Фильтр режектирования помех

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей. Указанный результат достигается тем, что фильтр режектирования помех содержит первый и второй блоки задержки, блок весовых коэффициентов, первый и второй комплексные перемножители, весовой блок, комплексный сумматор, блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации, двухканальный коммутатор и синхрогенератор, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие когерентную обработку исходных отсчетов. При этом оптимальная согласованная обработка приводит к повышению точности компенсации помехи и выделению сигналов движущихся целей при перестройке несущей частоты на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской скоростью. 11 ил.

 

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов.

Известно радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели [1], содержащее последовательно включенные блоки задержки, умножитель комплексных чисел и вычитатель. Однако это устройство обладает низкой эффективностью выделения сигнала движущейся цели.

Другим известным устройством является корреляционный автокомпенсатор [2], который содержит ряд блоков задержки, два перемножителя, сумматор и блок оценки параметров коррелированной помехи. Недостатком этого устройства является плохое подавление кромок протяженной помехи из-за большой постоянной времени цепи адаптивной обратной связи.

Наиболее близкое к данному изобретению цифровое устройство для подавления пассивных помех [3], выбранное в качестве прототипа, содержит два блока задержки, блок весовых коэффициентов, два комплексных перемножителя, весовой блок и комплексный сумматор. Однако данное устройство из-за переходного процесса при поступлении кромки пассивной помехи имеет низкую эффективность выделения сигналов движущихся целей.

Задачей, решаемой в изобретении, является повышение эффективности режектирования пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей при обработке группы импульсов на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской скоростью.

Для решения поставленной задачи в фильтр режектирования помех, содержащий первый и второй блоки задержки, блок весовых коэффициентов, первый и второй комплексные перемножители, весовой блок и комплексный сумматор, введены блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации, двухканальный коммутатор и синхрогенератор.

Дополнительные блоки, введенные в предлагаемое устройство, являются известными. Так, соединенные вместе первый блок задержки, первый комплексный перемножитель, весовой блок и комплексный сумматор применяются для режектирования пассивных помех, однако неизвестно их применение совместно с блоком коммутации и двухканальным коммутатором для более точной компенсации помехи. Новыми являются связи между блоком весовых коэффициентов и блоком переключения и весовым блоком, блоком точности и вторым комплексным перемножителем, вторым блоком задержки, двухканальным коммутатором, вторым комплексным перемножителем и блоком коммутации, а также связи между синхрогенератором и остальными блоками фильтра режектирования помех, обеспечивающими, соответственно, оптимальную и согласованную обработку группы импульсов, что приводит в сочетании с более точной компенсацией помехи к повышению эффективности выделения сигналов движущихся целей при перестройке несущей частоты на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской скоростью.

Сравнение с техническими решениями, известными из опубликованных источников информации, показывает, что заявляемое решение обладает новизной и имеет изобретательский уровень.

Заявляемое решение носит технический характер, осуществимо, воспроизводимо и, следовательно, является промышленно применимым.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема фильтра режектирования помех; на фиг. 2 - блока задержки; на фиг. 3 - блока комплексного сопряжения; на фиг. 4 - комплексного перемножителя; на фиг. 5 - весового блока; на фиг. 6 - комплексного сумматора; на фиг. 7 - блока переключения; на фиг. 8 - блока точности; на фиг. 9 - накопителя; на фиг. 10 - блока вычисления модуля; на фиг. 11 - двухканального коммутатора.

Фильтр режектирования помех (фиг. 1) содержит первый блок 1 задержки, блок 2 весовых коэффициентов, первый комплексный перемножитель 3, весовой блок 4, комплексный сумматор 5, второй комплексный перемножитель 6, блок 7 коммутации, второй блок 8 задержки, блок 9 комплексного сопряжения, блок 10 переключения, блок 11 точности, двухканальный коммутатор 12 и синхрогенератор 13.

Блок 1 задержки (фиг. 2) содержит два оперативных запоминающих устройства 14; блок 9 комплексного сопряжения (фиг. 3) содержит инвертор 15; комплексный перемножитель 3, 6 (фиг. 4) содержит два канала (I, II), каждый из которых содержит перемножители 16, 17 и сумматор 18; весовой блок 4 (фиг. 5) содержит два перемножителя 19; комплексный сумматор 5 (фиг. 6) содержит два сумматора 20; блок 10 переключения (фиг. 7) содержит счетчик 21, дешифратор 22, блоки 23 совпадений и сумматор 24; блок 11 точности (фиг. 8) содержит накопитель 25, блок 26 вычисления модуля и два делителя 27; накопитель 25 (фиг. 9) содержит два канала (I, II), состоящих из n элементов 28 задержки на интервал tд и n сумматоров 29; блок 26 вычисления модуля (фиг. 10) содержит два перемножителя 30, сумматор 31 и блок 32 извлечения квадратного корня; двухканальный коммутатор 12 (фиг. 11) содержит два коммутатора 33.

Фильтр режектирования помех работает следующим образом.

Группа когерентных радиоимпульсов, первоначально излученных с одинаковой несущей частотой и состоящих из сигнала от движущейся цели и пассивной помехи, значительно превышающей сигнал, поступает на вход радиоприемного устройства, в котором усиливается, в квадратурных фазовых детекторах переносится на видеочастоту, а затем подвергается аналого-цифровому преобразованию (соответствующие блоки на фиг. 1 не показаны).

Цифровые коды (xkl, ykl) обеих квадратурных проекций, следующие через период повторения T, в каждом элементе разрешения по дальности (кольце дальности) каждого периода повторения образуют последовательность комплексных чисел

где k - номер текущего периода, l - номер текущего кольца дальности, ϕl - доплеровский сдвиг за период повторения фазы (обычно помехи, ввиду ее значительного превышения над сигналом), равный ϕl=2πƒlT, здесь ƒl - доплеровская частота помехи.

Цифровые отсчеты в заявляемом устройстве (фиг. 1) поступают на входы первого блока 1 задержки (фиг. 2) и на соединенные с ними входы весового блока 4 (фиг. 5). Каждый из блоков 1, 8 задержки (фиг. 2) состоит из параллельно включенных оперативных запоминающих устройств (ОЗУ) 14. Причем каждое ОЗУ 14 служит для хранения значений отсчетов с колец дальности каждого квадратурного канала в течение одного периода.

В блоке 9 комплексного сопряжения с помощью инвертора 15 (фиг. 3) происходит инвертирование знака мнимых проекций задержанных отсчетов. В комплексном перемножителе 3 происходит перемножение соответствующих комплексных чисел, реализуемое путем операций с проекциями этих чисел в соответствии с фиг. 4.

Образованные величины

поступают в блок 11 точности (фиг. 8), в котором накопитель 25 (фиг. 9) осуществляет с помощью элементов 28 задержки и сумматоров 29 скользящее вдоль дальности в каждом периоде повторения суммирование произведений с n+1 смежных элементов разрешения по дальности строба, кроме элемента с номером n/2+1, для чего выходные величины элемента 28 задержки с номером n/2 поступают только на последующий элемент 28 задержки (фиг. 9). На выходах накопителя 25 (фиг. 9) образуются величины

где - оценка сдвига фазы помехи за период повторения, усредненная по n смежным элементам разрешения по дальности.

В блоке 26 вычисления модуля (фиг. 10) определяются величины |Yk|, а затем на выходах делителей 27 (фиг. 8) - величины , поступающие на первые входы комплексного перемножителя 6. Точность определения величины определяется числом накапливаемых отсчетов n.

В весовом блоке 4 (фиг. 5) происходит взвешивание поступающих отсчетов весовыми коэффициентами gk, которые хранятся в блоке 2 весовых коэффициентов. Число весовых коэффициентов gk определяется реализуемым порядком фильтра m, связанным с числом импульсов в группе, равным m+1. В частности, при m=1 весовые коэффициенты g0=-g1=1; при m=2-g0=g2=1, g1=-2; при m=3-g0=-g3=1, g2=-g3=-3. Весовые коэффициенты переключаются в каждом периоде повторения блоком 10 переключения (фиг. 7), который обеспечивает обработку группы импульсов (отсчетов) с одинаковой исходной несущей частотой.

Импульс от синхронизатора радиолокатора (на фиг. 1 не показан), соответствующий излучению зондирующего импульса в каждом периоде, поступает на первый управляющий вход (1) фильтра (фиг. 1), являющийся первым управляющим входом (1) блока 10 переключения (фиг. 7), а затем на счетный вход счетчика 21 (фиг. 7). Показания счетчика, соответствующие номеру импульса в группе, в дешифраторе 22 преобразуются в единичный сигнал на соответствующем номеру импульса выходе дешифратора 22. Этот сигнал открывает подключенный к нему каскад совпадений 23, через который проходит соответствующий весовой коэффициент, поступающий через сумматор 24 на выход блока 10 переключения. Таким образом, каждому периоду и, следовательно, каждому импульсу в группе соответствует свой весовой коэффициент.

Взвешенные в весовом блоке 4 отсчеты суммируются в комплексном сумматоре 5 с задержанными во втором блоке 8 задержки на период повторения T, прошедшими через двухканальный коммутатор 12 и умноженными во втором комплексном перемножителе 6 на величину весовыми суммами отсчетов всех предыдущих импульсов группы. В конечном счете, в результате весовой обработки отсчетов m+1 периодов образуется величина

.

Двумерный поворот задержанных отсчетов на угол обеспечивает синфазность суммируемых отсчетов, а их взвешивание коэффициентами gk - режектирование (компенсацию) слагаемых отсчетов помехи. Сигнал от движущейся цели из-за сохранения доплеровских сдвигов фазы не подавляется.

Время задержки вводимых во втором комплексном перемножителе 6 фазовых сдвигов обеспечивает их соответствие среднему элементу обучающей выборки, исключенному в накопителе 25 (фиг. 9) в соответствии с выражением (1).

После завершения обработки данных m+1 периодов и очередной перестройки несущей частоты на вторые управляющие входы (2) устройства (фиг. 1) и блока 10 переключения (фиг. 7) и управляющий вход блока 7 коммутации поступает импульс, который обнуляет счетчик 21, а в блоке 7 коммутации переключает релаксационный генератор (мультивибратор). По команде блока 7 коммутации двухканальный коммутатор 12 переключает второй блок 8 задержки к выходу фильтра, и в течение периода повторения T происходит считывание результатов режектирования V. На вход фильтра режектирования помех поступают и начинают обрабатываться данные первого периода следующей группы.

Синхронизация фильтра режектирования помех осуществляется подачей на все блоки заявляемого устройства последовательности синхронизирующих импульсов от синхрогенератора 13 (фиг. 1), управляемого совместно с блоком 10 переключения импульсами (1) синхронизатора радиолокатора (на фиг. 1 не показан), следующими с интервалом T. Период повторения синхронизирующих импульсов равен интервалу дискретизации tд, выбираемому из условия требуемой разрешающей способности по дальности.

Достигаемый технический результат состоит в следующем. На выход устройства не поступают некомпенсированные остатки помехи в переходном режиме, традиционно маскирующие сигнал от цели. В предлагаемом устройстве на выход поступают только скомпенсированные остатки помехи в установившемся режиме, что исключает эффект «кромки» помехи и повышает эффективность выделения сигналов движущихся целей.

Таким образом, фильтр режектирования помех повышает эффективность компенсации пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской скоростью.

Библиография

1. Патент №63-49193 (Япония), МПК G01S 13/52. Радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели / К.К. Тосиба. Опубл. 03.10.1988. - Изобретения стран мира. - 1989. - Выпуск 109. - №15. - С.52.

2. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник / Я.Д. Ширман, С.Т. Багдасарян, А.С. Маляренко, Д.И. Леховицкий [и др.]; под ред Я.Д. Ширмана. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2007; с. 439, рис. 25.22.

3. А.с. 743208 СССР, МПК G01S 7/36. Цифровое устройство для подавления пассивных помех / Д.И. Попов. - №2540079 / 09; заявл. 03.11.1977; опубл. 25.06.1980, Бюл. №23. - 4 с.

Фильтр режектирования помех, содержащий первый блок задержки, блок весовых коэффициентов, первый комплексный перемножитель, весовой блок, комплексный сумматор, второй комплексный перемножитель и второй блок задержки, при этом входы первого блока задержки соединены с первыми входами первого комплексного перемножителя и первыми входами весового блока, выходы которого соединены с первыми входами комплексного сумматора, вторые входы которого соединены с выходами второго комплексного перемножителя, отличающийся тем, что введены блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации, двухканальный коммутатор и синхрогенератор, при этом выходы первого блока задержки соединены с входами блока комплексного сопряжения, выходы которого соединены со вторыми входами первого комплексного перемножителя, выходы которого соединены с входами блока точности, выходы которого соединены с первыми входами второго комплексного перемножителя, выходы блока весовых коэффициентов соединены с основными входами блока переключения, выход которого соединен со вторым входом весового блока, первый управляющий вход блока переключения соединен с первым управляющим входом режекторного фильтра, выходы комплексного сумматора соединены с входами второго блока задержки, выходы которого соединены с основными входами двухканального коммутатора, первые выходы которого соединены со вторыми входами второго комплексного перемножителя, а управляющий вход - с выходом блока коммутации, второй управляющий вход блока переключения и управляющий вход блока коммутации соединены со вторым управляющим входом режекторного фильтра, управляющий вход синхрогенератора соединен с первым управляющим входом режекторного фильтра, а выход синхрогенератора - с синхровходами первого блока задержки, блока весовых коэффициентов, первого комплексного перемножителя, весового блока, комплексного сумматора, второго комплексного перемножителя,

второго блока задержки, блока комплексного сопряжения, блока переключения, блока точности, блока коммутации и двухканального коммутатора, причем основными входами фильтра режектирования помех являются соединенные входы первого блока задержки и весового блока, а выходами - вторые выходы двухканального коммутатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Техническим результатом является увеличение длительности СКИ (сверхкороткий импульс), который может быть полностью разложен в витке меандровой линии задержки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях. Технический результат заключается в снижении высших гармонических составляющих в контролируемых точках энергетической системы, а также в снижении массогабаритных показателей активного электрического фильтра.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник (ФГ) усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - снижение уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала, начиная с третьей гармоники.

Изобретение относится к радиоэлектронике и связи и может быть использовано при создании активных RC-фильтров, а также в устройствах импульсной техники и автоматического управления для регулирования и компенсации переходных процессов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве компонента для построения на его основе силовой пассивной части различных электротехнических устройств.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в устройствах, в которых необходимы катушки индуктивности. Достигаемый технический результат - повышение добротности без увеличения плотности магнитного потока или индуктивности.

Изобретение относится к преселекторам радиоприемных устройств. Техническим результатом является уменьшение рабочего затухания в полосах пропускания селектора.

Изобретение относится к динамическому фильтру подавления гармоник (ФПГ), предназначенному для энергосистемы переменного тока. .

Изобретение относится к технике первичных дальностных измерений импульсно-доплеровских радиолокационных станций (ИД РЛС). Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости первичной дальнометрии обнаруженной одиночной либо не разрешаемой по углу и скорости группы рассредоточенных по дальности целей, которые предварительно обнаружены на фоне интенсивных пассивных помех (ПП) с узкополосным энергетическим спектром, например отражений от подстилающей поверхности земли, местных предметов и малоскоростных метеообразований.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям, устанавливаемым на летательных аппаратах, и предназначено для решения задач картографирования земной поверхности.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для автокомпенсации доплеровских сдвигов фазы пассивных помех. Предложен автокомпенсатор доплеровских сдвигов фазы помех, содержащий блок оценивания фазы, первый блок задержки, первый и второй блоки комплексного умножения, блок комплексного сопряжения, второй блок задержки, синхрогенератор, первый и второй умножители, первый, второй, третий и четвертый косинусно-синусные функциональные преобразователи, первый и второй блоки памяти, комплексный сумматор, дополнительный вычислитель фазы, дополнительный блок оценивания фазы, первый и второй дополнительные блоки комплексного умножения, дополнительный блок комплексного сопряжения и третий и четвертый блоки задержки, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие когерентную обработку поступающих отсчетов.

Изобретение относится к радиолокационным методам и может быть реализовано и применено в системах отождествления аэродинамических летательных аппаратов, использующих наряду с другими признаками векторный отличительный признак, именуемый импульсной характеристикой (ИХ) объекта и формируемый на основе когерентной обработки сигналов с перестройкой несущей частоты, называемых иначе сигналами с синтезом спектра.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для автокомпенсации доплеровских сдвигов фазы пассивных помех. Достигаемый технический результат - повышение точности автокомпенсации.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных когерентно-импульсных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при вобуляции периода повторения зондирующих импульсов.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных станциях обнаружения и сопровождения целей. .

Изобретение относится к системам для обнаружения объекта путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания разрушения (подрыва) самолета. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности распознавания разрушения (подрыва) самолета. Технический результат достигается тем, что в способе распознавания разрушения (подрыва) самолета, заключающемся в излучении в сторону самолета электромагнитной энергии, приеме отраженных от самолета сигналов, получении спектра отраженного сигнала, проведении узкополосной фильтрации составляющих частоты Доплера, дополнительно определяют наличие частоты Доплера на частоте, вызванной перемещением со скоростью, близкой к скорости фронта ударной волны, обеспечивают ее воспроизведение, индицируют и сигнализируют о наличии данного сигнала. Устройство, реализующее способ, содержит последовательно соединенные антенну и радиолокационную станцию (РЛС), фильтр, настроенный на частоту Доплера, вызванную перемещением со скоростью, близкой к скорости фронта ударной волны, динамик, детектор, пороговое устройство и схему индикации, причем вход фильтра соединен с выходом РЛС, выход фильтра соединен со входами динамика и детектора, выход которого через пороговое устройство соединен со схемой индикации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей. Указанный результат достигается тем, что фильтр режектирования помех содержит первый и второй блоки задержки, блок весовых коэффициентов, первый и второй комплексные перемножители, весовой блок, комплексный сумматор, блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации, двухканальный коммутатор и синхрогенератор, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие когерентную обработку исходных отсчетов. При этом оптимальная согласованная обработка приводит к повышению точности компенсации помехи и выделению сигналов движущихся целей при перестройке несущей частоты на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской скоростью. 11 ил.

Наверх