SU734589A1 - Устройство дл цифровой обработки линейно-частотномодулированных сигналов - Google Patents

Description

ных регистров соединены с соответствующими входами блока вычислени  дискретного преобразовани  фурье, введены генератор-синтезатор и после довательно соединенные форьшрователь коэффициента умножени , умножитель и сумматор с пам тью, первый и второ выходы которого соединены с входом обнаружител  и вторым входом интерпол тора соответственно, причем первый и второй входы формировател  коэ фициента умножени  соединены соответственно с первыми выходами интерпол тора и буферного запоминающего устройства, второй выход которого соединен с вторым входом умножител , вход генератора-синтезатора соединен с вторым выходом интерпол тора, а М выходов генератора-синтезатора соеди нены с соответствующими входами блока вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, На чертеже представ/гена структурна  электрическа  схема предложенного устройства. Устройство содержит М преобразова телей 1 сигналов, квадратурный генератор 2 ЛМЧ колебаний, генератор 3 сигналов дискретизации, N буферных регистров 4, блок 5 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, квадратоп 6, буферное/запоминающее уст .ройство 7, умножитель 8, формирователь 9 коэффициента умножени , сумматор 10 с пам тью, обнаружитель 11, интерпол тор 12 и генератор-синтезатор 13. Устройство работает следующим образом. На сигнальные входы всех Ni преобразователей 1 сигналов подаетс  сигнал , имеющий вид: U(.tbl5-,(.tH, Ve(o,T)iV(); (1 ,.,г..., min max где - амплитуда сигнала от i-й - значение частоты сигнала от 1-й цели в момент - значение производной частот сигнала от-1-й цели на интервале наблюдени  te(0. Т) На управл ющие входы каждого из М преобразователей 1 подаютс  колеба к  местного ква,цратурного генератор 2, сдвинутые друг относительно друга на угол /2, линейно модулированные по частоте колебаний: U,-sinan(VP).(f.. и .cos2K()(f.. ,l..,M-l, при t 6(О, Т) в каждом из М преобразователей 1 сигнал подвергаетс  квадратурному гетеродинированию колебани ми (2) и низкочастотной фильтоации, что позвол ет сформировать на базе прин того сигнала низкочастотный аналитический сигнал, спектр которого сосредоточен в области f е (0,2F), при этом составл ющие сигнала за счет ускорени  разных цепей оказываютс  в большей или меньшей степени скомпенсированными в разных каналах линейно модулированными по частоте составл ющими г:етеродинирующих колебаний. Далее низкочастотные аналитические колебани  в каждом, из М преобразователей 1 дискретизируютс  по времени с шагом дt J., определ емым генератором 3 сигналов дискретизации, и подвергаютс  аналогово-цифровому преобразованию . За врем  Т в регистрах преобразователей 1 накапливаетс  дискретных отсчетов указанных сигналов . По окончании интервала наблюдени  за врем  crt«T производитс  перезапись информации из регистров преобразователей 1 в буферные регистры 4. Сразу же после этого начинаетс  повторное заполнение регистров преобра зователей 1 новой информацией. Блок 5 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье по дискретным отсчетам низкочастотного аналитического сигнала из т-го буферного регистра вычисл ет 2N отсче-тов его Фурье-спектра в диапазоне f6(0,2F) с шагом л . Квадратор б путем нахождени  квадратов модуле; отсчетов Фурье-спектра формирует 2N отсчетов энергетического спектра, которые помещаютс  в т-ю строку запоминающего устройства 7 хранени  промежуточных результатов. После завершени  цикла вычислени  всех М энергетических спектров информаци  из запоминающего устройства 7, имеющего объем М строк по 2N  чеек дл  хранени  действительных чисел, переписываетс  в умножитель 8, по второму входу которого подсоединен формирователь 9 коэффициента умножени . В начальный момент обработки формирователь 9 коэффициента умножени  имеет на выходе коэффициент умножени , равный единице. Поэтому информаци  из умножител  8 переписываетс  в сумматор 10 такого же объема , как и запоминающее устройство 7, без изменений. Обнаружитель 11, согласно заданному алгоритму обнаружени , путем анализа дискретных отсчетов энергетического спектра сигнала в спектре обзора fe(0,2F); fe.f,f производит грубую оценку частоты и ее

производной наиболее интенсивной сигнальной составл юией. Интерпол тор 12, использу  информацию, заложенную в амплитуде отсчетов энергетического спектра, формирует точные оценки частоты и ее производной. Интерпол ток. 12 может обеспечить получение теоретически предельной точности оценок частоты и ее производной дл  любой из сигнальных состал ющих . Действительно,, при дискретизации энергетического спектра в секторе обзора fe(0,2F); е(, f,) с шагом дискретизации соответственно Л и uf : возможно точное восстановление спектра в интервале между вычисленными спектральными отсчетами по теореме Котельникова,

Далее после нахождени  уточненной оценки частоты и производной частоты наиболее мощной спектральной составл ющей исследуемого сигнала необходимо компенсировать спектр уже изме ,ренной составл ющей. Дл  этого с выхода интерпол тора 12 оценочное значение частоты и ее произвоной поступает на вход формировател  9 коэффициента умножени , который формирует коэффициент умножени  К, Коэффициент вырабатываетс  из услови  точной компенсаций максимального отсчета измеренной составл ющей и принимаетс  равным К.,-. (Fg. /Fj . ) f где F. - интенсивность максимальной спектральной составл ющей сформированного компенсирующего спектра. Компенсирующий спектр формируетс  следующим образом. Со второго выхода интерпол тора 12 указанные значени  частоты и её производной поступают на вход генераторасинтезатора 13 линейно модулированных по частоте колебаний, выходные сигналы которого подаютс  на соответствующие входы блока 5 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье Генератор-синтезатор 13 формирует на выходе сигналы, которые по .своему спектру наиболее точно соответствуютспектру наиболее интенсивной составл ющей от прин той преализации. Зла е этот сформированный сигнал подвергаетс  дискретному преобразованию Фурь в блоке 5, в квадраторе 6 осуществл етс  формирование его энергетического спектра и перезапись значений этого спектра в запоминающее устройство 7, из которого отсчеты энергетического компенсирующего спектра поступают в умножитель 8, где умножаютс  на коэффициент К,-+ц и складываютс  с содержимым 2N соответствующих  чеек сумматора 10, Повторение процедуры поиска максимального спектрального отсчета и интерпол ции позвол ет оценить параметры спёдующей (несколько менее мощной по. сравнению с предыдущей) составл ющей измер емого сигнала.

Очевидно, что количество составл ющих измерительного сигнала, частоты и производные частот которых могут быть измерены в реальном масщтабе времени с помощью предлагаемого устройства дл  цифровой обработки сигналов , определ етс  в основном быстродействием блока 5 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье. Дл  измерени  п частот (разнесенных на интервал , в несколько раз превышающий

0 релеевский предел разрешени ), необ.ходимо за врем , равное интервалу наблюдени , вычислить (п + 1) М. дискретных преобразований Фурье.

Таким образом, проведение проце5 дуры компенсации спектра наиболее мощной спектральной составл ющей измер емого сигнала позвол ет понизить порог обнаружени  ниже уровн  первого бокового лепестка указанной

0 составл ющей, так как в противном случае уровень этого лепестка может быть прин т за главный максимум менее интенсивных спектральных состав л ющих.

25

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР по за вке 2433528/09, кл. G 01 S 3/74, 23.06.77 г.