Цифровое устройство формирования

«Формирование изображения ложной цели на экране
радиолокаторов с синтезированной апертурой с помощью
универсального устройства формирования сигнала на основе
полузаказной СБИС 1879ВМ3»
М.Е. Галашин, ЦНИРТИ, г. Москва
Т.В. Лисовская, ЦНИРТИ, г. Москва
М.Ю. Мельников, ЦНИРТИ, г. Москва
А.Н. Кочеров, ЦНИРТИ, г. Москва
П.О. Полянский, ЦНИРТИ, г. Москва
Аннотация
В статье рассмотрено устройство формирования радиолокационных
портретов
объектов
(ложных
целей)
на
экране
радиолокаторов
с
синтезированной апертурой. Приведены экспериментальные результаты
формирования блестящих точек, из которых состоит протяженная цель.
Введение
В
современной
радиолокации
для
выделения
собственного
отраженного сигнала на фоне преднамеренных или непреднамеренных помех
используются зондирующие сигналы сложной структуры (сигналы с
внутриимпульсной модуляцией, перестройка несущей частоты от импульса к
импульсу, вобуляция частоты повторения и др.).
Усовершенствованные методы обработки сигналов, основанные на
спектральном анализе и корреляционной обработке, позволяют современным
РЛС не только определять наличие цели и ее характеристики, но и
идентифицировать тип цели (корабль, самолет, вертолет, локатор и др.),
распознавать групповые и ложные цели. Это создает проблемы средствам
защиты объекта, поскольку для создания эффективных имитационных помех
уже не достаточно переизлучить запомненную копию сигнала с наделением
1
модуляцией по скорости и дальности. Необходимо имитировать образ цели,
сформировать когерентную последовательность отражений с собственными
задержками, фазами и амплитудами, подобную той, что появляется от
множества
целей
или
множественных
рассеивающих
плоскостей
протяженной цели.
Развитие технологии запоминания и восстановления СВЧ сигналов с
применением цифровых методов позволяет осуществить формирование
сигналов с параметрами восстановления недостижимыми ранее при
использовании аналоговых методов.
Функционально
необходимым
элементом
систем
использующих
технологию запоминания и восстановления СВЧ сигналов с применением
цифровых методов является устройство цифровой радиочастотной памяти –
УЦРЧП, в английской аббревиатуре известно как Digital Radio Frequency
Memory – DRFM.
Устройство
цифрового запоминания
частоты
предназначено для
получения и хранения в цифровой форме копии радиочастотного сигнала с
целью ее последующей цифровой обработки и формирования сигналов,
наделенных модуляцией различного вида.
Алгоритм формирования ложной цели с использованием DRFM
Радиолокационный
портрет
объекта
можно
представить
совокупностью блестящих точек – переотражений зондирующего сигнала от
различных поверхностей объекта и его углов. Каждую блестящую точку
можно описать тремя параметрами: амплитудой, задержкой и Доплеровским
смещением. В устройстве формирования радиолокационных портретов
ложных целей каждый отсчет сигнала задерживается на величину,
задаваемую для каждой блестящей точки, и умножается на соответствующие
фазу
и
амплитуду
данной
блестящей
точки,
после
чего
отсчеты
2
складываются. Фаза формируется отдельным для каждой блестящей точки
цифровым
синтезатором
частоты.
Блок-схема
такого
формирователя
приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Блок-схема алгоритма формирования множества блестящих точек.
На Рис.1 приняты следующие обозначения:
3
z0, z1, …zn-1 – значение задержек для n блестящих точек, поступают из DSPпроцессора,
fd0 fd1 ….fdn-1 - значение доплеровских смещений для n блестящих точек,
поступают из DSP-процессора,
A0, A1, …An-1 - значение амплитуд для n блестящих точек, поступают из DSPпроцессора,
Iin, Qin – квадратурный отсчет входного сигнала,
Iout, Qout – квадратурный отсчет выходного сигнала,
Ii, Qi – квадратурный отсчет i-той блестящей точки, i = 0 ÷ n-1,
RDi, Rzi, RAi, - регистры доплеровского смещения, задержки и амплитуды
соответственно для i-той блестящей точки, i = 0 ÷ n-1.
Расчет параметров блестящих точек
Основной задачей алгоритма является расчет задержек и доплеровских
смещений для блестящих точек, на основе информации, поступающей с
внешнего управляющего устройства.
На рис.2 приведен пример взаимного пространственного расположения
радара с синтезированной апертурой (SAR - Synthesized Aperture Radar),
универсального устройства формирования сигнала (УУФС - Signal Formation
Universal Device - SFUD) и имитируемой блестящей точки (БТ - Bright Point –
BP).
4
z
Direction
vector
BP-SAR
Direction
vector
SFUD-SAR
y
SAR
{x,y,z}
antenna pattern axis
Dbp
Dsfud
Velocity vector SAR
VSAR
fsfud
fbp
tbp
abp
asfud
VSAR ,{vx,vy,vz}
b
BP
SFUD
{xbp,vbp,vbp}
{0,0,0}
x
Рис. 2. Пример взаимного пространственного расположение SAR, SFUD и BP
для пояснения расчета доплеровских смещений и временных задержек для
BP.
Вектор дальности SAR DSAR в системе координат SFUD задается
координатами {x,y,z}. Вектор скорости SAR VSAR в системе координат SFUD
задается координатами {vx,vy,vz}.
В локаторах с синтезированной апертурой (SAR) ось ДНА (antenna
pattern axis) перпендикулярна вектору скорости движения VSAR .
Из внешнего устройства на процессор поступает следующая информация:
1. В системе координат SFUD задаются координаты дальности SAR {x,y,z}, скорости SAR - {vx,vy,vz}, и ускорения SAR - {ax,ay,az}.
2. В системе координат SFUD задаются координаты скорости SFUD {vxsfud,vysfud,vzsfud}.
5
3. В системе координат SFUD задаются координаты дальности BP {xbp,ybp,zbp}(i), для каждой i-той BP, где i = 1 – 32. Также задается
значение амплитуды для каждой i-той BP.
Алгоритм расчета параметров
Далее в расчетах используются обозначения, как на рис.2.
1. Рассчитать DSFUD (расстояние от SFUD до SAR).
DSFUD =
x2 + y2 + z2 .
2. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷N) рассчитать DBP(i) (расстояние от i-той BP до
SAR).
DBP (i) =
(x-x BP (i))2 + ( y - yBP (i)) 2 + ( z - z BP (i )) 2 .
3. Рассчитать модуль вектора скорости | VSAR |
| VSAR |= vx 2 + vy 2 + vz 2 .
4. Рассчитать направляющие косинусы для вектора направления SFUD - SAR
cosa x =
cosa y =
cosa z =
x
x + y2 + z2
2
y
x + y2 + z2
2
z
x2 + y2 + z2
,
,
.
5. Рассчитать направляющие косинусы вектора скорости VSAR .
cosa vx =
cosa vy =
vx
vx + vy 2 + vz 2
2
vy
vx + vy 2 + vz 2
2
,
,
6
cosa vz =
vz
.
vx 2 + vy 2 + vz 2
6. Рассчитать косинус угла aSFUD между вектором направления SFUD – SAR
и вектором скорости VSAR .
cosa SFUD = cosa x cos a vx + cosa y cos a vy + cosa z cos a vz .
7. Рассчитать радиальную составляющую вектора скорости VSAR на линию
визирования SFUD-SAR.
Vr = VSAR cos a SFUD .
8. Рассчитать доплеровское смещение для SFUD. (Этот Доплер присутствует
в запомненной копии сигнала).
f SFUD =
-2Vr * F
, где F – несущая частота, с – скорость света.
c
9. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷ N) рассчитать направляющие косинусы для
вектора направления BP(i) – SAR.
cosa xBP (i) =
cosa yBP (i) =
cosa zBP (i) =
x-x BP (i)
(x-x BP (i )) 2 + ( y - yBP (i ) 2 + ( z - z BP (i)) 2
y-y BP (i )
(x-x BP (i )) + ( y - yBP (i) 2 + ( z - z BP (i)) 2
2
z-z BP (i)
(x-x BP (i)) + ( y - yBP (i ) 2 + ( z - z BP (i)) 2
2
,
,
.
10. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷ N) рассчитать косинус угла aBP(i) между
вектором направления BP(i) – SAR и вектором скорости VSAR .
cosa BP (i) = cosa x BP (i) cos a vx + cosa y BP (i ) cos a vy + cosa zBP (i) cos a vz .
7
11. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷ N) рассчитать радиальную составляющую
вектора скорости VSAR на линию визирования BP(i)-SAR.
VrBP (i ) = VSAR cos a BP (i ) .
12. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷ N) рассчитать разность между радиальной
составляющей вектора скорости VSAR на линию визирования BP(i)-SAR и
радиальной составляющей вектора скорости VРСА на линию визирования
SFUD-SAR.
DVrBP (i ) = VrBP (i ) - Vr .
13. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷ N) рассчитать доплеровской смещение,
которое должно быть внесено в копию сигнала, имитирующую i-тую
блестящую точку.
f BP (i ) =
-2DVrBP (i ) * F
, где F – несущая частота, с – скорость света.
c
14. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷N) рассчитать разность между расстоянием
DBP(i) и DSFUD.
DDBP (i ) = DBP (i) - DSFUD .
15. Для каждой i-той BP (i = 1 ÷N) пересчитать DDBP (i ) во временную
задержку.
t BP (i ) =
2DDBP (i )
, где с – скорость света.
c
Значения доплеровских смещений f BP (i) (см. п. 13) и временных задержек
t BP (i ) (см. п. 15), рассчитанные для всех i (i = 1 ÷N) блестящих точек,
передаются из процессора в FPGA, в котором реализуется схема
формирования протяженной цели.
8
Универсальное устройство формирования сигнала
Универсальное устройство формирования сигналов (УУФС), способное
формировать различного рода выходные сигналы (от шумовых до
имитационных), создающие на экране локаторов ложные отметки цели,
идентичные реальным объектам, является результатом развития работ по
созданию
современных
цифровых
устройств
обработки
сигналов
и
формирования помех.
Универсальное устройство формирования сигнала способно при
необходимости производить детальный анализ входных сигналов и в
зависимости от них изменять параметры выходных сигналов. Использование
этого устройства в системах РЭП позволит осуществить цифровой синтез
реалистичного образа ложной цели, в том числе групповой или протяженной,
такой как корабль. Основой устройства является устройство типа DRFM,
использующее принцип квантования амплитуды сигнала.
На рис.3 приведен внешний вид устройства.
Рис. 3. Внешний вид универсального устройства формирования
сигнала.
9
Масса
устройства -
450 г.
Габариты устройства - 200x65x40 мм.
Функциональная схема устройства приведена на рисунке 4.
Рис. 4. Функциональная схема устройства формирования радиопортрета
В устройстве используется перенос радиочастотного сигнала из
рабочего диапазона частот 750 – 1250 МГц в промежуточный диапазон
частот 0 – 250 МГц с одновременным формированием квадратурных
составляющих сигнала. В качестве сигнала гетеродина используется сигнал с
частотой 1ГГц соответствующий середине рабочего диапазона. В устройстве
10
используется 6-ти разрядное амплитудное квантование квадратурных
составляющих сигнала. Тактовая частота дискретизации сигнала равна 600
МГц. В устройстве используется специально разработанная для цифровой
обработки и формирования сигналов, микросхема 1879ВМ3.
Основными цифровыми элементами модуля являются:
- две полузаказные СБИС 1879ВМ3;
-
программируемая
логическая
интегральная
схема
(ПЛИС),
используется ПЛИС фирмы ALTERA семейства Stratix II;
- высокоскоростной сигнальный процессор (TMS320C6414).
Функционально работа устройства построена следующим образом:
Входной
сигнал
после
понижающего
квадратурного
конвертера
поступает на вход одной из микросхем 1879ВМ3, где оцифровывается и в
реальном масштабе времени передается на ПЛИС, где преобразуется в
соответствии с алгоритмом формирования радиопортрета. Преобразованный
сигнал из ПЛИС загружается в память второй микросхемы 1879ВМ3, откуда
поступает на повышающий конвертор и переизлучается.
В сигнальном процессоре реализуются алгоритмы, обеспечивающие
сопряженное
изменение
во
времени
параметров
формируемых
модуляционных сигналов, таких как доплеровское смещение, временная
задержка, амплитуда (это необходимо при имитации движущегося объекта),
не приводящее к искажениям радиопортрета имитируемого объекта и его
ЭПР. Необходимая внешняя информация для сигнального процессора может
поступать либо от host процессора, либо от другого внешнего устройства по
интерфейсу RS232.
В таблице 1 приведены характеристики устройства формирования
радиолокационных портретов объектов.
11
Таблица 1. Характеристики устройства формирования радиолокационных
портретов объектов.
Параметр
Диапазон значений
Единица
измерения
Частотный диапазон
750 – 1250
МГц
Динамический диапазон входного сигнала
-25 - +5
дБм
Количество блестящих точек
до 32
Диапазон доплеровских сдвигов для
± 120
кГц
Диапазон задержек для блестящих точек
0,7 - 7
мкс
Диапазон амплитуд для блестящих точек
30
дБ
Шаг изменения доплеровского сдвига
0,59
Гц
Шаг изменения задержки
1,666
нс
Шаг изменения амплитуды
1
дБ
блестящих точек
Микросхема 1879ВМ3
Микросхема
1879ВМ3
представляет
собой
быстродействующий
программируемый сигнальный контроллер. В микросхеме использует
принцип квантования амплитуды сигнала с последующей упаковкой восьми
квадратурных отсчетов в 128-битовое слово и запоминание его в памяти
данных.
Основными функциями сигнального программируемого контроллера
является:
- оцифровка, запись и хранение в памяти цифровой копии сигнала;
- восстановление сигнала из хранящейся в памяти цифровой копии
сигнала;
- осуществление вычислений, в соответствии с заданными законами
модуляции;
12
- управление работой устройства цифрового запоминания частоты в
соответствии с программой, заранее размещенной в памяти команд
контроллера
и
обеспечивающей
требуемый
алгоритм
работы
устройства.
Функциональная схема СБИС показана на рис.5.
Iin
Qin
Clock 600
ADCI
ADCQ
divisor
Clock 150
Signal detector
buffer-reformer
AU multiplexer
from DAC multiplexer
RS RF IQC PEAK
Noise generator
Program controller
AU
Clock 150
Signal channels unit
Data memory
to AU multiplexer
DAC multiplexer
RS RF IQC INT0-7
Unpacker
DACI
Iout
Clock 150
DACQ
Qout
Рис. 5. Структурная схема микросхемы 1879BM3,
СБИС состоит из следующих основных узлов.
АЦП предназначен для оцифровки входного сигнала. Каждое АЦП
содержит два 6-битовых преобразователя работающих с тактом 300 МГц
поочередно.
13
Буфер-преобразователь дополняет каждое число от АЦП до 8 бит,
инвертирует и упаковывает 8 квадратурных отчетов в 128 разрядное слово.
Мультиплексор AU выбирает, какой сигнал поступает на AU – из буферапреобразователя или с мультиплексора ЦАП.
Арифметическое
устройство
(AU)
выполняет
вычисления
в
соответствии с режимом работы СБИС, который задается программным
контроллером. СБИС имеет следующие режимы работы:
- “Direct Recall” – непосредственное воспроизведение сигнала со входа
АЦП с наделением частотной модуляцией;
- “Dorecall Recall” – воспроизведение сигнала из памяти с наделением
частотной модуляцией;
- “Noise Recall” – воспроизведение сигнала из памяти c наделением
шумовой фазовой модуляцией;
- “AM
Recall”
–
воспроизведение
суммированных
с
весовыми
коэффициентами сигналов с АЦП и памяти.
Память данных. Внутренняя трехпортовая память данных объемом 192
Кбайт предназначена для хранения оцифрованных копий сигнала и имеет
128-и разрядный формат. В одном 128-и разрядном слове упаковано 8
комплексных отсчетов входного сигнала. Данная структура памяти позволяет
хранить сигнал длительностью до 163 мкс при тактовой частоте 600 МГц.
Мультиплексор ЦАП выбирает, куда должен быть подан сигнал – на ЦАП
или на мультиплексор AU.
Распаковщик преобразует 128-и разрядное слово в 8 комплексных 8-и
разрядных отчетов.
ЦАП предназначен для преобразования цифрового сигнала в аналоговую
форму. Каждый ЦАП содержит два 8-битовых преобразователя работающих
с тактом 300 МГц поочередно.
Генератор шума формирует амплитудный шум с перестраиваемой
шириной полосы.
14
Программный
контроллер
представляет
собой
центральный
процессорный узел, предназначенный для формирования адресов команд и
их дешифрации. Осуществляет управление режимами работы AU и другими
узлами микросхемы. Включает в себя внутреннюю двухпортовую память
команд объемом 64 Кбайт.
Делитель преобразует тактовый сигнал с частотой 600 МГц в сигнал с
частотой 150 МГц (Clock 150). Данный сигнал синхронизирует работу
программируемого контроллера, упаковщика, распаковщика и генератора
шума.
Блок сигнальных каналов содержит 8 каналов ПДП, каждый из которых
может быть настроен на работу в любом из режимов с возможностью
установки приоритета для каждого канала. Каждый канал содержит
следующий набор загружаемых регистров:
- 2 регистра адреса (начала и конца воспроизведения);
- регистр частотного сдвига;
- регистр временной задержки;
- счетчик событий;
- регистр адреса прерываний;
- регистр приоритетов.
В процессе работы канала могут быть сформированы канальные события,
такие как завершения счета задержки, завершение счета событий и
достижения конечного адреса при чтении памяти. Канал может стартовать
или останавливаться программно или автоматически по любому событию
(внешнему или канальному).
Детектор сигнала определяет момент появления (RS) и момент
окончания (RF) входного сигнала, момент совпадения I и Q квадратурных
составляющих (IQC) входного сигнала и максимальную мощность входного
сигнала (PEAK).
Момент появления сигнала фиксируется при превышении входным
сигналом
заданного
порога,
аналогично
момент
окончания
сигнала
15
фиксируется, когда уровень входного сигнала становится меньше заданного
порога. Пороги чувствительности детектора начала и конца сигнала задаются
независимо и программно могут быть изменены (8 мВ, 16 мВ, 32 мВ, 64 мВ).
Микросхема изготовлена на основе 0,25 мкм КМОП технологии. Степень
интеграции - 1.400.000 эквивалентных вентилей.
Ниже на рис. 6 – 10 показаны результаты работы устройства
формирования радиопортретов.
На рис. 6 показана осциллограмма выходного сигнала, имитирующего
портрет объекта, состоящего из нескольких блестящих точек, задержка
между которыми значительно меньше длительности входного импульса.
Рис. 6. Выходной сигнал при имитации портрета объекта, состоящего из
нескольких блестящих точек, задержки между которыми меньше
длительности входного импульса.
16
На рис. 7 показана спектрограмма при формировании 32 блестящих
точек с разными доплеровскими смещениями и линейным изменением
выходной мощности.
Рис. 7. Спектрограмма при формировании 32 блестящих точек с разными
доплеровскими смещениями и линейным изменением выходной мощности.
На рис. 8 показана спектрограмма при формировании 32 блестящих
точек с разными доплеровскими смещениями и одинаковыми выходными
мощностями.
17
Рис. 8. Спектрограмма при формировании 32 блестящих точек с разными
доплеровскими смещениями и равными выходными мощностями.
На рис. 9 показана спектрограмма при формировании 4 блестящих
точек с доплеровскими смещениями ± 5 и ± 13 Гц и линейным изменением
выходной мощности.
18
Рис. 9. Спектрограмма при формировании 4 блестящих точек с
доплеровскими смещениями ± 5 и ± 13 Гц и линейным изменением выходной
мощности.
На рис. 10 приведен портрет протяженного объекта в виде эллипсоида,
состоящий из 32 блестящих точек, сформированный устройством
формирования сигнала, и полученный на математической модели локатора с
синтезированной амплитудой.
Рис. 10. Портрет протяженного объекта в виде эллипсоида, состоящий из
32 блестящих точек, полученный на математической модели локатора с
синтезированной амплитудой.
Заключение
В статье рассматривается универсальное устройство формирования
радиолокационных динамических портретов объектов (ложных целей),
позволяющее решать задачи имитирования объектов различных видов:
19
большие протяженные объекты, множество объектов с малой ЭПР.
Устройство позволяет создавать сопряженные множества блестящих точек,
формирующих портреты объектов.
Литература
1.
Защита радиолокационных систем от помех. Под редакцией
А.И.Канащенкова и В.И. Меркулова.- «Радиотехника», М., 2003
2.
М.Е.Галашин, Т.В.Лисовская, М.Ю.Мельников, А.В.Аудер, Н.В.
Касицин,
Ю.И.Борисов,
запоминания
частоты
В.М.Черников.
(DRFM).
Доклад
Устройство
на
цифрового
Юбилейной
научно-
технической конференции ЦНИРТИ. – М., май 2003
3.
G.G.Fouts, P.E.Pace, Ckarow, S.R.T. Ekestorm. A single chip false
target radar image generator for countering wideband imaging radars. - IEEE
journal of solid-state circuits. Vol.37, no.6. June 2002
20
Формирование изображения ложной цели
на экране радиолокаторов с
синтезированной апертурой с помощью
универсального устройства формирования
сигнала на основе СБИС 1879ВМ3
Радиолокационный портрет
Радиолокационный портрет объекта (ложной
цели) можно представить совокупностью
блестящих точек – переотражений
зондирующего сигнала от различных
поверхностей объекта и его углов
Блестящая точка
БТi=f(Ai,dti,Fдi);
Описывается следующими параметрами:
- Амплитуда точки – определяет ее яркость;
- Задержка – определяет ее удаленность;
- Доплеровское смещение – определяет скорость ее движения;
В устройстве формирования радиолокационных портретов
объектов каждый отсчет сигнала задерживается на величину,
задаваемую для каждой блестящей точки, и умножается на
соответствующие фазу и амплитуду данной блестящей точки,
после чего отсчеты складываются.
Фаза формируется отдельным для каждой блестящей точки
цифровым синтезатором частоты.
Пример взаимного пространственного расположения радара с синтезированной апертурой,
универсального устройства формирования изображения ложных целей
и имитируемой ложной цели
z
Вектор
направления
SFUD-SAR
Вектор
направления
BP-SAR
y
SAR
Вектор скорости SAR
VSAR
ЛЦ
УФЛЦ
x
Структурная схема СБИС 1879ВМ3
Iin
Qin
Clock 600
ADCI
ADCQ
divisor
Clock 150
Signal detector
buffer-reformer
AU multiplexer
from DAC multiplexer
RS RF IQC PEAK
Noise generator
Program controller
AU
Clock 150
Signal channels unit
Data memory
to AU multiplexer
DAC multiplexer
RS RF IQC INT0-7
Unpacker
DACI
Iout
Clock 150
DACQ
Qout
СБИС состоит из следующих основных узлов
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
АЦП : Каждое АЦП содержит два 6-битных преобразователя работающих с тактом 300 МГц поочередно.
Буфер-преобразователь дополняет каждое число от АЦП до 8 бит и упаковывает 8 квадратурных отчетов в 128
разрядное слово.
Мультиплексор AU выбирает, какой сигнал поступает на AU – из буфера-преобразователя или с
мультиплексора ЦАП.
Арифметическое устройство (AU) выполняет вычисления в соответствии с режимом работы СБИС
Память данных. Внутренняя трехпортовая память данных объемом 192 Кбайт предназначена для хранения
оцифрованных копий сигнала и имеет 128-разрядный формат. Данная структура памяти позволяет хранить
сигнал длительностью до 163 мкс при тактовой частоте 600 МГц.
Мультиплексор ЦАП выбирает, куда должен быть подан сигнал – на ЦАП или на мультиплексор AU.
Распаковщик преобразует 128-и разрядное слово в 8 комплексных 8-и разрядных отчетов.
ЦАП: Каждый ЦАП содержит два 8-битовых преобразователя работающих с тактом 300 МГц поочередно.
Генератор шума формирует амплитудный шум с перестраиваемой шириной полосы.
Программный контроллер представляет собой центральный процессорный узел, осуществляет управление
режимами работы AU и другими узлами микросхемы.
Делитель преобразует тактовый сигнал с частотой 600 МГц в сигнал с частотой 150 МГц. Данный сигнал
синхронизирует работу программируемого контроллера, упаковщика, распаковщика и генератора шума.
Блок сигнальных каналов содержит 8 каналов ПДП, каждый из которых может быть настроен на работу в
любом из режимов с возможностью установки приоритета для каждого канала.
Детектор сигнала определяет момент появления (RS) и момент окончания (RF) входного сигнала, момент
совпадения I и Q квадратурных составляющих (IQC) входного сигнала и максимальную мощность входного
сигнала (PEAK).
Устройство формирования
изображений ложных целей
ФГУП «ЦНИРТИ им. ак. А.И. Берга»
Формирователь системы БТ
z0, z1, …zn-1 – значение задержек для
n блестящих точек
fd0 fd1 ….fdn-1 - значение
доплеровских смещений для n
блестящих точек
A0, A1, …An-1 - значение амплитуд
для n блестящих точек
Iin, Qin – квадратурный отсчет входного
сигнала
Iout, Qout – квадратурный отсчет
выходного сигнала
Ii, Qi – квадратурный отсчет i-той
блестящей точки
RDi, Rzi, RAi, - регистры доплеровского
смещения, задержки и амплитуды
Функциональная схема устройства
Внешний вид и характеристики устройства
Частотный диапазон: 750-1250 МГц
Динамический диапазон входного
сигнала: -25…+5 дБм
Количество блестящих точек: до 32
Диапазон доплеровских сдвигов для
блестящих точек : +120 кГц
Диапазон задержек для блестящих
точек: 0,7-7 мкс
Диапазон амплитуд для блестящих
точек: 30 дБ
Шаг изменения доплеровского сдвига: 0,59 Гц
Шаг изменения задержки: 1,66 нс
Шаг изменения амплитуды: 1 дБ
Масса: 470 гр
Габариты: (220х100х40) мм
Напряжение питания: 5 В
Максимальный ток потребления: 5 А
Интерфейс управления: RS-232
Результаты работы устройства формирования радиопортретов
во временной области
Выходной сигнал при имитации портрета объекта, состоящего из
нескольких блестящих точек, задержки между которыми меньше
длительности входного импульса
Результаты работы устройства формирования радиопортретов
в спектральной области
Спектрограмма при формировании 4 блестящих
точек с доплеровскими смещениями ± 5 и ± 13 Гц
и линейным изменением выходной мощности
Спектрограмма при формировании 32 блестящих
точек с разными доплеровскими смещениями и
линейным изменением выходной мощности
Пример имитации объекта
Портрет протяженного объекта в виде эллипсоида, состоящий из 32 блестящих точек,
полученный на математической модели локатора с синтезированной амплитудой