SU1418748A1 - Digital correlator for detecting echo-signals - Google Patents

Description

(21)4175192/24-24(21) 4175192 / 24-24

(22)05.01.87(22) 01/05/87

(46) 23.08.88. БКШ. № 31(46) 08/23/88. BCS. No. 31

(71)Московский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе(71) Moscow Aviation Institute named after Sergo Ordzhonikidze

(72)М.К.Ручьев(72) M.K.Ruchev

(53)681.3(088.8)(53) 681.3 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 879595, кл. G 06 F 15/336, 1981.(56) USSR Copyright Certificate No. 879595, cl. G 06 F 15/336, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1107135, кл. с об F 15/336, 1983.USSR Author's Certificate No. 1107135, cl. Vol. F 15/336, 1983.

(54)ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЭХО-СИГНАЛОВ(54) DIGITAL CORRELATOR FOR DETECTION OF ECHO SIGNALS

(57)Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано дл  обнаружени  в реальном масштабе времени эхо-сигнала, имеющего доплеровское смещение частоты. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  при широком диапазоне неизвестных догшеровских смещений частоты эхо-сигналов. Цифровой коррел тор содержит три преобразовател  1, 9 и 13 аналог-код, преобразователь 12 код - аналог, два блока 2 и 14 преобразовани  Фурье, два блока 3 и 15 вычислени  квадрата модул , арифметический блок 8, три 4, 10 и 16 блока задерж ки, два блока 5 и 7 экспоненциальной выборки, ключ 11 и блок 6 синхронизации . Повышение быстр одействи  до.сти- гаетс  за счет сведени  входных сигналов к виду, инвариантному к изменению их временного масштаба, вызван-. ного доплеровским Смещением частоты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.(57) The invention relates to specialized means of computing and can be used to detect in real time an echo signal having a Doppler frequency shift. The aim of the invention is to increase the speed with a wide range of unknown pre-Cossher frequency shifts of the echo signals. The digital correlator contains three converters 1, 9, and 13 analog-code, converter 12 code — analog, two blocks 2 and 14 Fourier transforms, two blocks 3 and 15 for calculating the squared module, arithmetic block 8, three 4, 10, and 16 delay blocks Ki, two blocks 5 and 7 of the exponential sample, the key 11 and the block 6 synchronization. The increase in the speed of data transfer is accomplished by reducing the input signals to a form that is invariant to a change in their time scale caused by. Doppler Frequency Offset. 1 hp f-ly, 3 ill.

с with

(Л(L

0000

SI 4 ЭОSI 4 EO

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике и предназначено дл  I обнаружени  в реальном масштабе вре- мен  эхо-сигнала, имеющего допле-The invention relates to a computing technique and is intended for real-time I detection of an echo signal having

ровское смещение частоты.rovsky frequency offset.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  при широком диапазоне неизвестных доплеровских смещений частоты эхо-сигналов..The purpose of the invention is to increase speed with a wide range of unknown Doppler frequency shifts of the echo signals.

На фиг. 1 изображена структурна  схема цифрового коррел тора дл  обнаружени  эхо-сигналов; на фиг. 2 - структурна  схема блока экспоненциальной выборки , на фиг. 3 - времен- ные диаграммы, по сн ющие работу устройства .FIG. Figure 1 shows a digital correlator circuit diagram for echo detection; in fig. 2 is a block diagram of an exponential sample block; FIG. 3 - timing charts explaining the operation of the device.

Цифровой коррел тор дл  обнаружени  эхо-сигналов (фиг. 1) содержит первый преобразователь 1 аналог-код первый блок 2 преобразовани  Фурье, первый блок 3 вычислени  квадрата модул , второй блок 4-задержки, первый блок 5 экспоненциальной выборки, блок 6 синхронизации, второй блок 7 экспоненциальной выборки, ариф мети- ческий блок 8, второй преобразователь 9 аналог - код, первый блок 10 задержки, ключ 11, преобразователь код - аналог 12, третий преобразователь 13 аналог - код, второй блок 14 преобразовани  Фурье, второй блок 15 вычислени  квадрата модул , третий блок 16 задержки.The digital correlator for detecting echo signals (Fig. 1) contains the first analog-to-converter converter 1, the first Fourier transform unit 2, the first unit 3 for calculating the square module, the second 4-delay unit, the first exponential sampling unit 5, the synchronization unit 6, the second exponential sampling unit 7, arif metric unit 8, second converter 9 analog — code, first delay block 10, key 11, converter code — analog 12, third converter 13 analog — code, second Fourier transform block 14, second calculation 15 square module, t ety delay unit 16.

Блок экспоненциальной выборкиExponential sample block

(фиг. 2) содержит элемент 17 делени  первьм 18 и второй 19 элементы умножени , экспоненциальный преобразователь 20, генератор 21 пилообразного напр жени  ,1 элемент 22 сравнени , счетчик 23, первый 24 и второй 25 источники посто нного напр жени .(Fig. 2) contains a division element 17, the first 18 and a second 19 multiplication elements, an exponential converter 20, a saw voltage generator 21, 1 comparison element 22, a counter 23, the first 24 and the second 25 constant voltage sources.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.The device (Fig. 1) works as follows.

Излучаемый сигнал x,(t) подаетс  на первый вход коррел тора и поступает на информационный вход первого пр.ербразовател  1 аналог - код, на текущей вход которого поступают сигналы с выхода первого блока 5 экспо- ненциальной выборки.The emitted signal x, (t) is fed to the first input of the correlator and is fed to the information input of the first appliance 1 analogue — the code to which the current input receives signals from the output of the first block 5 of the exponential sampling.

Блок 5 экспоненциальной выборки (фиг. 2) работает следующим образом. С выходов первого 24 и второго 25 ис точников посто нного напр жени  на- входы элемента 17 делени  поступают напр жени i, пропорциональные соответственно Т с и Т.,, где Т(- - максимально возможна  длительность эхо-сигнала , Т - интервал равномерной дискретизации сигнала x(t), обеспечивающий заданную погрешность дискретизации. На выходе элемента 18 делени  формируетс  напр жение, пропоргдиональноеThe block 5 of the exponential sample (Fig. 2) works as follows. From the outputs of the first 24 and second 25 sources of constant voltage, the inputs of the dividing element 17 receive voltages i proportional to T c and T, respectively, where T (- is the maximum possible echo duration, T is the interval of uniform sampling signal x (t), which provides a predetermined sampling error. At the output of dividing element 18, a voltage is generated,

T.,/TC. Напр жение, пропорциональноеT., / TC. Voltage proportional to

Т,.T.

---, с выхода элемента 17 делени  ---, from the output of dividing element 17

ступает на первый вход первого элемента 17 умножени , на второй вход которого поступает сигнал со счетчика 23, фиксирующего число импульсов К 0,1, ...М формируемой экспоненциальной выборки (М + 1 - общее число импульсов в этой выборке). С выхода первого элб- мента 18 умножени  напр жение, проТт , порциональное ---К, поступает на входsteps to the first input of the first multiplication element 17, the second input of which receives a signal from counter 23, which fixes the number of pulses K 0.1, ... M of the formed exponential sample (M + 1 is the total number of pulses in this sample). From the output of the first terminal 18, the voltage is multiplied, proTt, the portional --- K, is fed to the input

экспоненциального преобразовател  20,exponential converter 20,

на выходе которого формируетс  напр жение , пропорциональное . Это напр жение поступает на второй вход второго элемента 19 умножени , на первый вход которого поступает напр жение с выхода первого 24 источника посто нного напр жени , пропорциональное Т . С выхода второго элемента 19 умножени  напр жение, пропорциональное Т.- е ,с поступает на первый вход .- элемента 22 сравнени , на второй вход .которого поступает напр жение с выхода генератора 21 пилообразного на- пр жени , пропорциональное времени t, прошедщему с начала формировани  экспоненциальной выборки. В моменты времени tK Т,- на выходе эле-., мента 22 сравнени  формируютс  импуль- сы, которые затем поступают на тактирующий вход первого преобразовател  1 аналог - код.at the output of which a voltage is proportional. This voltage is applied to the second input of the second multiplication element 19, the first input of which receives the voltage from the output of the first 24 constant voltage source, proportional to T. From the output of the second multiplication element 19, the voltage proportional to T.-e is supplied to the first input. - the comparison element 22 to the second input to which the voltage from the output of the sawtooth generator 21 is proportional to the time t passed start forming an exponential sample. At the moments of time tK T, - at the output of the element, the comparison 22, pulses are formed, which are then fed to the clock input of the first converter 1 analogue - code.

Отсчеты экспоненциальной выборки с выхода первого преобразовател  1 аналог - код в цифровой форме поступают на вход-первого блока 2 преобразовани  Фурье. После вычислени  . отсчетов спектра экспоненциальной выборки излученного сигнала они поступают на вход первого блока 3 вычислени  квадрата модул . В момент времени t Т. + .c начала работы устройства, когда завершен предпоследний такт вычислени  преобразовани  Фурье (Тцрф,, - врем , затрагиваемое на вычисление преобразовани  Фурье обрабатываемого сигнала без учета последнего такта) на втором выходе блока 6 синхронизации формируютс  пачки из М. + 1 импульса с периодом повторени  Та (фиг. За) ( врем  вычислени  одного значени  спектра сигнала на последнем такте в блоках преобразовани  Фурье). Им- пульсы с второго выхода блока 6 .синхронизации поступают на тактирующий вход второго блока 4 задержки. Одновременно с ними на информационный вход этого же блока поступают коды отсчетов квадрата модул  спектра экспоненциальной выборки излученного сигнала x(t), сформированные на вы10The samples of the exponential sample from the output of the first converter 1 analogue — the code in digital form is fed to the input of the first Fourier transform unit 2. After calculation. samples of the spectrum of an exponential sample of the emitted signal, they arrive at the input of the first block 3 of calculating the square of the module. At the moment of time t T. + .c the device starts working, when the penultimate last calculation step of the Fourier transform (Tcrf ,, is completed, the time affected by the Fourier transform calculation of the processed signal without taking into account the last clock), the second output of the synchronization unit 6 is formed of M. + 1 pulses with a repetition period Ta (Fig. 3a) (the calculation time for one value of the signal spectrum at the last clock in the Fourier transform units). The pulses from the second output of the synchronization block 6 are fed to the clock input of the second block 4 delays. At the same time, the sample input codes of the square of the spectrum module of the exponential sample of the emitted signal x (t), which are generated at 10, arrive at the information input of the same block.

цнентом сжати ,, равньп-г N, В ;. времени, кратные NT, цепь гщркул цни разрьгоаетс , так как в это же врем  на управл ющий вход ключа 11 поступает импульс с третьего выхода блока 6 синхронизации, размыкающий ключ 11. Благодар  этому, после (Ы-1)-й выборки записываетс  нова  N-  в результате чего обеспечиваетс  обновление записанной реализации на одну выборку после каждой циркул ции. Процесс записи, сжати  во времени.и обновлени  реализации может пронзвоходе первого блока 3 вычислени  квад- 15 дитьс  неограниченно долго, что обес-- рата модул  (фиг. 36).compression ratio, nee-g N, B; time multiples of NT, the circuit of the signal is discharged, because at the same time the control input of the key 11 receives a pulse from the third output of the synchronization unit 6, which opens the key 11. Due to this, a new N is recorded after the (Y-1) -th sample - as a result, the recorded implementation is updated with one sample after each circulation. The process of recording, compressing in time, and updating the implementation can be carried out through the first block 3 of the computation quadrant 15 indefinitely, which is removed from the module (Fig. 36).

В первом блоке 4 задержки может быть записана М + 1 выборка. Синхронизаци  блока 4 задержки осзпцествл - етс  посредством подачи импульсов на 20 его тактирующий вход с второго выхода блока 6 синхронизации с,периодомIn the first block 4 delays can be recorded M + 1 sample. Synchronization of the delay block 4 is realized by sending pulses to its clock input from the second output of the synchronization block 6 with a period of

печивает взаимнокоррел ционную обработку излучаемого и эхо-сигыалоз с неизвестным моментом прихода.Makes the mutually correlated processing of the emitted and echo-sigiosis with an unknown moment of arrival.

Объем N фop шpyeмoй выборки выбираетс  таким образом, чтобы часть отсчетов, а именно N-N (f, отображала эхо-сигнал максимальной длительности т.е. (N-N)N -Т TC, где (Ыф - 1)Т 1(ф-1, При этом длительность каждой сжатой копии эхо-сигнала равна (N-N)T. Это сделано дл  того, чтобы между моментом окончани  предьщущей и моментом начала следующей копии эхо-сигнала осталс  промеж ток вре- . мени, равный (N(|,, )-Т, который необходим дл  вычислени  преобразовани  Фурье экспоненциальной выборки очере ц- ной копии эхо-сигнала (фиг, Зе).iThe volume Nfop shmery sampling is chosen so that a part of the samples, namely NN (f, displayed an echo signal of maximum duration, i.e. (NN) N -T TC, where (Hf - 1) T 1 (f-1, At the same time, the duration of each compressed copy of the echo signal is (NN) T. This is done so that between the end of the previous one and the beginning of the next copy of the echo signal there remains an interval of time equal to (N (| ,,) - T, which is necessary for calculating the Fourier transform of the exponential sample of an eche of a full copy of the echo signal (Fig, Ze) .i

повторени  Tj. Таким образом, в первом блоке 4 задержки за врем , равное (М + 1)Т, завершитс  запись всех ко-25 дов отсчетов квадрата модул  спектра экспоненциальной выборки излучен- ногр сигнала х ,(t).repeat tj. Thus, in the first block 4 of the delay for a time equal to (M + 1) T, the recording of all the counts of 25 units of the square of the spectrum module of the exponential sample of the signal x, (t) is completed.

Сигнал x(t) с выхода приемника эхо-сигналов подаетс  на второй вход jQ коррел тора и поступает на информационный- вход второго преобразовател  9 аналог - код (фиг. Зв). На его тактирующий вход поступают импульсы с третьего выхода блока 6 синхрЬниза35The signal x (t) from the output of the receiver of the echo signals is fed to the second input jQ of the correlator and is fed to the information input of the second converter 9 analogue code (Fig. 3). Pulses from the third output of block 6 are sent to its clocking input.

цин с периодом следовани  Т NTQing with a period of following T NT

(т - период повторени  импульсов рециркул ции ) . С приходом тактирующего импульса производитс  выборка принимаемого сигнала x,(t), котора  преобразуетс  в цифровой код и поступает на вход первого блока 10 задержки (фиг. Зг). В первом блоке 10 задержки , может быть записана (Н-1)-  выборка сигнала. Выборка, с выхода второго преобразовател  9 аналог - код задерживаетс  в первом блоке 10 задержки на врем  (N-1)T (фиг. Зд) и через замкнутый ключ 11 вновь поступает на вход блока 10 задержки. Так как импульсы с третьего выхода блока 6 синхронизации следуют с периодом NT, и период циркул ции равен (N-1)T Т, то кажда  последующа  выборка записываетс  впервьй блок 10 задерж- |Ки после циркул ции предьщущей с задержкой на Т (фиг. Зг). При этом происходит запись принимаемого сообщени  и сжатие его во времени с коэффи(t is the repetition period of recirculation pulses). With the arrival of the clock pulse, the received signal x is sampled, (t), which is converted into a digital code and fed to the input of the first delay unit 10 (Fig. 3g). In the first block 10 delay, can be recorded (H-1) - signal sampling. The sample from the output of the second converter 9 is analog — the code is delayed in the first delay block 10 at the time (N-1) T (Fig. RE), and through the closed key 11 is again fed to the input of the delay block 10. Since the pulses from the third output of synchronization unit 6 follow with period NT, and the circulation period is (N-1) T T, then each subsequent sample is recorded in the first block 10 Delay | Ki after circulation with a delay with T (T). Зг). When this happens, the received message is recorded and compressed in time with the coefficient

цнентом сжати ,, равньп-г N, В ;. времени, кратные NT, цепь гщркул цни разрьгоаетс , так как в это же врем  на управл ющий вход ключа 11 поступает импульс с третьего выхода блока 6 синхронизации, размыкающий ключ 11. Благодар  этому, после (Ы-1)-й выборки записываетс  нова  N-  в результате чего обеспечиваетс  обновление записанной реализации на одну выборку после каждой циркул ции. Процесс записи, сжати  во времени.и обновлени  реализации может пронзводитьс  неограниченно долго, что обес-- compression ratio, nee-g N, B; time multiples of NT, the circuit of the signal is discharged, because at the same time the control input of the key 11 receives a pulse from the third output of the synchronization unit 6, which opens the key 11. Due to this, a new N is recorded after the (Y-1) -th sample - as a result, the recorded implementation is updated with one sample after each circulation. The process of recording, compressing in time. And updating the implementation can be perpetuated indefinitely, which ensures

печивает взаимнокоррел ционную обработку излучаемого и эхо-сигыалоз с неизвестным моментом прихода.Makes the mutually correlated processing of the emitted and echo-sigiosis with an unknown moment of arrival.

Объем N фop шpyeмoй выборки выбираетс  таким образом, чтобы часть отсчетов, а именно N-N (f, отображала эхо-сигнал максимальной длительности т.е. (N-N)N -Т TC, где (Ыф - 1)Т 1(ф-1, При этом длительность каждой сжатой копии эхо-сигнала равна (N-N)T. Это сделано дл  того, чтобы между моментом окончани  предьщущей и моментом начала следующей копии эхо-сигнала осталс  промеж ток вре- . мени, равный (N(|,, )-Т, который необходим дл  вычислени  преобразовани  Фурье экспоненциальной выборки очере ц- ной копии эхо-сигнала (фиг, Зе).iThe volume Nfop shmery sampling is chosen so that a part of the samples, namely NN (f, displayed an echo signal of maximum duration, i.e. (NN) N -T TC, where (Hf - 1) T 1 (f-1, At the same time, the duration of each compressed copy of the echo signal is (NN) T. This is done so that between the end of the previous one and the beginning of the next copy of the echo signal there remains an interval of time equal to (N (| ,,) - T, which is necessary for calculating the Fourier transform of the exponential sample of an eche of a full copy of the echo signal (Fig, Ze) .i

С выхода первого блока 10 задержки выборки в виде цифровых кодов.поступают на-вход преобразовател  12 кЪд-аналогS на выходе которого формируютс  сжатые копии прин того сигнала (фиг. Зе). Причем кажда  следующа  копи  отличаетс  от предыдущей за счет обновлени  записанной реализации на одну выборку.From the output of the first block 10, the sampling delays are in the form of digital codes. The 12-cd-analogue converter 12 arrives at the output of which compressed copies of the received signal are formed (Fig. Ze). Moreover, each next copy differs from the previous one by updating the recorded implementation by one sample.

Сформированные копии эхо-сигналовFormed copies of the echo signals

, поступают на информационный вход третьего преобразовател  13 аналог-ход, на тактирующий вход которого . ют импульсы из второго блока 7 экспоненциальной выборки (фиг. Зж)-, обеспечивающего дискретизацию очередной копии сигнала. Второй блок 7 экспоненциальной выборки начинает формировать очередную экспоненциальную выборку в моменты времени;, крат . ные NT. Его работа начинаетс  с при™ хода на входы счетчика 23 и генерато|-ра 21 пилообразного напр жени  блока 7 экспоненциальной выборки очередного импульса с третьего выхода блока, arrive at the information input of the third converter 13 analog-move, the clocking input of which. The pulses from the second block 7 of the exponential sample (Fig. Зж) -, which provide the discretization of the next copy of the signal. The second block 7 of the exponential sample begins to form the next exponential sample at time points; ny NT. Its operation begins with the stroke to the inputs of the counter 23 and the generator | -p 21 of the sawtooth voltage of block 7 of the exponential sample of the next pulse from the third output of the block

6 синхронизации. Этот импульс запускает генератор 21 пилообразного на- 1{1р же1ш  и обнул ет счетчик 23. Па- 1)аметры работы второго, блока 7 экспоненциальной выборки иные, чем у первого . Так, длительность рабочего хода генератора 21 пилообразного напр жени  равна (N-N)T - Tj. Этой же величине пропорционально напр жение BToisoro источника 25 посто нного на- ир жени  второго блока 7 экспойенци- 4льной выборки, а напр жение первого 1 сточникв 24 посто нного напр ж ени  Пропорционально величине Т . Экспоненциальна  выборка очередной копии эхо-сигнала определ етс  в мо 1|1енты времени t Т. (к 0,1, If.. ,М) , отсчитываемые от ее начала 1ФИГ. Зж). При этом L 1/N и макс Т. Поскольку NT (N тов квадрата модул  спектра экспоненциальной выборки предьщущей копии эхо-сиГнала на второй информационный вход арифметического блока (фиг. Зи) и одновременную запись на освободив- -шеес  место в третьем блоке 1 б задержки кодов всех М+1 отсчетов обработанной очередной копии эхо-сигналов. 6 sync. This impulse starts the generator 21 of the sawtooth on 1 {1p 1 1 and embraces the counter 23. Pa-1) the operation of the second, block 7 of the exponential sample is different than the first. Thus, the duration of the working stroke of the sawtooth generator 21 is (NN) T - Tj. The same value is proportional to the voltage BToisoro of the source 25 of the constant voltage of the second unit 7 of the 4-sample sampling, and the voltage of the first source of 24 constant voltage is proportional to the value of T. The exponential sample of the next copy of the echo signal is determined in 1 May as 1 cent of time t T (to 0.1, If .., M), measured from its beginning of FIG. ZH). Moreover, L 1 / N and max T. Since NT (N is the square of the square of the spectrum of the exponential sample of the previous copy of the echo signal to the second information input of the arithmetic unit (Fig. Zi) and simultaneous recording on the free space in the third block 1 b delays of codes of all M + 1 counts of the processed next copy of echo signals.

10 Арифметический блок 8 .выполн ет попарное - перемножение отсчетов с выходов второго 4 и третьего 16 блоков задержки по мере их поступлени  и суммирование полученных произведений10 Arithmetic unit 8. Performs pairwise - multiplication of counts from the outputs of the second 4 and third 16 delay blocks as they arrive and summing the resulting products

15 в накагшивающем. сумматоре арифметического блока В. На управл ющий вход арифметического блока 8 поступают импульсы с третьего выхода блока 6 синхронизации   обнулени  накапливаю20 щего сумматора после каждой циркул ции сигнала, записанного во втором блоке 4 задержки. За врем  одной циркул ции вычисл етс  один отсчет вза- имнокоррел ционной функции между квад-|1ф ) Т + Тб(,|..,, то предпоследний Такт вычислени  преобразовани  Фурье экс- цоненциальной выборки.в блоке 14 преобразовани  Фурье закончитс  как раз в тот момент, когда на втором выходе 25 ратом модул  спектра экспоненциальной блока 6 синхронизации начинает форми- выборки излученного сигнала и квадратом , модул  спектра экспоненциальной выборки очередной обновленной копии сжатого эхо-сигнала.15 in stitching. the accumulator of the arithmetic unit B. The control input of the arithmetic unit 8 receives pulses from the third output of the synchronization unit zeroing unit 6 of the accumulating adder after each circulation of the signal recorded in the second unit 4 delays. During the time of one circulation, one count of the mutual correlation function between the quad- | 1f) T + TB (, | .. ,, then the penultimate Fourier Transform Fourier Transform Calculation Exact Sampling Clock. In the Fourier Transform Block 14 will end just in The moment when the second module of the spectrum at the second output of the exponential synchronization unit 6 starts the form-sampling of the emitted signal and the square, the spectrum module of the exponential sample of the next updated copy of the compressed echo signal.

Доплеровское смещение эхо-сигнала X2(t) приводит к изменению его временного масштаба по сравнению с излученным сигналом x |(t). В устройстве вли ние различий временного масштаба сигналов xДt) и Xj(t) на качество его работы устран етс  преобразованием этих сигналов к виду,, инвариантному к изменению временн9Г о масштаба. Это преобразование основано на формированные на выходе второго блока 15 40 мировании выборки сигналов с экспонен- вычислени  квадрата модул . В третьем циальным шагом дискретизации. Така  блоке 16 задержки также как и во вто- процедура эквивалентна замене пере- ром может быть записана (М+1)-  вы-манных t ё , Если изменилс  временборка . Подача тактирующих импульсов ; ной масштаб сигнала S(t) и сигнал при- с выхода блока 6 синхронизации на-так-45 вид S(at), jo после замены перетирующий вход второго блока 4 задерж- менных ки обеспечивает пoqлeдoвaтeльнoe счи- .р. The Doppler shift of the echo signal X2 (t) leads to a change in its time scale compared with the emitted signal x | (t). In the device, the influence of the time scale differences of the signals xDt) and Xj (t) on the quality of its operation is eliminated by converting these signals to the form invariant to a change in time scale. This transformation is based on the sampling of signals from the exponential computation of the module square generated at the output of the second block 15 40. In the third social discretization step. Such a delay block 16 as well as in the second procedure is equivalent to replacing with a break, it can be written (M + 1) - the values that were changed, if the assembly time has changed. Giving of clock pulses; The scaling of the signal S (t) and the signal coming from the output of the synchronization unit 6 on the S-45 view S (at), jo, after replacing the dragging input of the second block 4 of the delayed ki, provides the thermal counter.

тывание кодов всех М+1 отсчетов квад- (v)S(a-e)S(e)(v+lna),fusion of codes of all M + 1 counts quad- (v) S (a-e) S (e) (v + lna),

рата модул  спектра экспоненциальной выборки излученного сигнала на пер- 50 ) S(e) .The modulus of the spectrum of the exponential sample of the emitted signal at the first 50) S (e).

роватьс  очередна  пачка из М+1-го импульса с периодом повторени  Т. Быстродействие блоков 2 и .14 преобразовани  Фурье должно отвечать уело- 30 ВИЮ (M+DT + Тбпф-)МТ., Импульсы со второго выхода блока 6 синхронизации поступают на тактирутаще входы второго 4 и третьего 16 блоков задержки. Одновременно с ними на информационный вход третьего блока .16 задержки поступают коды отсчетов квадрата модул  спектра экспоненциальной выборки очередной копии эхо-сигнала, сфор35The next bundle of M + 1-th pulse with a repetition period T. The speed of blocks 2 and .14 of the Fourier transform must meet the demand of the second output of the synchronization unit 6 and go to the clock. inputs of the second 4 and third 16 delay blocks. Simultaneously with them, the information input of the third block .16 delay is received by the sample codes of the square of the spectrum module of the exponential sample of the next copy of the echo signal, 35

вый информационный вход арифметического блока 8 (фиг. Зз) к одновременную их перезапись во втором блоке 4 задержки дл  многократного последующего повторени . Одновременно те же тактирующие импульсы, поступа  на тактирующий вход третьего блока 16 задержки, обеспечивают последовательное считывание кодов всех М+1 отсчеКак следует из приведенных соотношений , изменение ма:сштаба сигнала в с( раз трансформировалось в сдвиг по новой переменной v на Ina, Этот сдвиг 55 затем устран етс  посредством вычислени  квадрата модул  преобразовани  , Фурье от сформированной выборки сигнала . Таким образом, экспоненциальна  дискретизаци  сигнала в сочетании сThe new information input of the arithmetic unit 8 (Fig. 3h) simultaneously overwrites them in the second block 4 delays for repeated repetition. At the same time, the same clock pulses, arriving at the clock input of the third delay block 16, provide a sequential reading of the codes of all M + 1 counts. As follows from the above ratios, the change in the ma: signal strength in s (once transformed into a shift in the new variable v by Ina, This shift 55 is then eliminated by calculating the square of the transform module, the Fourier of the generated signal sample. Thus, the exponential sampling of the signal in combination with

тов квадрата модул  спектра экспоненциальной выборки предьщущей копии эхо-сиГнала на второй информационный вход арифметического блока (фиг. Зи) и одновременную запись на освободив- -шеес  место в третьем блоке 1 б задержки кодов всех М+1 отсчетов обработанной очередной копии эхо-сигналов.the second square of the information input of the arithmetic unit (Fig. Zi) and simultaneous recording of the delayed codes of all M + 1 samples of the next echo-signals processed to the free space in the third block 1 b.

0 Арифметический блок 8 .выполн ет попарное - перемножение отсчетов с выходов второго 4 и третьего 16 блоков задержки по мере их поступлени  и суммирование полученных произведений0 Arithmetic block 8.. Performs pairwise - multiplication of counts from the outputs of the second 4 and third 16 delay blocks as they arrive and summing the resulting products

5 в накагшивающем. сумматоре арифметического блока В. На управл ющий вход арифметического блока 8 поступают импульсы с третьего выхода блока 6 син. хронизации   обнулени  накапливаю0 щего сумматора после каждой циркул ции сигнала, записанного во втором блоке 4 задержки. За врем  одной циркул ции вычисл етс  один отсчет вза- имнокоррел ционной функции между квад5 ратом модул  спектра экспоненциальной выборки излученного сигнала и квадратом , модул  спектра экспоненциальной выборки очередной обновленной копии сжатого эхо-сигнала.5 in stitching. the adder of the arithmetic unit B. The control input of the arithmetic unit 8 receives pulses from the third output of block 6 syn. chronicization of the zeroing of the accumulating adder after each circulation of the signal recorded in the second block 4 delays. During the time of one circulation, one sample of the mutual correlation function is calculated between the square of the spectrum module of the exponential sample of the radiated signal and the square of the spectrum of the exponential sample of the next updated copy of the compressed echo signal.

50 ) S(e) .50) S (e).

Как следует из приведенных соотношений , изменение ма:сштаба сигнала в с( раз трансформировалось в сдвиг по новой переменной v на Ina, Этот сдвиг 55 затем устран етс  посредством вычислени  квадрата модул  преобразовани  Фурье от сформированной выборки сигнала . Таким образом, экспоненциальна  дискретизаци  сигнала в сочетании сAs follows from the above ratios, the change in signal ma: m is the signal scale (once transformed into a shift by the new variable v by Ina) This shift 55 is then eliminated by calculating the square of the Fourier transform module of the generated signal sample. Thus, the exponential sampling of the signal in combination with

процедурой вьмислени  квадрата коду- л  преобразовани  Фурье позвол ет трансформировать исходные сигналы к виду инвариантному к изменению временного масштаба. Сформированные таким образом сигналы не инвариантны к сдвигу исходных сигналов. Поэтому максимальное значение взаимнокор-г рел ционной функции ме оду преобразованным излученным сигналом и очередной обновленной копией преобразованного эхо-сигнала будет получено в тот момент, когда сдвиг во времени между ними будет отсутствовать.By omitting the square, the Fourier transform module allows the source signals to be transformed to a form invariant to a change in the time scale. The signals generated in this way are not invariant to the shift of the original signals. Therefore, the maximum value of the mutual-correlating relativity function between the converted radiated signal and the next updated copy of the transformed echo signal will be received at a time when there is no time shift between them.

Claims (2)

1. Цифровой коррел тор дл  обнаружени  эхо-сигналов, содержащий пер- вый преобразователь аналог-код, информационный вход которого  вл етс  входом излученного сигнала коррел тора , три блока задержки, арифметический блок, выход которого  вл етс  выходом коррел тора, ключ, блок син1. A digital correlator for detecting echoes, containing a first analog-code converter, whose information input is an input of a radiated correlator signal, three delay blocks, an arithmetic unit whose output is a correlator output, a key, a syn хронизации и второй преобразователь аналог-код, информационньй вход которого  вл етс  входом эхо-сигнала коррел тора , а выход соединен с информа- 30 ционным озходом первого блока задержки , выход-которого соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен с информационным вхо- - дом первого блока задержки,выход вто- g рого блока задержки подключен к пер- вому информационному входу арифметического блока, отличающий-I с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены два блока 40 преобразовани  Фурье, два блока вычислени  квадрата модул , два блока экспоненциальной выборки, преобразователь код - аналог и третий преобразователь аналог - код, причем выход первого преобразовател  аналог - код через последовательно соединенные первый блок преобразовани  Фурье и первый блок вычислени  квадрата модул  подключен к информационному входу 50 второго блока задержки, выход которого соединен с его информационным вхо- дом через монтажное ИЛИ, выход первого блока задержки через преобразова- the second analog-code converter, the information input of which is an input of the correlator echo signal, and the output is connected to the information output of the first delay unit, the output of which is connected to the information input of the key, the output of which is connected to the information input the house of the first delay unit, the output of the second g delay unit is connected to the first information input of the arithmetic unit, which differs-I, so that, in order to improve speed, two Fourier transform units 40 are introduced, two a unit square, two exponential sampling units, a code converter — an analogue and a third analogue converter — a code, the output of the first analogue converter — a code through the serially connected first Fourier transform unit and the first unit calculating module square are connected to the information input 50 of the second delay unit, output which is connected to its information input through the installation OR, the output of the first delay unit through 45 45 тель код-аналог соединен с информа-, ционным входом третьего преобразова-The code-analog is connected to the information input of the third transducer. 00 5five 0 0 0 g 0 0 0 g 0 0 тел  аналог-код, выход которого через последовательно соединенные второй блок преобразовани  Фурье и второй блок вычитани  квадрата модул  под- ключен к информационному входу третьего блока задержки, выход .которого соединен с вторым информационным входом арифметического блока, первый выход блока синхронизации trepe3 первый блок экспоненциальной выборки подключен к тактирующему входу первого преобразовател  аналог-код, второй выход блока синхронизации соединен с тактирующими входами второго и третьего блоков задержки, третий выход блока синхронизации соединен с управл ющими вхолаьш арифметического блока и ключа тактируюЕгим входом второго преобразовател  аналог-код и через второй блок экспоненциальной выборки с тактирующим входом третьего преобразовател  аналог-код, четвертый выход блока синхронизации подключен к тактирующему входу первого блока задержки .analogue-code bodies, the output of which is connected to the information input of the third delay unit whose output is connected to the second information input of the arithmetic unit through the serially connected second Fourier transform unit and the second subtraction unit of the squared unit, the first output of the synchronization unit trepe3 first exponential sampling unit connected to the clock input of the first converter analog-code, the second output of the synchronization unit is connected to the clock inputs of the second and third delay blocks, the third output sync block is connected with the control unit and arithmetic vholash taktiruyuEgim key input of the second converter and analog-code via the second exponential sampling unit with the timing of the third input analogue converter-code sync block fourth output connected to the clock input of the first delay unit. 2. Коррел тор по п. 1, отличающийс  тем, что блок, экспоненциальной выборки содержит два источника посто нного напр жени  5 два .элемента умножени , экспоненциальный преобразователь, генератор пилообраз™ ного напр жени , элемент сравнени , счетчик и элемент делени , вход делимого которого подключен к выходу первого источника посто нного напр жени , вход делител  элемента делени  соединен с выходом второго источника посто нного напр жени , а выход подключен к первому входу первого элемента умножени , выход которого через экс- поненциальньБ преобразователь соединен с первым входом второго элемента умножени , второй вход которого сое- 5 динен с входом делимого элемента де52. The correlator of claim 1, wherein the exponential sample contains two sources of constant voltage 5 two multiplication elements, an exponential converter, a voltage generator, a comparison element, a counter and a division element, a divisible input which is connected to the output of the first source of constant voltage, the input of the divider of the division element is connected to the output of the second source of constant voltage, and the output is connected to the first input of the first multiplication element, the output of which The converter is connected to the first input of the second multiplication element, the second input of which is connected to the input of the divisible element de5. 30 g 40 50 30 g 40 50 5555 входу элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , вход запуска которого,  вл ющ 1йс  входом блока , соединен с входом сброса счетчика , счетный вход которого соединен с выходом элемента сравнени ,  вл ющимс  выходом блока, а выход счетчика соединен с вторым входом первого элемента умножени .the input of the comparison element, the second input of which is connected to the output of the sawtooth generator, whose start input, which is the 1st input of the block, is connected to the reset input of the counter, the counting input of which is connected to the output of the reference element, which is the output of the block, and the output of the counter is connected to the second input of the first multiplication element. а S 6 еand S 6 e жWell Фи$.3Fi $ .3