СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ЧАСТОТЫ
METHOD FOR INCREASING NOISE RESISTANCE OF RADAR SENSORS WITH FREQUENCY SELECTION

Изобретение относится к области радиолокации с переключением частоты (ПЧ). Способ может использоваться при обработке сигналов в бортовых (например, автомобильных) радиолокационных датчиках (РЛД), предназначенных для обнаружения движущихся целей, измерения расстояния до них, а также определения скорости и направления движения.
Известный способ радиолокации с ПЧ полагает последовательную передачу зондирующих радиосигналов на двух разных частотах  и . Отраженные от цели и вернувшиеся назад в РЛД радиосигналы имеют относительно излучаемых дополнительные набеги фаз  и , зависящие от расстояния до цели (см. стр. 218–221 в [1]). Разность фаз  между переданными и принятыми радиосигналами для движущихся целей переносится на выходе смесителя приёмника на фазу доплеровских сигналов. Поэтому текущая разность фаз доплеровских сигналов, полученных на разных частотах  и , даёт информацию о дальности до цели: , где  – разнос частот,  – скорость распространения радиоизлучения, причём . Здесь  – любая из частот  или . При этом однозначность измерения дальности  до цели ограничена возможностью измерения разности фаз не более 2π и определяется выбором разноса частот : . Относительная (радиальная) скорость  цели находится по частоте  доплеровского сигнала . По знаку разности фаз  обычно определяется направление движения цели.
Следует отметить, что ПЧ в отличие от других видов модуляции частоты излучения (например, синусоидального, пилообразного и др.) и обработка сигналов являются наиболее простыми в реализации. Этот вид модуляции позволяет достаточно просто разделить в сигнале данные о разности фаз, которая является результатом эффекта Доплера, от данных о разности фаз, которая обусловлена запаздыванием отражённого излучения и связана с дальностью до цели. При этом определение параметров движения цели в РЛД с ПЧ при обработке сигналов выполняется на низкой (доплеровской) частоте, что является также достоинством этого способа радиолокации, поскольку для обработки этих сигналов могут использоваться невысокие по быстродействию и дешевые цифровые сигнальные процессоры (ЦСП) [2-7]. ЦСП в составе РЛД с ПЧ осуществляют управление режимами работы, формирование и обработку сигналов при значительном упрощении конструкции устройств и обеспечивают гибкость изменения алгоритма обработки сигналов благодаря возможности их перепрограммирования (см. стр. 71–77 [8], [9]). Ещё одним достоинством этого способа модуляции для многих приложений является отсутствие требования к линейности модуляционной характеристики передатчика. Поэтому РЛД с ПЧ благодаря отмеченным достоинствам находят широкое применение для решения различных задач [10-13].
Известен способ обработки сигналов РЛД с ПЧ [14-16], в котором последовательность действий обработки сигналов и переключения частоты зондирующего излучения образуют «обратную связь» по частоте. Такое решение позволило разрешить противоречие между, с одной стороны, условием минимизации амплитудно-фазовых искажений доплеровских сигналов, когда период модуляции  излучения должен быть значительно меньше минимального периода доплеровского сигнала , по крайней мере, на порядок, и, с другой стороны, условием нормального приёма отражённого радиосигнала и его обработки, при котором время  распространения радиосигнала до цели и обратно должно быть меньше половины периода модуляции  (см. стр. 45 [17]).
Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности, принципу действия и достигаемому положительному эффекту является РЛД с ПЧ, заявленный согласно патенту РФ RU2695799, 29.07.2019, МКИ G01S 13/42, «Способ определения параметров движения объектов локации в радиолокационных датчиках с частотной манипуляцией непрерывного излучения радиоволн и устройство для его реализации» / В.Я. Носков, К.А. Игнатков [16].
Способ определения параметров движения цели РЛД с ПЧ прототипа в соответствие с описанием состоит в следующем: поочерёдно облучают движущуюся цель зондирующим радиосигналом на двух частотах, принимают отраженный от движущейся цели радиосигнал на этих же частотах, смешивают его с частью зондирующего радиосигнала, преобразуют его в область низких частот, получая доплеровский сигнал, формируют в виде временных интервалов, причем срез этих интервалов совпадает с переходом доплеровского сигнала через нуль при одном и том же знаке производной от его мгновенного значения, после этого производят подсчёт целого числа периодов сформированных временных интервалов и дешифрируют результат подсчёта, по завершению подсчёта, переключают частоту зондирующего радиосигнала с одной частоты на другую в моменты перехода доплеровского сигнала через нуль при одном и том же знаке производной от его мгновенного значения, при этом дальность до цели определяют по разности временных интервалов излучения зондирующего радиосигнала на одной и другой частотах, направление движения объекта локации определяют по знаку упомянутой разности временных интервалов, а относительную скорость движения цели определяют исходя из длительности периодов доплеровского сигнала, получаемых после дешифрации.
Анализ известных технических решений, в том числе прототипа, показал, что известные способы определения параметров движения цели имеют общие недостатки. Один из них состоит в том, что известные РЛД с ПЧ не обеспечивают достаточную надежность измерения параметров движения в условиях наличия радиопомех. В случае попадания на вход ДПП с ПЧ радиосигналов от иных РЛД (например, РЛД, установленных на транспортных средствах, движущихся по встречной полосе дороги) и близком расположении рабочих частот возможно появление на выходе ДПП с ПЧ сигналов помехи в виде биений, которые нарушают нормальный процесс обработки доплеровского сигнала и управления. В таком случае вероятен отказ в работе РЛД с ПЧ, который может выражаться в ложном пропуске цели или ложном срабатывании РЛД с ПЧ при отсутствии цели.
Другой недостаток состоит в том, что в случае наличия переотражений зондирующих радиосигналов от посторонних предметов и подстилающей поверхности, например, дорожного полотна, происходит интерференция прямого от цели и переотраженного радиосигналов. В результате интерференции результирующий радиосигнал на входе ДПП с ПЧ сильно изменяет свою амплитуду, вплоть до нуля (см. стр. 276-280 [18]). Это явление приводит к тому, что на некоторых расстояниях радиосигнал от цели может отсутствовать и обнаружение цели становится невозможным. В таком случае также вероятен отказ в работе РЛД с ПЧ, который может выражаться в ложном пропуске цели при ее наличии.
Таким образом, суть проблемы способа-прототипа состоит в том, что он не обеспечивает достаточную помехоустойчивость РЛД с ПЧ к воздействию радиопомех. Это является существенным ограничением известного технического решения, особенно в современных условиях возрастающего числа транспортных средств, оснащенных РЛД и ограниченности частотных диапазонов, отведенных для радиолокации на транспорте.
Решение указанной проблемы состоит в том, чтобы снять указанное ограничение, а именно, повысить устойчивость РЛД с ПЧ к воздействию помех. Это достигается тем, что в способе повышения помехоустойчивости РЛД с ПЧ, при котором поочерёдно облучают движущуюся цель зондирующим радиосигналом на нескольких частотах  (здесь и далее ;  – конечное число радиосигналов) с шагом , принимают отраженный от движущейся цели радиосигнал на этих же частотах, смешивают с частью зондирующего радиосигнала и преобразуют его в область низких частот, получая при этом доплеровский сигнал от цели, далее получают спектр доплеровского сигнала, запоминают амплитуды  и частоты  гармонических составляющих в спектре доплеровского сигнала, кроме того, для каждого доплеровского сигнала производят подсчёт целого числа (допустим, N) периодов сигнала, формируя временные интервалы , причем срез этих временных интервалов совпадает с переходом доплеровского сигнала через нуль при одном и том же знаке производной от мгновенного значения доплеровского сигнала, определяют длительности  этих временных интервалов, запоминают полученные значения этих длительностей  и переключают частоту зондирующего радиосигнала на следующую частоту  в сторону ее увеличения  в моменты среза временных интервалов , а после завершения прямого цикла облучения движущейся цели зондирующим радиосигналом на M частотах продолжают выполнять перечисленные выше действия на M частотах радиосигналов, запоминая амплитуды  и частоты  гармонических составляющих в спектре доплеровского сигнала, а также длительности  временных интервалов и переключая частоту  зондирующего радиосигнала на следующую частоту  в моменты среза временных интервалов в обратном порядке, то есть в сторону ее уменьшения , при этом после завершения обратного цикла переключения частоты радиосигнала до ее первоначального значения , выбирают из запомненных значений частоты  гармонических составляющих те значения, которые повторяются на большинстве частот  радиосигналов, определяют из этих значений среднее арифметическое значение  доплеровской частоты, находят частоты  радиосигналов, на которых в спектре сигналов присутствуют дополнительные гармонические составляющие, не совпадающие со средним арифметическим значением , исключают из числа запомненных значения амплитуд  гармонических составляющих в спектре доплеровского сигнала и значения длительностей  и  временных интервалов на прямом и обратном цикле, соответствующих частотам  радиосигналов и пораженных помехой, исходя из оставшихся в памяти значений ,  и , если их число  на каждом цикле не менее двух (), а значения  превышают пороговое значение , определяют параметры движения цели, при этом скорость  цели определяют исходя из полученного выше значения средней частоты  доплеровского сигнала: , расстояние  до цели определяют исходя из разности  средних значений длительностей временных интервалов на прямом  и обратном  циклах: , по знаку разности временных интервалов  определяют направление относительного движения цели: знак «плюс» – цель удаляется, а знак «минус» – цель приближается. При этом для получения спектра доплеровского сигнала может использоваться операция быстрого преобразования Фурье (БПФ).
Техническим результатом предложенного способа является повышение устойчивости РЛД с ПЧ к воздействию помех благодаря увеличению количества переключаемых частот зондирующих радиосигналов и исключению пораженных помехой результатов обработки сигналов. Если в устройстве-прототипе достаточно поразить помехой радиосигнал на одной из частот, чтобы устройство перестало работать, то в предлагаемом устройстве количество частот радиосигналов увеличено и вероятность поражения РЛД с ПЧ понижена. Этим достигается, как показано ниже при описании работы устройства, повышение также надежности обнаружения цели в условиях влияния интерференционных замираний радиосигналов из-за наличия их переотражений от подстилающей поверхности, а также повышение точности определения параметров движения цели.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ; на фигуре 2 раскрыто содержание БОСУ; на фигурах 3 и 4 приведены временные эпюры, поясняющие принцип действия устройства. Суть предложенного способа будет рассмотрена ниже при описании работы устройства.
РЛД с ПЧ содержит (см. фиг. 1) антенну 1, ДПП с ПЧ 2 и БОСУ 3. При этом антенна 1 и ДПП с ПЧ 2 связаны между собой по высокой частоте, к сигнальному выходу 4 ДПП с ПЧ 2 подключен вход 5 БОСУ 3, а выход 6 БОСУ 3 подключен к входу 7 управления частотой ДПП с ПЧ 2. Выходом устройства является выходная шина 8 БОСУ 3, содержащая данные о скорости , расстоянии  и направлении  движения цели.
БОСУ 3 (см. фигуру 2) выполняет одновременно функции управления частотой излучаемого радиосигнала ДПП с ПЧ 2 и первичной обработки сигналов, которые поступают с выхода 4 ДПП с ПЧ 2. Он реализован на основе ЦСП 9, например, типа TMS320F2808 фирмы Texas Instrument [9], и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 10, который предназначен для перестройки частоты ДПП с ПЧ 2 путем формирования ступенчато-пилообразного напряжения. Это напряжение подаётся на вход 7 управления частотой ДПП с ПЧ 2, переключающего частоту излучаемого антенной 1 радиосигнала. В состав ЦСП 9 входят блоки, выполняющие следующие функции: аналого-цифровой преобразователь АЦП 11, предназначенный для оцифровки выходных сигналов ДПП с ПЧ 2; приемо-передатчик шины первого последовательного порта (ПП–1) 12, управляющий работой цифро-аналогового преобразователя ЦАП 10; приемо-передатчик шины второго последовательного порта (ПП–2) 13, который осуществляет обмен информацией с персональным (или бортовым) компьютером 14 через шину данных 8; высокоскоростное вычислительное ядро 15, выполняющее все функции цифровой обработки сигнала (спектральный анализ, цифровую фильтрацию сигнала и формирование данных для переключения частоты ДПП с ПЧ 2 и индикации); постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 16, хранящее программу обработки сигналов и управления; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 17, выполняющее функции запоминания текущих значений и результатов отработки сигналов.
Радиолокационный датчик с переключением частоты работает следующим образом.
После подачи на устройство напряжения от источника питания (на фигурах 1 и 2 он не показан) в ЦСП 9 производится сначала настройка периферийных устройств ЦСП 9, распределение внутренней памяти, установка значений внутренних переменных, копирование исполняемого кода команд из ПЗУ 16 с низкой производительностью в высокопроизводительное ОЗУ 17. После ее завершения через последовательный порт ПП-1 12 производится выдача на управляющий регистр ЦАП 10 исходного цифрового кода значения частоты ДПП с ПЧ 2. При этом ЦАП 10, получив цифровой код, устанавливает на своём аналоговом выходе напряжение, соответствующее этому цифровому коду. Далее напряжение с выхода ЦАП 10 поступает на вход 7 управления частотой ДПП с ПЧ 2, устанавливая начальную частоту  излучаемого антенной 1 радиосигнала. Здесь  – текущая частота радиосигнала ДПП с ПЧ 2 внутри цикла из М частот, причем разнос частот между соседними значениями  является постоянным и равным .
Формируемый таким образом зондирующий радиосигнал ДПП с ПЧ 2 на частоте  поступает в антенну 1 и в соответствие с её диаграммой направленности излучается в контролируемое пространство. Радиосигнал, отраженный от движущейся цели, попадает через антенну 1 обратно в ДПП с ПЧ 2. Там он смешивается с частью излучаемого радиосигнала и в смесителе приемника преобразуется в область низких частот в виде доплеровского сигнала. Амплитуда преобразованного сигнала характеризует отражающую способность цели, а его частота – скорость ее перемещения. Данный сигнал далее поступает на выход 4 ДПП с ПЧ 2. В случае воздействия на устройство активной помехи на отдельных частотах приема радиосигналов, пораженных действием активной помехи, на выходе 4 ДПП с ПЧ 2 наблюдается сигнал биений. Поскольку высокочастотные сигналы биений подавляются на выходе смесителя приемника сопутствующим фильтром нижних частот, то на выход 4 ДПП с ПЧ 2 проходят сигналы биений, частота которых в основном находится в области доплеровских частот. При этом необходимо отметить, что на выходе 4 присутствуют также собственные шумы ДПП с ПЧ 2. Далее аддитивная совокупность доплеровских сигналов и сигналов биений от действия активных помех, а также шумов через вход 5 БОСУ 3 поступает на вход АЦП 11 ЦСП 9.
Рассмотрим работу устройства сначала при наличии на входе АЦП 11 только аддитивной смеси доплеровского сигнала и собственных шумов ДПП с ПЧ 2. В этом случае АЦП 11 производит оцифровку мгновенных значений аддитивной смеси сигнала и шума с частотой выборки , причем , где  – частота доплеровского сигнала при максимальной ожидаемой скорости цели. Полученный при этом массив исходных данных заполняется в память ОЗУ 17 для последующей обработки аддитивной смеси сигнала и помех.
Далее вычислительным ядром 15 ЦСП 9 к исходным данным аддитивной смеси сигнала и шума последовательно применяют операции «скользящее среднее», которая выступает в качестве фильтра нижних частот, и «экстраполяция», обеспечивающая нахождение на оси времени точек пересечения сигналом «нулей» и дополнение этими данными массива новых «сглаженных» данных о сигнале в ОЗУ 17.
После этого вычислительным ядром 15 ЦСП 9 с массивом данных доплеровского сигнала выполняется операция быстрого преобразования Фурье (БПФ). Данная операция реализовано на основе стандартной библиотеки функций по алгоритму «Radix2» с применением оконной функции Хеннинга, оптимизированных для используемого в ЦСП 9 вычислительного ядра 15. В результате выполнения операции БПФ из массива «сглаженных» данных о сигнале в ОЗУ 17, дополненных данными о переходах сигналов через нуль, формируется еще одна последовательность данных, отображающих картину спектра смеси доплеровского сигнала и шума. «Пьедестал» этого спектра определяется уровнем шума ДПП с ПЧ 2, а присутствующая в спектре гармоническая составляющая определяется наличием доплеровского сигнала от движущейся цели в поле излучения антенны 1. При этом амплитуда гармонической составляющей пропорциональна уровню принятого от цели радиосигнала, а ее частота – пропорциональна скорости движения цели в соответствие с эффектом Доплера. Далее вычислительным ядром 15 ЦСП 9 значение полученной в результате БПФ частоты  гармонической доплеровской составляющей и величины ее амплитуды  записываются в память ОЗУ 17.
После этого вычислительным ядром 15 ЦСП 9 определяется продолжительность временного интервала  от момента предыдущего переключения частоты  ДПП с ПЧ 2 до момента последующего переключения на частоту , определяемого как момент времени N-го перехода мгновенного значения смеси сигнала и шума через нуль при одном и том же значении производной от мгновенного значения. Здесь смысл N – это коэффициент деления частоты доплеровского сигнала, который может выбираться в пределах от единицы до десятков раз. Полученное значение временного интервала  заносится в память ОЗУ 17. При этом в момент завершения формирования временного интервала  производится переход к следующей частоте радиосигнала. Для этого через последовательный порт ПП-1 12 на управляющий регистр ЦАП 10 поступает цифровой код следующего значения частоты  радиосигнала ДПП с ПЧ 2, отличающейся от предыдущего значения частоты на величину . ЦАП 10, получив очередной цифровой код, устанавливает на своём аналоговом выходе напряжение, соответствующее этому цифровому коду. После его установки на частоте  радиосигнала повторяется последовательность упомянутых выше действий выборки из АЦП и сохранение результата в памяти массива данных о сигнале, фильтрация сигнала и его экстраполяция, БПФ, измерение временных интервалов и так далее до завершения прямого цикла, когда число  обработанных сигналов достигнет значения : . При этом завершается цикл прямой последовательности переключения частоты ДПП с ПЧ, когда разность  (см. фиг. 3).
После завершения прямого цикла повторяющейся последовательности команд вычислительное ядро 15 ЦСП 9 продолжает выполнение цикла повторяющейся последовательности действий по установки значения частоты, выборки из АЦП и сохранение результата в памяти массива данных о сигнале, фильтрация сигнала и его экстраполяция, БПФ и измерение временных интервалов. Однако в этом случае при выполнении действия по установке нового значения частоты вычислительным ядром 15 формируется обратный цикл изменения частоты  радиосигнала ДПП с ПЧ 2, т.е. каждая последующая частота  радиосигнала уменьшается на величину , т.е.  (см. фиг. 3). При этом, как и на прямом цикле действий, в память ОЗУ 17 на обратном цикле также заносятся значения частот  гармонических доплеровских составляющих и величины их амплитуд , а также полученные значения временных интервалов, которые для отличия от предыдущего случая (прямого цикла) обозначим с верхним индексом минус: .
После завершения обратного цикла повторяющейся последовательности действий, когда частота  радиосигнала ДПП с ПЧ 2 снова становится равной первоначальной частоте , вычислительное ядро 15 ЦСП 9 выполняет следующее действие, связанное с анализом результатов обработки сигналов и подавление помех. Это действие выполняется вычислительным ядром 15 ЦСП 3 во всех случаях, как наличия, так и отсутствия помех. В случае воздействия на устройство активных помех, как отмечалось выше, на отдельных частотах  приема радиосигналов на выходе 4 ДПП с ПЧ 2 и, соответственно, входе 5 БОСУ 3 кроме доплеровского сигнала наблюдается сигнал биений, который вызывают нарушения процессов формирования временных интервалов  и последующей обработки сигналов на частотах . В результате выполнения действия БПФ в спектре сигналов присутствуют не только гармонические составляющие , обусловленные доплеровским эффектом, но и дополнительные гармонические составляющие, связанные с воздействием помех . При этом отличительными признаками доплеровских составляющих  является их присутствие в спектре сигналов практически на всех  частотах  радиосигналов и группировка их значений в пределах полосы частот с относительным разбросом  значений не более  от их среднего арифметического значения . Здесь  – эффективная ширина спектра излучения ДПП с ПЧ 2; . Активные помехи, если они не преднамеренные и не являются ретрансляционными, в принципе, как отмечалось выше, не могут поразить РЛД с ПЧ на всех частотах  радиосигналов, и они не обладают взаимной когерентностью. Поэтому после выполнения действия БПФ сигналы биений в своем спектре содержат гармонические составляющие , которые имеют значительный разброс, а их присутствие возможно лишь на отдельных частотах  радиосигналов.
Для выявления пораженных помехой данных, содержащихся в ОЗУ 17 на частоте  гармонических составляющих и длительности  временных интервалов, вычислительным ядром 15 ЦСП 9 выполняется перебор значений частот  и  гармонических составляющих, полученных на каждой из частот . Находятся между ними повторяющиеся частоты  с относительным разбросом  значений не более  от их среднего арифметического значения . Если на частотах  радиосигналов, на которых выявлены спектральные составляющие , не совпадающие с частотой  на иных частотах  радиосигналов, то полученные данные считаются пораженными помехой. Поэтому в ходе выполнения настоящего действия из памяти ОЗУ 17 исключаются данные о временных интервалах  и , относительных амплитудах , частотах  и  гармонических составляющих. В случаях, когда активные помехи отсутствуют, операция исключения данных из памяти ОЗУ 17, естественно, не выполняется. В случае наличия активной помехи при отсутствии сигнала от цели частоты  гармонических составляющих на различных частотах  радиосигналов не могут быть близкими и, тем более, когерентными. Поэтому они при выполнении действия, связанного с анализом результатов обработки сигналов и подавлением помех вычислительным ядром 15 ЦСП 9 будут выявлены, как пораженные помехой, и полученные данные будут удалены.
Следующие действия связаны с обнаружением цели и расчетом ее параметров движения выполняются следующим образом. Вычислительным ядром 15 ЦСП 9 из памяти ОЗУ 17 выбираются значения амплитуд  гармонических составляющих из числа оставшихся после выполнения предыдущей команды. Каждое значение  сравнивается с пороговым значением . Если во множестве значений  на каждом цикле ПЧ (прямом и обратном) насчитывается  значений, причем , которые превышают  пороговое значение (), то принимается решение об обнаружении цели и определяют параметры движения цели. Для этого вычислительным ядром 15 ЦСП 9 из памяти ОЗУ 17 берется полученное выше среднеарифметическое значение частоты  доплеровского сигнала и определяется скорость  движения цели: . Прежде чем описывать дальнейший порядок расчета, рассмотрим сам принцип определения дальности до цели и направления движения, который поясняется временными эпюрами, представленными на фиг. 4.
На эпюрах (а) и (в) фигуры 4 приведены графики мгновенных значений доплеровских сигналов ,  и , полученных от движущейся цели соответственно на частотах ,  и  радиосигналов ДПП с ПЧ 2 для прямой последовательности переключения частоты (см. эпюры а) и обратной (см. эпюры в) соответственно. На этих же эпюрах стрелками около графиков сигналов ,  и  показано перемещение по оси времени  изображающей точки мгновенного значения доплеровского сигнала при движении удаляющейся цели. Значение количества подсчитываемых периодов N доплеровского сигнала здесь и далее принято равным двум. На эпюрах (б) и (г) фигуры 4 представлены графики изменения управляющего напряжения  на выходе 6 БОСУ 3 соответственно для прямой и обратной последовательности ПЧ радиосигнала. Показаны период  доплеровского сигнала, а также временные интервалы  и , соответствующие работе устройства на частотах  и  радиосигнала ДПП с ПЧ 2 для прямой (возрастающей) последовательности переключения частоты зондирующего радиосигнала. Для обратной (убывающей) последовательности ПЧ показаны временные интервалы  и , соответствующие работе устройства на частотах  и  радиосигнала. Для наглядности здесь рассмотрен случай, когда время  распространения излучения до цели и обратно пренебрежимо мало по сравнению с периодом  доплеровского сигнала: .
В реальной ситуации сравнительно больших дальностей и высоких значений частоты доплеровского сигнала, когда время  распространения радиосигналов до цели и обратно соизмеримо с периодом  доплеровского сигнала, как показано в [16], необходимо учитывать время  распространения радиосигналов до цели и обратно. Переключение частоты радиосигнала ДПП с ПЧ 2 с частоты  на частоту  на прямом цикле вызывает (после прихода через время  отражённого излучения) скачок фазы доплеровского сигнала на угол :  (см. формулу 8.76 в [1]) и здесь . На обратном цикле ПЧ, где , имеем отрицательный скачок фазы, т.е. . При этом для учета времени  распространения радиосигналов до цели и обратно к каждому интервалу времени , ,  и , как для прямой, так и обратной последовательности ПЧ, необходимо прибавить время . Так, при работе на частоте  для прямой последовательности радиосигналов имеем: , а для обратной: , где ,  – временные интервалы, вызванные скачками фазы  и  при переключении частоты излучения с частоты  на частоту  на прямом и обратном циклах соответственно, причем по абсолютной величине . Значения  и  легко найти, взяв разность любой пары временных интервалов , соответствующих прямому и обратному циклу последовательностей переключения частоты радиосигнала ДПП с ПЧ 2: .
Полученное в результате вычитания значение  позволяет при известном периоде  доплеровского сигнала (или его частоты ) определить разность фаз  и, соответственно, расстояние  до цели: , где  – масштабный коэффициент расстояния, который можно определить по следующим формулам: .
При изменении направления движения цели знаки скачков фазы  и  при переключении частоты радиосигналов на прямом цикле и обратном последовательностей, а также соответствующие им изменения интервалов времени  и  меняются на обратные. В связи с этим длительности временных интервалов  и  тоже изменяются. При этом полярность результата их вычитания  также изменяет знак. Поэтому по знаку разности  временных интервалов можно определять направление относительного движения цели.
В соответствие с описанным принципом получения данных о цели вычислительное ядро 15 ЦСП 9 из множества значений временных интервалов для прямого  и соответственно для обратного  цикла последовательности ПЧ определяет средние значения , , затем находит разность между ними  и расстояние  до цели: ; , где ; ,  – количество оставшихся в памяти ОЗУ 17 значений временных интервалов  и . При этом знак разности  указывает направление относительного движения цели: знак «плюс» – цель удаляется, а знак «минус» – цель приближается.
После завершения действий, связанных с определением параметров движения цели, вычислительное ядро 15 ЦСП 9 через последовательный порт ПП-2 13 и шину данных 8 отправляет полученную информацию о расстоянии , скорости  и направлении  движения цели в персональный или бортовой компьютер для ее последующей вторичной обработки и отображения.
Исходя из описания принципа действия устройства следует, что предлагаемый способ по сравнению со способом прототипа обладает повышенной помехоустойчивостью к воздействию активных помех. Кроме того, очевидно, что использование множества значений доплеровских частот  в спектре сигнала при определении среднего значения  доплеровской частоты, а также множества временных интервалов для прямой  последовательности и соответственно для обратной  последовательности ПЧ позволяет усреднить результат вычисления  и, тем самым, повысить точность определения скорость цели и расстояния до нее.
При этом необходимо отметить, что предлагаемый способ обеспечивает РЛД с ПЧ еще одно достоинство. При значительном расширении спектра излучения радиосигналов (при выборе большого числа  переключаемых частот, когда ) повышается защищенность РЛД с ПЧ к воздействию помех от подстилающей поверхности, например, от дорожного полотна. Эти помехи возникают при интерференции прямых и переотраженных от поверхности радиосигналов, поступающих на входе ДПП с ПЧ 2. При значительном расширении спектра радиосигналов на одних частотах прямые и переотраженные радиосигналы могут находиться в противофазе (вычитаться), то на других частотах они могут быть в фазе (складываться).
Таким образом, предложенный способ обработки сигналов в РЛД с ПЧ при сохранении функциональных возможностей прототипа обеспечивает повышение помехоустойчивости к воздействию активных помех и воздействию помех, связанных с переотражениями радиосигналов от подстилающей поверхности, а также повышение точности определения скорости цели и расстояния до нее.