№ гос регистрации 0114U002699

Главная страница
Контакты

    Главная страница



№ гос регистрации 0114U002699

Скачать 14.04 Mb.


страница1/146
Дата03.07.2018
Размер14.04 Mb.
ТипОтчет

Скачать 14.04 Mb.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   146


УДК 621.396.967:621.396.962

№ гос. регистрации 0114U002699

КП

Инв. № _______________________


Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный университет радиоэлектроники (ХНУРЭ)

61166, г. Харьков, пр. Науки, 14; тел. (057) 702-10-13





«УТВЕРЖДАЮ»

В.и.о. проректора


по научной работе ХНУРЭ

д.т.н. проф.

________________ В.И. Хаханов

«____» _____________ 20__ г.


Отчет


О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

"ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ЦИФРОВОЙ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТЕОСИГНАЛОВ И ИЗМЕРЕНИЯ ИХ ПАРАМЕТРОВ В ДМРЛ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ"

(№ 285)
(Заключительный)
Научный руководитель НИР

д.т.н., проф. Я.С. Шифрин

2016

Рукопись завершена «30» 02. 2016 г.

Результаты работы рассмотрены Научно-методическим советом ХНУРЭ,

протокол № от « » ___ 20 г.

Список авторов


Главный научный сотрудник

д-р техн. наук, профессор






Я.С. Шифрин

(разделы 1–3)



Главный научный сотрудник

д-р техн. наук, профессор






Д.И. Леховицкий

(разделы 1–3)



Ведущий научный сотрудник

канд. техн. наук, доцент






В.П. Рябуха

(разделы 2, 3)



Ведущий научный сотрудник

канд. техн. наук, с.н.с.






В.И. Зарицкий

(п.п. 1.2,1.3)



Старший научный сотрудник

канд. техн. наук






Н.Г. Максимова

(п.п. 1.2, 1.3)



Старший научный сотрудник

канд. техн. наук






Г.А. Жуга

(раздел 2)



Старший научный сотрудник




Е.В. Катюшина

(раздел 2)



Младший научный сотрудник




Д.С. Рачков

(раздел 1, 3,

оформление рукописи)


Младший научный сотрудник




А.В. Семеняка

(разделы 1, 2)



Аспирант




Е.А. Катюшин

(разделы 1, 2)
















































Нормоконтролёр




Т.Г. Силантьева

Реферат

Отчет о НИР № 285-1: 94 с., 59 рис., 7 листингов программ, 26 ист.



Объект исследования – пути практической реализации на современной цифровой элементной базе алгоритмов первичной междупериодной обработки метеосигналов и измерения их параметров в планируемом отечественном импульсном доплеровском метеорологическом радиолокаторе (ДМРЛ).

Цель работы – обосновать научно-технические решения и рекомендации для создания экспериментального образца приемного тракта ДМРЛ.

Методы исследования – анализ литературы, теоретические разработки, математическое моделирование, полунатурный эксперимент.

Разрабатываются методы и алгоритмы цифровой первичной междупериодной обработки отражений от метеорологических образований, целесообразные для практического реализации и использования в проектируемом первом отечественном импульсном ДМРЛ. Их эффективность сравнивается с эффективностью алгоритмов, используемых в современных ДМРЛ. Показывается принципиальная возможность и способы построения системы первичной междупериодной обработки сигналов ДМРЛ на унифицированной структурно – алгоритмической основе – универсальных адаптивных решетчатых фильтрах.


АДАПТИВНЫЙ РЕШЕТЧАТЫЙ ФИЛЬТР, ВНУТРИИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ, ИМПУЛЬСНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ РАДИОЛОКАТОР, КОРРЕЛЯЦИОННАЯ МАТРИЦА, МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, ПЕРВИЧНАЯ МЕЖДУПЕРИОДНАЯ ОБРАБОТКА, МЕШАЮЩИЕ ОТРАЖЕНИЯ ОТ МЕСТНЫХ ПРЕДМЕТОВ, НИЗКИЙ УРОВЕНЬ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ, ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ, СРЕДНЯЯ МОЩНОСТЬ ОТРАЖЕНИЙ, СРЕДНЯЯ РАДИАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ, СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКАЯ ШИРИНА СПЕКТРА.

Содержание



Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов 5

Введение 7

Раздел 1 Разработка архитектуры измерителей параметров метеосигналов на основе программируемых логических интегральных схем для ДМРЛ 10

Раздел 2 Разработка архитектуры компенсаторов отражений от местных предметов на основе программируемых логических интегральных схем и сигнальных процессоров для ДМРЛ 51

Раздел 3 Обоснование метода обеспечения низкого уровня боковых лепестков при сжатии метеосигналов с внутриимпульсной модуляцией 62

Заключение 89

Перечень ссылок 92

Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

ELF – Elementary Lattice Filter

SIMD – Single Instruction – Multiple Data

SPI – Serial Peripheral Interface

UART – Universal Asynchronous Receiver-Transmitter

АРФ – адаптивный решетчатый фильтр

АЧХ – амплитудно-частотная характеристика

АЦП – аналого-цифровой преобразователь

БВФ – блок вычисления фазы

БМРФ – блок модификации разностной фазы

БОС – блок оценки скорости

БПФ – быстрое преобразование Фурье

БСН – блок сортировки и накопления

БУ – блок усреднения

ДМРЛ – доплеровский метеорологический радиолокатор

ДН – диаграмма направленности

ДПФ – дискретное преобразование Фурье

ДСС – доплеровский спектр скоростей

ИХ – импульсная характеристика

КИХ – конечная импульсная характеристика

к.к. – коэффициент ковариации

КК – коэффициент корреляции

КМ – корреляционная матрица

ЛЧМ – линейная частотная модуляция

МАРФ – многофункциональный АРФ

МД – минимальной дисперсии (Берга) метод

МИХ – матричная импульсная характеристика

МО – метеорологические образования

МОЛЗ – многоотводная линия задержки

МПО – междупериодная обработка

МРЛ – метеорологический радиолокатор

МЭ – максимальной энтропии (Кейпона) метод

НЧМ – нелинейная частотная модуляция

ОКМ – оценка корреляционного момента

ОСШ – отношение сигнал/шум

ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема

РФ – решетчатый фильтр

РФ ППМП – решетчатый фильтр подавления помех от местных предметов

СДЦ – селекция движущихся целей

СОМО – сигналы, отраженные от метеорологических образований

СО – спектральное оценивания

СФ – спектральная функция

УБЛ – уровень боковых лепестков

УПЧ – усилитель промежуточной частоты

ФН – функция неопределенности

ЭРФ – элементарный решетчатый фильтр
Введение

Работа посвящена путям построения системы первичной обработки отражений от метеообразований (МО) на современной цифровой элементной базе для разрабатываемого первого отечественного импульсного доплеровского метеорологического радиолокатора (ДМРЛ). Она продолжает предыдущую работу [5], в которой исследованы и сопоставлены различные алгоритмы первичной междупериодной обработки (МПО). В данной НИР рассматриваются вопросы практической реализации обоснованных в [5] алгоритмов МПО, а также первичная внутрипериодная обработка (ВПО) сложных (широкополосных) зондирующих импульсов, обеспечивающая низкий уровень боковых лепестков сжатого сигнала.

Основное внимание уделено обоснованию возможности решать различные задачи МПО на единой структурно – алгоритмической основе адаптивных решетчатых фильтров (АРФ). Она базируется на том, что искомые параметры МО (отражаемость, радиальная скорость, ширина доплеровского спектра скоростей и спектр в целом) являются функциями различного вида одних и тех же параметров АРФ, оцениваемых в процессе его адаптивной настройки по принимаемым отражениям от МО. За счет этого в ДМРЛ на этапе МПО могут использоваться те же АРФ, которые разработаны для решения задач защиты от пассивных помех РЛС различного назначения, дополненные элементами формирования требуемых функций параметров АРФ.

Отчет состоит из введения, трех разделов и заключения.

В первом разделе демонстрируется возможность решения различных задач МПО на основе АРФ. Она базируется на том, что алгоритмы решения даже различных задач содержат помимо специфических и общие операции или даже являются "промежуточным этапом" алгоритмов решения других задач. Это создает предпосылки для разработки унифицированной системы МПО, в которой решаются все необходимые задачи, но их общие операции выполняются только один раз.

В п.п. 1.1.1 – 1.1.4 обсуждаются специфические и общие операции рекомендованных в [5] алгоритмов оценивания средней мощности МО (п.1.1.2.1), средней радиальной скорости их движения относительно РЛС (п.1.1.2.2), ширины доплеровского спектра скоростей (п. 1.1.2.3), алгоритмов воспроизведения энергетических спектров междупериодных флуктуаций отражений от МО, ослабления влияния местных предметов и движущихся точечных целей на точность оценки параметров МО (п.1.1.4). Их эффективность и работоспособность иллюстрируется результатами полунатурных экспериментов по цифровым записям реальных отражений отМО.

Полученная на основе анализа этих алгоритмов структура системы МПО (рис. 1.8) для проектируемого отечественного ДМРЛ описывается в п.1.1.5

В п.п. 1.2, 1.3 приводятся MATHCAD – программы рекуррентных по дальности и азимуту алгоритмов оценивания средней радиальной скорости МО и ширины их доплеровского спектра скоростей и результаты их статистического анализа.

В заключение раздела в п. 1.4 приводится архитектура измерителей параметров сигналов на основе ПЛИС.

Второй раздел посвящен разработке архитектуры компенсаторов отражений от местных предметов на основе ПЛИС и сигнального процессора. В последнем более рационально используется специфика междупериодной обработки (последовательное по времени поступление входных данных), в связи с чем он рассматривается более подробно.

Третий раздел посвящен анализу методов первичной внутрипериодной обработки (ВПО), снижающих уровень боковых лепестков сжатого сигнала на выходе фильтра ВПО. Рассматриваются весовая обработка во временной и частотной области сигналов с линейной и нелинейной частотной модуляцией. На конкретном примере показывается, что классические методы снижения боковых лепестков сигналов с относительно небольшой базой не могут удовлетворить требования, которые предъявляются к уровню боковых лепестков сигналов в ДМРЛ. Показано, что в этом случае требуются существенно более эффективные, но и более сложные алгоритмы, в частности, предложенные В.В. Родионовым, в которых предусматривается амплитудно – частотная коррекция сигнала в приемнике.

В заключении формулируются выводы и практические рекомендации, вытекающие из работы.



  1. Каталог: bitstream -> document
    bitstream -> Глава I. Организация электросвязи Гражданской авиации России §
    bitstream -> Программа дисциплины " История воздухоплавания и авиации в России"
    bitstream -> Л. И. Карпова история воздухоплавания
    document -> Магістерська атестаційна робота
    document -> Харківський національний університет радіоелектроніки
    document -> Дослідження методів моніторингу при використанні розподілених систем менеджменту комп'ютерних мереж
    document -> Тамара Грищенко, директор Ирина Аврамова, заведующая научно-библиографическим отделом Наталья Этенко
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   146