Обнаружитель сигналов

 

Союз Советских

Социапистичесиих

Рес убп

О П И C А Н И Е (987543

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополмительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.01.81 (21) 3237108/! 8-09 (51)М. Кл. с присоединением заявки №

G 01 S 7/28

Гаеудвретеснньж камитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК,бг1. 396..96 (088 е 8) да делам изобретений и аткрытий

Опубликовано 07. 0 1 . 83 . Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.01 83

О. В ° Дудник-Дубиняк и P. Б. Синицын "" ."-«."..к .

f ., у

/ - . "- - ..... ",E

Киевский ордена Трудового Красного тйриенео ййСгнуут "м, .инженеров гражданской авиации (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (4) ОБНАРУЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиолока-. ,ции и может использоваться в многочастотныхх и мпул ьсных р адиолокационных станциях для обнаружения флуктуирующих сигналов на фоне аддитивной смеси "белого" шума и коррелированных пассивных помех с неизвестными коэффициентами корреляции и дисперсией.

Известен обнаружитель сигналов, содержащий и приемников, И вычислителей, первый, второй и третий сумматоры, линию задержки, первый перемножитель и блок вычитания, при этом выход каждого из И приемников соединен с входом одноименного вычисли. теля, каждый из которых содержит линию задержки, перемножитель и основной квадратор 1).

Однако известный обнаружитель сигго налов имеет низкую помехозащищенность при воздействии коррелированных пассивных помех.

Цель изобретения - увеличение помехозащищенности при .наличии коррелированных пассивных помех.

Цель достигается тем, что в обнаружитель сигналов, содержащий N приемников, и вычислителей, первый, второй и третий. сумматоры, линию задержки, первый перемножитель q блок вычитания, при этом выход каждого из и приемников соединен с входом одноименного вычислителя, каждый из вычислителей содержит. линию задержки, перемножитель и основной квадратор„ введены второй перемножитель, первый квадратор и последовательно включенные блок сложения, второй квадратор и пороговый блок, а в каждый из И вычислителей введен дополнительный квадратор, при этом первый выход каждого иэ

Й вычислителей соединен; с соответству 1 ющим из Й входов первого сумматора, выход которого через последовательно включенные первый перемножитель, 40

Обн аружи тел ь си гн алов р абот ает следующим образом.

3 8754 блок вычитания и линию задержки соединен с первыми входами блока сложения и второго перемножителя, второй выход каждого из и вычислителей соединен с соответствующим из N входов второго сумматора, выход которого через первый квадратор соединен с втарым,входом блока вычитания, третий выход каждого из М вычислителей соединен с соответствующим из N входов 10 третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, выход блока вычитания .соединен с вторыми входами блока сложения и второго перемножителя, выход 15 которого соединен с вторым входом порогового блока > а в вычислителе .выход линии задержки соединен с входом основного квадратора и первым входом перемножителя, вход линии 20 задержки соединен с входом дополнительного квадратора и вторым входом перемножителя, а входом и первым, вторым и третьим выходами вычислителя соответственно являются вход ли- 25 нии задержки, выход основного квадратора, выход перемножителя и выход дополнительного квадратора. !

На фиг. 1 приведена стр.уктурная

30 электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - характеристи ки обнаружения (сплошные кри вые предложенное устройство, прерывистые и з вестное устрой ст во; с/ш - от ношение сигнал/коррелированная помеха по мощности; D - вероятност ь правильного обнаружения; R — коэффициент корреляции пассивной помехи;

F — - вероятность ложной тревоги; число частот ных кан алов; Кчисло соседних каналов дальности); на Фиг. 3 - зависимость порогового сигнала UL1j (дБ от величины коэффициента корреляции В.

Обнаружитель сигналов содержит N 45 приемников 1, N вычислителей 2, первый, второй и третий сумматоры 3-, линию 6 задержки, первый перемножитель 7, блок 8 вычитания, второй пере множит ел ь 9, пер вый и второй квадраторы 10 и 11, блок 12 сложения, пороговый блок 13, каждый из

N вычислителей 2 содержит линию 14 задержки, основной и дополнительный квадраторы 11 и 16 и перемножитель 55

17 °

3 4

Поступающие на вход устройства отраженные сложные многочастотные сигналы разделяются в Й приемниках

1 по частоте на составляющие субсигналы и в каждом приемни ке производится усиление, детектирование, задержка сигналов с целью сжатия результирующего сигнала, а также его центрирование.

Далее су бси гн алы поступают на входы N вычислителей 2. В вычислителях 2 субсигналы поступают на лиt èþ 14 задержки, дополнительные квадраторы 16 и на вторые входы перемножителей 17, Задержанные в линиях 14 задержки на один период повторения субсигналы поступают на основные квадраторы 1) и на первые входы перемножителей 17. Таким образом, в момент времени, соответствующий наблюдению определенной точ ки зондирующего пространства, на первых выходах каждого из и вычислителей 2 будут при сут ст воват ь соот вет ст вующи е предыдущему периоду повторения квадраты отклонений значений субсигйалов от среднего, . на вторых - произведения отклонений значений субсигналов на средних в предыдущем и текущем периодах повто рения, на третьих — квадраты отклонений в текущем периоде повторения.

В первом, втором и третьем сумматорах 3,4,5 производится сложение статистик, полученных по каждому субсигналу: в первом — квадратов отклонений в предыдущем периоде, во втором - произведений отклонений в предыдущем и текущем периодах, в третьем- квадратов отклонений в текущем периоде. Таким образом, сигналы на выходах блока суммирования пропорциональны ; на первом - оценке дисперсии сигнала в предыдущем периоде, на втором - оценке ковариации сигнала между предыдущим и текущим периодом, на третьем - оценке дисперсии сигнала в текущем периоде. Коэффициент пропорциональности для всех сигналов на выходах блока 8 одинаков и равен числу каналов приема.

Поступающие на первый перемножитель 7 сигналы с выходов первого и третьего сумматоров 3 и 5 перемножаются между собой, а сигнал с выхода второго сумматора 4 возводится в квадрат в первом квадраторе 10 и подается на второй вход блока 8 вычитания, на первый вход которого подается сиг1

987543 лалт л

uÂÛõ 1л 2 нал с выхода первого перемножителя 7.

Сигнал на выходе блока 8 вычитания равен разности между сигналами на его первом и втором входах и пропорционален оценке определителя ковариацион- ной матрицы сигнала для рассматриваемого случая наблюдения сигнала в двух периодах, -определяемого выражением где(3 - оценка дисперсии сигнала в л предыдущем периоде повторения в данном элементе разрешения по дальности;

О „- оценка дисперсии сигнала в текущем периоде повторения в данном эле менте р азрешения по дальности; .яа

k оценка межпериодного коэффициента корреляции в данном элементе разрешения по дальности, С выхода блока 8 вычитания сигнал поступает на вход линии 6 задержки, второй вход второго перемножителя 9 и на второй вход блока 12 сложения, Задержанный на один элемент разрешения по дальности сигнал с выхода линии .6. задержки поступает на первый вход блока 12 сложения и на первый .вход второго перемножителя 9, с выхода блока 12 сложения сигнал подается на.

° второй квадратор 11. Сигнал на выходе второго перемножителя 9 определяется выражением л Я. где g - оценка дисперсии сигнала предыдущего периода в предыдущем элементе разрешения по дапьности;

5 - оценка дисперсии сигнала теку щего периода а предыдущем эле1 менте разрешения по дальности;

- оценка межпериодного коэффициента корреляции а предыдущем элементе разрешения по дальности.

Сигнал на выходе второго квадратора 11 определяется выражением (ALA a. A2 А à A 2-11

"выем=-1 и % л "- ) « g + >) (М "

Отношение сигналов (2) и (1) в случае, когда параметры помехи 6 и .R

6 в обоих элементах разрешения по дальности одинаковы, имеет распределение не зависящее от значений этих параметров моменты распределения величины постоянные, зависящие только от количества каналов приема N.

Сигнал с выхода второго перемножителя 9 подается на второй вход порогового блока 13 и является управляющим. По«. рог решения определяется величиной управляющего напряжения и постоянным коэффициентом пропорционал ьности, определяемым количеством каналов приема и заданной величиной вероятности ложных тревог.

Сигнал с выхода второго квадратора 11 подается на первый вход порогового блока 13, в котором сравнивается с порогом. Наличие в одном из просматриваемых соседних элементов дальности полезного сигнала от цепи изменяет значения параметров Q и К помехи в данном элементе разрешения, распределение вероятностей отнощения напряжений (2).и (1) изменяется, становится зависимым от параметров

5 и R, причем а этом случае моменты распределения возрастают и происходит превышение порога сигналом, при этом на выходе порогового блока 13 появляется- сигнал, по которому судят о наличии сигнала,, Сравнительный анализ известного и предложенного устройств показал (фиг, 2 и фиг. 3), что средний выигрыш по помехозащищенности при использовании предложенного устройства составляет 7, 9 дБ, для случая испол ьзования двух (К=2) аре менных каналов. формула изобретения

Обнаружитель сигналов, содержащий

N приемников, вычи слителей, первый, второй и третий сумматоры, линию за держки, первый перемножитель и блок вычитания, при этом выход каждого из N приемников соединен с входом одноименного вычислителя, каждый из вычислителей содержит линию задержки, перемножитель и основной квадратор, о.т л и ч а ю щ М и с я тем, что с целью увеличения помехозащищенности при наличии корррелированных пассивных. помех, введены второй пе987543 ремножитель, первый квадратор и последовательно включенные блок сложения, втор6й квадратор и пороговый блок, а в каждый из N вычислителей введен дополнительный квадратор, при этом первый выход каждого из N вычислителей соединен с соответствующим из N входов первого сумматора, выход которого через последовательно включенные .первый перемножитель, 1О блок вычитания и линию задержки соединен с первыми входами блока сложения и второго перемножителя, второй выход каждого из N вычислителей соединен с соответствующим из 1s

N входар второго сумматора, выход которого через. первый квадратор сое;, динен с вторым входом блока вычитания, третий выход каждого из N вычислителей соединен с соответствую- 29 щим из N входов третьего сумматора, выход которого соединен с втоl рым входом первого перемножителя, выход. блока вычитания соединен с вто рыми входами блока сложения и второ-го перемножителя, выход которого соединен с вторым входом порогового блока, а в вычислителе выход линии задержки соединен с входом основного квадратора и первым входом перемножителя, вход линии задержки соединен с входом дополнительного квадратора и вторым входом перемножителя, а вхол дом и первым, вторым и третьим выходами вычислителя соот вет ст венно являются вход линии задержки, выход основного квадратора, выход перемножителя и выход дополнительного квадратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент США Ю 4047172, кл. 343-17.1. R опублик. 0б.09.77 (прототип) .

987543

Составитель В. Иванов

Техред A.Ац Корректор Н. Корол ь

Редактор Н. Гунько

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10297/33 Тираж 708 Под пи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5