Обнаружитель сигналов
ОПИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<>907487 фф
l —.-:
С г
"г (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 230480 (21) 2915869/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетовЂ
Опубликовано 230292. Бюллетень ¹ 7
Дата опубликования описания 230282
Р М g< з
G 01 S 7/30
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 376. 96 (088. 8) (72) Авторы изобретения
П.С. Акимов, A.Н. Кубасов и Т.Н. Кудакова
Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного
Знамени высшее техническое училище им, Н.3. Баумана ! (71) Заявитель (5 4 ) ОБНАРУЖИ ТЕЛЬ СИ РН АЛОВ
Изобретение относится K радиотех-, нике и может использоваться в радиолокационных системах для обнаружения сигнала и оценки допплеровского смещения частоты сигнала на фоне коррелированных помех.
Известен обнаружитель сигналов, содержащий блок принятия решений, последовательно включенные приемник, первый аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычисления ранга и блок дискретного преобразования
Фурье, и последовательно включенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок вычисления ранга, выход которого соединен с вторым входом блока дискретного преобразования Фурье, при этом второй выход приемника соединен с входом второго
2О аналого-цифрового преобразователя (1).
Однако известное устройство не обеспечивает постоянства вероятности ложных тревог при обнаружении сигнала в коррелированной помехе.
Цель изобретения — увеличение стабилизации вероятности ложных тревог при априорно неизвестных функции распределения и коэффициенте корреляции помехи.
Поставленная цель достигается тем, что в обнаружитель сигналов, содержащий блок принятия решений, последовательно включенные приемник, первый аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычисления ранга и блок дискретного преобразования Фурье и последовательно включенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок вычисления ранга, выход которого соединен с вторым входом блока дискретного преобразования
Фурье, при этом второй выход приемника соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, введены последовательно включенные блок оценки корреляции рангов и блок вычисления решающей статистики, выход которого соединен с входом блока принятия решений, а первый и второй входы блока оценки корреляции рангов соединены с выходами первого и второго блоков вычисления ранга соответственно.
Блок оценки корреляции рангов содержит последовательно включенные первый регистр сдвига, первый перемножитель, второй регистр сдвига, первый сумматор, блок сложения, блок деления, блок вычитания и рециркуля907487 ционный накопитель и последовательно включенные третий регистр-сдвига, второй перемножитель, четвертый регистр сдвига и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом блока сложения, при этом первым и вторым входами и выходом блока 5 оценки корреляции рангов соответственно являются соединенные между собой вход первого регистра сдвига и второй вход первого перемножителя,соединенные между собой вход третьего регистра сдвига и второй вход второго перемножителя и выход рециркуляционного накопителя.
На фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 — структурная электрическая схема блока оценки корреляции рангов.
Обнаружитель сигналов содержит приемник 1, первый аналого-цифровой преобразователь 2, первый блок 3 вычисления ранга, блок 4 дискретного преобразования Фурье, второй аналого-цифровой преобразователь 5, второй блок 6 вычисления ранга, блок
7 оценки корреляции рангов, блок 8 вычисления решающей статистики и блок 9 принятия решений, блок 7 оценки корреляции рангов содержит первый регистр 10 сдвига-, первый перемножитель 11, второй регистр 12 сдвига, . 30 первый -сумматор 13 блок 14 сложения, блок 15 деления, блок 16 вычитания, рециркуляционный накопитель 17, третий регистр 18 сдвига, второй перемножитель 19„ четвертый регистр 20 3э сдвига и второй сумматор 21.
Обнаружитель сигналов работает следующим образом.
Исследуемый процесс после разложения на ортогональные составляющие в приемнике 1 и преобразования сигнала каждой квадратурной составляющей в цифровую форму в аналого-цифровых преобразователях 2 и 5 с периодом Т поступают в блоки 3 и б .вычисленйя ранга. вычисленные в каж- 4> дой квадратуре ранги R „, V> (n-ного периода наблюдения, 2 +к-того канала дальности) поступают на вход блока 4 дискретного Фурье, где вычисляется величина
6 а««= Х:а в)«9(-gi h(3-«)/«1,«=о1,...;« -s, (a)
1 где Z =() +iVj i="«(— l r U = R„ -(m-1) /2, V =S)-(m«l) /2,R(««V — райги от- у счетов испытуемого канала относительно помеховых выборок, извлекаемых из m соседних каналов по дальности в соответствующих квадратурах, и на вход блока 7 оценки корреляции ран» гов, где производится оценка коэффициента корреляции рангов в соот.ветсвии с выражением
<- e > еч, е«3 еф > где М=П1/2,u =m (m+2) /12 — математичесо = кое ожидание и дисперсия рангов при отсутствии сигнала
Полученные за и периодов величины
/W>/ и р поступают на блок 8 вычисления решающей статистики, где значение /W / корректируется в соответствии с полученным значением р .
Блок вычисления решающей статистики можно выполнить, например, в виде постоянного запоминающего блока, в которое записаны заранее вычисленные величины IVI«„f-Ь И(Р), где ah(p) Т«,(Я)-С, Т«,(у) — корень транспендентного уравнения)
РЩ,р а и„, т„(р) р (/«)««/p) - .плотность распределения величины t%«,tпри коэффициенте корреляции ранговр н отсутствии сигнала; aL - -вероятность ложного обнаружения.
Р(/W«„/,ð) не зависит от вида распределения помехи,а зависит только от коэффициента корреляции и может быть определена аналитически или представлена с помощью аппроксимации, например, законом Релея.
1(ля вынесения решения о наличии или отсутствии сигнала величина
/5«„/-Ьй(р) сравнивается в блоке 9 прйнятия решений с порогом, установленным по заданной вероятности ложного обнаружения в предположении некоррелированности отсчетов помехи.
На входы первого и третьего регистров 10 и 18 сдвига (Фиг. 2) поступают ранги R . и V« с выходов ф 641 первого и второго блоков 3 и б вычисления ранга (фиг. 1) соответственно, которые перемножаются в первом и втором перемножителях 11 и 19 с соответствующими рангами В;„« и Ч; q npe« «е«« дыдущего периода повторения, йоступающими с выходов первого и третьего регистров 10 и 18 сдвига. С приходом от синхронизатора (не показан), период следования которого равен длительности интервала разрешения, получен ые произведения R; .R<
9 « +«
V ° V „ „ записываются в первые ячейкй второго и третьего регистров 12 и 20 сдвига. Через К тактовых импуль сов в регистрах оказываютсв записанными в« лич н«ы«R„° R««R ° R« „
tt+ 4 ФФ1 «0. Ф% «««й « "V«ti,Е Vk.y, VÅ4 ... „V .V, соответствующие К последним элементам дальности, которые суьвяруются по К в первом и втором сумматорах 13 и,21. Полученныесуммы складываются между собой в блоке 14 сложения и результат делится на постоянное число A=2,/è-1/ K,b в блоке 15 деления, в блоке 16 вычитания иэ результата деления вычи907487 тается постоянное число 14 .(„1)у.
Полученная таким образом величина в е в., ) и .л.+)..v.
1- ?
М
1.(б- ) к 6 Р ЧЛь поступает на вход рециркуляционного накопителя 17, на выходе которого через п периодов образуется оценка коэффициента корреляции рангов, соответствующая выражению (2).
Таким образом,предлагаемый обнаружитель позволяет гарантировать заданную вероятность ложных тревог при априорно неизвестной функции распределения помехи и неизвестном коэффициенте корреляции помехи °
Формула изобретения
1. Обнаружитель сигналов, содержащий блок принятия решений, последовательно включенные приемник, перрый аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычисления ранга и блок дискретного преобразования Фурье и последовательно включенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок вычисления ранга, выход котброго соединен с вторым входом блока дискретного преобразования Фурье, при этом второй выход приемника соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабилизации вероятности ложных тревог при априорно неизвестных функции распределения и коэффициенте корреляции помехи, введены последовательно включенные блок оценки корреляции рангов и блок вычисления решающей статистики, выход которого соединен с входом блока пРинятия Решений, а пеРвый и второй входы блока оценки корреляции рангов соединены с выходами первого и второго блоков вычисления ранга соответственно.
2. Обнаружитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок оценки корреляции рангов содержит последовательно включенные первый регистр сдвига, первый перемножитель, второй регистр сдвига, первый сумматор, 35 блок сложения, блок деления, блок вычитания и рециркуляциоиный накопитель и последовательно включенные третий регистр сдвига, второй перемножитель, четвертый регистр сдвига
)Q и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом блока сложения, при этом первым и вторым входами и выходом блока оценки корреляции рангов соответственно являются 5 соединенные между собой вход первого регистра сдвига и второй вход первого перемножителя, соединенные между собой вход третьего .регистра сдвига и второй вход второго перемножителя и выход рециркуляционного накопителя.
Исто«пки информации, принятые и= вынимание при эксйертизе
1. Dillard G.N. и др. Adistri35 bution free doppler processor.— IEEE Traus AES AES-10, 1974, 9 4, с. 484, рис. 8 (прототип).
