Устройство для анализа корреляционной матрицы

 

» 506872

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 12.07.74 (21) 2045249/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 22.12.76 (51) М. Кл." 6 066 7/19

Гасударственный камитвт

C0BGTB Министрав СССР па делам изааретений и аткрытнй (53) УДК 681.333.519.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Семенцов, В. Е. Прозоровский и К. Л. Афанасьев (71) Заявитель

Таганрогский радиотехнический инст им. В. Д. Калмыкова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА

КОРРЕЛЯЦИОННОЙ МАТРИЦЫ

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в радиолокации, в частности для анализа матрицы рассеения в радиолокационных системах распознавания объектов по их поляризационным характеристикам. Устройство может быть использовано при обработке отраженных радиолокационных сигналов. Рассеивающие свойства объектов радиолокационного наблюдения принято характеризовать матрицей рассеяния. Элементы матрицы, как правило, случайные процессы, Одним из возможных направлений такого анализа является корреляционный анализ. В этом случае задача сводится к определению и анализу трех корреляционных функций: двух автокорреляционных процессов и одной взаимной корреляционной функции. Очевидным решением задачи экспериментального определения этих корреляционных функций является использование трех коррелометров (по числу измеряемых корреляционных функций).

Из веснные коррелометры, которые можно применять в этом случае, содержат широтноимпульсный модулятор, коммутатор, первый и второй амплитудно-импульсные модуляторы, подключенные соответственно к первому и второму запоминающим элементам, соединенным с информационными входами перво2

ro и второго ключей соответственно, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов «И», соединенных через соответствующие усреднители с регистраторами. Они требуют больших аппаратурных затрат (количество коррелометров должно быть равно числу измеряемых корреляционных функций) и характеризуются необходимостью значительной модернизации входных

1р устройств в соответствии с видом входного сигнала.

Целью изобретения является упрощение устройства при одновременном измерении трех корреляционных функций. В описывае15 мом устройстве это достигается тем, что оно содержит четыре элемента «ИЛИ», первый из которых подключен входами к амплитудно-импульсным модуляторам соответственно, а выходом — к первому входу широтно-имер пульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

«ИЛИ», подключенного входами соо вветственно к выходам третьего и четвертого элементов «ИЛИ», входы которых соединены ссоот2В ветспвующими выходам и коммутатора, подключенного к регистраторам и элементам «И» соответственно, управляющие входы первого и второго амплитудно-импульсных модуляторов соединены соответственно с выходами рр третьего и четвертого элементов «ИЛИ».

506872

3

На фиг. 1 показана схема формирования вспомогательного случайного процесса; на фиг. 2 — блок-схема описываемого устройства и приняты обозначения: 1 — амплитудноимпульсный модулятор; 2 — элемент «ИЛИ»;

3 — широтно-импульсны"; 4 — запоминающий элемент, 5 — амплитудно-импульсный модулятор; 6 — запоминающий элемент; 7 и 8 — ключи; 9 — элемент «ИЛИ;

10 — 18 — элементы «И»; 19 — 27 — усреднители; 28 — регистратор К р (iT ); 29— регистратор Кд (iT, ); 30 — регистратор

К» (iT ); 31 — элемент «ИЛИ»; 32 — коммутатор; 33 — элемент «ИЛИ».

Из двух входных анализируемых случайпых процессов х1 (t) (см. фиг. 1а) и х (/) (см. фиг. 1б), после дискретизации их во времени, формируется новый вспомогательный случайный процесс хЦТ) (см. фиг. 1в).

Обработка ординат нового процесса по определенному алгоритму дает оценки ординат всех трех корреляционных функций, поступающие на регистратор.

При построении устройства использован метод дискретизации процессов xi(t) и х (/), известный под названием метода некорреляционных выборок.

Напряжения реализацией х1 (/) и х (/) разбиваются на ряд циклов. Длительность интервал корреляции. Внутри каждого цикла цикла Т„) т„„, где т„, — максимальный выборки делаются с интервалами Т,, причем выборки из x (t) сдвинуты относительно выборок из х11 на интервал Т1 = Tpl2 (см. фиг. 1). Выборки с одинаковыми порядковыми номерами в соседних циклах оказываются неко р1релированньгми. Совокупность выборок из х, (t) и х (1) образует новый вспомогательный случайный процесс x(j T ). Искомые оценки ординат корреляционных функций получаются путем обра ботки орд и нат этого процесса по определенному алгоритму, Обработка произ водится циклично, п ричем циклы р азделены на пруппы (циклы пер вой группы обозначены на фиг. 1 Т„", циклы второй—

T (2)

Ц

Первый цикл первой группы начинается в момент /=0 и заканчивается в момент! = пТ, (n = —" (на фиг. 1 для определенУ; ности принято n=7). Второй цикл первой группы начинается и заканчивается соответспвен но .в моменты времени t= (и+1) 7 1 и

t=(2n+1)T и т. д. В каждом цикле первая ордината последовательно умножается сама на себя и на все остальные ординаты цикла. Пары произведений ординат с одинаковым временным сдвигом рассортировываются по соответствующим каналам. В каждом канале получается N nap произведений, которые усредняются и дают оценки ординат корреляционных функций при различных интервалах сдвига.

Нетрудно видеть, что после выполнения

40 указанных операций в циклах первой груп пы формируются оценки ординат корреляционных функций I(» (iT, ) и f(i (tT, ), где

iT, — интервал сдвига. Для получения оценок ординат функции К (1Т, ) используется вторая группа циклов. Первый цикл второй группы начинается и заканчивается в моменты времени соответственно t = T, и

1= (и+1) Т,, второй цикл — в моменты

l= (n+2) Т, и t=2 (п+1) Т, и т. д.

Перемножение в каждом цикле осуществляется так же, как и в циклах первой группы.

По истечении Л циклов (число N определяется принятой продолжительностью измерений) формируются оценки ординат всех трех корреляционных функций.

Первые входы амплитудно-импульсных модуляторов 1 и 5 соединены с источником сигналов, вторые входы через элементы

«ИЛИ» 31 и 33 — с коммутатором 32, выходами подключены ко входам элемента

«ИЛИ» 2 и первым входам запоминающих элементов 4 и 6. Выходы элементов «ИЛИ»

2 и 9 соединены со входами широтно-импульсного модулятора 3, выходы которого подключены к первым входам ключей 7 и 8.

Вторые входы запоминающих элементов 4 и

6 соединены с выходами коммутатора 32, выходы — со вторыми входами ключей 7 и

8. Входы элемента «ИЛИ» 9 соединены с выходами элементов «ИЛИ» 31 и 33. Выходы ключей 7 и 8 подключены к первым входам элементов «И» 10 — 18, вторые входы которых соединены с выходами коммутатора 32.

Выходы элементов «И» 10 — 18 через усреднителя 19 — 27 подключены ко входам регистраторов 28 — 30.

Входные сигналы поступают на сигнальные входы амплитудно-импульсных модуляторов 1 и 5, на управляющие входы которых подаются с интервалами Т, через элементы

«ИЛИ» 31 и 33 импульсы сброса от коммутатора 32. Импульсы, поступающие на вход модулятора 5, сдвинуты относительно импульсов, поступающих на вход модулятора 1 на интервал T> = Tpl2 Выборки, сделанные в моменты опроса, запоминаются на время, меньшее То. Выходные сигналы обоих модуляторов попадают на элемент «ИЛИ» 2, который формирует из выборок х, (t) и х (t) новый процесс х (1 Т,) . На сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 3 образуется напряжение, пропорциональное x(j T,) .

Модулятор 3 преобразует напряжение x(jT>) в прямоугольные импульсы с постоянной амплитудой и длительностью, пропорциональной этому напряжению.

Модулятор 3 запускается импульсами с интервалами Ть которые поступают через элемент «ИЛИ» 9 от коммутатора 32.

Выходные импульсы модулятора 3 открывают ключи 7 и 8, на которые подается напряжение с запоминающих элементов 6 и 4.

Элемент 4 запоминает на всю продолжитель5 ность цикла Т„первую ординату каждого цикла первой группы. Элемент б запоминает па время Т „первую ординату каждого цикла второй группы. Работа запоминающих элементов 4 и 6 управляется импульсами коммутатора.

Выходные сигналы ключей 7 и 8 оказываются пропорциональными произведению перемножаемых выборок. Далее эти сигналы рассортировываются по соответствующим каналам путем подачи управляющих импульсов коммутатора 32 на элементы «И»

10 — 18. С выхода элементов «И» сигналы поступают на усреднители 19 — 27 и затем— на регистраторы 28, 29 и 30.

Формула изобретения

Устройство для анализа корреляционной матрицы, содержащее широтно-импульсный модулятор, коммутатор, первый и второй амплитудно-импульсные модуляторы, подключенные соответственно к первому и второму

506872 запоминающим элементам, соединенным с информационными входами первого и второго ключей соответственно, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов «И», соединенных через соответствующие усредпители с регистраторами, отлича ощееся тем, что, с целью упрощения устройства при одновременном измерении трех корреляционных фракций, оно содержит

1О четыре элемента «ИЛИ», первый из которых подключен входами к амплитудно-импульсным модуляторам, соответственно, а выходом — к первому входу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента «ИЛИ», подключенного входами соответственно к выходам третьего и четвертого элементов

«ИЛИ», входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора, подключенного к регистраторам и элементам «И» соответственно, управляющие входы первого и второго амплитудно-импульсных модуляторов соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов «ИЛИ».

506872

Составитель,В. )Кивинский

Техред Т. Колесова

Редактор Л. Тюрина

Корректор Н, Аук

МОТ, Загорский филиал

Заказ 4907 Изд, Мо 1192 Тираж 864 Подписное

ILHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5