RU2296432C1 - Method for autocorrelation receipt of noise-like signals - Google Patents
Method for autocorrelation receipt of noise-like signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296432C1 RU2296432C1 RU2005131143/09A RU2005131143A RU2296432C1 RU 2296432 C1 RU2296432 C1 RU 2296432C1 RU 2005131143/09 A RU2005131143/09 A RU 2005131143/09A RU 2005131143 A RU2005131143 A RU 2005131143A RU 2296432 C1 RU2296432 C1 RU 2296432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- noise
- signal
- signals
- phase
- time
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к радиотехнике и может быть использован в цифровых системах связи, в частности, в устройствах синхронизации и приема шумоподобных фазоманипулированных (ФМН) сигналов и пеленгации источника излучения в двух плоскостях.The proposed method relates to radio engineering and can be used in digital communication systems, in particular, in devices for synchronizing and receiving noise-like phase-shifted (PSK) signals and direction finding of a radiation source in two planes.
Известны способы и устройства приема шумоподобных сигналов (авт. свид.) СССР №№177471, 451166, 491187, 543194, 860276, 1417206; патенты США №№4146841, 4811363, 4912422; патенты ФРГ №№2646255, 3935911; Петрович Н.П. и др. системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Сов. радио, 1969, с.94, рис.8.а; Дж.Спилкер. Цифровая спутниковая связь. - М.: Связь, 1979, с.281; Варакин Л.Е. системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Связь, 1985, с.18, рис.1.9, в и другие).Known methods and devices for receiving noise-like signals (ed. Certificate) of the USSR No. 177771, 451166, 491187, 543194, 860276, 1417206; U.S. Patent Nos. 4,146,641, 4,811,363, 4,912,422; Germany patents No. 2646255, 3935911; Petrovich N.P. and other communication systems with noise-like signals. - M .: Owls. radio, 1969, p. 94, fig. 8.a; J. Spilker. Digital satellite communications. - M .: Communication, 1979, p. 281; Varakin L.E. communication systems with noise-like signals. - M .: Communication, 1985, p. 18, fig. 1.9, c and others).
Из известных способов наиболее близким к предполагаемому является Способ автокорреляционного приема «шумоподобных сигналов» (патент РФ №2.248.102, H 04 L 27/22, 2003), который и выбран в качестве прототипа. Данный способ обеспечивает прием шумоподобных сигналов с априорно неизвестной кодовой структурой и заключается в перемножении принимаемого сигнала с опорным сигналом, измерении длительности принимаемого сигнала, выделяя тем самым моменты скачкообразного изменения фазы, определении количества и величины тактовых импульсов, при этом опорный сигнал формируют путем задержки принимаемого сигнала на время , кратный тактовому периоду τэ, выделяют суммарное напряжение, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время , кратное тактовому периоду τэ, выделяют напряжение тактовой частоты, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время τ, которое периодически изменяют по линейному закону, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное автокорреляционной функции, сравнивают его с пороговым уровнем, при превышении порогового уровня измеряют циклический сдвиг, по которому определяют кодовую структуру принимаемого сигнала.Of the known methods, the closest to the intended method is the Autocorrelation method of "noise-like signals" (RF patent No. 2.248.102, H 04 L 27/22, 2003), which is selected as a prototype. This method provides the reception of noise-like signals with an a priori unknown code structure and consists in multiplying the received signal with a reference signal, measuring the duration of the received signal, thereby highlighting the moments of phase jump, determining the number and magnitude of clock pulses, while the reference signal is formed by delaying the received signal for a while a multiple of the clock period τ e , isolate the total voltage, multiply it with the received signal, delayed for a while a multiple of the clock period τ e , the clock frequency voltage is isolated, it is multiplied with the received signal delayed by the time τ, which is periodically changed according to the linear law, a low-frequency voltage is proportional to the autocorrelation function, it is compared with the threshold level, and when the threshold level is exceeded, the cyclic the shift by which the code structure of the received signal is determined.
Однако данный способ не полностью реализует свои потенциальные возможности. Использую корреляционную обработку принимаемых шумоподобных сигналов, можно запеленговать источник их излучения.However, this method does not fully realize its potential capabilities. Using correlation processing of received noise-like signals, it is possible to detect the source of their radiation.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем пеленгации источника излучения шумоподобных сигналов в двух плоскостях.An object of the invention is to expand the functionality of the method by direction finding a radiation source of noise-like signals in two planes.
Поставленная задача решается тем, что согласно способу автокорреляционного приема шумоподобных сигналов, заключающегося в перемножении принимаемого сигнала с опорным сигналом, измерении длительности принимаемого сигнала, осуществлении частотного детектирования принимаемого сигнала, выделяя тем самым моменты скачкообразного изменения фазы, определении количества и величины тактовых периодов, при этом опорный сигнал формируют путем задержки принимаемого сигнала на время , кратное тактовому периоду τэ, выделяют суммарное напряжение, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время , кратное тактовому периоду τэ, выделяют напряжение тактовой частоты, перемножают его с принимаемым сигналом, задержанным на время τ, которое периодически изменяют по линейному закону, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное автокорреляционной функции, сравнивают его с пороговым уровнем, при превышении порогового уровня измеряют циклический сдвиг, по которому определяют кодовую структуру принимаемого сигнала, шумоподобные сигналы принимают на приемные антенны, разнесенные на фиксированные расстояния d1, d2 и расположенные в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну опорного канала, общую для антенн двух пеленгационных каналов, расположенные в азимутальной и угломестной плоскостях, в каждом канале принимаемый шумоподобный сигнал перемножают самого на себя, выделяют гармоническое колебание, сдвигают по фазе на 90 градусов гармоническое колебание опорного канала, измеряют разности фаз между ним и гармоническими колебаниями пеленгационных каналов, формируя при этом фазовые шкалы отсчета азимута α и угла места β, источника излучения шумоподобных сигналов, точные но неоднозначные, перемножают шумоподобный сигнал опорного канала с задержанными по времени шумоподобными сигналами пеленгационных каналов, выделяют низкочастотные напряжения, пропорциональные взаимно корреляционным функциям, изменяют время задержки до получения максимального значения взаимно корреляционной функции, поддерживают эти значения, фиксируют временные задержки τ1, τ2, соответствующие максимальному значению взаимно корреляционных функций, и определяют азимут α и угол места β, источника излучения шумоподобных сигналовThe problem is solved in that according to the method of autocorrelation receiving noise-like signals, which consists in multiplying the received signal with a reference signal, measuring the duration of the received signal, performing frequency detection of the received signal, thereby highlighting the moments of the phase jump, determining the number and magnitude of the clock periods, while the reference signal is formed by delaying the received signal for a while a multiple of the clock period τ e , isolate the total voltage, multiply it with the received signal, delayed for a while a multiple of the clock period τ e , the clock frequency voltage is isolated, it is multiplied with the received signal delayed by the time τ, which is periodically changed according to the linear law, a low-frequency voltage is proportional to the autocorrelation function, it is compared with the threshold level, and when the threshold level is exceeded, the cyclic the shift by which the code structure of the received signal is determined, noise-like signals are received at the receiving antennas spaced at fixed distances d 1 , d 2 and is located In the form of a geometric right angle, at the apex of which a reference channel antenna is placed, common to the antennas of two direction-finding channels, located in the azimuth and elevation planes, in each channel the received noise-like signal is multiplied by itself, emit harmonic oscillation, phase shift by 90 degrees harmonic oscillation of the reference channel, measure the phase difference between it and the harmonic oscillations of direction finding channels, forming the phase scales of the azimuth α and elevation angle β, the source from radiation of noise-like signals, accurate but ambiguous, multiply the noise-like signal of the reference channel with time-delayed noise-like signals of direction finding channels, emit low-frequency voltages proportional to the cross-correlation functions, change the delay time to obtain the maximum value of the cross-correlation function, maintain these values, fix the time delays τ 1, τ 2, corresponding to the maximum value of cross-correlation functions, and determining the azimuth angle α and β place ISTO nick radiation of noise signals
, , , ,
где с - скорость распространения света; формируя тем самым временные шкалы отсчета угловых координат α и β, грубые, но однозначные.where c is the speed of light propagation; thereby forming a time frame for reading the angular coordinates α and β, rough, but unambiguous.
Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1. временные диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа, изображены на фиг.2. взаимное расположение приемных антенн показано на рис.3. пеленгационная характеристика приведена на фиг.4.The structural diagram of a device that implements the proposed method is presented in figure 1. timing diagrams explaining the essence of the proposed method are depicted in figure 2. the relative position of the receiving antennas is shown in Fig. 3. direction finding characteristic is shown in figure 4.
Устройство содержит последовательно подключенные к выходу антенны 21.1 частотный фиксатор 2, счетчик 3 импульсов, первый арифметический блок 4, второй вход которого через измеритель 1 длительности сигнала соединен с выходом антенны 21.1, первый масштабирующий перемножитель 5. первая линия 7 задержки, второй вход которой соединен с выходом антенны 21.1, первый перемножитель 8, второй вход которого соединен с выходом антенны 21.1, первый полосовой фильтр 9, второй перемножитель 11, второй вход которого через линию задержки 10 соединен с выходом антенны 21.1 и второго масштабирующего перемножителя 6, второй полосовой фильтр 12, третий перемножитель 15, второй вход которого через третью линию задержки 14 соединен с выходом антенны 21.1, первый фильтр 16 нижних частот, пороговый блок 17, ключ 18, второй вход которого соединен с выходом линии 14 задержки, второй арифметический блок 19, второй вход которого соединен с выходом первого арифметического блока 4 и блок 20 регистрации, второй и третий которого соединены с выходами измерителя 1 длительности сигнала и арифметического блока 4, второй вход линии задержки 14 через генератор 13 пилообразного напряжения соединен с выходом порогового блока 17.The device comprises a frequency lock 2, a
Устройство содержит также один опорный канал и два пеленгационных канала.The device also contains one reference channel and two direction finding channels.
Опорный канал содержит последовательно включенную антенну 21.1, перемножитель 22.1, второй вход которого соединен с выходом антенны 21.1 узкополосный фильтр 23.1 и фазовращатель 24 на 90 градусов.The reference channel contains a series-connected antenna 21.1, a multiplier 22.1, the second input of which is connected to the output of the antenna 21.1, a narrow-band filter 23.1 and a phase shifter 24 by 90 degrees.
Первый (второй) пеленгационный канал содержит последовательно включенные антенны 21.2 (21.3), перемножитель 22.2 (22.3), второй вход которого соединен с выходом антенны 21.2 (21.3), узкополосный фильтр 23.2 (23.3) и фазовый фиксатор 25.1 (25.2), второй вход которого соединен с выходом фазовращателя 24 на 90 градусов, а выход подключен к четвертому (пятому) входу блока регистрации.The first (second) direction-finding channel contains series-connected antennas 21.2 (21.3), a multiplier 22.2 (22.3), the second input of which is connected to the output of the antenna 21.2 (21.3), a narrow-band filter 23.2 (23.3) and a phase lock 25.1 (25.2), the second input of which connected to the output of the phase shifter 24 by 90 degrees, and the output is connected to the fourth (fifth) input of the registration unit.
К выходу антенны 21.2 (21.3) последовательно подключены блок 29.1 (29.2) регулируемой задержки, перемножитель 22.4 (22.5), второй вход которого соединен с выходом антенны 21.1, фильтр 26.1 (26.2) нижних частот и экстремальный регулятор 28.1 (28.2), выход которого подключен ко второму входу боку 29.1 (29.2) регулируемой задержки. К выходу фильтра 26.1 (26.2) подключен измерительный прибор 27.2 (27.2). второй вход блока 29.1 (29.1) регулируемой задержки подключен к шестому (седьмому) входу блока 20 регистрации. Указанные блоки образуют коррелятор 30.1 (30.2).An adjustable delay unit 29.1 (29.2), a multiplier 22.4 (22.5), the second input of which is connected to the output of the antenna 21.1, a low-pass filter 26.1 (26.2) and an extreme controller 28.1 (28.2), the output of which is connected, are connected in series to the output of the antenna 21.2 (21.3) to the second input side 29.1 (29.2) adjustable delay. A filter 27.2 (27.2) is connected to the output of the filter 26.1 (26.2). the second input of the adjustable delay unit 29.1 (29.1) is connected to the sixth (seventh) input of the registration unit 20. These blocks form a correlator 30.1 (30.2).
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Предположим, что в качестве модулирующей функции используется псевдослучайная последовательность (ПСП), символы которой описываются рекуррентным соотношениемThe proposed method is implemented as follows. Suppose that a pseudo-random sequence (PSP) is used as the modulating function, the symbols of which are described by the recurrence relation
Х1=А1ХI-1⊕A1ХI-2⊕...⊕АmХi-m,X 1 = A 1 X I-1 ⊕A 1 X I-2 ⊕ ... ⊕A m X im ,
где аi={0, 1} - коэффициенты коррелирующего полинома,where a i = {0, 1} are the coefficients of the correlating polynomial,
А(Х)=Х0⊕а1Х1⊕а2Х2⊕...⊕аmХm,A (X) = X 0 ⊕a 1 X 1 ⊕a 2 X 2 ⊕ ... ⊕a m X m ,
⊕ - знак сложения по модулю два,⊕ is the addition sign modulo two,
m - разрядность псевдослучайной последовательности, период которой определяется формулой N=2m-1.m is the bit depth of the pseudo-random sequence, the period of which is determined by the formula N = 2 m -1.
Для передачи по каналам связи такой последовательности M(t) (фиг.2.б) манипулируют по фазе высокочастотное гармоническое колебание (фиг.2.а).To transmit such a sequence M (t) through the communication channels (Fig.2.b), the high-frequency harmonic oscillation is manipulated in phase (Fig.2.a).
Uc(t)=Vccos(ωct+φc), 0≤t≤Tc,U c (t) = V c cos (ω c t + φ c ), 0≤t≤T c ,
где Vc, ωc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания; в результате образуется фазоманипулированный (ФМН) сигнал (шумоподобный сигнал) (фиг.2.в).where V c , ω c , φ c , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of high-frequency oscillations; as a result, a phase-shift (PSK) signal is formed (noise-like signal) (Fig.2.c).
, 0≤t≤Тс, , 0≤t≤T s ,
где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (ПСП) (фиг.2.б), причем φk(t)=const при кτэ<t<(k+1) и может измениться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1, 2,..., N-1);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t) (PSP) (Fig.2.b), and φ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1) and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the boundaries between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс (Тс=Nτэ).τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T s (T s = Nτ e ).
В месте приема ФМН-сигналы (шумоподобные сигналы):At the receiving location, FMN signals (noise-like signals):
U1(t)=Vсcos[ωсt+φkt+φ1],U 1 (t) = V with cos [ω with t + φ k t + φ 1 ],
U2(t)=Vсcos[ωс(t-τ1)+φk(t-τ1)+φ2],U 2 (t) = V with cos [ω s (t-τ 1 ) + φ k (t-τ 1 ) + φ 2 ],
U3(t)=Vсcos[ωс(t-τ2)+φk(t-τ2)+φ3], 0≤t≤Тс U 3 (t) = V s cos [ω s (t-τ 2 ) + φ k (t-τ 2 ) + φ 3 ], 0≤t≤T s
где φ1, φ2, φ3 - начальные фазы сигналовwhere φ 1 , φ 2 , φ 3 are the initial phases of the signals
- время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 21.2 по отношению к сигналу, приходящему на антенну 21.1; - the delay time of the signal arriving at the antenna 21.2 with respect to the signal arriving at the antenna 21.1;
- время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 21.3 по отношению к сигналу, приходящему на антенну 21.1 (фиг.3); - the delay time of the signal arriving at the antenna 21.3 with respect to the signal arriving at the antenna 21.1 (Fig. 3);
d1, d2 - измерительные базы;d 1 , d 2 - measuring base;
α, β - углы прихода радиоволн в азимутальной и угломестной плоскостях;α, β — angles of arrival of radio waves in the azimuthal and elevation planes;
С - скорость распространения света.C is the speed of light propagation.
С выходов антенн 21.1, 21.2 и 21.3 соответственно сигналы поступают на вход перемножителей 22.1, 22.2 и 22.3, на выходе которых образуются гармонические колебания:From the outputs of the antennas 21.1, 21.2 and 21.3, respectively, the signals are fed to the input of the multipliers 22.1, 22.2 and 22.3, at the output of which harmonic oscillations are formed:
U4(t)=V4cos[2ωсt+2φ1],U 4 (t) = V 4 cos [2ω with t + 2φ 1 ],
U5(t)=V4cos[2ωс(t-τ1)+2φ2],U 5 (t) = V 4 cos [2ω s (t-τ 1 ) + 2φ 2 ],
U6(t)=V4cos[2ωс(t-τ2)+2φ3], 0≤t≤Тс,U 6 (t) = V 4 cos [2ω s (t-τ 2 ) + 2φ 3 ], 0≤t≤Ts,
где ;Where ;
K1 - коэффициент передачи перемножителей;K 1 - transmission coefficient of the multipliers;
Следует отметить, что ширина спектра Δfс принимаемых ФМН-сигналов U1(t), U2(t), U3(t) определяется длительностью их элементарных посылок τэ (тактовым периодом)It should be noted that the width of the spectrum Δf from the received FMN signals U 1 (t), U 2 (t), U 3 (t) is determined by the duration of their elementary parcels τ e (clock cycle)
, ,
тогда как ширина спектра вторых гармоник U4(t), U5(t), U6(t) определяется длительностью Тс сигналаwhile the width of the spectrum of the second harmonics U 4 (t), U 5 (t), U 6 (t) is determined by the duration T s of the signal
. .
Следовательно, при перемножении ФМН-сигналов самих на себя вазовая манипуляция устраняется и их спектр "сворачивается" в N разTherefore, when multiplying the FMN signals themselves, the vase manipulation is eliminated and their spectrum is “collapsed” N times
Это обстоятельство позволяет выделить гармонические колебания U4(t), U5(t), U6(t) с помощью узкополосных фильтров 23.1, 23.2, и 23.3 соответственно, отфильтровав значительную часть шумов и помех.This circumstance makes it possible to isolate harmonic oscillations U 4 (t), U 5 (t), U 6 (t) using narrow-band filters 23.1, 23.2, and 23.3, respectively, filtering out a significant part of noise and interference.
Если гармонические колебания U4(t), U5(t), U6(t) с выходов узкополосных фильтров 23.1 и 23.2, 23.1 и 23.3 непосредственно подать на фазовые детекторы 25.1 и 25.2, на выходе последних получим:If harmonic oscillations U 4 (t), U 5 (t), U 6 (t) from the outputs of narrow-band filters 23.1 and 23.2, 23.1 and 23.3 are directly fed to phase detectors 25.1 and 25.2, we obtain at the output of the latter:
где Where
К2 - коэффициент передачи фазовых дескрипторов.To 2 - the transfer coefficient of the phase descriptors.
Из приведенных соотношений видно, что напряжение на выходе фазовых дескрипторов 25.1 и 25.2 зависит от углов α и β. Однако вследствие того, что косинус - функция четная, знаки Uвых(α) и Uвых(β) не зависят от стороны отклонения. Для устранения указанного недостатка в опорный канал включают фазовращатель 24 на 90 градусов. В этом случае напряжения рассогласования на выходе фазовых детекторов 25.1 и 25.2 определяются выражениями:From the above relations it is seen that the voltage at the output of the phase descriptors 25.1 and 25.2 depends on the angles α and β. However, due to the fact that the cosine is an even function, the signs of U o (α) and U o (β) are independent of the side of the deviation. To eliminate this drawback, a phase shifter 24 of 90 degrees is included in the reference channel. In this case, the mismatch voltage at the output of the phase detectors 25.1 and 25.2 are determined by the expressions:
Приведенные зависимости обычно называются пеленгационными характеристиками (фиг.4)The above dependencies are usually called direction-finding characteristics (figure 4)
Крутизна характеристик в области малых углов α и β, где характеристики практически линейны, равна:The steepness of the characteristics in the region of small angles α and β, where the characteristics are almost linear, is equal to:
Таким образом, крутизна характеристик определяется величинами отношения и Увеличение измеренных баз d1, d2 и уменьшение длины волны λ повышают крутизну Kα, Kβ и увеличивают точность пеленгации источника излучения ФМН-сигналов.Thus, the steepness of the characteristics is determined by the ratio and An increase in the measured bases d 1 , d 2 and a decrease in the wavelength λ increase the steepness K α , K β and increase the accuracy of direction finding of the radiation source of the FMN signals.
Однако при этом возрастает неоднозначность отсчета углов α и β.However, the ambiguity of the reading of the angles α and β increases.
Крутизна характеристики определяет зоны нечувствительности, 2αmin и 2βmin при задании значительных шумов VШ (фиг.4).The steepness of the characteristic determines the dead zones, 2α min and 2β min when setting significant noise V W (figure 4).
Число зон неоднозначности, т.е. областей, где разности фаз:The number of ambiguity zones, i.e. areas where the phase differences:
изменяются на величину, равную 2π, определяются соотношениями:change by an amount equal to 2π, are determined by the relations:
Для однозначного отсчета необходимо выбрать n1=1 и n2=1, т.е. выбрать измерительные базы исходя из следующих условий:For a unique reference, it is necessary to choose n 1 = 1 and n 2 = 1, i.e. choose measuring bases based on the following conditions:
Разности фаз Δφ1 и Δφ2 фиксируются блоком 20 регистрации.The phase differences Δφ 1 and Δφ 2 are fixed by the registration unit 20.
Так формируются фазовые шкалы отсчета угловых координат α и β: точные, но неоднозначные.This is how the phase scales of reading the angular coordinates α and β are formed: accurate, but ambiguous.
Принимаемые ФМН-сигналы U1(t) и U2(t), U1(t) и U3(t) одновременно поступают с выходов антенн 21.1 и 21.2, 21.1 и 21.3 на два входа коррелятора 30.1 (30.2), состоящего из блока 29.1 (29.2) регулируемой задержки, перемножителя 22.4 (22.5) и фильтра 26.1 (26.2) нижних частот. Получаемые на выходе корреляторов 30.1 (30.2) взаимно корреляционные функции R1(τ) и R2(τ), измеряемые измерительными приборами 27.1 и 27.2, имеют максимум при значении введенного регулируемого запаздывания:Received FMN signals U 1 (t) and U 2 (t), U 1 (t) and U 3 (t) simultaneously come from the outputs of antennas 21.1 and 21.2, 21.1 and 21.3 to two inputs of the correlator 30.1 (30.2), consisting of block 29.1 (29.2) adjustable delay multiplier 22.4 (22.5) and a filter 26.1 (26.2) low pass. The cross-correlation functions R 1 (τ) and R 2 (τ) obtained at the output of correlators 30.1 (30.2), measured by measuring instruments 27.1 and 27.2, have a maximum for the value of the introduced controlled delay:
τ1=t2-t1, τ2=t3-t1,τ 1 = t 2 -t 1 , τ 2 = t 3 -t 1 ,
где t1, t2, t3 - время прохождения сигналом расстояний R1, R2, R3 от источника излучения до первой 21.1, второй 21.2 и третьей 21.3 приемных антенн:where t 1 , t 2 , t 3 is the signal travel time for the distances R 1 , R 2 , R 3 from the radiation source to the first 21.1, second 21.2 and third 21.3 receiving antennas:
ΔR1=R2-R1, ΔR2=R3-R1.ΔR 1 = R 2 -R 1 , ΔR 2 = R 3 -R 1 .
Максимальные значения R1(τ) и R2(τ) поддерживаются с помощью экстремальных регуляторов 28.1 и 28.2, воздействующих на вторые входы блоков 29.1 и 29.2 регулируемых задержек. Шкалы блоков 29.1 и 29.2 регулируемых задержек (указатели углов) градуируются непосредственно в значениях угловых координат α и β источника излучения ФМН-сигналов:The maximum values of R 1 (τ) and R 2 (τ) are supported by the extreme controllers 28.1 and 28.2 acting on the second inputs of the adjustable delay units 29.1 and 29.2. The scales of the adjustable delay blocks 29.1 and 29.2 (angle indicators) are graded directly in the values of the angular coordinates α and β of the radiation source of the FMN signals:
где τ1, τ2 - введенные задержки сигнала, соответствующие максимуму возможно корреляционных функций R1(τ) и R2(τ).where τ 1 , τ 2 are the introduced signal delays corresponding to the maximum of possibly correlation functions R 1 (τ) and R 2 (τ).
Значения угловых координат α и β фиксируются блоком 20 регистрации. Так формируются временные шкалы отсчета угловых координат α и β: грубые, но однозначные.The values of the angular coordinates α and β are fixed by the registration unit 20. This is how the time scales for counting the angular coordinates α and β are formed: rough, but unambiguous.
По существу измерительными шкалами измеряются полные разности фаз:Essentially, full phase differences are measured with measuring scales:
Δφ1=m+Δφ1, Δφ2=n+Δφ2,Δφ 1 = m + Δφ 1 , Δφ 2 = n + Δφ 2 ,
где m, n - количества полных циклов измеряемых разностей фаз, определяемых временными шкалами;where m, n are the number of complete cycles of the measured phase differences, determined by time scales;
Δφ1 и Δφ2 - разности фаз, измеряемые фазовыми шкалами (0≤Δφ1≤2π, 0≤Δφ2≤2π).Δφ 1 and Δφ 2 are the phase differences measured by phase scales (0≤Δφ 1 ≤2π, 0≤Δφ 2 ≤2π).
Следует отметить, что расположение приемных антенн 21.1, 21.2 и 21.3 в виде геометрически прямого угла, в вершине которого располагается первая приемная антенна 21.1 опорного канала, продиктовано самой идеологией пеленгации источника излучения ФМН-сигналов в пространстве.It should be noted that the location of the receiving antennas 21.1, 21.2 and 21.3 in the form of a geometrically right angle, at the apex of which the first receiving antenna 21.1 of the reference channel is located, is dictated by the very ideology of direction finding of the radiation source of FMN signals in space.
Принимаемый ФМН-сигнал U1(t) с выхода приемной антенны 21.2 одновременно поступает сна входы измерителя 1 длительности сигнала, частотного детектора 2, перемножителя 8, линий 7, 10, 14 задержки.The received FMN signal U 1 (t) from the output of the receiving antenna 21.2 simultaneously receives sleep inputs of the meter 1 of the signal duration, frequency detector 2, multiplier 8, delay lines 7, 10, 14.
На выходе частотного детектора 2 образуются короткие разнополярные импульсы (фиг.2.г), временное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы принимаемого ФМН-сигнала U1(t) (фиг.2.в).The output of the frequency detector 2 is formed of short bipolar pulses (Fig.2.g), the temporary position of which corresponds to the moments of the abrupt phase change of the received FMN signal U 1 (t) (Fig.2.c).
Эти импульсы поступают на вход счетчика 3 импульсов, где подсчитывается число ν скачков фазы. Между числом скачков фазы ν и количеством N элементарных посылок существует следующая зависимость:These pulses are fed to the input of a 3-pulse counter, where the number ν of phase jumps is calculated. The following relationship exists between the number of phase jumps ν and the number N of chips:
ν=0,5(N-1).ν = 0.5 (N-1).
Число скачков фазы ν, подсчитанное счетчиком 3, поступающий на первый вход арифметического блока 4, на второй вход которого подается измеренная измерителем 1 длительность Тс сигнала. В арифметическом блоке 4 сигнала определяется длительность элементарных посылок τэ (тактовый период).The number of phase jumps ν calculated by the
Одновременно принимаемый ФМН-сигнал U1(t) (фиг.2.в) поступает на первый вход перемножителя. Значение τэ у через масштабирующие перемножители 5 и 6 поступают на управляющие входы линии 7 и 10 задержки соответственно, где устанавливаются задержки:At the same time, the received FMN signal U 1 (t) (Fig.2.c) is supplied to the first input of the multiplier. The value of τ e through scaling
tз1=K1τэ, tз2=K2τэ,t z1 = K 1 τ e , t z2 = K 2 τ e ,
кратные тактовому периоду τэ. На второй вход перемножителя 8 подается принимаемый ФМН-сигнал, задержанный на величину tз1 (фиг.2.д)multiples of the clock period τ e The second input of multiplier 8 is supplied the received PSK-signal delayed by an amount t P1 (fig.2.d)
U7(t)=U1(t-τз1)=Vсcos[ωс(t-τз1)+φk(t-τз1)+φс], 0≤t≤Tс.U 7 (t) = U 1 (t-τ z1 ) = V s cos [ω s (t-τ z1 ) + φ k (t-τ z1 ) + φ s ], 0≤t≤T s .
На выходе перемножителя 8 образуется следующее колебание:The output of the multiplier 8 forms the following oscillation:
U8(t)=V8cos[2ωсt-ωсτз1+φк(t)-φk(t-τз1)+2φс]+V8cos[ωсτз1+φк(t)-φk(t-τз1)], 0≤t≤Tс,U 8 (t) = V 8 cos [2ω with t-ω with τ z1 + φ k (t) -φ k (t-τ z1 ) + 2φ s ] + V 8 cos [ω with τ z1 + φ k ( t) -φ k (t-τ z1 )], 0≤t≤T s ,
где Where
из которого полосовым фильтром 9, настроенным на 2ωс, выделяется суммарное напряжение (фиг.2.е).from which the band-pass filter 9, tuned to 2ω s , the total voltage is allocated (Fig.2.e).
UΣ(t)=V8Cos[2ωсt-ωсτз1+φк(t)-φk(t-τз1)+2φс], 0≤t≤T,U Σ (t) = V 8 Cos [2ω with t-ω with τ z1 + φ k (t) -φ k (t-τ z1 ) + 2φ s ], 0≤t≤T,
которое поступает на первый вход перемножителя 11, на второй вод которого подается принимаемый ФМН-сигнал, задержанный на величину τз2 линией 10 задержки (фиг.2.ж).which is fed to the first input of the multiplier 11, to the second water of which the received FMN signal is applied, delayed by a value of τ s2 by the delay line 10 (Fig.2.zh).
U9(t)=U1(t-τз2)=Vсcos[ωс(t-τз2)+φk(t-τз2)+φс], 0≤t≤Tс.U 9 (t) = U 1 (t-τ z2 ) = V s cos [ω s (t-τ z2 ) + φ k (t-τ z2 ) + φ s ], 0≤t≤T s .
На выходе перемножителя 11 образуется следующее колебание:The output of the multiplier 11 forms the following oscillation:
U10(t)=V10cos[3ωсt-ωс(τз1+τз2)+φк(t)+φк(t-τз1)+φк(t-τз1)+φк(t-τз2)+3φс]+V10cos[ωсt-ωс(τз2-τз1)+3φс]+V10cos[ωсt+ωс(τз2-τз1)+φк(t)+φк(t-τз1)]-φк(t-τз1)-φк(t-τз2),U 10 (t) = V 10 cos [3ω with t-ω s (τ z1 + τ z2 ) + φ k (t) + φ k (t-τ z1 ) + φ k (t-τ z1 ) + φ k (t-τ s2) + 3φ c] + V 10 cos [ω c t-ω c (τ s2 P1 -τ) + 3φ c] + V 10 cos [ω c t + ω c (τ s2 -τ P1) + φ k (t) + φ k (t-τ z1 )] - φ k (t-τ z1 ) -φ to (t-τ z2 ),
0≤t≤Tс.0≤t≤T s .
где Where
из которого полосовым фильтром 12, настроенным на ωс, выделяется напряжение разности частоты (фиг.2.з)from which the band-pass filter 12 tuned to ω s , the voltage of the frequency difference is allocated (Fig.2.z)
Uр(t)=V10cos[ωсt+ωс(τз2-τз1)+φk(t)+φk(t-τз1)-φk(t-τз2)], 0≤t≤Tс,U p (t) = V 10 cos [ω c t + ω c (τ s2 P1 -τ) + φ k (t) + φ k (t-τ P1) -φ k (t-τ s2)], 0 ≤t≤T s ,
манипулируемая фаза которого имеет вид:the manipulated phase of which has the form:
φкр(t)=φк(t)+φк(t-τз1)-φк(t-τз2)=φк(t-θτэ),φ cr (t) = φ k (t) + φ k (t-τ z1 ) -φ k (t-τ z2 ) = φ k (t-θτ e ),
где θ - циклический сдвиг, выраженный числом тактовых периодов (элементарных посылок).where θ is the cyclic shift expressed by the number of clock periods (elementary premises).
Напряжение Uр(t) с выхода полосового фильтра 12 поступает на первый вход перемножителя 15, на второй вход которого подается принимаемый ФМН-сигнал, задержанный на величину τ с помощью линии 14 задержки, которая периодически перестраивается по линейному закону с помощью генератора 13 пилообразного напряженияThe voltage U p (t) from the output of the band-pass filter 12 is supplied to the first input of the multiplier 15, to the second input of which the received PSK signal is delayed by a value of τ using the delay line 14, which is periodically tuned according to a linear law using a sawtooth voltage generator 13
U11(t)=U1(t-τ)=Vсcos[ωс(t-τ)+φk(t-τ)+φс], 0≤t≤Tс,U 11 (t) = U 1 (t-τ) = V s cos [ω s (t-τ) + φ k (t-τ) + φ s ], 0≤t≤T s ,
где τ - переменное значение величины задержки линии 14 задержки.where τ is a variable value of the delay value of the delay line 14.
На выходе перемножителя 15 образуется следующее напряжение:The output of the multiplier 15 produces the following voltage:
U12(t)=V12cos[2ωсt+ωс(τз2-τз1+τ)+φк(t)+φк(t-θτэ)+2φс]+V12cos[ωс(τз2-τз1+τ)+φк(t-θτэ)-φк(t-τ)], 0≤t≤Tс. 12 U (t) = V 12 cos [2ω c t + ω c (τ s2 -τ P1 + τ) + φ a (t) + φ a (t-θτ e) + 2φ c] + V 12 cos [ω with (τ s2 -τ P1 + τ) + φ a (t-θτ e) -φ to (t-τ)], 0≤t≤T p.
где Where
фильтром 12 нижних частот выделяется низкочастотное напряжение, пропорциональное автокорреляционной функции,low-pass filter 12 emits a low-frequency voltage proportional to the autocorrelation function,
UН(t)=V12cos[2ωсt+ωс(τз2-τз1+τ)+φк(t-θτэ)-φк(t-τ)], H U (t) = V 12 cos [2ω c t + ω c (τ s2 -τ P1 + τ) + φ a (t-θτ e) -φ to (t-τ)],
которое сравнивается с пороговым уровнем в пороговом блоке 17. пороговое напряжение Vпор превышается только при максимальном значении напряжения UН(t), которое получается при выполнении следующего условия:which is compared with the threshold level in the threshold block 17. The threshold voltage V then is exceeded only at the maximum voltage value U N (t), which is obtained when the following condition is met:
τ0=θτэ, cos[wс(τз2-τз1+θτэ)]=2πk, k=1, 2, 3,...τ 0 = θτ e, cos [w c (τ s2 + θτ P1 -τ e)] = 2πk, k = 1, 2, 3, ...
в случае превышения порогового уровня Vпор в пороговом блоке 17 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход генератора 13 пилообразного напряжения, прекращая его перестройку, и на управляющий вход ключа 18, открывая его. В исходном состоянии ключ 18 всегда закрыт.if the threshold level V pores is exceeded, a constant voltage is generated in the threshold block 17, which is supplied to the control input of the sawtooth voltage generator 13, stopping its adjustment, and to the control input of the switch 18, opening it. In the initial state, the key 18 is always closed.
При этом значение величины задержки τ0=θτэ, соответствующее максимуму автокорреляционной функции R(τ), через открытый ключ 18 поступает в арифметический блок 19, куда поступает и значение длительности τэ элементарных посылок с выхода арифметического блока 4. В арифметическом блоке 19 определяется циклический сдвигIn this case, the value of the delay value τ 0 = θτ e corresponding to the maximum of the autocorrelation function R (τ), through the public key 18 enters the arithmetic unit 19, where the value of the duration τ e of elementary messages from the output of the arithmetic unit 4 is also received. cyclic shift
, ,
который фиксируется блоком 20 регистрации, где фиксируется также измеренные значения длительности τэ элементарных посылок и длительности Тс принимаемого ФМН-сигнала. Указанный сдвиг устанавливает однозначное соответствие между кодовой структурой принимаемого ФМН-сигнала и функцией преобразования, которая задается параметрами τз1 и τз2:which is fixed by the registration unit 20, where the measured values of the duration τ e of elementary packets and the duration T from the received FMN signal are also recorded. The specified shift establishes a unique correspondence between the code structure of the received FMN signal and the conversion function, which is specified by the parameters τ z1 and τ z2 :
θ↔θ[А(х), В(х)],θ↔θ [A (x), B (x)],
где А(х) - формирующий полином, определяющий кодовую структуру принимаемого ФМН-сигнала;where A (x) is the generating polynomial that determines the code structure of the received FMN signal;
В(х)=В0Х0+В1х1+...+Вnхn - функция преобразования, номера нулевых коэффициентов которой определяются как и а коэффициент В0=1.B (x) = B 0 X 0 + B 1 x 1 + ... + B n x n is a transformation function whose numbers of zero coefficients are defined as and and coefficient B 0 = 1.
Так, например, для τз1=2τэ и τз2=3τэ (θ=8)For example, for τ = 2τ P1 e and τ s2 = 3τ e (θ = 8)
А(х)=х0⊕х2⊕х5;A (x) = x 0 ⊕x 2 ⊕x 5 ;
В(х)=х0⊕х2⊕х3.B (x) = x 0 ⊕x 2 ⊕x 3 .
Измерив циклический сдвиг θ, по таблице соответствия можно определить кодовую структуру (закон фазовой манипуляции) принимаемого ФМН-сигнала. Это обеспечивает возможность принимать шумоподобные сигналы с априорно неизвестной кодовой структурой.By measuring the cyclic shift θ, the code structure (the law of phase manipulation) of the received FMN signal can be determined from the correspondence table. This provides the ability to receive noise-like signals with an a priori unknown code structure.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает не только прием сигналов с априорно неизвестной кодовой структурой, но и точную и однозначную пеленгацию источника их излучения в двух плоскостях. Тем самым функциональные возможности способа расширены.Thus, the proposed method in comparison with the prototype provides not only the reception of signals with a priori unknown code structure, but also accurate and unambiguous direction finding of their radiation source in two planes. Thus, the functionality of the method is expanded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131143/09A RU2296432C1 (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131143/09A RU2296432C1 (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296432C1 true RU2296432C1 (en) | 2007-03-27 |
RU2005131143A RU2005131143A (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=37999303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005131143/09A RU2296432C1 (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296432C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553065C1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Panoramic receiver |
RU2568304C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Method of clock synchronisation against data signals with crc test |
RU2580806C2 (en) * | 2014-05-19 | 2016-04-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | DEVICE SYNCHRONIZATION BASED ON THE COMBINED APPLICATION OF THE DUAL BASIS OF GF (2k) AND ALLOCATION OF "SLIDING WINDOW" ERRORS |
RU2595565C1 (en) * | 2015-03-03 | 2016-08-27 | ОАО "Концерн "Орион" | Method of autocorrelation receiving noise-like signals |
-
2005
- 2005-10-07 RU RU2005131143/09A patent/RU2296432C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568304C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Method of clock synchronisation against data signals with crc test |
RU2553065C1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Panoramic receiver |
RU2580806C2 (en) * | 2014-05-19 | 2016-04-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | DEVICE SYNCHRONIZATION BASED ON THE COMBINED APPLICATION OF THE DUAL BASIS OF GF (2k) AND ALLOCATION OF "SLIDING WINDOW" ERRORS |
RU2595565C1 (en) * | 2015-03-03 | 2016-08-27 | ОАО "Концерн "Орион" | Method of autocorrelation receiving noise-like signals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005131143A (en) | 2007-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170322294A1 (en) | System and method for enhanced point-to-point direction finding | |
RU2553272C1 (en) | Method of measuring range and radial velocity in radar station with probing composite pseudorandom chirp pulse | |
RU2518428C2 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2005102257A (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING COORDINATES OF A RADIO EMISSION SOURCE | |
RU2365931C2 (en) | Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor | |
RU2507536C1 (en) | Coherent pulsed signal measuring detector | |
RU2688921C2 (en) | Method of measuring range and radial velocity in radar with probing composite pseudorandom lfm pulse | |
RU2474835C1 (en) | Correlation-phase direction finder | |
RU2296432C1 (en) | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals | |
RU2434253C1 (en) | Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation | |
RU2435171C1 (en) | Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method | |
CA1159934A (en) | Cancellation of group delay error by dual speed of rotation | |
RU2330304C1 (en) | Phase direction-finder | |
RU2290658C1 (en) | Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution | |
RU2450283C1 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2595565C1 (en) | Method of autocorrelation receiving noise-like signals | |
RU2386977C1 (en) | Method of direction finding and direction-finder for its implementation | |
RU2187129C1 (en) | Procedure and device measuring polarization matrix of scattering of object | |
RU2248102C1 (en) | Method for autocorrelation receiving of noise-like signals | |
RU2165628C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2360265C1 (en) | Method of radar detection of mobile targets with phase selection on range and device to this end | |
RU2534220C1 (en) | Apparatus for determining motion parameters of object | |
RU2189609C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2204842C2 (en) | Method and device for measuring object-scattering polarization matrix | |
RU2513656C2 (en) | Phase meter of coherent-pulse signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071008 |