Устройство для моделирования отраженных радиолокационных сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

Союз Советских

Социалистических республик (и)935968 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 08.10.80 (21) 3003556/18-24 с присоединение(и заявки (((е (23) Приоритет

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень Юе 22

Дата опубликования описания 17. 06. 82 (ы}м. Кд .

G 06 F 15/20

Государственный квинтет гв делам изобретений и открытий (53) УДK 681. 325 (088;8) (72) Авторы изобретения

А.В. Иестопалов и Г.Б. Петухов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТРАЖЕННЫХ

РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования потока радиолокационных сигналов, отраженных от пространственно распределенных движущихся целей, например молний.

Известно устройство для моделирования радиосигналов, содержащее датчик случайных чисел, коммутатор, счетчики,. нелинейные преобразователи, блоки нормирования, генератор псевдослучайных чисел, регистр сдвига, ключ и сумматор (1 1.

Недостатком устройства является невысокая точность воспроизведения радиосигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для модели ровани я от раженных радио20 локационных сигналов, содержащее источник тактовых импульсов, датчики случайных потоков, задающий генератор, датчики случайных последовательностей, и-стабильный триггер с и-входами и выходами, первую и вторую группы схем совпадения, времязадающие элементы и собирательную и-входовую схему. Общими существенными признаками известного и предлагаемого технических решений являются следующие элементы: генератор тактовых импульсов, задающий генератор, собирательная и-входовая схема, и-стабильный триггер с и входами и выходами, датчики случайных последовательностей, первая и вторая группы элементов И, времязадающие элементы, а также связи: входь(триггера подключены к выходам датчиков случайных последовательностей, каждый выход п-стабильного триггера соединен с одним из входов первой группы элементов,И, выход каждого элемента И первой группы соединен с входами соответствующеro времязадающего элемента, подключенного выходом к первому входу соответствующего элемента И второй группы 52 J.

935968

Однако оно не позволяет воспроиз- водить полный набор свойств отраженных радиолокационных: сигналов, что ограничивает его функциональные возможности. 1tc3K, HellpHH9p при моделировании радиолокационных сигналов, отраженных от молнии, т.е. Z --радиолокационного портрета молнии, являющегося отображением молнии в параметрах радиолокационных сигналов, on- 36 ределенного на интервале существования радиоэха, устройство должно моде:лировать следующие случайные величины и события: момент появления молнии; длительность существования радиолока- 1$ ционного портрета молнии; удаленностЬ отражающего элемента молнии для каждого зондирующего импульса станции; момент появления сигнала на -ой дальности; длительность существова- 26 ния отраженного сигнала íà g-ой дальности и амплитуду каждого отраженного сигнала, Кроме того, при моделировании необходимо учитывать динамические особенности радиолокационного 2s портрета молнии . дискретный характер процесса получения сигналов, эффекты кратковременного пропадания отраженных сигналов, связанные со свойствами ионизированных каналов молний и циклический характер радиолокационного портрета молнии, связанный с чередованием одиночных и групповых (распределенных по дальности) отраженных сигналов.

Однако известное устройство не позволяет решить поставленную задачу в полном объеме.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известного устройства за счет воспроизведения радиолокационных отражений от пространственно распределенных движущихся целей. 1

Для достижения поставленной цели в устройство для моделирования отраженных радиолокационных сигналов, содержащее задающий генератор импульсов, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, группу генераторов случайных последовательностей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами, многостабильного триггера, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соединены оо входами соответст вующи х элементов з аде ржки группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, введены датчик случайных сигналов, формирователь импульсов,, датчик случайного напряжения, генератор линейно изменяющегося напряжения, дифференцирующую цепочку, группу амплитудных модуляторов и два элемента И, выход задающего генератора импульсов соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика случайных импульсов, а выход

1 формирователя импульсов соединен с первым входом. первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход первого элемента И соедине со вторыми входами элементов И первой группы, с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока дифференцирования, второй выход которого соединен со входом датчика случайного напряжения, выход которого соединен со вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен со входом блока дифференцирования, выход второго элемента И соединеч со вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены со входами соответствующих амплитудных модуляторов группы, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя 2 импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика 3 случайных сигналов. Выход генератора 4 тактовых импульсов соединен со входом первого элемента И 5, другой вход которого подключен к выходу формирователя 2 импульсов. Выход первого элемента И 5 соединен с первым входом второго элемента И 6 и со входами weментов И 7 первой группы. Выход второго элемента И б соединен с первыми входами элементов И 8 второй группы.

Выход датчика 9 случайных напряжений соединен со входом генератора 10 линейно изменяющегося напряжения

935968 другой вход которого подключен к первому входу второго элемента И 6, второй вход которого соединен с первым выходом блока дифференцирования 11, второй выход которого соединен со входом датчика случайных напряжений, а вход - с выходом генератора 10 линейно изменяющегося напряжения. Выходы датчиков 12 случайных последовательностей импульсов соединены со входами 1О многостабильного триггера 13, выходы которого соединены со входами элементов И 7 первой группы, выходы которых через элементы 14 задержки соединены со вторыми входами элемен-. 15 тов И 8 второй группы, выходы которых через амплитудные модуляторы 15 соединены со входами элемента ИЛИ 16, выход которого является выходом устройства. 20

Устройство работает следующим обраэом.

Сигналом с задающего генератора 1, моделирующего моменты появления радио-у5 локационных портретов молний, запускается формирователь импульсов 2, вырабатывающий импульс, длительность которого зависит от величины сигнала с датчика случайных сигналов 3, зада- з ющего закон распределения длительности существования молнии. Сигнал с выхода формирования импульсов 2 поступает на первый вход элемента И 5, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора тактовых импульсов 4, имитирующего импульсы почылки радиолокационной станции.

Тактовые импульсы с выхода элемента И 5 поступают на первый вход эле- 40 мента И 6 и первые входы элементов И 7

Тактовым импульсом с выхода элемен-та И 5 запускается генератор 10 линейно изменяющихся напряжений, выход" ной сигнал которого поступает на

45 вход блока 11. Длительность участка нарастания напряжения в генераторв 10 определяется величиной порогового напряжения, задаваемого датчиком 9, который в общем случае является дат50 чиком случайных сигналов. Сигналом положительной полярности на выходе блока 11 открывается элемент И 6. Пока длится участок нарастания напряжения в генераторе 10 элемент И 6 оказывается открытым и тактовые им55 пульсы с выхода элемента И 5 проходят на первые входы второй группы элемен-, тов И 8. Переход к новому пороговому напряжению в блоке датчика 9 производится при поступлении на его вход сигнала отрицательной полярности с второго выхода блока 11. Таким образом, элементы 9- 11 управляют длительностью циклов следования групповых сиrналов и имитируют кратковременные

"замирания" отраженных сигналов на период обратного хода в генераторе 10.

На входы И-стабильного триггера 13 поступают случайные последовательнос ти со средними частотами 7< - 5>. Вре- . мя 1 - пребывания триггера 13 в каждом устойчивом состоянии пропорционально средним частотам датчиков 12 случайных последовательностей, поступающих на соответствующие входы и -стабильного триггера 13 : 2:-Ьn = (fZ -4п.

В момент прихода тактового импульса с .выхода элемента И 5, имитирующего импульс посылки, принадлежащий портрету молнии, появляется сигнал на выходе элемента И 7, и запускается элемент 14, подключенный к -ому плечу и -стабильного триггера 13, находящемуся в данный момент в единичном состоянии. Элемент 14 разрешает прохождение через соответствующие элементы И 8 тактового импульса с выхода элемента И 6.

Сигнал с выхода элемента И 8 через амплитудный модулятор 15 поступает на стабильную И -входовую схему 16 и далее на выход устройства.

Таким образом, формируется выходной сигнал, который имитирует результат облучения молнии импульсами посылки радиолокационного портрета молнии.

В дальнейшем, пока существует сигнал положительной полярности на выходе дифференцирующей цепочки 11, выходной сигнал устройства зависит только от работы элементов 12 и 14.

Как только на выходе блока 11 появляется сигнал отрицатепьйой полярности, на выходе устройства сигнал пропадет (имитируется "замирание" сигнала молнии), а с помощью датчика 9 происходит настройка генератора 10 на новый цикл. Запуск генератора 10 осуществляется очередным тактовым импульсом. Моментом окончания следования информации о портрете молнии является момент окончания импульса на выходе формирователя импульсов 2.

Таким образом, устройство позволяет имитировать закон появления вспыI

7 9359 шек молнии,(элемент 1), длительность существования радиоэха молнии (элементы 2 и 3), удаленность ионизироаанных каналов молнии (число и, выражающее количество входов триггера, а s также число элементов 7, 8,12 и 14 определяет воэможности устройства по моделированию удаленности), момент появления сигналов (элементы 1, 12

И 13) и длительности их существова- 10 ния (элементы 7 и 14) на различных дальностях амплитуды отраженных сигналов (элемент 15), эффект "замирания" и цикличность сигнала (элементы 9-11) . 15

Предлагаемое устройство позволяет в полном объеме решить поставленную задачу по моделированию отраженных радиолокационных сигналов от случайно появляющихся пространственно-рас- 20 пределенных ионизированных каналов молнии, а также расширить функциональные возможности известного устройства, имитируя как сам процесс получения отраженных сигналов, так и 25 стохастическую природу элементов и структуры радиолокационного портрета молнии. Это устройство может быть использовано для получения тестовых сигналов при конструировании и настройке аппаратуры обработки радиолокационных сигналов (например,прибора для получения изоконтуров молнии), для настройки анализаторов случайных процессов, применяемых при автоматизированной обработке радиолокационных сигналов, а также для моделирования каналов передачи информации, Формула изобретения . /стройство для моделирования отраженных радиолокационных сигналоа, содержащее задающий генератор импуль- сов, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, группу генераторов случайных последовательностей им50 пульсов., выходы которых соединены с соответствующими входами многостабильного триггера, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы, 55,выходы которых соединены со входами соответствующих элементов задержки группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью расШирения функциональных возможностей

1 стройства за счет воспроизведения радиолокационных отражений от пространственно распределенных движущихся целей, оно содержит датчик случайных сигналоа, формирователь импульсов, датчик случайного напряжения, генератор линейно изменяющегося напряжения, блок дифференцирования, группу амплитудных модуляторов и два элемента И, выход задающего генератора импульсов соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу датчика случайных импульсов, а выход формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, вгорой вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход первого элемента И соединен со вторыми входами элементов И первой группы, с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока дифференцирования, второй выход которого соединен со входом датчика случайного напряжения,, выход которого .соединен со вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен со входом блока дифференцирования, выход второго элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены со входами соответствующих амплитудных модуляторов группы, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Авторское свидетельство СССР

Ю 584426, кл. Н 03 В 29/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР 369582, кл. G 06 G 7/48, 1971 (прототип).

935968

Составитель А. Kapacos

Редактор Т. Парфенова Техреду А. Бабинец Корректор 0. Билак

Заказ 5214/53, Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий и )ОД» Москва Ж- Я Ра шская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,