vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-1-94-104vestift-725Research ArticleРАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ПРИБОРОСТРОЕНИЕRADIOELECTRONICS AND INSTRUMENT-MAKINGДинамическая модель структуры спектра последовательностей двойных импульсовDynamic model of the structure of the spectrum of sequences from double pulsesИсаевА. В.IsaevA. V.

Исаев Александр Витальевич – старший преподаватель кафедры «Информационно-измерительная техника и технологии»

пр. Независимости, 65, 220013, Минск

Aleksandr V. Isaev – Senior Lecturer of the Department of Information and Measuring Equipment and Technologies

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk 

isaev0302@gmail.comСуходоловЮ. В.SuchodolovYu. V.

Суходолов Юрий Викторович – кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и электроники

пр. Независимости, 65, 220013, Минск

Yuri V. Sukhodolov – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department of Electrical Engineering and Electronics

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk 

suhodolov@bntu.byШейниковА. А.SheinikauA. A.

Шейников Алексей Александрович – кандидат технических наук, докторант кафедры авиационной техники и вооружения

пр. Независимости, 220, 220057, Минск

Aleksey A. Sheinikov – Ph. D. (Engineering), Doctoral Student of the Department of Aviation Technology and Armament

220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk 

af.varb.ao@yandex.byБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical UniversityВоенная академия Республики БеларусьMilitary Academy of the Republic Belarus20220704202267194104Copyright © Исаев А.В., Суходолов Ю.В., Шейников А.А., 20222022Исаев А.В., Суходолов Ю.В., Шейников А.А.Isaev A.V., Suchodolov Y.V., Sheinikau A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/725

Разработан способ выделения информационных спектральных составляющих из исследуемого сигнала с минимальной погрешностью, возникающей при некоррелированных изменениях параметров этого сигнала, путем создания последовательностей из двойных импульсов. Предложен метод синтеза испытательного сигнала, в котором преобладают спектральные составляющие, используемые при анализе параметров этого сигнала, и максимально подавляются соседние с информативной спектральные составляющие. Рассмотрена процедура построения структур из комбинаций двойных импульсных последовательностей, получены уравнения для амплитуд их спектральных составляющих, и в соответствии с этим определены основные требования и правила для вычисления основных временных параметров получаемых импульсных последовательностей. Проведен анализ областей чувствительности к изменению основных параметров импульсной последовательности. Приведен пример получения испытательного сигнала с выделением 13-й спектральной составляющей на фоне подавления пяти соседних, а также выполнен анализ погрешности измерения, связанной с нестабильностью основных параметров сформированной импульсной последовательности. Представленный метод позволяет организовать выделение информативной спектральной составляющей путем исключения соседних и при этом, повысить точность измерения параметров сигнала за счет уменьшения влияния нестабильности его параметров, что недостижимо при использовании современных методов при цифровой обработке сигналов. Метод может использоваться в энергетике при анализе состояния работоспособности электрических машин, для измерения скорости и расстояния в радиолокации и др.

A method has been developed for extracting informational spectral components from the signal under study with a minimum error arising from uncorrelated changes in the parameters of this signal by creating sequences of double pulses. A method for synthesizing a test signal is proposed, in which the spectral components used in the analysis of the parameters of this signal predominate and the spectral components adjacent to the informative one are maximally suppressed. The procedure for constructing structures from combinations of double pulse sequences is considered, equations for the amplitudes of their spectral components are obtained, and in accordance with this, the basic requirements and rules for calculating the main temporal parameters of the resulting pulse sequences are determined. The analysis of the areas of sensitivity to changes in the main parameters of the pulse sequence has been carried out. An example of obtaining a test signal with the selection of the 13th spectral component against the background of the suppression of five neighboring ones is considered, and an analysis of the measurement error associated with the instability of the main parameters of the generated pulse sequence is performed. The presented method makes it possible to organize the selection of an informative spectral component with a maximum quality factor by excluding neighboring ones and, at the same time, to increase the accuracy of measuring signal parameters by reducing the influence of the instability of its parameters, which is unattainable using modern approaches, including digital signal processing. The method can be used in the power industry when analyzing the state of operability of electrical machines, for measuring speed and distance in radar, etc.

комбинация двойных импульсных последовательностейамплитудно-частотный спектр импульсной последовательностивыделение спектральной составляющейпогрешность от нестабильности параметров сигналаa combination of double pulse sequencesthe amplitude-frequency spectrum of the pulse sequencethe separation of the spectral componentthe error from the instability of the signal parametersReferencesВангенхайм, Л. Активные фильтры и генераторы. Проектирование и схемотехника с использованием интегрированных микросхем / Л. Вангенхайм. – М.: Техносфера: Мир электроники, 2010. – 416 с.Wangenheim L. von. Aktive Filter und Oszillatoren: Entwurf und Schaltungstechnik mit integrierten Bausteinen. Springer, 2008. 392 s. (in German).Баженов, А. В. Пространственно-временная обработка сигналов в авиационных радиоэлектронных комплексах / А. В. Баженов. – Ставрополь: СВВАИУ, 2006. – 219 с.Bazhenov A.V. Spatio-Temporal Signal Processing in Aviation Radio-Electronic Complexes. Stavropol, Stavropol Higher Military Aviation School for Air Defense Pilots and Navigators, 2006. 219 p. (in Russian)Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов / Р. Лайонс. – 2-е изд. – М .: ООО «Бином-Пресс», 2006. – 656 с.Lyons R. G. Understanding Digital Signal Processing. 3rd ed. Pearson Education, Inc, 2011. 564 p.Lanchantin, P. Unsupervised segmentation of randomly switching data hidden with non-Gaussian correlated noise / P. Lanchantin, J. Lapuyade-Lahorgue, W. Pieczynski // Signal Processing. – 2011. – Vol. 91, № 2. – P. 163–175. https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2010.05.033Lanchantin P., Lapuyade-Lahorgue J., Pieczynski W. Unsupervised segmentation of randomly switching data hidden with non-Gaussian correlated noise. Signal Processing, 2011, vol. 91, no. 2, pp. 163–175. https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2010.05.033Джиган, В. Адаптивные фильтры и их приложения в радиотехнике и связи / В. Джиган // Современная электроника. – 2009. – № 9. – С. 56–63.Dzhigan V. Adaptive filters and their applications in radio engineering and communications. Sovremennaya elektronika [Modern Electronics], 2009, no. 9, pp. 56–63 (in Russian).Тараканов, А. Н. Адаптивная цифровая обработка сигналов / А.Н. Тараканов, В.В. Хрящев, А. Л. Приоров. – Ярославль: Яросл. гос. ун-т, 2001. – 134 с.Tarakanov A.N., Khryashchev V.V., Priorov A.L. Adaptive Digital Signal Processing. Yaroslavl, Yaroslavl State University, 2001. 134 p. (in Russian).Спектральный метод измерения изменений временных интервалов между периодическими последовательностями импульсов / А.А. Шейников [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2019. – Т. 10, № 2. – С. 178–184. http://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-2-178-184Sheynikov A.A., Isayev A.V., Zelenko V. V., Sukhodolov Yu.V. Spectral Method of Measuring of Changes in Time Intervals between Periodic Pulse Sequences. Pribory i metody izmerenii = Devices and Methods of Measurements, 2019, vol. 10, no. 2, pp. 178–184. http://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-2-178-184 (in Russian).Харкевич, А.А. Спектры и анализ / А.А. Харкевич. – Изд. 6-е. – М.: URSS, 2018. – 240 c.Kharkevich A. A. Spectra and Analysis. 6th Ed. Moscow, URSS Publ., 2018. 240 p. (in Russian).Гоноровский, И.С. Радиотехнические цепи и сигналы / И. С. Гоноровский. – М.: Дрофа, 2006. – 719 с.Gonorovskiy I.S. Radio Circuits and Signals. Moscow, Drofa Publ., 2006. 719 p. (in Russian).Шейников, А.А. Измерение малых изменений параметров импульсных последовательностей / А.А. Шейников, Ю. В. Суходолов, А.Е. Каледа // Вестн. Военной академии Респ. Беларусь. – 2016. – № 1. – С. 153–159.Sheynikov A.A., Sukhodolov Yu. V., Kaleda A. Ye. Measurement of small changes in the parameters of pulse sequences. Vestnik Voyennoy akademii Respubliki Belarus’ [Bulletin of the Military Academy of the Republic of Belarus], 2016, no. 1, pp. 153–159 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.