СИНТЕЗ УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО СЛОЖНОГО ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С НЕИЗВЕСТНЫМ РАЗМЕРОМ И УГЛОМ ОРИЕНТАЦИИ ПРИ ИЗЛУЧЕНИИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА КАЖДЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ

М. М. Жуков*, С. С. Никулин*, Е. А. Печении**

* Воронежский институт МВД России ** Воронежский институт ФСИН России

Синтез устройства измерения дальности до сложного источника радиоизлучения с неизвестным размером и углом ориентации при излучении гармонического сигнала рассмотрен в [1, 2]. Однако, источники гармонического сигнала встречаются достаточно редко. Поэтому использование модели гармонического сигнала позволяет выявить лишь закономерности пространственной обработки сигналов. Чаще встречаются случаи, когда излучается узкополосный сигнал. Поэтому синтез устройства оценки дальности до сложного источника излучения при условии, что источники излучают или переизлучают узкополосный сигнал.

В этом случае, модель сигнала, излученная и переизлученная совокупным источником имеет вид

где xt = Af cos^>.;yf = Af sin .; Ар - неизвестная амплитуда и начальная фаза колебаний 1-го излучателя сложного источника;

F(t),|/(t)-законы амплитудной и фазовой модуляции излученного сигнала. Для сигнала (1) наблюдаемого на фоне аддитивного гауссовсокого шума ЛФОП, записанный через матричные обозначения, имеет вид аналогичный

где

-матрица 2рх2р с блоками

- размером рхр, элементы которых определяются

соотношением

-энергетическое отношение, равное отношению энергии полезного сигнала с единичной амплитудой к спектральной плотности шума. Исключение неизвестных значений амплитуд и фаз, здесь, как и прежде, проведем путем максимизации ЛФОП (2). В результате получим

Выражение (6) определяет структуру приемника максимального правдоподобия. Приемник (6) должен формировать билинейную форму из квадратурных компонент корреляционного интеграла (3).

Согласно [2] источник разрешаемый, если

для i^j, ^eU(t)=F(t)exp{-i[(o0t+V|/(t)]}. Обозначая функцию корреляции по времени через запишем (7) в виде

239

Соотношение (8) не может быть выполнено за счет функции В(тг^) поскольку по условию пространственно-временной узкополосности эта функция должна иметь для всех тг тJзнaчeния меньше времени корреляции тк. Поэтому обеспечить выполнение (8) возможно лишь за счет экспоненциальной функции. Тогда запишем тг^как

где ^ =1,-1-

Подставим (9) в (1) и выполним замену переменной ? = {ги//,у}, где Ьу-размеры приемной антенны в у-ом направлении. Введем обозначения аи = {/..у / хУ}, хи - ЯР/Ьи и запишем (8) в виде

где 1-привиденный объем области V, пг -единичный вектор направления вектора .

Из (10) видно, что это соотношение может быть выполнено, если Ы »1 . По физическому смыслу и ( - длина вектора, компонентами которого являются числа Френеля по соответствующим направлениям. Поэтому будем считать, что выполнено условие т»1 обеспечивающее разрешение излучателей источника.

При выполнении условия разрешения <2 переходит в единичную матрицу и алгоритм обработки поля сложного источника квазигаюмонического сигнала пюинимает вид

Блок-схема генератора узкополосного сигнала

Рис. 1. Блок-схема генератора узкополосного сигнала.

Сравнивая (11) с соотношением, полученным в [1]видим, что алгоритмы обработки сигналов близки между собой, а значит (3) может быть реализована с помощью схем представленных в [1]. Различие заключается в блоке формирования опорного сигнала. Воспользуемся результатами работы [3,4] и найдем схемы блока формирования опорного сигнала с модуляцией Р(Ю,|/Ш. Запишем опорные сигналы 8(1),808(Ю входящие в (3) в виде

По аналитическому виду сигналов (12), (13) построим блок-схемы генерирующие их структуры. Блок-схемы представлены на рис. 1а,б. Схемы состоят из трех генераторов вырабатывающие сигналы Е(С,1|/(1;),со8((Оо1). Сигналы ц/(С поступает на два нелинейных устройства реализующие преобразования совц/^) и з1п|/(1),описанные в [3]. Другие устройства блок-схемы рис. 1а,б общеизвестные: перемножители, фазовращатель на тс/2, инвертирующий усилитель. Сигналы с выходов устройств поступают на регулируемые фазовращатели схемы приемника [1].

Таким образом, в работе синтезировано устройство измерения дальности до сложного источника радиоизлучения с неизвестным размером и углом ориентации при излучении детерминированного узкополосного сигнала каждым излучателем из типовых блоков, на основе схемы измерителя дальности до сложного источника излучения гармонического сигнала.

ЛИТЕРАТУРА

  • 1. Жуков М. М. Приемник максимального правдоподобия для оценки параметров совокупности связанных излучателей флуктуирующего сигнала /М. М. Жуков, М. В. Карташов// Вестник Воронежского института МВД России.- 2002. -№1 (10).- С. 23 -29.
  • 2. ФальковичС.Е. Статистическая теория измерительных радиосистем / С.Е. Фалько- вич, Э. И. Хомяков. - Москва : Радио и связь, 1981. - 288 с.
  • 3. Попов П. А. Квадратурные формирователи радиосигналов /П. А.Попов. - Воронеж, 2001.-176 с.
  • 4. Куцов Р. В. Обнаружение объекта, начинающего движение с неизвестным ускорением / Р. В. Куцов // Вестник Воронежского института ФСИН России. - 2016. - № 1. - С. 13-20.

УДК 004.415.23

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >