetition period of the pulses are determined, the rate of change of the frequency within the chirp pulse and the width of the chirp pulse spectrum are determined; if it was decided to receive a simple signal, then the duration and repetition period of the pulses are determined from the low-frequency component; if it was decided to receive a PCM signal, then the signal at the doubled frequency is fed to the phase automatic frequency control, a reference signal is generated and multiplied with the received signal after filtering, the low-frequency component is isolated, according to which the law of phase rotation, the number of samples, duration and period are determined pulse repetition, determine the duration of one sample of the code and the spectrum width of the PCM signal.
RU2018136406A 2018-10-15 2018-10-15 Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver RU2726937C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136406A RU2726937C2 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136406A RU2726937C2 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018136406A RU2018136406A (en) 2020-04-15
RU2018136406A3 RU2018136406A3 (en) 2020-04-15
RU2726937C2 true RU2726937C2 (en) 2020-07-17

Family

ID=70277544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136406A RU2726937C2 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726937C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772973C1 (en) * 2021-09-28 2022-05-30 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" Object recognition method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115698658A (en) * 2020-06-30 2023-02-03 华为技术有限公司 A processing circuit, an optical module and a chirp detection method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU656401A1 (en) * 1976-06-04 1979-12-05 Предприятие П/Я А-7672 Device for measuring parameters of radio impulses
JP2003329765A (en) * 2002-05-14 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp Apparatus and method for analyzing pulse reception
RU2231118C1 (en) * 2003-01-04 2004-06-20 Военный университет связи Method for identifying radio signals
US20130128927A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Qualcomm Atheros, Inc. System and method for detecting chirping radar pulses
RU2578041C1 (en) * 2014-12-10 2016-03-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of determining parameters of chirp signals

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU656401A1 (en) * 1976-06-04 1979-12-05 Предприятие П/Я А-7672 Device for measuring parameters of radio impulses
JP2003329765A (en) * 2002-05-14 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp Apparatus and method for analyzing pulse reception
RU2231118C1 (en) * 2003-01-04 2004-06-20 Военный университет связи Method for identifying radio signals
US20130128927A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Qualcomm Atheros, Inc. System and method for detecting chirping radar pulses
RU2578041C1 (en) * 2014-12-10 2016-03-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of determining parameters of chirp signals

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
. СЕРГИЕНКО А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер, 2005. РОНКИН М.В. и др. Оценка частоты сигнала по короткой реализации в локационных системах с непрерывным излучением на основе обработки квадратурных составляющих, Приборы и системы измерений на основе акустических, оптических и радиоволн, Известия вузов России. Радиоэлектроника, 2015, вып.1. *
СЕРГИЕНКО А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер, 2005. РОНКИН М.В. и др. Оценка частоты сигнала по короткой реализации в локационных системах с непрерывным излучением на основе обработки квадратурных составляющих, Приборы и системы измерений на основе акустических, оптических и радиоволн, Известия вузов России. Радиоэлектроника, 2015, вып.1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772973C1 (en) * 2021-09-28 2022-05-30 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" Object recognition method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018136406A (en) 2020-04-15
RU2018136406A3 (en) 2020-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7064111B2 (en) Interference detection in a continuously wave (FMWC) radar system
EP3586128B1 (en) Probing a structure of concrete by means of electromagnetic waves
CN110857975A (en) Radar Range Accuracy Improvement Methods
RU2683791C1 (en) Method for determining types of radar signals in autocorrelation receiver
RU2726937C2 (en) Method for analyzing composite signals in an autocorrelation receiver
US9450598B2 (en) Two-stage digital down-conversion of RF pulses
JP2011191142A (en) Signal processor, radar apparatus, method of processing signal, and signal processing program
Mahlooji et al. Very high resolution digital instantaneous frequency measurement receiver
RU2634382C2 (en) Digital detector of phase-animated signals
RU2716017C1 (en) Method of determining the types of radar signals in an autocorrelation receiver
PL222895B1 (en) Method and system for radar signal compression
EP4040181A1 (en) Radar signal processing device, radar device, radar signal processing method and radar signal processing program
RU2726221C1 (en) Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver
RU2698579C1 (en) Method of processing linear-frequency-modulated signals with a multichannel autocorrelation receiver
RU2726188C1 (en) Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver
RU2723301C1 (en) Method of dividing speech and pauses by values of dispersions of amplitudes of spectral components
WO2014128687A1 (en) System and method for testing frequency synthesizer
RU2267226C1 (en) Device for detection and frequency estimation of radio pulses
RU2789386C1 (en) Signal classification method
RU2755680C1 (en) Method for multichannel detection of pulse signals with unknown parameters in interference
RU2684643C1 (en) Adaptive device for detection and analog-discrete conversion of signals
RU2694451C2 (en) Device for measuring amplitude-phase noise of microwave radio-pulse signal sources with high duty cycle of transmitters of high-coherence detection and communication systems
RU2796588C1 (en) Device for determining the type of modulation
RU2353050C1 (en) Adaptive multi-functional correlation and filtering device
RU2836461C1 (en) Method for estimating amplitudes of a multifrequency signal by spectral analysis carried out with different duration of analysis