УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СИГНАЛОВ
APPARATUS FOR TEMPORAL IDENTIFICATION SIGNAL SEQUENCES

Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиотехнической разведки при пассивном целеуказании.
Процесс идентификации заключается в объединении последовательностей сигналов по принадлежности их к отдельным источникам излучения. Последовательности сигналов получают в результате селекции входного потока сигналов, принятого пассивной станцией на различных циклах пространственного и частотного поисков.
В современных устройствах радиотехнической разведки для идентификации последовательностей сигналов наиболее часто используются устройства параметрической идентификации.
нес.
В этих устройствах (см. Муромцев Г.П., Смирнов Ю.А. и др. "Основы радиотехнической разведки, КВИРТУ, ПВО, 1972 г.; Кутин Г.Н. "Основы радиотехнической разведки", ЛВИКА им. Можайского, Л., 1963 г., книга КВИРТУ) для идентификации последовательностей сигналов измеряют основные параметры (длительность τ, несущую частоту f, период повторения Т) последовательностей и сравнивают по этим параметрам последовательности между собой. При совпадении параметров последовательности относят к одному и тому же источнику излучения. В противном случае последовательности принадлежат разным источникам.
Известно устройство идентификации источников радиоизлучений, содержащее антенну, радиоприемное устройство и анализатор, соединенные последовательно, широкобазовый амплитудный пеленгатор, подключенный к устройству измерения пеленга, при этом выходы анализатора и устройства измерения пеленга присоединены последовательно. С целью повышения разрешающей способности в нем между пеленгатором и каталогом включено устройство измерения амплитудной характеристики антенны пеленгатора.
Наиболее близким по технической сути и поэтому выбранным в качестве прототипа является устройство идентификации, реализованное в изделии "Титанит", ГК1.640.001.
Устройство-прототип состоит из последовательно соединенных измерительного блока приемного устройства, блока селекции сигналов, блока вычисления периода Т, блока памяти, блока параметрической идентификации последовательностей, блока порогового устройства. Входом устройства является вход измерительного блока приемного устройства, выходом - выход порогового устройства.
Устройство-прототип работает следующим образом.
нес.
На вход измерительного блока приемного устройства поступают сигналы, полученные в результате пространственного и частотного поисков приемника. Здесь измеряются основные параметры сигналов: несущая частота f и длительность τ импульсов.
В блоке селекции сигналов происходит объединение сигналов, имеющих одинаковые параметры, в последовательности, определяются основные параметры последовательности и время ее прихода. Затем вычисляется период повторения Т. Далее последовательности поступают в блок памяти на хранение. По сигналу управления из блока памяти в блок параметрической идентификации последовательностей выбираются две последовательности. В этом блоке вычисляются разности между соответствующими параметрами этих последовательностей. Полученные разности поступают в блок порогового устройства, где они сравниваются с соответствующими выбранными пороговыми значениями. Если каждая из разностей не превышает соответствующего ей порога, то последовательности относят к одному и тому же источнику излучения. Если хотя бы одна из разностей превысит соответствующий ей порог, то последовательности относят к различным источникам излучения.
К недостаткам данного устройства следует отнести довольно высокую вероятность пропуска целей и низкую точность определения пеленга, обусловленные тем, что однотипные по основным параметрам последовательности сигналов относят к одному и тому же источнику излучения, то есть производят идентификацию с ошибками.
Целью данного изобретения является повышение вероятности правильной идентификации последовательностей; при этом также обеспечивается повышение точности пеленгования.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве идентификации последовательностей сигналов, содержащем соединенные последовательно измерительный блок приемного устройства, вход которого является входом устройства, блок селекции сигналов, блок вычисления периода Т, блок памяти, блок параметрической идентификации последовательностей, блок порогового устройства, один выход которого является первым выходом устройства, ко второму выходу блока порогового устройства подключены соединенные последовательно блок усреднения периода Т, блок экстраполяции времени, блок сравнения времен, блок дополнительного порогового устройства, при этом второй и третий выходы блока памяти соединены соответственно со вторым входом блока усреднения периода Т и вторым входом блока сравнения времен, а выходы блока дополнительного порогового устройства являются первым и вторым выходами системы.
нес.
Такое построение системы позволяет две однотипные последовательности с одинаковыми параметрами (f, τ, Т), но различной фазой периода повторения, относить к различным источникам излучения, что повышает вероятность правильной идентификации.
идент.
л.т.
пел.
пел.
На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 и 3 - полученные путем статистического моделирования зависимости вероятности правильной идентификации Р, вероятности ложных тревог Р, среднеквадратические ошибки пеленга σ, значения математического ожидания ошибки определения пеленга М от величины дальности размещения 3-х однотипных РЛС от системы пассивного целеуказания.
Предлагаемое устройство (фиг.1) состоит из последовательно соединенных измерительного блока приемного устройства (1), блока селекции сигналов (2), блока вычисления периода Т (3), блока памяти (4), блока параметрической идентификации последовательностей (5), блока порогового устройства (6), блока усреднения периода Т (7), блока экстраполяции времени (8), блока сравнения времен (9), блока дополнительного порогового устройства (10), при этом второй и третий выходы блока памяти (4) подключены соответственно ко второму входу блока усреднения периода Т (5) и ко второму входу блока сравнения времен (9). Входом устройства является вход измерительного блока приемного устройства (1).
Система имеет два выхода: выход I (первые выходы блока порогового устройства и блока дополнительного порогового устройства) и выход II (второй выход блока дополнительного порогового устройства).
Устройство временной идентификации последовательностей сигналов работает следующим образом.
нес.
Сигналы, принятые в результате частотного и пространственного поисков, поступают на вход измерительного блока приемного устройства (1). В этом блоке происходит определение несущей частоты f и длительности τ импульсов. Далее в блоке селекции сигналов (2) происходит объединение сигналов, имеющих одинаковые параметры, в последовательности, вычисляются основные параметры последовательности и определяется время прихода одного из ее сигналов. Затем, после вычисления периода Т (блок 3), последовательность с присвоенными ей параметрами поступает на хранение в блок памяти (4).
нес
По сигналу управления из блока памяти (4) выбираются две последовательности и они передаются в блок параметрической идентификации последовательностей (5). В этом блоке вычисляются разности между соответствующими параметрами (f., τ, Т) двух последовательностей. Полученные разности поступают в блок порогового устройства (6), где они сравниваются с заданными порогами. Если хотя бы одна из полученных разностей превысит соответствующий порог, то последовательности относят к различным источникам излучения и на этом идентификация последовательностей прекращается (выход I).
Если же каждая из полученных разностей меньше соответствующего ей порога, то последовательности поступают на дальнейшую обработку. По сигналу управления из блока памяти (4) в блок усреднения периода Т (7) поступают данные о периодах повторения сигналов первой последовательности, а в блок сравнения времен (9) - время прихода одного из сигналов второй последовательности. После усреднения периода повторения Т первой последовательности в блоке экстраполяции времени (8) производится экстраполирование времени прихода сигналов этой последовательности на "m" шагов, где один шаг равен усредненному периоду повторения сигналов этой последовательности (всего на время Тm), вплоть до момента поступления сигналов второй последовательности. Экстраполированное время передается в блок сравнения времен (9), где вычисляется разность между ним и временем прихода одного из сигналов второй последовательности. Эта разность поступает в блок дополнительного порогового устройства (10), где она сравнивается с выбранным порогом, значение которого зависит от интенсивности входного потока, количества шагов экстраполяции, ошибок измерительной системы и др.
Если окажется, что вычисленная разность будет меньше порогового значения, то обе последовательности относят к одному и тому же источнику излучения (выход II). В случае превышения указанной разности порогового значения последовательности относят к различным источникам излучения (выход I).
Результаты статистического моделирования работы предлагаемого устройства подтвердили его эффективность.
Моделирование проводилось на ЦВМ "БЭСМ-6". Моделировалась работа данного устройства в условиях дальнего тропосферного распространения радиоволн. При этом в зоне обзора станции пассивного целеуказания находились три однотипных источника излучения, разнесенные по азимуту один относительно другого на один градус.
Данные моделирования приведены на фиг.2 и фиг.3. Для сравнения там же приведены соответствующие кривые, полученные при моделировании устройства-прототипа, работающего в аналогичных условиях.
л.т.
идент.
пел.
пел.
По оси абсцисс отложены вероятность ложных тревог Р, вероятность правильной идентификации целей Р (Фиг.2); и среднеквадратические ошибки определения пеленга σ и значение математического ожидания ошибки определения пеленга М (фиг.3), по оси ординат - дальность в километрах от источника излучения до системы пассивного целеуказания.
Кривые 11, 13, 15 и 17 характеризуют работу предлагаемого устройства, кривые 12, 14, 16 и 18 - устройства-прототипа.
идент.
идент.
л.т.
Как видно из графиков, использование предлагаемого устройства временной идентификации последовательностей сигналов позволяет получить выигрыш в вероятности правильной идентификации, обеспечивая вероятность Р=0,80÷1 (у прототипа Р=0,57÷1) при постоянном значении Р, и увеличить точность пеленгования, при этом математическое ожидание ошибки определения пеленга составляют 4′-6′ (у прототипа 30′-50′), что повышает тактико-технические характеристики пассивной системы целеуказания. При этом усложнение аппаратуры не превышает 15÷20%.