Корреляционно-фильтровое устройство селекции движущихся целей

 

(19)RU(11)1285924(13)C(51)  МПК ⁵    _G01S13/52Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина: учтена за 20 год с 27.04.2004 по 26.04.2005

(54) КОРРЕЛЯЦИОННО-ФИЛЬТРОВОЕ УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в импульсно-доплеровских системах, пачечный зондирующий сигнал которых имеет несколько значений частот повторения импульсов, сменяемых от пачки к пачке, для выделения сигналов движущихся целей при наличии пассивных помех. Цель изобретения - увеличение помехозащищенности. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 и 3 - диаграммы, поясняющие его работу. Корреляционно-фильтровое устройство селекции движущихся целей содержит стробируемый усилитель 1, полосовой фильтр 2, центральный режекторный фильтр 3, N каналов 4, ключ 5, боковой режекторный фильтр 6, общий ключ 7, смеситель 8, усилитель 9, набор 10 узкополосных фильтров, синхронизатор 11 в перестраиваемый гетеродин 12. Корреляционно-фильтровое устройство селекции движущихся целей работает следующим образом. Спектр пачки импульсов мешающего сигнала на выходе стробируемого усилителя 1 представляет собой линейчатую структуру, содержащую одну центральную составляющую, которая всегда совпадает с центральной частотой f_o устройства, и набор боковых составляющих, отстоящих от нее на ±n F_n и меняющих свои места относительно частоты f_o при смене частот повторения импульсов в пачке (F_n - частота повторения стробирующих импульсов, n = 1, 2, 3. ..,). На фиг.2а показан спектр такого сигнала вблизи центральной частоты f_o, где видны зоны боковых составляющих от f_o±F_n1,до f_o±F_nN и от f_o±2F_n1 до f_o±2F_nN, в которых они расположены при смене частот повторения (F_n1 и F_nN - граничные значения частот повторения в наборе). Этот спектр мешающего сигнала необходимо подавить до входа смесителя 8 во избежание его перегрузки и возникновения комбинационных помех, а также перегрузки усилителя 9. Основное подавление всех составляющих этого спектра, кроме составляющих в зонах от f_o ± F_n1, до f_o ± F_nN (и возможно в зонах от f_o± F_nN до f_o ± (F_nN + F_n1), производится с помощью одного общего для N каналов 4 полосового фильтра 2 за счет прямоугольности его частотной характеристики, а также с помощью общего для N каналов центрального режекторного фильтра 3 со средней частотой полосы режекции f_o. При этом полоса пропускания фильтра 2 при однополосном приеме должна быть равна Δf₁ =F_nN, а при двухполосном приеме Δ f₂ = 2F_nN. Для подавления боковых составляющих спектра, мешающего сигнала в зонах от f_o ± F_n1 до f_o ± F_nNслужат N каналов 4 (по числу N частот повторения F_n в зондирующем сигнале), каждый из которых содержит боковой режекторный фильтр 6 со средней частотой полосы режекции f_o ± F_nk при однополосном приеме и со средними частотами режекции f_o ± F_nk при двухполосном приеме (k = 1,2...N). При самой низшей частоте повторения F_n1 включен только ключ 5 первого из N каналов 4 (самый верхний на фиг.1), сигнал проходит через боковые режекторные фильтры 6 всех N каналов, которые создают зону режекторных пиков Δ F_n = F_nN - F_n1 в сквозной амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) рассматриваемого устройства (см.фиг,2,б,в). При этом зона поиска сигнала составляет величину Δ F₁ = F_n1- Δ F_p при однополосном приеме и ΔF₂ =2(F_n1 - ΔF_p) при двухполосном приеме ( ΔF_p - полоса режекции центрального и боковых режекторных фильтров 3 и 6 по уровню полосы пропускания полосового фильтра 2). При переходе к более высоким частотам повторения импульсов F_nk включается только ключ 5 k-го из N каналов 4, и сигнал проходит через боковые режекторные фильтры 6 k-го из N каналов и всех последующих N каналов 4, минуя фильтры 6 всех предшествующих каналов 4. При этом в сквозной AЧХ зона режекторных пиков сужается до величины Δ F_nk = F_nN - F_nk, а зона поиска сигнала расширяется до величины Δ F₁ = F_nk - Δ F_p при однополосном приеме и до Δ F₂ = 2(F_nk- - Δ F_p) при двухполосном приеме. Соответственно при наивысшей частоте повторения зондирующих импульсов F_nN включен только ключ 5 N-го канала 4, сигнал проходит только через боковой режекторный фильтр 6 N-го канала. При этом зона режекции сужается до полосы режекции Δ F_р бокового режекторного фильтра 6 N-го канала (см.фиг.2г, д), а полоса поиска полезного сигнала расширяется до максимальной величины Δ F₁ = F_nN - Δ F_p при однополосном приеме и до Δ F₂ = 2(F_nN - Δ F_p) при двухполосном приеме. Прямоугольность AЧХ полосового фильтра 2 определяется следующими соображениями. На фиг. 2 представлены два частных случая: 2а - ширина каждого ската АЧХ равна минимальной частоте повторения импульсов F_n1(см. фиг.2б,в, г, д); 2б - ширина каждого ската АЧХ равна разности 2F_n1 - F_nN (cм.фиг.2,е, ж); причем случай на фиг.2е соответствует случаю на фиг. 2б, а случай на фиг. 2ж - случаю на фиг.2г. На фиг.3 представлены графики зависимости коэффициента прямоугольности П АЧХ полосового фильтра 2 от относительной величины разности между максимальной и минимальной частотами повторения импульсов в наборе δ_N = Δ F_n/F_n1 cоответственно для случая, показанного на фиг.2а,
П= при однополосном
приеме
П= при двухполосном
приеме и для случая, показанного на фиг.2,б,
П= при однополосном
приеме
П= при двухполосном
приеме Из графика видно, что требования к коэффициенту прямоугольности Пʹ для случая, показанного на фиг.2а, менее жесткие, чем П" для случая, показанного на фиг.2б, однако при этом ряд боковых составляющих спектра мешающего сигнала зон от f_o ±2F_n1 до f_o ± 2F_nk попадает на один скат (при однополосном приеме) или на оба ската (при двухполосном приеме) АЧХ полосового фильтра 2. Поэтому боковые режекторные фильтры 6 каналов 4 с номерами от 1 до k должны иметь помимо основных зон пиков режекции от f_o±F_nk до f_n ± F_nk дополнительные зоны пиков режекции в диапазоне от f_o±2F_n1 до f_o ± 2F_nk, но с меньшей относительной глубиной режекции А_р = δ_N - 2 δ_k, где δ_k= (F_nk - F_n1)/F_n1. Поэтому для наборов частот повторения импульсов, для которых δ_N≅0,5 целесообразно использовать случай 2б, когда П^"₁ ≥2, а П₂^" ≥1,5. Для наборов с δ_N> 0,5 целесообразнее использовать случай 2а, когда П₁ʹ ≥ 2 и П₂ʹ ≥ 1,5 (см.фиг.3). Общий ключ 7 служит для уменьшения влияния переходных процессов, образующих на выходе центрального и боковых режекторных фильтров 3 и 6 на переднем и заднем фронтах пачки импульсов мешающего сигнала. Для этого на общий ключ 7 от синхронизатора 11 подается отпирающий импульс коммутации, начало которого задержано относительно начала пачки стробов, поступающей на стробируемый усилитель 1, а конец совпадает с концом пачки (при этом величина задержки может составляет 20-30% длительности пачки). Этим достигается приближение глубины режекции центрального и боковых режекторных фильтров 3 и 6 к величине, определяемой АЧХ этих фильтров для непрерывного сигнала, а также устраняется перегрузка смесителя 8 и усилителя 9 "пиками" переходных процессов режекторных фильтров. Предложенное устройство позволяет повысить помехозащищенность и, кроме того, существенно уменьшить число полосовых фильтров и ключей по сравнению с известным устройством. Дальнейшее упрощение предложенного устройства возможно, если зона боковых составляющих спектра мешающего сигнала ΔF_n может быть перекрыта меньшим, чем N числом Nʹ полос режекции для Nʹ групп близких частот повторения импульсов в каждой группе из общего числа частот N в наборе. При этом уменьшается число ключей 5 и боковых режекторных фильтров 6 до числа N^" < N. Повышение требования к прямоугольности АЧХ полосового фильтра 2 компенсируется уменьшением числа типов фильтра 2 до одного (вместо N типов), при этом для получения коэффициента прямоугольности П = 2 полосового фильтра 2 достаточно последовательно включить два более простых однотипных фильтра П = 3 (при однополосном приеме), а для получения П = 1,5 - два более простых однотипных фильтра с П = 2 (при двухполосном приеме).

Формула изобретения

КОРРЕЛЯЦИОННО-ФИЛЬТРОВОЕ УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ, содержащее центральный режекторный фильтр, N каналов, каждый из которых содержит ключ и боковой режекторный фильтр, последовательно соединенные синхронизатор и стробируемый усилитель и последовательно соединенные перестраиваемый гетеродин, смеситель, усилитель и набор узкополосных фильтров, при этом выход центрального режекторного фильтра соединен с сигнальными входами ключей всех каналов, а управляющие входы ключей всех каналов соединены с соответствующими выходами синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью увеличения помехозащищенности, введены полосовой фильтр и общий ключ, при этом выход стробируемого усилителя через полосовой фильтр соединен с входом центрального режекторного фильтра, выход бокового режекторного фильтра N-го канала соединен через общий ключ с вторым входом смесителя, управляющий вход общего ключа соединен с дополнительным выходом синхронизатора, а в каждом из N каналов выход ключа соединен с входом бокового режекторного фильтра того же канала, выход которого соединен с входом бокового режекторного фильтра соседнего канала, а выход бокового режекторного фильтра N-го канала соединен с сигнальным входом общего ключа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 3-2001

(73) Новое наименование патентообладателя:
Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Алмаз" (RU)

Извещение опубликовано: 27.01.2001        

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А.Расплетина"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): ОАО "Научно-производственное объединение "Московский радиотехнический завод"

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2004

Договор № 18393 зарегистрирован 05.02.2004

Извещение опубликовано: 10.04.2004        

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия

---