Б.А. Атаянц – к.т.н., генеральный директор ООО предприятие «Контакт-1»,
Лауреат премии Рязанской области по науке и технике имени академика В.Ф. Уткина,
Лауреат конкурса им. Петра Великого «Лучший менеджер России»,
Кавалер золотого знака Всероссийской премии имени императора Петра Великого
SPIN-код: не представлен

В.М. Давыдочкин – д.т.н., начальник отдела СВЧ-устройств и антенн
SPIN-код: 6421-7868

В.В. Езерский – д.т.н., профессор кафедры радиоуправления и связи,
Лауреат премии Рязанской области по науке и технике имени академика В.Ф. Уткина
SPIN-код: 2746-6178

Постановка проблемы. Широкое применение частотных дальномеров ближнего действия в различных практических применениях обусловливает постоянное появление новых алгоритмов обработки сигнала разностной частоты.

Цель. Сравнить характеристики наиболее перспективных алгоритмов по уровню погрешности, достижимой в идеальных условиях, степени ее ухудшения за счет влияния помех и шума, быстродействию и сложности практической реализации.

Результаты. Рассмотрены четыре алгоритма оценки расстояния частотным дальномером ближнего действия и выполнено их сравнениес помощью численного моделирования. Показано, что при отсутствии мешающих отражений минимальную погрешность и время измерения обеспечивает алгоритм, использующий квадратурные составляющие сигнала разностной частоты при условии их идеального аппаратного формирования. Установлено, что в реальных условиях работы лучшим является алгоритм на основе квадратичной аппроксимации главного лепестка спектральной плотности по семи точкам, дополненный алгоритмом на основе метода максимального правдоподобия для уточнения результата измерения при наличии мешающего отражения на фоне шума.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют обосновано выбрать алгоритм обработки сигнала разностной частоты в конкретных условиях практического применения.

Атаянц Б.А., Давыдочкин В.М., Езерский В.В. Анализ характеристик алгоритмов обработки сигнала разностной частоты частотного дальномера ближнего действия// Радиотехника. 2020. Т. 84. № 11(21). С. 13−22. DOI: 10.18127/j00338486-202011(21)-02.

1. Виницкий А.С. Очерк основ радиолокации при непрерывном излучении радиоволн. М.: Советское радио. 1961. 495 с.
2. Мухаммед Абд Аль-Вахаб Исмаил. Радиолокационный высотомер с двойной частотной модуляцией. М.: Изд-во иностранной литературы. 1957. 135 с.
3. Атаянц Б.А., Давыдочкин В.М., Езерский В.В., Паршин В.С., Смольский С.М. Прецизионные системы ближней частотной радиолокации промышленного применения. М.: Радиотехника. 2012. 512 с.
4. Езерский В.В., Расходчикова М.С. Использование вейвлет-преобразования для обработки сигналов ЧМ-уровнемеров // Вестник рязанского государственного радиотехнического университета. 2014. № 50. C. 3036.
5. Езерский В.В., Пронин В.А., Спиркина О.В. Анализ алгоритмов поиска экстремума спектральной плотности амплитуды сигнала в частотном дальномере ближнего действия // Вестник рязанского государственного радиотехнического университета. 2015. № 59. C. 2530.
6. Атаянц Б.А., Баранов И.В., Болонин В.А., Давыдочкин В.М. Езерский В.В. Ситуационно-логический алгоритм работы измерителя толщины пресноводного льда с непрерывным частотно-модулированным сигналом // Измерительная техника. 2017. № 6. С. 5560.
7. Ронкин М.В., Калмыков А.А., Хрестина Е.И. Оценка частоты сигнала по короткой реализации в локационных системах с непрерывным излучением, на основе обработки квадратурных составляющих // Известия высших учебных заведений России. Сер. Радиоэлектроника. 2015. №1. С. 4852.
8. Ronkin M.V., Kalmykov A.A. A Phase-Based Algorithm for Estimation of Time Delay Difference in Ultrasonic Flow Meters With Frequency Modulated Signals // 2019Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radio Electronics and Information Technology (USBEREIT 2019). 2019. Р. 352355.
9. Атаянц Б.А., Давыдочкин В.М., Езерский В.В. Влияние паразитной частотной модуляции, вызванной эхо-сигналами, на погрешность частотного дальномера с оценкой разностной частоты на основе метода фазовых добавок // Вестник рязанского государственного радиотехнического университета. 2018. № 64. С. 2933.
10. Хэррис Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье // ТИИР. 1978. Т. 66. № 1. С. 6096.
11. Давыдочкин В.М. Оптимизация параметров весовых функций для спектрального анализа // Вестник рязанского государственного радиотехнического университета. 2013. № 43. С. 5461.
12. Давыдочкин В.М., Давыдочкина С.В., Езерский В.В. Снижение методической и шумовой погрешностей в задаче оценки частоты отрезка гармонического сигнала // Радиотехника. 2015. № 11. С 6672.
13. Атаянц Б.А., Баранов И.В., Болонин В.А., Боровков М.Э., Губанов В.В., Гусев В.С., Давыдочкин М.В., Езерский В.В., Мазалов Ю.В., Нагорный Д.Я., Паршин В.С., Пронин В.А. Отечественные радиолокационные уровнемеры с частотной модуляцией. Практика промышленного применения / Под ред.Б.А. Атаянца. Рязань: ГУП «Рязанская областная типография». 2017. 217 с.