Аналитическая модель сверхкороткоимульсного радиосенсорного виброметрического локатора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аналитическая модель сверхкороткоимульсного радиосенсорного виброметрического локатора

Ключевые слова: аналитическая модель, диагностика, виброустойчивость, радиоволновая виброметрия, радиосенсорный локатор, сверхкороткий радиоимпульс, аналитическая модель, оконное преобразование Фурье, кепстральный анализ, взаимная корреляция.

Исследование виброакустических параметров конструктивных элементов функциональных узлов технических устройств точной радио- и микромеханики требует применение специальных систем, обеспечивающих сбор виброметрических характеристик, описывающих закон механического колебательного процесса локально зондируемой поверхности. Особый интерес в этой области сосредоточен на радиоволновых системах, построенных по принципу сверхкороткоимпульсных локаторов — радиосенсорных радаров. Освещены вопросы виброметрических исследований кинематических элементов конструкций мехатронных устройств, генерирующих в процессе эксплуатации собственные механические колебания или промодулированных внешними акустическими возмущениями среды, радиоволновыми методами на предмет виброметрологической диагностики. Сформулированы принципы радиосенсорного сверхкороткоимпульсного зондирования. Определены преимущества и особенности рассматриваемого способа. Предложены численные методы цифровой фильтрации сигналов с применением одномерного оконного преобразования Фурье и обработки данных с использованием кепстрального анализа, как одного из наиболее эффективных при оценке параметров акустомеханических колебаний. При одновременном моделировании быстроизменяющихся (сверхкороткий импульс — нано- и пикосекундное колебание) и медленно протекающих (механические вибрации — от миллисекундного до секундного цикла) процессов на одной временной оси возникают трудности, которые сводят в тупик любые системные ресурсы ПЭВМ, поскольку шаг дискретизации времени приходится выбирать из расчета минимального, т.е. для радиоимпульса, в то время как конечная точка исследуемого процесса будет определяться низкочастотной огибающей — механическим колебанием. Предлагается реализация алгоритма с использованием двух дифференциальных масштабов времени для каждого из процессов относительно оси выборки. Прием и обработка массива данных модели основаны на фазовом методе определения дальности. Текстовый код программы реализован в среде МаКаЬ и может быть использован для симуляции и отладки алгоритма численной обработки реальных эхосигналов. Приведена реализация аналитической модели тестового режима отладки радиосенсорной системы виброметрологического комплекса.

Костин М.С.,

аспирант, кафедра КПРЭС, Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА), [email protected]

Будагян И.Ф.,

д.ф.-м.н., профессор, кафедра КПРЭС, Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА), [email protected]

Введение

Метрологическая диагностика и оценка виброметрических характеристик устройств точной механики требует применения специальных методов, обеспечивающих беспрепятственный дистанционный контроль динамических параметров, описывающих закон колебательного процесса кинематического элемента зондируемой поверхности исследуемой конструкции. Среди бесконтактных методов съема и регистрации вибрационных параметров (виброперемещение, виброскорость, виброускорение) классифицируют три основные группы косвенных принципов преобразования акустомеханических колебаний в сигнал: оптический, ультразвуковой и радиоволновый.

Ввиду актуализации развития перспективных направлений по части применения специализированных средств радиометрологической диагностики, особое внимание в этой области сосредоточено на системах радиоволнового мониторинга, построенных по принципу сверхкороткоимпульсных локаторов, действие которых основано на классических законах импульсной радиолокации. С появлением высокоскоростных АЦП параллельного преобразования задача обнаружения, приема и обработки СВЧ сигнала фактически сводится к реализации программных численных методов,

что минимизирует функционал аппаратной аналоговой части устройства. При этом разработка и анализ высокочувствительных комплексов бесконтактных радиоизмерений характеристик механических вибраций находится в непрерывном поиске синтеза и выбора наиболее оптимальных технических решении и математических алгоритмов обработки сигналов. Решение задачи приема отраженного от цели сигнала обеспечивается классическими методами оптимального обнаружения - критерием максимального отношения правдоподобия, в то время как оптимизация обработки принимаемых эхосигналов в модели достигается с применением оконного преобразования Фурье и кепстрального анализа.

Реализация предложенных в работе численных методов обработки сигналов описывается тестовой аналитической моделью системы в среде \1atLab с использованием масштаб! ю-дифферепциального преобразования во времени для относительно медленно (механические вибрации) и мгновенно (радиоволна) протекающих колебаний, что существенно повышает эффективность и скорость вычислений.

Система радиосенсорной с верх коротко им ггулвйной виброметрологической диагностики представляет собой радио-вол новый программно-аппаратный комплекс на базе однокристального 256-разрядного приемопередатчика 1^УА6201 норвежской компании Ыоуе1с1а с энергопотреблением не более 120 мВт в корпусе (^N32 [I]. Комплекс предназначен для бесконтактного дистанционного зондирования поверхности динамических и статических элементов функциональных узлов технических устройств точной радио- и микромеханики, генерирующих собственные механические колебания или промодулированных внешними виброакустическими возмущениями среды с целью регистрации динамических характеристик. Приемопередатчик снабжен высокоскоростным АЦП с частотой дискретизации 39 Гвыб/с, что соответ-

ствует 39 точкам на 1 не или периоду дискретизации около 25 пс [1]. Получение абсолютных и статистических информационных данных о вибрационных характеристиках микроэлектромеханических устройств, радиоэлементов функциональных ячеек электрических схем на печатной плате и несущих конструкций также представляет од ¡¡у из задач испытаний аппаратуры на виброустойчивость и надежность при неразрушаюшем контроле.

1. Сверхкороткоемпульсная радиоволновая

виброметр«я

Среди применяемых рад но вол новых методов измерения вибраций классифицируют следующие: резонаторные, интерференционные и фазовые. Для перечисленных методов, главным образом, можно определить следующие недостатки в обеспечении генерации зондируемого сигнала и регистрации фиксируемых параметров, а именно: необходимость сохранения высокой стабильности частоты зондирующего радиосигнала с целью уменьшения его флуктуации, повышения чувствительности и качества работы системы; увеличение глубины проникающей способности радиоимпульсов при реализации подповерхностной локации и обеспечение достаточно удаленного от цели съема виброакустических параметров с требуемым разрешением [2]. Перечисленные недостатки в работе радиоволновых систем могут компенсироваться за счет применения радиотехнических решений, построенных па принципах сверхкоротко импульс ной радиолокации, что в рамках современной науки способно решить многие радиофизические задачи с перспективой дальнейшей модернизации. С применением радиоимпульсов наносе-кундной длительности исключается необходимость генерирования СВЧ сигнала заданной частоты, как это принято в локаторах с непрерывным и моноимпульсным действием, что исключает необходимость обеспечения частотной стабилизации в высокочастотной области. Сверхкороткий широкополосный радиоимпульс формируется как результат дифференцирования видеоимпульса наносекупдной длительности при его воздействии на широкополосную антенну и не имеет несущей частоты, а характеризуется длительностью, центральной частотой и полосой спектра. Причем обязательным условием в выборе длительности радиоимпульса (следовательно, и приемо-передающей антенны) является то, что его фактическая длина волны не должна быть меньше собственной амплитуды виброперемещений зондируемой поверхности исследуемого элемента, иначе это осложняется нелинейными искажениями принимаемого сигнала. Таким образом, остается лишь стабилизировать частоту дискретизации зондирования, которую для регистрации механических колебаний достаточно взять в диапазоне от сотен кГц до десятков МГц, что значительно проще в техническом смысле реализации в сравнении со стабилизацией в СВЧ области. Кроме того, с верх ш и ро ко пол ос н ость радиоимпульса улучшает энергетику сигнала, обеспечивает требуемую проникающую способность и делает систему более помехоустойчивой к воздействию внешних электромагнитных помех. Распределение во временной последовательности выборки отраженных радиоимпульсов от вибрирующей цели описывается законом фазовой модуляции, девиация которой отражает характеристику плоскопараллельных колебаний вдоль линии визирования. Импульсное зондирование,

построенное па временном оконном стробировании, позволяет четким образом локализовать координатную привязку к цели, тем самым максимальным образом исключив помехи от пространственно распределенных поверхностей, генерирующих ложные эхосигналы, и восстановить в более явном виде кривую колебательного закона исследуемой поверхности.

2. Аналитическое описание модели системы

Инженерные исследования многопараметрических процессов и сложных систем априори предполагают планирование эксперимента с описанием математической модели системы в целом. Одним из весовых критериев воспроизводимости ожидаемых результатов при радиоизмерениях, является аналитическая модель системы, посредством которой можно с достоверной точностью произвести корреляционную оценку измерений при сравнении с теоретическими — численными результатами программного моделирования. Основными требованиями, предъявляемыми к модели системы, являются ее адекватность, однозначность по отношению к регламентируемым условиям эксперимента и минимальные затраты ресурсов вычислительной техники [3].

Прием сигнала радиосенсорным локатором устанавливается с заданной частотой зондирования (стробировапия) по задержке, определяющей расстояние до потенциально расположенной цели (элемента кинематической схемы). Обнаружение отраженных от цели импульсов производится по критерию максимального отношения правдоподобия из расчета известной частоты следования радиоимпульсов и времени задержки. Фильтрация принимаемых эхосигналов в устройстве осуществляется программным способом на базе оконного одномерного преобразования Габора путем накопления выборки радиоимпульсов, прошедших предварительное усиление через пороговое устройство и высокоскоростное ЛЦП. При этом нахождение низкочастотной компоненты механического колебания, содержащегося в фазораспре-делепной последовательности отраженных радиоимпульсов, производится путем кепстрального анализа реперного и преобразованного одиночного эхосигнала, либо очередной соседней парной последовательности аналогично принятых радиоимпульсов [4].

При смежном программном моделировании быстроизме-няюпшхея (сверхкороткий импульс, нано- и пикосекундное колебание) и медленно протекающих (механические вибрации - от миллисекундного до секундного цикла) процессов на одной временной оси возникают вычислительные затруднения, которые фактически сводят в предел оперативные ресурсы микропроцессора. Это обусловлено тем, что шаг дискретизации времени приходится выбирать из расчета минимального, т.е. для радиоимпульса, в то время как конечная точка исследуемого процесса будет определяться низкочастотным колебанием. Для решения подобного рода вычислительных задач существует ряд способов: параллельные вычисления с применением специальных средств супер![роцессорной техники или применение иных аналитических методов и алгоритмов. Предлагается реализация модели с использованием двух дифференциальных масштабов времени для каждого из колебательных процессов в отдельности относительно оси выборки.

Программный код скрипта функциональной модели радиосенсорной системы реализован в среде Ма1ЬаЬ и оформ-

лен в виде от-файла. Аналитическая модель предполагает рассмотрение частного случая радиоимпульсного эхоприема сигнала от поверхности вибрирующей цели при наличии гауссовых коррелируемых шумов от подстилающей поверхности и элементов ограниченного пространства [5]. Численный алгоритм приема и обработки данных основаны на принципе определения дальности относительно изменения фазы отраженного сигнала [3]:

Д <р = Д ф| - А ф, = - — /(Д, - Я2) = - — .

с с

ЗдесьДф1,Дф2 - разности фаз при смещении поверхности объекта с расстояния Я\ до /с - центральная частота спектра радиоимпульса; с - скорость света; и^ = ол 5ш((0,/ + ф) - виброскорость, где и„, = 2пРА(), а Р, А(| - частота и амплитуда вибрации; Ти =!//гц - период следования зондируемых импульсов.

При этом закон девиации частоты следования отраженных импульсов имеет следующий вид [3]:

Л--!--

II

Т, <1 — 7пит 5111 (^са ^ 1 - от где с1 - пространственное расстояние между импульсами вдоль линии визирования, <в5 ~2кР - угловая частота механических колебаний.

3. Численные методы цифровой фильтрации

сигнала

Задача оптимальной фильтрации сверх короткой мну л ьс-пого радиосигнала, представленного несколькими периодами колебаний с гауссовой огибающей, решается в работе с применением оконного преобразования Фурье. Причем результатом этого преобразования является не спектр исходного сигнала, а спектр от произведения сигнала и оконной функции (рис. 1). Идея такого преобразования заключается в том, что вссь временной интервал сигнала разделяется на нодинтервалы - оконные стробы, и преобразование проводится последовательно для каждого окна в отдельности. Тем самым осуществляется переход к частотно-временному представлению, что позволяет анализировать особенности нестационарных сигналов. В качестве оконного строба выбрана функция Гаусса. Форма такого окна практически исключает эффект Г и 66 с а. поскольку известно, что применение окон, отличных от прямоугольных, уменьшает влияние боковых лепестков в спектре за счет увеличения ширины гланного и определяет данный нид фильтрации как преобразование Габора, Однако спектр, полученный путем оконного преобразования Фурье, является оценкой спектра исходного сигнала и допускает искажения.

Оконное преобразование можно записать следующим образом [6]:

5(®,Ьк) = Ьк )ехр(-уш

(1)

ст-\/2л

ехр

М*)2

2а2

■о •аб -о. в

щ ; ; /ц

Т Г ('ц ' . .1......1.1

1 ф

/ 1 -.1.1-1 : 1 ! 1

—1 [у ч

! Т 1 1

1 • ! /, с

-08 -06 -0 4 -0 2 0 а) 0.2 0.4 0.6 0.3 .10*

00 0.6 04 0.2 0 •0 2 •0 4 -06

Щ)

1 1 1 /1

/

1 } 1

\

и С

V

-08 -06 -0.4 -02

0.2 04 0.6 00 1 <10*

б)

Рис. I. Графическое представление принципа частотно-временной селекции: а) нормированный радиоимпульс и строб импульс окна (пунктирная линия); б) нормированный сгроб импульс окна и результат преобразования Габора

Таким образом, оконное преобразование состоит в умножении исследуемого сигнала $(/) на функцию окна ф(/ -Ьк), распределенную в окрестности / = ьк, и вычислении коэффициентов Фурье подынтегрального произведения (I).

Представим (0 = )ехр(-У«>0> Т0[да выРаже~ ние(I) принимает вид:

5(е0,6*) =

где Ък) есть функция окна сдвига преобразования по

координате времени / на фиксированные значения параметра Ьк. В случае преобразования Габора ц/(! - Ьк) описывается

кривой Гаусса:

Из формулы (5) следует, что фактически оконное преобразование представляет собой взаимную корреляционную функцию двух сигналов. При этом сигнал есть произведение гармонического сигнала и огибающей.

Для каждого состояния окна па временной оси сигнала вычисляется свой комплексный спектр. Однако в данном случае преобразование осуществляется с заданной периодичностью относительно частоты зондирования.

Таким образом, оптимальная длительность окна определяется из расчета максимально выделяемой мощности и определяется выражением [3]:

Т Гс2-(ят)3 *

где т - период заполнения, соответствующий центральной

частоте ^, радиоимпульса; т— длительность принимаемого радиоимпульса.

4. Кепстралъный анализ выборочной последовательности импульсов

Кспстральный анализ применяют для сигналов, представляющих собой свертку двух временных функций, причем таких, что после преобразования их в спектр они образуют неперекрывающиеся на оси кепстрального времени î/ импульсы. Кепсгральное преобразование можно представить следующим образом [б]: , ®

/|п[5(а>)]2ехр(./ю?)Ло. (2)

-ас

где 5(о)) - амплитудный спектр континуального сигнала s(t)-Поскольку 5"((о) имеет смысл спектральной плотности энергии сигнала л(/>, то Сs(<j) определяется как энергетический спектр функции 1п[5(м)р, поэтому выражение (2) принято называть кепстром мощности. Очевидно, что аргумент с] имеет размерность времени. Также следует отметить, что выражение (2) имеет смысл не для любого сигнала .?(/),

Действительно, для сигнала с конечной энергией выполнясь

ется условие |^2(о))</о)<t» из которого следует, что при

—х

jсо| —> со 5:(ю)->0. Но тогда при Ц-юо обращается в бес-

ос

конечность |lnS(w)| и интеграл fln5,2(ro)(/fo расходится.

-(Я

Такое противоречие при решении практических задач снимается путем замены пределов интегрирования ±оо па гра-пичные частоты ±в>гр, в пределах которых заключена основная часть энергии сигнала и значение функции 1п.?'(<о) ограничено. Таким образом, определение кепстра мощности свертки сигналов решается для двух соседних отраженных импульсов или опорного и очередного принимаемого эхо-сигнала (рис. 2). В случае цифровой обработки сигналов свертка заменяется алгоритмом БПФ-ОБПФ. Для надежного определения опережения (запаздывания) эхосигнала, вызванного возвратно-поступательными колебаниями цели (элемента кинематической схемы) вдоль линии визирования, используется первый импульс кепстра.

Координатное положение первого максимума (номер первого максимума выборки вектора) относительно нуля кепстрального времени будет определять мгновенное значение амплитуды колебания, а его амплитуда - коэффициент отражения зондируемой поверхности. Поэтому важно, чтобы кепстр концентрировался вблизи начала отсчета кепстрального времени. Кроме того, амплитудный кепстр должен быть свободен от ложных всплесков, что зависит от структуры спектра 5(ю) исходного сигнала, а, следовательно, и предварительной фильтрации.

Достоверность принятого и обработанного эхосигнала в модели определяется коэффициентом корреляции по отношению к заранее известному реперному механическому колебанию, представленным двумя случайными частотными

компонентами 0,4 и I кГц с амплитудой виброперемещения О,! ...0,5 мм при частоте зондирования ¡00 кГц и длительности зондируемого радиоимпульса 0,5 не (рис. 3) [2,4,7].

01 о.ю

D.D8 0.07 0.D6 0.06 0.М 0.03 0.02 0.01

! !

: :

: ;

1

и- 1.4» - | 1 \ Л А Л N

Рис, 2. Графическое представление модуля Симметричного кепстра соседней последовательности отраженных радиоимпульсов относительно оси выборки N

1

0.8 0.6 01 0.2 0 ■0.2 0 4 -0.6 -0 8 -1

m _д____ ; « 11 I i tr......i (ji.j______j. .....hli ...

/V (1 Ш ■Pi --liL

Il1 m \ Î1

1 ч ' tl ÎIÎLLJJI.

'J 1 I m î ! f m i r

г V 1 m > Lu VA""Ï iViA.j 11

1 il 11 m i

1 1 1 j...... V 1 V гтт u

\\ if V i 4? hi

\ Ь i i y; i i 1 Ш 1, с

0 001 0.002 0 003 0 ОМ D.G05 D.0G6 0.007 0 00S 0 003 0 01

Рис. 3. Графическое представление реализации эхосигнала от заданной цели (пунктиром указан реперный сигнал механического колебания).

Коэффициент корреляции К,— 0,905

Заключение

Радиосенсорный метод вибромегрологической диагностики элементов кинематических схем устройств точной механики способен существенно расширить информативные возможности проведения научных и инженерных, как теоретических, так и практических исследований, в области бесконтактных радиоволновых измерений виброакустических колебаний методами сверкороткоимпульсной эхолокации. Предложенный метод кепстральной обработки сигнала и его масштабно-дифференциального преобразования во времени, реализован на базе аналитической модели радиоеесорного радара. Эта модель, представленная системой мгновенно и медленно протекающих процессов, позволяет повысить эффективность программных вычислений, что может быть полезным при отладке и тестировании численных методов обработки сигналов в нелабораторных условиях, В перспективе планируется дальнейшее совершенствование программного численного метода, поиск и

T-Comm #11-2014

55

оптимизация оконных функций Фурье и алгоритмов обработки сигнала с цель ¡о повышения чувствительности системы к механическим колебаниям с амплитудой виброперемещения менее 100 мкм.

Также хотелось отмстить, что особенный интерес представляет применение виброметрического программно-аппаратного комплекса в робототехнике как системы сенсорного распознавания геометрии движения сложных кинематических схем, а также как одного из эффективных способов дистанционного управления элементами механики по принципу организации радиосенсорных цепей обратной связи в автоматике [8,9]. По форме отраженного от поверхности объекта сверхкороткого импульса, а точнее по изображению огибающей импульса за период выборки, можно судить также о структурных и физических свойствах зондируемого объекта. Организация приема обработки такого сигнала может бьггь решена с применением метода масштабно-временного преобразования (МВП), поскольку данный алгоритм является наиболее эффективным по широкополосности и чувствительности при исследовании быетропротекающих процессов. При МВП осуществляется считывание мгновенных значений исследуемого эхосигнала с помощью суперкоротких дельта-импульсов относительно сдвигающейся выборки, что обеспечивает масштабируемое (растянутое) представление сигната во времени и значительно упрощает процедуру приема и обработки. В совокупности по форме огибающей собранного из частей и Сглаженного радиоимпульса, отраженного от цели, можно судить не только о структуре и материале объекта, но и даже о конкретной ограниченной траектории его движения, имея базу радиообразов, путем сравнения полученного изображения с репером при последующей корреляции.

Литература

Х.Будагян И.Ф.. Костин М.С. Радиосенсорная виброметрологическая система на однокристальном приемопередатчике с прямой

оцифровкой сверхкороткоймпульсного сигнала // Сб. науч. статей по итогам всероссийской научно-практической конференции «Научный взгляд на современный этап развития общественных, технических, гуманитарных и естественных наук, актуальные проблемы», НОУ СПб ИПМ. - СПб,: КультИнформПресс, 2014. - С. 19-24.

ИБудагян И.Ф., Костин М.С. Радиосенсорный вибромстрнческий локатор II Mate ri aty IX Miçdzynarodowej naukowi-praktycznej konfer-eneji «Wyksztalceme ¡ nauka bez graiiic - 2013». Techiiic/ne nauki. -Przemysl.: Nauka i stadia, 2013. - Vol. 46. - pp. 31-35.

3. Mahafza, Bassem R. Radar systems & analysis and design using Matlab. - USA.: Cl ÎAPMAN & 11ALL/CRC, 2009. - 533 p.

4.Будагян И.Ф.. Костин M С. Масштабно-временное моделирование сверхкороткоммпульсного Виброметрического локатора. Matcriálv X mezinárodni védecko - praklická conference «Vida a technologie: krok do budouenosti - 2014». Technické védy. - Praha.: Publishing House «Education and Science», 2014. - Vol. 33. - pp. 65-70.

5. Костин М.С. Моделирование системы радиолокационной виброметрии // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2013. -№11.-С. 97-101.

Ь.Будагян И.Ф.. Костин М.С. Состояние и перспективы развития вибро метро л оги чес кой диагностики параметров механических колебаний методами сверхкороткой м пул ьемой радиолокации. Сборник научных трудов международной научно-практической конференции «Инфоком-2014» СКФ МТУСИ - М.: РАДИОИП-ФОКОМ, 2014,-4.1. —С.222-226.

7.Костин М.С. Моделирование виброметрического СШП радара I/ Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникацпонных систем: Сб. научн. трудов - М.: РАДИОИ11ФОКОМ, 2013. - Ч. I. - С. 246-249.

8.Костин М.С. Технологические аспекты радиоволновой вибро-метрии при не разрушающем контроле несущих конструкций и механизмов радиоэлектронных средств II Сборник трудов 62-й научно-технической конференции МГТУ МИРЭЛ, - М.: МИРЭА, 2013.-С. 114-1 ¡9.

9.Костин М.С. Экспертная система радиосенсорного сбора данных // Труды Международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» — ИНФОРИНО-2014. - М.: Издательство МЭИ. 2014. - С. 369-370.

Analytical model of sensory ultrashort pulse vibrometric radar

Budagyan I.F., D.of Sci, the professor, department KPRES, [email protected]; Kostin M.S., the postgraduate student, department KPRES, [email protected], Moscow State institute of Radio Engineering, Electronics and Automation (MSTU MIREA)

Abstract. Study vibroacoustic parameters of structural elements of functional units of technical devices accurate radio and micromechanics requires the use of special systems to ensure collection vi-brameasurement characteristics describing the law of the mechanical oscillation process probed surface. Of particular interest in this area focuses on radiowave systems based on the principle ultrashort pulse locators - radiosensory radars. In this paper the problem of vibrometric research kinematic elements constructions of mechatronic devices, generating in the process of exploita-tion own mechanical vibrations or modulated external acoustic perturbations of the environment, radiowave methods on the subject vibrometrologdcal diagnostic is considered. The principles of radiosensory ultrashort pulse radiolocation are formulated. The advantages and peculiarities of the considered method are defined. The numerical methods of digital filtering of signals with application of one-dimensional windowed Fourier transform and process the data using cepstral analysis as one of the most effective when assessing acoustomechanical fluctuations are pro-posed. While modeling the rapidly changing (ultrashort pulse - nano-and picosecond oscillation) and of slow (mechanical vibrations - from millisecond to second cycle) processes on the same time a^s difficulties arise which bring to a standstill any computing resources. As the time sampling step to choose from calculating the minimum, i.e. for radio pulse, while the endpoint of the test process will be determined by the low-frequency envelope -mechanical vibrations. The paper proposes the implementation of the algorithm using two differential time scales for each of the processes. Receiving and processing a sample data model based on the method of determining the phase range. The program code implemented in Matlab and can be used for simulation and debugging algorithm numerical processing of real echo signals. The implementation of the analytical model of test debug mode radiosensory system vibrometrological complex is presented.

Keyword: analytical model, diagnostic, vibration resistance, radiowave vibrometric, ra-diosensory locator, ultrashort pulse, analytical model, the windowed Fourier transform, cepstral analysis, cross-correlation.

References

1. Budagyan I.F., Kostin M.S. Radiosensornaja vibrometrologicheskaja sistema na odnokri-stal'nom priemoperedatchike s prjamoj ocifrovkoj sverhkorotkoimpul'snogo signala / Sb. nauch. statej po itogam vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Nauchnyj vzgljad na sovremennyj jetap razvitija obshhestvennyh, tehnicheskih, gumanitarnyh i este-stvennyh nauk, aktual'nye problemy", PEI SPb IPM. SPb.: Kul'tlnformPress, 2014. Pp.19-24.

2. Budagyan I.F., Kostin M.S. Radiosensornyj vibrometricheskij lokator / Materialy IX Midzynaro-dowej naukowi-praktycznej konferencji "Wyksztacenie i nauka bez granic - 2013". Techniczne nauki. - Przemyl.: Nauka i studia, 2013. V 46. Pp. 31-35.

3. Mahafza, Bassem R. Radar systems & analysis and deagn using Matlab. USA.: CHAPMAN & HALL/CRC, 2009. 533 p.

4. Budagyan IF, Kostin M.S. Masshtabno-vremennoe modelirovanie sverhkorotkoimpul'snogo vibrometricheskogo lokatora. Materily X conference "Veda a technologie: krok do budoucnosti - 2014". Technicke vedy. Praha.: Publishing House "Education and Science", 2014. V 33. Pp. 65-70.

5. Kostin M.S. Modelirovanie sistemy radiolokacionnoj vibrometrii / T-Comm, 2013. No11. Pp. 97-101.

6. Budagyan I.F., Kostin M.S. Sostojanie i perspektivy razvitija vibrometrologicheskoj diagnostiki parametrov mehanicheskih kolebanij metodami sverhkorotkoimpul'snoj radiolokacii. Sbornik nauchnyh trudov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Infokom-2014" NCB MTUCI - M.:RADIOINFOKOM, 2014. V1. Pp. 222-226.

7. Kostin M.S. Modelirovanie vibrometricheskogo UWB radara / Aktual'nye problemy i perspektivy razvitija radiotehnicheskih i infokommunikacionnyh sistem: Sb. nauchn. tr. - Moscow.: RADIOIN-FOKOM, 2013. Ch.1. Pp. 246-249.

8. Kostin M.S. Tehnologicheskie aspekty radiovolnovoj vibrometrii pri nerazrushajushhem kontrole nesushhih konstrukcij i mehanizmov radiojelektronnyh sredstv / Sbornik trudov 62-j nauchno-tehnich-eskoj konferencii MSTU MIREA. Moscow.: MIREA, 2013. Pp. 114 - 119.

9. Kostin M.S. Jekspertnaja sistema radiosensornogo sbora dannyh / Trudy Mezhdunarodnoj nauchno-metodicheskoj konferencii "Informatizacija inzhenernogo obrazovanija" INFORINO-2014. Moscow.: Izdatel'stvo MEI, 2014. Pp. 369-370.