Классификатор помеховых ситуаций

 

j

Р ( (l (72) Автор изобретения

В. Д, Красильников

4 I

Горьковский ордена Трудового Красного Знамейн-.н н сь ° исследовательский радиофизический институт (7I) Заявитель (54) КЛАССИФИКАТОР ПОМЕХОВЫХ СИТУАЦИЙ

Изобретение относится к устройствам предназначенным для классификации функций распределения случайных процессов, в частности . для распознавания помеховых ситуаций при приеме шумовых сигналов, и макет быть использовано для радиотехни 5 ческих измерений в радиоастрономии, радиолокации и т.д.

Известно, что классификация функций распределения случайных процессов произво о дйтся по значениям коэффициента измен чивости процесса, т.е. отношения СКО к модулю. среднего значения, а также цо другим коэффициентам, связанным с коэффициентом вариации.

Известно устройство для измерения коэффициента изменчивости случайного процесса в цифровой форме, содержащее соединенные повходу два канала с им-йульсным преобразователем и селектором в каждом из них. Управляющие входы преобразователей подключены к выходу . ге- ., нератора импульсов опросе.. Кроме того, первый канал включает в себя центрирую»

2 щий фильтр, двухполупериодный выпрямитель и счетчик импульсов, а второй - делитель частоты и триггер. Преобразователи формируют импульсы, длительность которых „ пропорциональна значению напряжения на их входах. Число счетных импульсов, прошедших на счетчик за время измерения, пропорционально значению СКО, а число импульсов,;трошедших за то же время в делитель частоты, - модулю математичес» кого ожидания 11.

Недостатком устройства является низкая достоверность классификации помеховых ситуаций, в частности распределений

Релея, Райса или шум плюс импульсная помеха в условиях априорной неопределен- . ности, когда величина выходного коэффициента пропорциональности точно неизвест на. Кроме того, при классификации шумо вых сигналов с редкими импульснымипомехами и широкой полосе частот необходимы высокоскоростные преобразователи и счетчики, например при работе с радиэметрическими сигналами необходима ско, 82 рость преобразования порядка (10-20)»

»10 МГц/с и более. Элементы с такой

6 скоростью преобразования трудно реализуются, а использование преобразователей и счетчиков с меньшим быстродействием приводит к уменьшению достоверности классификации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство позволяющее определять коэффициент изменчивости случай» ного процесса, содержащее линейный и квадратический детекторы, интеграторы, фор мирователь пилообразного напряжения,,компаратор (2).

Недостаток его состоит в недостаточн широкой полосе частот исследуемых сиг палов.

Цель изобретения — расширение полос частот исследуемых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в классификатор случайных процессов,содержащий последовательно соединенкые пороговый элемент и блок реги страции, а также линейный и квадратический детекторы, входы которых объеди иены и являются входом классификатора, а выходы соединены с информационными входами соответственно первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соединен с информационным входом формирователя пилообразного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора, введены амплитудно- импульсный модулятор, ждуший мультивибратор, импульсный интегратор и генератор импульсов, первый выход которого подключен к управляющим входам интеграторав, второй — сое динен с первыми управляющими входами формирователя пилообразного напряжения и амплитудно-импульсного .модулятора второй управляющий вход которого обье ,линей с управляющим входом импуль<" ного интегратора и подключен к выход

;душего мультивибратора, выход амплитудно-импульсного модулятора подключе ко второму входу компаратора и ко вх ду импульсного интегратора, выход которого подключен ко входу порогового

:элемента, выход компаратора соединен со входом ждущего мультивибратора, в рой управляющий вход формирователя . пилообразного напряжения соединен с тр тьим выходом генератора импульсов. выход генератора 3 импульсов опроса, 5 выход интегратора 2 подключен к сигнальному входу, формирователя 4 пилообразного, напряжения, предназначенного для формирования пилообразного напряжения первый управляющий вход формирователя

yg 4 соединен со вторым выходом генератора 3, с третьим выходом которого соединен второй управляющий вход формирователя 4, выход формирователя 4 подключен к первому входу компаратора о д 5. Второй канал, соединенный по входу с первым, содержит на входе линейный детектор 6. Выход детектора 6 нодклюы чен к сигнальному входу интегратора 7, с управляющим входом которого соединен що первый выход генератора 3. Выход интегратора 7 подключен к сигнальному входу амплитудно-импульсного модулятора (АИМ) 8, предназначенного для форми» рования последовательности прямоугольных

2S импульсов. Первый управляющий вход модулятора 8 соединен с вторым выходом генератора 3. Выход модулятора 8 подключен к второму входу компаратора

5, выход которого через ждуший мульти30 вибратор 9 соединен со вторым управляющим входом модулятора 8 и управляющим входом импульсного интегратора 10. Сигнальный вход импульсного интегратора (ИИ) 10 соединен с выходом модулятора

SS 8, а выход — через пороговый элемент

11 с блоком 12 регистрации.

Постоянная интегрирования Т> интеграторов 2 и 7 намного больше периода оцроса Т.

4о Генератор 3, формирователь 4 пилообра-. зного напряжения и АИМ 8 предназначены для формирования последовательностей импульсов с периодом Т равным периоду у опороса. В генераторе 3 обеспечивуется . м сдвиг формируемой последовательности н относительно Uq на Т;, а последовательности И относительно И на ь, причем

L <ь <Т.

Классификатоу по меховых ситуаций работает следующим образом.

Входной сигнал Qt) (например напряжение с выхода УПЧ радиометра), представляющий собой реализацию случайного процесса с законом Распределения огибающей, соответствующей закону Релея, Рейса или щум плюс импульсная помеха, поступает на входы детекторов 1 и 6. Детектор 1 осуществляет квадратичНа чертеже приведена блок-схема классификатора помеховых ситуаций.

Устройство содержит на входе первого канала квадратичный детектор 1, 6367 ф выход которого соединен с сигнальным входом интегратора 2, к управляющему входу интегратора 2 подключен первый

67 6

5 8263 ное детектирование огибающей входного сигнала. Напряжение с выхода детектора

1 пропорциональное квадрату огибающей входного сигнала 4 х (6), где Ы вЂ” ко г эффициент передачи детектора, не зависящий от вида распределения входного сигнала, интегрируется с помощью интегратора 2.

В момент времени кТ+ i1 где k=1, 2, 3, ..., й, на управляющий вход формирователя 4 поступает импульс последовательности И, с генератора 3. В этот момент в формирователе 4 начинает« ся формирование линейно нарастающего напряжения, скорость нарастания которого пропорциональна мгновенному значению напряжения на выходе интегра.тора 2 в мамут*т+7 кт где Т - коэффициент преобразования

1 преобразователя, tII — второй момент распределения

° входного сигнала на интервале Т.

В момент времени КТ+ Г на управляющий вход интегратора 2 поступает им пульс последовательности И с генератора

3. В этот момент в интеграторе 2 происходит сброс напряжения и начинаетсяновый интервал интегрирования. В момен времени (К+1) Т на второй управляющий вход формирователя 4 поступает импульс последовательности И> В от момент в формирователе 4 происходит сброс линейно-нарастшощего напряжения. Пилообразное напряжение с выхода формирователя 4 поступает на первый вход компаратора 5. Одновременно с преобразованием сигнала и первом канале во втором канапе детектора 6 осуществляет, линейное детектирование входного сигнала. Напряжение с выхода детектора 6 пропорциональное огибающей входного сйгнала интегрируется интегратором 45

7 и с его выхода поступает на сигналь ный вход АИМ 8. В момент времени

ФТ+%, на управляющий вход АИМ 8 поступает импульс последовательности И1 с генератора 3. В эют момент в АИМ 8 формируется фронт прямоугольного импульса, Амплитуда импульса пропорциональна значению напряжения на выходе интегратора 7 в момент времени

tT+e1

° ство. Калибровка производится с учетом допустимой вероятности ложных гипотез: вероятности принятия решения о приеме шумового сигнала плюс непрерывная помеха или шумового сигнала плюс импульсная помеха в то время, как принимается только шумовой сигнал. Блок 12 регистра; ции за определенное число опросов Й у - регистрирует число импульсов, амплитуда которых больше значения „, и число импулв. aM yRa ктрьи мещыеоп

Полученжые результаты сравниваются в блоке 12 регистрации с заданными значениями „, д, соответствующими допустимой вероятности вышеуказанных ложных гипотез, после чего принимается решение о виде распределения принятого сигнала. кс — x()6 =m,, (к-1)Т где т - первый момент распределения

1 входного сигнала на интервале Т.

В момент времени t.T+

7 происходит сброс напряжения и на.— чинается новый интервал интегрирования. Напряжение с выхода модулятора 8 поступает на второй вход компаратора 5 и на сигнальный вход ИИ 10. Компаратор 5 обеспечивает сравнение импульса пилообразного напряжения на первом входе с напряжением на втором. В мсмент времени 1<, когда напряжения равны а=щ — О, с выхода компаратора 5 на вход л4ультивибратора 9 подается перепад напряжения, вызывающий аОявление импульса на его входе. Но сигналу с мультивибратора S в момент времени модулятор. » 8 формирует задний фронт прямоугольного импульса. Длительность этого импульса,= T, а амплитуг5 да tt1„

Ф1 Т1

Al+- — T=—

10 1 K%

Одновременно с этим ИИ 10 формируется прямоугольный импульс напряжео ния, амплитуда которого пропорциональ-, на значению интеграла от импульсного т напряжения на его входе.

В програмном элементе 11 значение поступившего на вход импульсного напряжения с ВЫХОда импульснОгО интегрй тора 10 сравнивается с пороговыми на- пряжениями 0 1, 0 (Уд AJq ). Ъеличины пороговых напряжений устанавливаются предварительной калибровокй порогового

4о элемента 11 в присутствии только шумового сигнала с произвольны.и уровнем в пределах динамического, диапазона устрой-.