КОРРЕЛЯЦИОННО-ФИЛЬТРОВОЕ УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ КВАЗИНЕПРИРЫВНОГО СИГНАЛА С ФАЗОКОДОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ

Полезная модель относится к области техники «Радиолокация» и может быть использована в приемных устройствах многофункциональных радиолокационных станций (МРЛС).
Известны устройства обработки квазинепрерывных (пачечных) сигналов (КН сигналов), в основе которых лежит принцип корреляционно-фильтровой обработки. Устройство корреляционно-фильтровой обработки содержит следующие основные функциональные элементы: преселектор, умножитель (смеситель), гетеродин, фильтр предварительной селекции (полосовой фильтр), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), устройство цифровой обработки. Преселектор выполняет функцию стробирования по дальности, что позволяет избежать излишнего накопления шумов в моменты отсутствия сигнала. Стробированный сигнал перемножается в смесителе с сигналом гетеродина для понижения промежуточной частоты. Полосовой фильтр используется для формирования полосы частот сигналов, обрабатываемых в цифровой части приемного устройства, и необходим для выполнения условий теоремы Котельникова. АЦП предназначен для преобразования аналогого сигнала в цифровую форму. Устройство цифровой обработки реализует алгоритм быстрого преобразования Фурье и обработку сигнала в частотной области [1, стр.28].
ГЕТ3
Наиболее близким к изобретению (прототипом) является устройство корреляционно-фильтровой обработки КН сигнала. Данное устройство содержит: балансный смеситель по дальности (БсмД), в котором осуществляется понижение промежуточной частоты принятого КН сигнала и стробирование по дальности; полосовой фильтр 1 (ПФ1) на выходе БсмД, предназначенный для ограничения спектра сигнала в доплеровском диапазоне частот; режекторные фильтры (РФ) - РФ0, РФ1, РФ2, предназначенные для подавления нулевой (РФ0) и двух кратных гармоник (РФ1, РФ2) спектра пассивной помехи; балансный смеситель по скорости (БсмV) - вторая ступень преобразования частоты, в которой путем изменения частоты гетеродинного напряжения f осуществляется переменная или фиксированная настройка корреляционно-фильтрового канала по частоте для обнаружения сигнала в заданном диапазоне доплеровских частот; полосовой фильтр 2 (ПФ2) на выходе БсмV, предназначенный для ограничения спектра сигнала в доплеровском диапазоне частот; АЦП; цифровая вычислительная машина (ЦВМ), предназначенная для выполнения алгоритмов цифровой обработки КН сигналов.
Известно корреляционно-фильтровое устройство селекции движущихся целей (№патента 2254594), в котором применяется корреляционно-фильтровой способ обработки КН сигнала.
Основным недостатком существующих устройств корреляционно-фильтровой обработки КН сигнала является то, что они не позволяют получить однозначную дальность в одном зондировании.
Сущность полезной модели заключается в обработке КН сигнала с фазокодовой манипуляцией (ФКМ), что позволяет измерять однозначную дальность в одном зондировании с использованием корреляционно-фильтрового способа обработки. Указанный технический результат достигается тем, что в прототипе, содержащем БсмД, ПФ1, РФ0, БсмV, ПФ2, АЦП, ЦВМ, согласно полезной модели вводится демодуляция КН сигнала с ФКМ.
Упрощенная структурная схема корреляционно-фильтрового канала обработки КН сигнала с ФКМ представлена на фигуре 1.
В состав схемы на фигуре 1 входят:
«1» - балансный смеситель по дальности. Выполняет функцию стробирования по дальности принятых импульсов КН сигнала с ФКМ, которые поступают с антенного поста на второй промежуточной частоте. Стробирование по дальности осуществляется селектирующими импульсами по дальности (СИД), которые формируются в ПКВИ (преобразователе кода во временной интервал) - «2»;
«3» - Демодулятор (описание приводится ниже);
пр2
пр3
«4», «8» - полосовые фильтры (на второй f и третьей f промежуточных частотах соответственно), предназначенные для ограничения спектра принимаемых сигналов в доплеровском диапазоне частот перед переводом сигналов в цифровую форму;
пр2
пр3
«5», «9» - режекторные фильтры. Предназначены для подавления нулевой гармоники спектра пассивной помехи (на второй f и третьей f промежуточных частотах);
ГЕТ3
пр2
пр3
«6» - балансный смеситель по скорости. Формирователь опорного сигнала выдает на смеситель сигнал третьего гетеродина (f) «7» для понижения промежуточной частоты принятого сигнала (с f до f);
«10» - аналогово-цифровой преобразователь. Предназначен для преобразования сигнала в цифровой вид;
«11» - цифровая вычислительная машина. Выполняет следующие основные этапы цифровой обработки:
- весовая обработка и узкополосная фильтрация (по алгоритму быстрого преобразования Фурье) КН сигнала во всем доплеровском диапазоне;
- введение поправок по фазе в принятые сигналы;
- расчет параметров движения целей (дальности и скорости);
- расчет ошибок сопровождения по дальности (Д) и скорости (V) с использованием дискриминационных характеристик;
- расчет угловых рассогласований по азимуту и углу места.
Демодулятор работает следующим образом. Импульсные кодовые последовательности демодуляции КН сигналов с ФКМ поступают на демодулятор, стробируя принятый сигнал в зависимости от фазы. На фигуре 2 представлена схема демодулятора. Демодулятор представляет собой прямой («1») и инверсный вход («2») с ключами на каждом входе, которые управляются импульсами "строб ФКМ" («3», «4»). За счет стробирования прямого и инверсного сигналов на выходе ключей получаются два сигнала с одинаковой фазой («5», «6»), разнесенные по времени. За счет разнесения во времени не требуется операции сложения. В результате на выходе демодулятора формируется КН сигнал («7») с одинаковой фазой от импульса к импульсу. На фигуре 3 представлены эпюры, поясняющие работу демодулятора в каждой точке.
Осуществление полезной модели позволяет обработать КН сигнал с ФКМ и получить однозначную дальность в одном зондировании, что существенно упрощает алгоритмы обработки и повышает производительность работы станции.
Список используемой литературы
1. Канащенков А.И., Меркулов В.И. Защита радиолокационных систем от помех. Состояние и тенденции развития - М.: Радиотехника, 2003.