Способ обработки радиолокационного сигнала

 

Изобретение относится к способам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн, и может быть использовано в радиолокационных или аналогичных системах, предназначенных для картографирования и управления в радиолокационных станциях летательных аппаратов. Достигаемым техническим результатом, на решение которого направлено настоящее изобретение, является обеспечение первичной обработки и синхронизации в низкочастотном приемнике канала "воздух-поверхность" бортовых радиолокационных станций. Изобретение предназначено для аналого-цифрового преобразования радиолокационного сигнала, отраженного от земли, первичной его обработки и выдачи информации по параллельной цифровой магистрали на выход, а также формирования сигналов для синхронизации работы канала "воздух-поверхность". 2 ил.

Изобретение относится к способам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн, и может быть использовано в радиолокационных или аналогичных системах, предназначенных для картографирования и управления в радиолокационных станциях летательных аппаратов.

Из уровня техники известен способ [1] обнаружения малоразмерных целей, при котором осуществляют измерение корреляционной функции сигнала, полученного в результате режекции низкочастотной помехи, и сравнение с адаптивным порогом.

Известны способы обзора земной поверхности [2] и обработки радиолокационной информации [3], [4] с использованием РЛС с синтезированной апертурой, при которых не осуществляется первичная обработка принимаемого сигнала. Преобразованию Фурье подвергается непосредственно принятый сигнал.

При известном способе [5], использующем преобразование принятого сигнала в квазиперспективу, также отсутствует предварительная обработка сигнала.

Наиболее близким по назначению аналогом (прототипом) является способ картографирования [6], при котором производят быстрое преобразование Фурье.

При данном способе присутствующая постоянная составляющая на выходе преобразователя снижает достоверность принимаемой информации.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение первичной обработки и синхронизации в низкочастотном приемнике канала "воздух-поверхность" бортовых радиолокационных станций. Изобретение предназначено для аналого-цифрового преобразования радиолокационного сигнала, отраженного от земли, первичной его обработки и выдачи информации по параллельной цифровой магистрали на выход, а также формирования сигналов для синхронизации работы канала "воздух-поверхность".

Технический результат достигается за счет того, что при способе первичной обработки радиолокационного сигнала зону приема между двумя зондирующими импульсами передатчика разбивают на N временных участков элементов дальности, в каждом из которых производят аналого-цифровое преобразование сигнала и его накопление. Далее, в зависимости от количества накоплений, производят отбрасывание младших разрядов и выдачу кодового сигнала на внешнее цифровое устройство. При этом обеспечивают компенсацию постоянной составляющей на выходах аналого-цифровых преобразователей (АЦП), в том числе, возникающей из-за синхронных наводок на входы АЦП (наводок с частотой, кратной частоте дискретизации). Для этого сигналы с АЦП подают на многоразрядные реверсивные счетчики, состояние которых изменяют с частотой следования элементов дальности. При этом управление направлением счета производят знаковыми разрядами выходных кодов. Старшие разряды счетчиков после цифроаналогового преобразования подают на вычитающие входы АЦП.

Функциональная схема устройства обработки радиолокационного сигнала представлена на чертеже, где приняты следующие обозначения: 1 - формирователь сигналов синхронизации (ФСС), 2 - АЦП1, 3 - АЦП2, 4 - преобразователь сигналов (ПС), 5 - ЦАП1, 6 - ЦАП2, 7 - шина адрес-данные с внешнего устройства управления, 8 - вход опорной частоты с внешнего генератора, 9 и 10 - входные сигналы, поступающие с внешнего фазового детектора, соответственно Вх. Im и Вх. Re,
11 и 12 - выход на внешнее цифровое устройство, соответственно каналы Im и Re.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из двух каналов обработки сигналов (канал Im - мнимая составляющая и канал Re - реальная составляющая) и работает следующим образом.

Управление устройством производится от внешнего управляющего устройства, например управляющей ЭВМ, по 16-разрядной магистрали параллельной информации (МПИ), выполненной по ГОСТ 26765.51-81. Управление идет по узкой шине адрес-данные (AD0-AD15). По МПИ в соответствующих словах передается информация о частотах, длительностях, временных задержках импульсов синхронизации, количестве накоплений в элементе дальности, положении начала зоны приема (положении импульсов НП Im и НП Re). Аналого-цифровые преобразователи соответственно для каналов Im и Re выполнены на микросхемах АЦП1 и АЦП2. Входные сигналы (Вх. Im и Вх. Re ) на видеочастоте поступают на АЦП с внешнего фазового детектора. Частота дискретизации FтАЦП поступает с формирователя сигналов синхронизации (ФСС).

На выходе каждой микросхемы АЦП1 и АЦП2 формируются 12-разрядные сигналы (12-й разряд - знаковый), которые поступают на преобразователь сигналов (ПС). Разрядность сигнала зависит от применяемых микросхем. В ПС по каждому каналу в 18-разрядных сумматорах производится накопление сигнала в элементах дальности, сдвиг информации вправо, то есть отбрасывание двух младших разрядов в зависимости от количества накоплений. Далее происходит выдача 16-разрядных кодов на выход устройства. На внешнее цифровое устройство 16-разрядные коды ID0-ID15 (канал Im) и RD0-RD15 (канал Re) поступают через усилители-инверторы с открытым коллектором. Преобразователь сигналов формирует и сигналы синхронизации, которые через усилители-инверторы с открытым коллектором поступают на выход устройства для синхронизации процесса обмена информацией с внешним цифровым устройством.

Компенсация постоянной составляющей сигналов на входах АЦП обеспечивается схемой, содержащей многоразрядные реверсивные счетчики, входящие в состав преобразователя сигналов, и цифроаналоговые преобразователи ЦАП1 для канала Im и ЦАП2 для канала Re.

Схема компенсации постоянной составляющей работает следующим образом. Если знаковый 15-й разряд в выходных сигналах преобразователя сигналов равен единице, то к содержимому счетчика прибавляется единица, если этот разряд равен нулю, то из содержимого счетчика единица вычитается. Таким образом формируется информация об уровне постоянной составляющей входного сигнала. Далее 10 старших разрядов со счетчика выдаются на цифроаналоговые преобразователи ЦАП1 и ЦАП2, с которых аналоговый сигнал, пропорциональный уровню постоянной составляющей, выдается в качестве сигнала обратной связи на вычитающие входы АЦП1 и АЦП2.

В устройстве обработки радиолокационого сигнала может быть применена следующая элементная база. АЦП выполнены на микросхемах фирмы "Analog Devices", формирователь сигналов синхронизации и преобразователь сигналов - на ПЛИС семейства МАХ9000 фирмы "ALTERA".

Сравнение с техническими характеристиками, известными из опубликованных источников информации, показывают, что заявляемое решение обладает новизной и имеет изобретательский уровень.

Заявляемое решение носит технический характер, осуществимо, воспроизводимо и, следовательно, является промышленно применимым.

Использованные источники информации
1. Патент РФ 2042151, МПК G 01 S 13/52, опубликован 0.08.95. Способ обнаружения наземных движущихся целей и устройство для его осуществления.

2. Заявка DE 19735848, МПК G 01 S 13/90, опубликована 15.10.98. Способ обзора земной поверхности.

3. Патент FR 2763398, МПК G 01 S 13/53, опубликован 20.11.98. Способ обработки сигнала, принятого РЛС с синтезированной апертурой.

4. Патент JP 2856186, МПК G 01 S 13/90, опубликован 10.02.99. РЛС с синтезированной апертурой, а также способ и устройство обработки информации этой станции.

5. Заявка DE 19731263, МПК G 01 S 7/12, опубликована 11.02.99. Способ использования бортового радара переднего обзора.

6. Патент РФ 2066060, МПК G 01 S 13/90, опубликован 27.08.96. Способ картографирования с помощью синтезированной апертуры.

Формула изобретения

1. Способ обработки радиолокационного сигнала, поступающего с внешнего фазового детектора на видеочастоте, заключающийся в том, что зону приема между двумя зондирующими импульсами передатчика разбивают на N временных участков элементов дальности, в каждом из которых производят аналого-цифровое преобразование и накопление преобразованного сигнала в сумматоре в каждом элементе дальности, далее в зависимости от количества накоплений производят сдвиг информации, поступающей с сумматора, вправо с отбрасыванием младших разрядов в зависимости от количества накоплений и выдачу информации, полученной после сдвига, на внешнее цифровое устройство, при этом обеспечивают компенсацию постоянной составляющей на выходе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) схемой, содержащей многоразрядный реверсивный счетчик, состояние которого изменяют с частотой следования элементов дальности, при этом управление направлением счета производят знаковым разрядом выходной информации, информацию об уровне постоянной составляющей со старших разрядов счетчика подают на цифроаналоговый преобразователь, с которого аналоговый сигнал подают на вычитающий вход АЦП.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2