Особенности применения теоремы отсчетов при обработке узкополосных радиосигналов с известной центральной частотой спектра

Е.В. Рогожкин; Ю.И. Подъячий; Л.Я. Емельянов

doi:10.30837/rt.2020.3.202.17

Автор(и)

Е.В. Рогожкин
Ю.И. Подъячий
Л.Я. Емельянов

DOI:

https://doi.org/10.30837/rt.2020.3.202.17

Ключові слова:

обробка радіолокаційних сигналів, синхронне детектування, аналого-цифрове перетворення, дискретизація сигналу, доплерівський зсув.

Анотація

Представлено варіант дискретизації вузькосмугових радіосигналів з відомою центральною частотою спектра, який дозволяє значно зменшити обсяг обчислювальних операцій при обробці таких сигналів без істотних втрат інформації про їхні параметри. У даному випадку вузькосмужність визначається співвідношенням ширини спектру прийнятого радіолокаційного сигналу та робочої частоти підсилювача проміжної частоти, з виходу якого сигнал надходить до аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Проведено дослідження запропонованого способу дискретизації, в якому частота слідування опитувальних імпульсів АЦП визначається частотою опорного сигналу задаючої системи когерентної РЛС і вибирається за величиною кратно нижче робочої частоти підсилювача проміжної частоти. Синхронізація опитувальних імпульсів АЦП організована так, що будь-які два сусідніх відліки є квадратурно пов'язаними. Така процедура дозволяє визначити амплітуду і фазу сигналу, що відповідають кожному відліку. Тим самим створюються умови для визначення доплерівського зсуву і параметрів огинаючої сигналу. Наведено результати розрахунку відносної похибки визначення амплітуди сигналу, яка утворюється в результаті незбігу частоти прийнятого сигналу з частотою опорного сигналу. Для реальних
випадків вона не перевищує 1 % і залежить від характеристик РЛС (довжина зондуючої хвилі, кратність між значенням проміжної частоти, на якій ведеться обробка, і значенням частоти відліків), а також від величини
радіальної швидкості об'єкта і початкової різниці фаз між сигналом на виході підсилювача проміжної частоти й опорним сигналом. Показано, що такий підхід до перетворення сигналу в цифровий формат може бути застосований і для сигналів з фазовою (0, π) маніпуляцією, якщо тривалість елементів коду суттєво більше періоду опорної частоти.

Посилання

Skolnik M.I. Introduction to RADAR Systems. Seсond Ed. Singapore : McGraw Hill Publications, 1981.

Ziomek C., Corredoura P. Digital I/Q demodulator // Proceedings Particle Accelerator Conference 1-5 May 1995 USA, IEEE 2002. DOI: 10.1109/PAC.1995.505652.

Niranjan R.K., Rajendra Naik B. Approach of Pulse Parameters Measurement Using Digital IQ Method // International Journal of Information and Electronics Engineering. 2014. Vol. 4, No. 1. P. 31-35. DOI: 10.7763/IJIEE.2014.

Taran V.I., Rogozhkin E.V., Grigorenko E.I, Gridin A.N., Golobin V.I., Liokumovich V.I., Chernyaev S.V. Specialized measurement system of the Khar'kov Polytechnic Institute for investigating the ionosphere by the incoherent-scattering method // Radiophysics and Quantum Electronics. 1975. Vol. 18, Iss. 9, P. 1026-1027. DOI: 10.1007/BF01038201.

Рогожкин Е.В., Маенко Ф.А. Цифровой коррелометр для исследований сигналов с известной центральной частотой спектра // Вестник ХПИ. Сер. “Автоматика и приборостроение”. Харьков, 1975. №103 (2). С. 70-74.

Рогожкин Е.В., Белозеров Д.П., Еремин А.Н. Информационные возможности цифровой обработки радиосигналов при известной несущей частоте // Вестник Нац. техн. ун-та “ХПИ”: сб. науч. тр. темат. вып. : Радиофизика и ионосфера. Харьков : НТУ “ХПИ”, 2003. № 7, т. 4. С. 81-88.

Емельянов Л.Я., Лялюк А.И., Рогожкин Е.В. Особенности обработки сигналов некогерентного рассеяния на радаре Института ионосферы // Радиотехника. 2015. Вып. 182. C. 29-33.

Рогожкин Е.В., Подъячий Ю.И., Емельянов Л.Я. Модификация цифрового представления радиолокационных сигналов // Радиотехника. 2019. Вып. 196. С. 69-75.