СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2013 года по МПК G01S7/36 

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех известной структуры.

Известен способ защиты РЛС от импульсных помех, заключающийся в перестройке рабочей частоты РЛС от импульса к импульсу по псевдослучайному закону (Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е. Дулевича, Сов. радио, 1978, с.453).

Известно устройство, реализующее известный способ защиты от импульсных помех, содержащее последовательно соединенные блок расчета несущей частоты и блок выдачи команд (там же).

Известное устройство, реализующее известный способ защиты от импульсных помех, работает следующим образом. В блоке расчета несущей частоты перед каждым излучением зондирующего сигнала производится расчет несущей частоты по псевдослучайному закону. Рассчитанное значение несущей частоты поступает в блок выдачи команд, откуда выдается команда на перестройку передатчика и приемника, а также на излучение зондирующего сигнала на этой несущей частоте.

Недостаток известных технических решений состоит в том, что, поскольку несущая частота импульсной помехи не измеряется, то возможно совпадение несущей частоты помехи с выбранной несущей частотой РЛС. В этом случае импульсная помеха не будет подавлена и окажет мешающее воздействие на обработку сигнала РЛС.

Наиболее близкий способ защиты РЛС от импульсных помех включает согласованную с зондирующим сигналом фильтрацию принимаемого сигнала, выделение огибающей фильтрованного сигнала, сравнение ее с порогом обнаружения, принятие решения об обнаружении сигнала от цели (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д. Ширмана, Сов. радио, 1970, с.110-114).

Наиболее близкое устройство защиты от импульсных помех содержит (фиг.1) последовательно соединенные фильтр, согласованный с зондирующим сигналом 1, детектор огибающей 2 и блок сравнения с порогом обнаружения 3, выход которого является выходом устройства защиты от импульсных помех (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д. Ширмана, Сов. радио, 1970, с.114, рис.3.19).

Величина порога обнаружения в наиболее близких технических решениях устанавливается равной величине порога q₀, соответствующего заданному уровню ложных тревог в отсутствие сигнала и помех.

Наиболее близкие технические решения позволяют подавлять импульсные помехи, в том числе импульсные помехи с известной структурой. К таким помехам относятся, например, импульсные помехи, создаваемые расположенными в окрестности РЛС своими радиотехническими средствами. Однако, если уровень помехи достаточно велик, то на выходе согласованного с зондирующим сигналом фильтра помеха может превысить порог обнаружения и будет принята за цель. Это является недостатком наиболее близких технических решений.

Решаемой задачей (техническим результатом) является увеличение защищенности РЛС от импульсных помех известной структуры большой мощности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты радиолокационной станции от импульсных помех, включающем согласованную с зондирующим сигналом фильтрацию принимаемого сигнала, выделение огибающей фильтрованного сигнала, сравнение ее с порогом обнаружения, принятие решения об обнаружении сигнала от цели, отличающийся тем, что одновременно в интервале, равном длительности зондирующего сигнала, осуществляют согласованную с известной импульсной помехой фильтрацию принимаемого сигала, выделяют огибающую фильтрованного сигнала U_п, уровень порога обнаружения определяют из формулы:

$$Q_0=max(q_0,U_{п}\times k),(1)$$

где q₀ - величина порога обнаружения, соответствующего заданному уровню ложных тревог в отсутствие сигнала и помех;

k - коэффициент, характеризующий ослабление уровня импульсной помехи при ее фильтрации, согласованной с зондирующим сигналом, относительно уровня помехи при ее фильтрации, согласованной с импульсной помехой, рассчитывается заранее исходя из вида импульсной помехи и характеристик фильтров.

Указанный результат достигается также тем, что в устройстве защиты от импульсных помех, содержащем последовательно соединенные фильтр, согласованный с зондирующим сигналом, детектор огибающей и блок сравнения с порогом обнаружения, выход которого является выходом устройства защиты от импульсных помех, согласно изобретению, введены последовательно соединенные фильтр, согласованный с импульсной помехой, второй детектор огибающей и блок выбора порога обнаружения, при этом соединенные между собой вход фильтра, согласованного с зондирующим сигналом, и вход фильтра, согласованного с импульсной помехой, образуют вход устройства защиты от импульсных помех, второй вход блока выбора порога обнаружения предназначен для подачи величины порога обнаружения, соответствующего заданному уровню ложных тревог в отсутствие сигнала и помех, выход блока выбора порога обнаружения соединен со вторым входом блока сравнения с порогом обнаружения.

Поясним суть изобретения.

В заявляемом изобретении принимаемый сигнал обрабатывается двумя каналами. В первом (основном) канале осуществляется выделение из принимаемого сигнала отраженного от цели сигнала. Для этого производится фильтрация принимаемого сигнала, согласованная с зондирующим сигналом, с последующим выделением огибающей U_с. В случае, когда импульсная помеха имеет достаточно высокий уровень, сигнал на выходе фильтра кроме сигнала от цели содержит и остатки помехи. Для подавления этих остатков порог обнаружения Q₀ устанавливается в соответствии с уровнем помехи, выделенной во втором (дополнительном) канале.

Выделение помехи во втором канале осуществляется путем фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с помехой известной структуры, и последующим выделением огибающей U_п.

Поскольку помеха в основном канале большей частью подавлена, а в дополнительном канале помеха обработана оптимальным образом, то порог обнаружения Q₀, необходимо установить (в соответствии с формулой (1)) равным уровню помехи на выходе дополнительного канала, умноженному на коэффициент k, где k - коэффициент, характеризующий ослабление уровня импульсной помехи при ее фильтрации, согласованной с зондирующим сигналом, относительно уровня помехи при ее фильтрации, согласованной с импульсной помехой, рассчитывается заранее исходя из вида импульсной помехи и характеристик фильтров.

Рассмотрим несколько вариантов принимаемого сигнала и результатов его обработки заявляемым способом.

Если принимаемый сигнал содержит только отраженный от цели сигнал, то на выходе фильтра, согласованного с зондирующим сигналом (в основном канале), будет присутствовать оптимальным образом обработанный сигнал, отраженный от цели. На выходе фильтра, согласованного с импульсной помехой (в дополнительном канале), сигнал от цели будет значительно подавлен. Порог обнаружения Q₀ будет установлен в соответствии с уровнем этого подавленного сигнала (1) и практически не внесет ухудшения в обнаружении сигнала от цели в основном канале.

Если принимаемый сигнал содержит только импульсную помеху, то на выходе фильтра, согласованного с зондирующим сигналом (в основном канале), будет присутствовать подавленная импульсная помеха (в соответствии с решаемой задачей мощность помехи такова, что подавленная она превышает пороговый уровень q₀). На выходе фильтра, согласованного с импульсной помехой (в дополнительном канале), будет присутствовать оптимальным образом обработанная импульсная помеха. Порог обнаружения Q₀ будет установлен в соответствии с уровнем этой помехи (1), поэтому помеха в основном канале будет подавлена.

Если принимаемый сигнал содержит смесь отраженного от цели сигнала и помехи, то на выходе фильтра, согласованного с зондирующим сигналом (в основном канале), будет присутствовать оптимальным образом обработанный сигнал от цели и подавленная импульсная помеха (в соответствии с решаемой задачей мощность помехи такова, что подавленная она превышает пороговый уровень q₀). На выходе фильтра, согласованного с импульсной помехой (в дополнительном канале), будет присутствовать оптимальным образом обработанная импульсная помеха и подавленный сигнал. Порог обнаружения Q₀ будет установлен, главным образом, по уровню помехи (1), поэтому сигнал в основном канале будет обнаружен, а импульсная помеха подавлена.

Таким образом достигается заявляемый технический результат.

Изобретения иллюстрируются следующими чертежами.

Фиг.1 - наиболее близкое устройство защиты от импульсных помех, реализующее наиболее близкий способ.

Фиг.2 - заявляемое устройство защиты от импульсных помех, реализующее заявляемый способ.

Устройство защиты от импульсных помех, реализующее заявляемый способ, содержит (фиг.2) последовательно соединенные фильтр, согласованный с зондирующим сигналом 1, детектор огибающей 2 и блок сравнения с порогом обнаружения 3, а также последовательно соединенные фильтр, согласованный с импульсной помехой 4, второй детектор огибающей 5 и блок выбора порога обнаружения 6, при этом соединенные между собой вход фильтра, согласованного с зондирующим сигналом 1, и вход фильтра, согласованного с импульсной помехой 4, образуют вход устройства защиты от импульсных помех, выход блока выбора порога обнаружения 6 соединен со вторым входом блока сравнения с порогом обнаружения 3, выход блока сравнения с порогом обнаружения 3 является выходом устройства защиты от импульсных помех.

Заявляемое устройство может быть выполнено с использованием следующих функциональных элементов.

Фильтр, согласованный с зондирующим сигналом 1, и фильтр, согласованный с импульсной помехой 4 - цифровые фильтры (Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации, М., «Радио связь», 1986, с.38-45).

Детектор огибающей 2 и второй детектор огибающей 5 - устройства, создающие выходные напряжения, являющиеся линейными функциями огибающих сигналов промежуточной частоты (Справочник по радиолокации, под ред. М. Сколника, т.3, М., Сов. радио, 1979, с.163).

Блок сравнения с порогом обнаружения 3 - пороговое устройство (Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Б.В. Тарабрина, М., Радио и связь, 1984), в котором принимаемый сигнал в каждой дискрете сравнивается с уровнем порога обнаружения Q₀, поступающим с выхода блока выбора порога обнаружения 6.

Блок выбора порога обнаружения 6 - устройство, в котором осуществляется выбор порога обнаружения Q₀ как наибольшей из величин q₀ и U_с×k (в соответствии с формулой (1)).

Устройство защиты от импульсных помех, работает следующим образом. Принимаемый сигнал (представляющий собой отраженный от цели зондирующий сигнал, импульсную помеху или смесь отраженного от цели сигнала и импульсной помехи) подискретно по дальности поступает на вход фильтра, согласованного с зондирующим сигналом 1, и фильтра, согласованного с импульсной помехой 4. С помощью детекторов огибающей 2 и 5 выделяются соответствующие огибающие U_с и U_п. Огибающая U_с с выхода детектора огибающей 2 подается на первый вход блока сравнения с порогом обнаружения 3, а огибающая U_п со второго детектора огибающей 5 - на первый вход блока выбора порога обнаружения 6. На второй вход блока выбора порога обнаружения 6 подается заранее вычисленное значение порога обнаружения q₀, соответствующее заданному уровню ложных тревог в отсутствие сигнала и помех. В блоке выбора порога обнаружения 6 в соответствии с формулой (1) для каждой дискреты по дальности определяется значение порога обнаружения Q₀, которое подается на второй вход блока сравнения с порогом обнаружения 3.

В блоке сравнения с порогом обнаружения 3 огибающая U_с сравнивается с порогом обнаружения Q₀. При превышении указанного порога принимается решение об обнаружении цели и сигнал от цели выдается на выход устройства. Поскольку при наличии импульсной помехи порог обнаружения Q₀ устанавливается в соответствии с ее уровнем, то помеха оказывается подавленной.

Таким образом достигается заявляемый технический результат.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех известной структуры. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение защищенности РЛС от импульсных помех известной структуры большой мощности. Обнаружение отраженного от цели сигнала осуществляется путем фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с зондирующим сигналом, с последующим выделением огибающей и сравнением ее с порогом обнаружения. Порог обнаружения устанавливают в соответствии с уровнем помехи, измеренным с помощью фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с импульсной помехой, с учетом ослабления помехи при ее фильтрации, согласованной с зондирующим сигналом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты радиолокационной станции от импульсных помех, включающий согласованную с зондирующим сигналом фильтрацию принимаемого сигнала, выделение огибающей фильтрованного сигнала, сравнение ее с порогом обнаружения, принятие решения об обнаружении сигнала от цели, отличающийся тем, что одновременно в интервале, равном длительности зондирующего сигнала, осуществляют согласованную с импульсной помехой известной структуры фильтрацию принимаемого сигала, выделяют огибающую фильтрованного сигнала U_п, уровень порога обнаружения определяют из формулы
Q₀=max(q₀, U_п·k),
где q₀ - величина порога обнаружения, соответствующего заданному уровню ложных тревог в отсутствие сигнала и помех;
k - коэффициент, характеризующий ослабление уровня импульсной помехи при ее фильтрации, согласованной с зондирующим сигналом, относительно уровня помехи при ее фильтрации, согласованной с импульсной помехой, рассчитывается заранее исходя из вида импульсной помехи и характеристик фильтров.

2. Устройство защиты от импульсных помех, содержащее последовательно соединенные фильтр, согласованный с зондирующим сигналом, детектор огибающей и блок сравнения с порогом обнаружения, выход которого является выходом устройства защиты от импульсных помех, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные фильтр, согласованный с импульсной помехой, второй детектор огибающей и блок выбора порога обнаружения, при этом соединенные между собой вход фильтра, согласованного с зондирующим сигналом, и вход фильтра, согласованного с импульсной помехой, образуют вход устройства защиты от импульсных помех, второй вход блока выбора порога обнаружения предназначен для подачи величины порога обнаружения, соответствующего заданному уровню ложных тревог в отсутствие сигнала и помех, выход блока выбора порога обнаружения соединен со вторым входом блока сравнения с порогом обнаружения.