Способ стабилизации вероятности ложной тревоги и устройство для его реализации

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации. Достигаемый технический результат - обеспечение требуемого уровня вероятности ложной тревоги в условиях воздействия импульсных помех при обеспечении возможности обнаружения групповых целей. Изобретение основано на совместном использовании канала обработки принятого сигнала с ограничением его амплитуды и линейного канала, то есть канала без ограничения амплитуды принятого сигнала. Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе осуществляют сжатие сигнала в первом фильтре сжатия после ограничения принятого сигнала, сравнение уровня сжатого сигнала с первым порогом, сжатие принятого сигнала во втором фильтре сжатия и сравнение уровня сжатого сигнала со вторым порогом, принятие решения об обнаружении цели, если превышены оба порога. Устройство, реализующее способ, содержит: канал с ограничением, включающий последовательно соединенные ограничитель, первый фильтр сжатия и первое пороговое устройство; линейный канал, включающий последовательно соединенные второй фильтр сжатия и второе пороговое устройство; схему совпадения «и», причем вход ограничителя и вход второго фильтра сжатия соединены и являются входом устройства, выход первого порогового устройства соединен с первым входом схемы совпадения «и», а выход второго порогового устройства канала соединен со вторым входом схемы совпадения «и», выход которой является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Заявляемые технические решения относится к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для стабилизации вероятности ложной тревоги.

В современных РЛС широко используются сигналы достаточно большой длительности с внутриимпулъсной модуляцией [Справочник по радиолокации под ред. М.: Сколника, т.3, М.: Сов. радио, 1979, с.400, 402]. Увеличение длительности импульса позволяет увеличить энергию сигнала при сохранении импульсной мощности, а введение внутриимпульсной модуляции и сжатие импульса в фильтре сжатия обеспечивает разрешающую способность по дальности. Оптимальная обработка такого сигнала на фоне некоррелированного (белого гауссового) шума [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д. Ширмана, «Советское радио», М., 1970, стр.110, 3-й абз. снизу, [1], Справочник по радиолокации под ред. М.: Сколника, т.3. М.: Сов. радио, 1979, с.400, 402], заключается в согласованной фильтрации принятого сигнала. При этом в задачах обнаружения радиолокационных сигналов существует требование обеспечения постоянства (стабилизации) вероятности ложной тревоги (ВЛТ).

Известен способ стабилизации ВЛТ при действии шумовой помехи (в т.ч. собственных шумов), заключающийся в автоматической регулировке усиления в приемном тракте РЛС, например, путем регулировки усиления по уровню шума в нерабочих интервалах между излученным и принимаемым сигналами (ШАРУ) [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.170]. В этом случае оптимальный прием при заданном уровне ВЛТ обеспечивает наибольшую вероятность обнаружения цели. Но при воздействии импульсной помехи система ШАРУ, в силу своей инерционности, не успевает отслеживать ее уровень [Там же, с.170]. В этом случае обеспечить требуемую ВЛТ не представляется возможным, т.к. на выходе фильтра сжатия образуется ряд шумовых выбросов, уровень которых может превышать установленный порог обнаружения, что вызовет ложные обнаружения цели и, соответственно, возрастание ВЛТ. Таким образом, известный способ обеспечивает стабилизацию уровня ВЛТ в условиях некоррелированного шума, но не обеспечивает заданный уровень ВЛТ при действии импульсной помехи. В этом заключается недостаток известного способа.

Наиболее близким к заявляемому способом является способ стабилизации ложной тревоги, основанный на сжатии принятого сигнала после ограничения. При этом, хотя принимаемый сигнал ограничивают на уровне значительно ниже уровня шумов, для широкополосного сигнала отношение сигнал/шум после ограничения и сжатия сигнала уменьшается незначительно (не превышает 1 дБ) по сравнению со сжатием сигнала без ограничения. [Там же, с.172, 173]. Этот способ обеспечивает защиту от импульсных помех и стабилизирует ВЛТ, поскольку уровень сжатого сигнала зависит только от степени соответствия фазовой структуры принятого сигнала фазовой структуре фильтра сжатия и не зависит от его мощности.

Известный способ стабилизации ложной тревоги может реализоваться с помощью устройства (фиг.1), содержащего канал обработки принятого сигнала с ограничением его амплитуды (канал с ограничением), включающий последовательно соединенные ограничитель 1, фильтр сжатия 2 и пороговое устройство 3, причем вход ограничителя 1 является входом устройства, а выход порогового устройства 3 - выходом устройства. Уровень порога в пороговом устройстве устанавливают исходя из обеспечения заданной ВЛТ при действии собственных шумов или внешней шумовой помехи.

Недостатком наиболее близкого способа и устройства, реализующего его, является то, что для частично перекрывающихся по времени эхо-сигналов возникает эффект подавления слабого сигнала более сильным и вероятность обнаружения слабого сигнала уменьшается при увеличении их относительного перекрытия [там же, с.173, второй абзац снизу]. Этот эффект приводит к пропуску малозаметных целей, входящих в состав групповой цели, что является неприемлемым. Для сохранения условий приема слабого сигнала необходимо было бы понизить порог обнаружения, но при этом возрастает ВЛТ из-за собственных шумов приемного тракта РЛС, что также неприемлемо.

Техническим результатом (решаемой задачей) является устранение этого недостатка, а именно обеспечение требуемого уровня ВЛТ в условиях воздействия импульсных помех при обеспечении возможности обнаружения групповых целей.

Эта задача решается на основе совместного использования канала обработки принятого сигнала с ограничением его уровня и линейного канала, то есть канала без ограничения уровня принятого сигнала.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающемся в сжатии сигнала в первом фильтре сжатия после ограничения принятого сигнала, в сравнении уровня сжатого сигнала с первым порогом, согласно изобретению, кроме того производят сжатие принятого сигнала во втором фильтре сжатия и сравнивают уровень сжатого сигнала со вторым порогом, принимают решение об обнаружении цели, если превышены оба порога.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройство, содержащее канал с ограничением, включающий последовательно соединенные ограничитель, первый фильтр сжатия и первое пороговое устройство, согласно изобретению, дополнительно введены линейный канал, включающий последовательно соединенные второй фильтр сжатия и второе пороговое устройство, и схема совпадения «и», причем вход ограничителя и вход второго фильтра сжатия соединены и являются входом устройства, выход первого порогового устройства соединен с первым входом схемы совпадения «и», а выход второго порогового устройства соединен со вторым входом схемы совпадения «и», выход которой является выходом устройства.

Суть заявляемого способа заключается в следующем. Наличие канала с ограничением позволяет подавить импульсную помеху независимо от ее мощности, что обеспечивает стабилизацию ВЛТ в условиях действия импульсной помехи. Стабилизацию же ВЛТ при действии шумовой помехи обеспечивает линейный канал, что позволяет понизить порог обнаружения в канале с ограничением, допуская в нем увеличение ВЛТ при действии шумовой помехи.

Таким образом, заявляемый способ, основанный на сочетании линейной обработки принятого сигнала и обработки с ограничением, обеспечивает стабилизацию ВЛТ как при действии шумовой помехи, так и импульсной, снижает при этом вероятность пропуска слабого сигнала на фоне сильного (за счет снижения порога обнаружения в канале с ограничением), что делает возможным обнаружение групповых целей. Этим достигается заявленный технический результат.

Изобретения иллюстрируются следующими чертежами.

На фиг.1 показана схема устройства, реализующего наиболее близкий способ стабилизации ВЛТ. Устройство содержит последовательно соединенные ограничитель 1, фильтр сжатия 2, пороговое устройство 3.

На фиг.2. показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ стабилизации ВЛТ. Устройство содержит ограничитель 1, первый фильтр сжатия 2, первое пороговое устройство 3, второй фильтр сжатия 4, второе пороговое устройство 5, схему совпадения «и» 6, при этом ограничитель 1, первый фильтр сжатия 2, первое пороговое устройство 3 последовательно соединены, второй фильтр сжатия 4 и второе пороговое устройство 5 последовательно соединены, причем вход ограничителя и вход второго фильтра сжатия 4 соединены и являются входом устройства, выход первого порогового устройства 3 соединен с первым входом схемы совпадения «и» 6, а выход второго порогового устройства 5 соединен со вторым входом схемы совпадения «и» 6, выход которой является выходом устройства.

Устройство может быть выполнено на стандартных микросхемах [Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Т.В. Тарабрина, М.: «Радио и связь», 1984].

Устройство работает следующим образом. Принятый сигнал поступает одновременно на два канала обработки - с ограничителем и линейный канал (без ограничителя). В первом фильтре сжатия производится сжатие сигнала после его ограничения, а во втором фильтре сжатия производится сжатие непосредственно принятого сигнала. Соответствующие сжатые сигналы поступают на первое и второе пороговые устройства При этом порог в канале с ограничением устанавливают исходя из допустимой вероятности ложного обнаружения при действии импульсных помех, а в линейном канале - исходя из допустимой вероятности ложного обнаружения при действии непрерывной шумовой помехи. Сигналы с выходов пороговых устройств подаются на схему совпадения «и». Если соответствующие сигналы, подаваемые на пороговые устройства, превысили соответствующие пороги, схема совпадения «и» выдает решение об обнаружении цели, чем и достигается заявляемый технический результат.

Поясним работу устройства в различных условиях действия помех.

1. При действии импульсной помехи.

Сигнал на выходе второго фильтра сжатия 4 превысит порог обнаружения второго порогового устройства 5 и поступит на вход 2 схемы совпадения 6, но сигнал на выходе первого фильтра сжатия 2 будет ниже уровня первого порогового устройства 3 и на входе 1 схемы совпадения 6 сигнал будет отсутствовать, поэтому на выходе схемы совпадения сигнала обнаружения не будет и, следовательно, ложное обнаружение цели не произойдет.

2. При действии шумовой помехи.

Так как уровень первого порогового устройства 3 снижен, то сигнал на выходе первого фильтра сжатия 2 может его превысить и поступит на первый вход схемы совпадения 6, но сигнал на выходе второго фильтра сжатия 4 будет ниже уровня второго порогового устройства 5 и на входе 2 схемы совпадения 6 сигнал будет отсутствовать, поэтому сигнал обнаружения на ее выходе будет отсутствовать. Ложное обнаружение цели не произойдет.

3. При действии эхо-сигнала на фоне сильного.

В линейном канале на выходе второго фильтра сжатия 4 сигнал превысит уровень второго порогового устройства 5 и поступит на вход 2 схемы совпадения 6. На выходе первого фильтра сжатия 2 сигнал, несмотря на то что он подавлен более сильным сигналом, так же превысит пониженный уровень порога первого порогового устройства 3 и поступит на вход 1 схемы совпадения 6. В результате на ее выходе появятся сигналы обнаружения как сильного сигнала, так и слабого сигнала, т.е. пропуск слабого сигнала на фоне сильного не произойдет и цель со слабым сигналом будет обнаружена.

Таким образом достигается заявленный технический результат.

1. Способ стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающийся в сжатии сигнала в первом фильтре сжатия после ограничения принятого сигнала, в сравнении уровня сжатого сигнала с первым порогом, отличающийся тем, что, кроме того, производят сжатие принятого сигнала во втором фильтре сжатия без ограничения принятого сигнала и сравнивают уровень сжатого сигнала со вторым порогом, принимают решение об обнаружении цели, если превышены оба порога.

2. Устройство стабилизации вероятности ложной тревоги, содержащее канал с ограничением, включающий последовательно соединенные ограничитель, первый фильтр сжатия и первое пороговое устройство, отличающееся тем, что дополнительно введены линейный канал, включающий последовательно соединенные второй фильтр сжатия и второе пороговое устройство, и схема совпадения «и», причем вход ограничителя и вход второго фильтра сжатия соединены и являются входом устройства, выход первого порогового устройства соединен с первым входом схемы совпадения «и», а выход второго порогового устройства канала соединен со вторым входом схемы совпадения «и», выход которой является выходом устройства.



 

Похожие патенты:

Использование: изобретение относится к поисковым устройствам, которые обнаруживают объект, на основе приема сигналов, появляющихся в результате вторичного переизлучения с изменением спектра зондирующего сигнала.

Изобретение может быть использовано в радиолокационных станциях для стабилизации вероятности ложной тревоги при действии импульсных помех. Достигаемый технический результат - стабилизация вероятности ложной тревоги при сохранении возможности обнаружения слабого сигнала при частичном перекрытии его с более сильным.

Изобретение относится к радиолокации и, в частности, к активной радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - расширение области применения за счет повышения информативности способа.

Предложен способ поиска и обнаружения наркотиков и взрывчатых веществ, находящихся в неметаллической оболочке и в укрывающих средах. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения наркотического вещества.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано на вертолетах. Достигаемый технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение точности измерения координат и вероятности обнаружения цели, сокращение времени обзора воздушного пространства с увеличением зоны обзора по углу места, повышение электромагнитной устойчивости многодиапазонного вертолетного радиолокационного комплекса.

Изобретение относится к радиолокационным системам летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - создание многофункциональной, многодиапазонной, малогабаритной, масштабируемой радиолокационной системы.

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации, в частности к области обнаружения радиолокационных целей обзорными радиолокационными станциями с узким лучом в условиях пассивных помех, создаваемых распределенными в пространстве отражателями.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в обзорных радиолокационных станциях с двумерным электронным сканированием и механическим вращением антенны по азимуту при обзоре пространства последовательным перемещением луча. Достигаемый технический результат - уменьшение временных и энергетических затрат при обзоре пространства радиолокационной станцией в условиях большого количества целей и помех во многих положениях луча. В заявляемом способе обзора пространства радиолокационной станцией с последовательным перемещением луча столбцами по углу места, двухэтапным обнаружением сигнала, отраженного от цели, луч в столбце перемещают зигзагообразно с помощью двумерного электронного сканирования, в каждом положении луча излучают зондирующий сигнал, принятый отраженный сигнал сравнивают с порогами первого и второго этапов обнаружения, цель в текущем положении луча в дискретах по дальности, в которых превышен порог второго этапа обнаружения, считают обнаруженной, если при этом хотя бы в одном из двух соседних положений луча в столбце, осмотренных в предыдущие моменты времени, в дискретах по дальности, выбранных с учетом ошибок измерения дальности и возможного перемещения цели за время между этапами, превышен порог первого этапа обнаружения. 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для идентификации и охраны различных объектов. Технический результат - повышение эффективности идентификации метки. Система радиочастотной идентификации на поверхностных акустических волнах, содержащая приемопередатчик с антенной и N групп линий задержки на поверхностных акустических волнах, представляющих радиочастотные метки, каждая линия задержки имеет приемопередающие встречно-штыревые преобразователи и отражательные встречно-штыревые преобразователи, система дополнительно содержит передающую антенну метки, приемную антенну метки, циркулятор метки, передающую антенну считывателя, приемную антенну считывателя и циркулятор считывателя, первый вход/выход которого соединен со считывателем, второй выход циркулятора подключен к передающей антенне считывателя, которая посредством радиоканала связана с приемной антенной метки, которая подключена ко второму входу циркулятора метки, первый вход/выход которого соединен с меткой, а третий выход циркулятора метки соединен с передающей антенной метки, которая связана радиоканалом с приемной антенной считывателя, которая присоединена к третьему входу циркулятора считывателя. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения состояния морской поверхности. Устройство содержит радиолокационную станцию, включающую антенну, синхронизатор, датчик углового положения антенны, который соединен механической связью с основанием антенны, электронный ключ, индикатор, а также приемник и передатчик. При этом выход синхронизатора соединен со входом передатчика, а выход передатчика соединен со входом электронного ключа. Устройство дополнительно снабжено аналого-цифровым преобразователем и соединенным с ним на выходе вычислительным устройством. Передатчик радиолокационной станции содержит модулятор и генератор сверхвысокой частоты, вход которого соединен с выходом модулятора. При этом второй выход синхронизатора соединен со входом индикатора, первый выход синхронизатора соединен со входом модулятора передатчика, а его генератор сверхвысокой частоты соединен на выходе со входом электронного ключа, выход которого соединен со входом приемника, а выход приемника соединен со вторым входом индикатора. Второй выход приемника соединен со входом аналогового канала аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого - вход синхронных цифровых данных - соединен с выходом датчика углового положения антенны, второй выход которого соединен с третьим входом индикатора, а третий вход аналого-цифрового преобразователя - вход внешней синхронизации - соединен с третьим выходом синхронизатора, а антенна электрически связана с электронным ключом. Технический результат: упрощение, повышение точности измерений характеристик волнения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиолокационным измерениям эффективной площади рассеяния (ЭПР) объектов и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. Комплекс содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель (АЛ) и антенну, при этом второй выход АП соединен со входом приемника, а также поворотное устройство (ПУ) с опорой, измеряемый объект (ИО) и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом ПУ и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того вычислитель третьим входом соединен с выходом ПУ, а также содержит устанавливаемое на подстилающей поверхности в центре первой зоны Френеля антенны радиопоглощающее устройство (РУ), ширину которого выбирают не менее малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле Hэ=a×H0/(a+R-Rэ), где а - большая полуось эллипса первой зоны Френеля антенны, Но - высота размещения ИО над подстилающей поверхностью, R - расстояние между антенной и ИО, Rэ - расстояние между антенной и РУ, кроме того, содержит радиопоглощающую накидку на верхнюю часть ПУ. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения амплитудной диаграммы ЭПР объектов за счет устранения влияния на результаты измерений зеркально отраженного от подстилающей поверхности и обратно рассеянного верхней частью ПУ облучающего поля, а также электродинамического взаимодействия между ИО и верхней частью ПУ. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. Радиолокационный стенд содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен со входом приемника, а также поворотное устройство с опорой, измеряемый объект и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя, соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства, а также содержит устанавливаемое на подстилающей поверхности в центре первой зоны Френеля антенны отражательное устройство, ширину которого выбирают не менее малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле Нэ=а×Но/(а+R-Rэ), где а - большая полуось эллипса первой зоны Френеля антенны, Но - высота размещения измеряемого объекта над подстилающей поверхностью, R - расстояние между антенной и измеряемым объектом, Rэ - расстояние между антенной и отражательным устройством, кроме того, опора выполнена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения амплитудной диаграммы эффективной площади рассеяния объектов. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - уменьшение габаритов без увеличения времени сканирования. Указанный результат достигается за счет того, что трехкоординатный радиолокатор содержит два блока фазирования, два преобразователя положения луча в направление, линию задержки, два элемента ИЛИ, блок вторичной обработки, индикатор, узконаправленное по горизонтали электрическое сканирующее устройство, узконаправленное по вертикали электрическое сканирующее устройство, определенным образом соединенные между собой. 2 ил.

Изобретение относится к медицине. Портативное устройство для бесконтактной выборочной проверки жизненных показателей пациента содержит: датчик расстояния для последовательного обнаружения изменений расстояния во времени относительно грудной клетки пациента, калькулятор частоты дыхания для определения дыхательной активности на основе обнаруженных изменений расстояния во времени. Кроме того, устройство содержит две ручки, приспособленные для того, чтобы пациент держал устройство обеими руками так, чтобы датчик расстояния был направлен на грудную клетку пациента. Причем ручки содержат электроды для регистрации ЭКГ. При этом устройство содержит оптический датчик для измерения методом фотоплетизмографии, который расположен так, чтобы когда держат устройство, палец пациента автоматически ложился на оптический датчик. Изобретение позволяет повысить удобство и простоту выборочной проверки дыхательного акта пациента за счет обеспечения направления датчика расстояния на грудь пациента обеими руками. 13 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области сенсорной аппаратуры. Техническим результатом является сведение к минимуму количества ложных срабатываний и предоставление при этом заблаговременного статистического прогнозирования потенциальных источников угроз. Детектор радаров получает доступ к сетевому интерфейсу, который обеспечивает передачу данных на сервер и с сервера. Сервер выполняет алгоритмы анализа, которые анализируют данные, полученные от нескольких детекторов радаров, для получения прогнозов о вероятности возникновения угроз или опасных ситуаций в тех или иных географических точках в дальнейшем. Сервер передает прогнозы каждому из детекторов радаров на основании географического местоположения каждого из них. Каждый детектор радаров оповещает своего пользователя об уровнях угроз на основании прогнозов, соответствующих географическому местоположению каждого из детекторов радаров. 7 н. и 52 з.п. ф-лы, 3 ил.

Загоризонтный радиолокатор предназначен для определения дальности и направления на объекты. Достигаемый технический результат - уменьшение габаритов за счет исключения громоздких узлов. Указанный результат достигается благодаря введению блока анализа огибающей, двух блоков элементов совпадения, привода вращения антенны по углу места и станины, при этом выход приемника соединен через блок анализа огибающей с входами первого и второго блока элементов совпадения, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенных с группой выходов преобразователя дальности и с первой группой входов блока вторичной обработки, вторая группа входов которого соединена с группой выходов первого блока элементов совпадения, имеющего группу входов, соединенную с группой выходов датчика угла места, имеющего жесткую связь с приводом вращения антенны по углу места, жестко связанным с антенной и станиной, имеющей жесткую связь с приводом вращения антенны по азимуту. 2 ил.

Предлагаемые устройства относятся к радиолокационным и гидролокационным системам с импульсным сжатием многофазных кодов и могут использоваться в радиолокации при использовании фазо-кодированных импульсов. Достигаемый технический результат- увеличение подавления боковых лепестков при сжатии кода. По одному из вариантов Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов длины N содержит цифровой фильтр By для кода Р3 и формирователь цифрового корректирующего сигнала, состоящий из последовательно соединенных преобразователя кода в комплексно сопряженный код и цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтра) порядка N+1 с N+2 коэффициентами -1,1, 0,0,0, 1,-1, , линию задержки на длительность одного кодового элемента т, сумматор и двухвходовый вычитатель. По другому варианту Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов длины N содержит соединенные по входу цифровой фильтр By для кода Р4 и формирователь цифрового корректирующего сигнала, первый сумматор, линию задержки на длительность одного кодового элемента т и второй двухвходовый сумматор. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх