СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЕРОЯТНОСТИ ЛОЖНОЙ ТРЕВОГИ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК G01S13/00 

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для стабилизации вероятности ложной тревоги (ВЛТ).

В современных РЛС широко используются широкополосные сигналы достаточно большой длительности с внутриимпульсной модуляцией, в частности с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) [Справочник по радиолокации под ред. М.Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.400, 402]. Увеличение длительности импульса позволяет увеличить энергию сигнала при сохранении импульсной мощности, а введение внутриимпульсной модуляции и сжатие импульса в фильтре сжатия обеспечивают разрешающую способность по дальности. При этом актуальной задачей является стабилизация ВЛТ в различных условиях работы РЛС.

При действии собственного шума, а также внешних стационарных помех стабилизацию ВЛТ осуществляют путем автоматической регулировки усиления в приемном тракте РЛС, например путем регулировки усиления по уровню шума (ШАРУ), что эквивалентно изменению уровня порога обнаружения [Справочник по радиолокации под ред. М.Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.170]. В этом случае оптимальный прием на фоне собственного шума в линейном канале при заданном уровне ВЛТ при действии непрерывной шумовой помехи обеспечивает наибольшую вероятность обнаружения цели. Но при воздействии импульсной помехи система ШАРУ из-за своей инерционности не успевает отслеживать ее уровень [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.170].

Известен способ защиты от импульсной помехи путем использования сигналов с внутриимпульсной модуляцией, что позволяет подавлять сигналы импульсной помехи за счет несоответствия фазовой структуры помехи фазовой структуре сигнала, которая может оперативно меняться в процессе работы РЛС.

Устройство, реализующее известный способ-аналог на основе известного устройства [Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. М.: Радио и связь, 1983, стр.221, рис.4.5], содержит последовательно соединенные фильтр сжатия и пороговое устройство с регулируемым порогом, образующие линейный канал обработки принятых сигналов, причем вход фильтра сжатия является входом устройства, а выход порогового устройства - выходом устройства.

Устройство, реализующее известный способ-аналог, работает следующим образом. На вход фильтра сжатия поступают частично перекрывающиеся по времени принятые сигналы с различным уровнем (близкорасположенные цели с разной отражательной способностью), в том числе мощный принятый сигнал (цель с большой отражающей способностью либо на малой дальности от РЛС) и импульсная помеха малой длительности, но с большой мощностью. Эти сигналы обрабатываются в фильтре сжатия и подаются на вход порогового устройства, величина порога обнаружения в котором устанавливается на уровне, обеспечивающем заданное значение ВЛТ при действии шума. С выхода порогового устройства снимаются обнаруженные сигналы.

Недостаток известного способа и реализующего его устройства состоит в том, что при постановке противником импульсной помехи, незнание фазовой структуры сигнала может быть компенсировано увеличением ее импульсной мощности при сокращении длительности. В этом случае обеспечить требуемую ВЛТ не представляется возможным, т.к. при обработке такой помехи в линейном канале образуется сигнал, уровень которого, при достаточно большой ее мощности, может превышать установленный порог обнаружения (хотя фазовая структура помехи и не совпадает с фазовой характеристикой фильтра сжатия), что вызовет ложные обнаружения цели и, соответственно, возрастание ВЛТ. Это явление иллюстрируется на фиг.1а, 2а.

На фиг.1a показаны частично перекрывающиеся во времени принятые сигналы 1, 2 с ЛЧМ (принятый сигнал 1 по уровню значительно превышает принятый сигнал 2) и мощная импульсная помеха малой длительности без внутриимпульсной модуляции (т.е. с фазовой структурой, не соответствующей фазовой структуре фильтра сжатия) на входе устройства. На фиг.2а показаны те же сигналы на выходе фильтра сжатия линейного канала. Из фиг.2а видно, что на выходе фильтра сжатия линейного канала сигналы 1 и 2 сжимаются, а сигнал импульсной помехи растягивается во времени [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.400, 2-й абз.] и превышает порог обнаружения, что приводит к ложным обнаружениям. Таким образом, известный способ не обеспечивает заданный уровень ВЛТ при действии импульсной помехи.

Кроме того, недостаток способа-аналога и реализующего его устройства состоит в том, что при сжатии мощного принятого сигнала от цели происходит обнаружение в области боковых лепестков, что также повышает ВЛТ. Это явление иллюстрируется на фиг.1б, 2б. На фиг.1б показаны частично перекрывающиеся во времени принятые сигналы 1, 2 и принятый мощный сигнал 3 на входе устройства. На фиг.2б показаны те же сигналы на выходе фильтра сжатия линейного канала. Из фиг.2б видно, что сжатый мощный сигнал 3 превышает порог обнаружения не только в главном лепестке, но и в области боковых лепестков, что приводит к ложным обнаружениям в этой области.

Таким образом, недостатками известного способа-аналога и реализующего его устройства являются невозможность обеспечения заданного уровня ВЛТ при воздействии импульсных помех и приеме мощного сигнала от цели.

Наиболее близким к заявляемому способом является способ стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающийся в сжатии принятого сигнала в фильтре сжатия в канале с ограничением, в сравнении сжатого сигнала с порогом, в принятии решения об обнаружении сигнала, если сжатый сигнал превысил порог обнаружения. Этот способ основан на фазовом различении, когда ограничивают принятый сигнал на уровне, значительно ниже уровня шумов [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.172]. Этот способ обеспечивает стабилизацию ВЛТ при действии импульсных помех, поскольку после ограничения уровень сжатого сигнала зависит только от степени соответствия фазовой структуры принятого сигнала фазовой структуре фильтра сжатия и не зависит от его мощности.

Наиболее близкий способ реализуется с помощью известного устройства, состоящего из последовательно соединенных ограничителя 1, фильтра сжатия 2 и порогового устройства 3 (структурная схема устройства, реализующего наиболее близкий способ, показана на фиг.3).

Устройство, реализующее наиболее близкий способ, работает следующим образом. Принятый сигнал (в т.ч. сигнал импульсной помехи) поступает на ограничитель, с выхода которого ограниченный по заданному уровню сигнал подается на фильтр сжатия. После обработки в фильтре сжатия сигнал поступает на пороговое устройство, где происходит сравнение сигнала с порогом обнаружения, и на выход устройства выдается решение об обнаружении цели, если порог обнаружения превышен, в противном случае цель считается не обнаруженной.

На фиг.4а показаны принятые сигналы 1, 2 и импульсная помеха (фиг.1а) на выходе ограничителя, на фиг.4б показаны принятые сигналы 1, 2 и мощный сигнал 3 (фиг.1б) на выходе ограничителя. Из фиг.4а и фиг.4б видно, что в результате ограничения принятые сигналы и импульсная помеха имеют один и то же уровень, не зависящий от их мощности на входе. Это и позволяет подавлять помехи, не согласованные с фазовой структурой фильтра сжатия.

Недостатком наиболее близкого способа и реализующего его устройства является то, что для частично перекрывающихся во времени принятых сигналов (фиг.1а, б) возникает эффект подавления слабого сигнала 2 более сильным сигналом 1 (фиг.5а, б) и вероятность обнаружения слабого сигнала 2 уменьшается при увеличении степени их перекрытия [там же, с.173, второй абзац снизу]. Этот эффект приводит к пропуску малозаметных целей, расположенных вблизи более заметной цели. Наряду с положительным результатом - подавлением импульсной помехи (фиг.5а) и боковых лепестков мощного отраженного сигнала (фиг.5б) из графиков на фиг.5а, фиг.5б видно, что сжатый сигнал 2 на выходе фильтра сжатия канала с ограничением подавлен близкорасположенным более сильным сигналом 1, в результате сжатый сигнал 2 не достиг порога обнаружения - произошел пропуск цели.

Техническим результатом (решаемой задачей) является стабилизация вероятности ложной тревоги при сохранении возможности обнаружения слабого принятого сигнала при частичном перекрытии его с более сильным.

Эта задача решается на основе совместного использования канала обработки принятого сигнала с ограничением и линейного канала.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающемся в сжатии принятого сигнала в канале с ограничением, в сравнении уровня сжатого сигнала с порогом обнаружения, согласно изобретению принятый сигнал одновременно сжимают в линейном канале, при условии, что его уровень не превысил допустимое значение, устанавливаемое ниже уровня принятых сигналов, которые без сжатия могут превысить порог обнаружения линейного канала, сравнивают уровень сжатого сигнала с порогом обнаружения линейного канала и принимают решение об обнаружении цели, если сжатый сигнал превысил порог обнаружения хотя бы в одном из каналов.

Указанный технический результат достигается также тем, что согласно изобретению допустимое значение уровня принятого сигнала, отраженного от цели, в линейном канале устанавливают равным уровню принятых сигналов, боковые лепестки которых, образующиеся при их сжатии, могут превысить порог обнаружения линейного канала с допустимой вероятностью.

Указанный технический результат достигается также тем, что согласно изобретению допустимое значение уровня принятого сигнала при действии импульсных помех устанавливают ниже такого уровня помехи, при котором эта помеха на выходе фильтра сжатия линейного канала может превысить порог обнаружения линейного канала.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные ограничитель, фильтр сжатия и пороговое устройство, согласно изобретению дополнительно введены последовательно соединенные селектор сигналов по уровню, второй фильтр сжатия, второе пороговое устройство и схема «ИЛИ», причем вход ограничителя и вход селектора сигналов по уровню объединены и являются входом устройства, выход порогового устройства соединен с первым входом схемы «ИЛИ», второй вход схемы «ИЛИ» соединен с выходом второго порогового устройства, а выход схемы «ИЛИ» является выходом устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающемся в сжатии принятого сигнала в канале с ограничением, в сравнении уровня сжатого сигнала с порогом обнаружения, согласно изобретению одновременно сжимают в линейном канале принятый сигнал с уровнем не выше допустимого, определяемым допустимой вероятностью ложной тревоги, принимают решение об обнаружении цели, если сжатый сигнал превысил порог обнаружения хотя бы в одном канале, при этом допустимый уровень устанавливают равным уровню отраженного от цели сигнала, боковые лепестки которого превысят порог обнаружения с допустимой вероятностью, и автоматически снижают допустимый уровень при возрастании вероятности ложной тревоги за счет действия импульсной помехи.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные ограничитель, фильтр сжатия и пороговое устройство, согласно изобретению дополнительно введены последовательно соединенные селектор сигналов по уровню, второй фильтр сжатия, второе пороговое устройство, а также счетчик числа сигналов, схема формирования допустимого уровня и схема «ИЛИ», причем вход ограничителя и первый вход селектора сигналов по уровню объединены и являются входом устройства, выход порогового устройства соединен с первым входом схемы «ИЛИ», выход второго порогового устройства соединен со вторым входом схемы «ИЛИ» и входом счетчика сигналов, выход которого соединен со входом схемы формирования допустимого уровня, выход которой соединен со вторым входом селектора сигналов по уровню, выход схемы «ИЛИ» является выходом устройства.

Структурные схемы устройств, реализующих заявляемые способы, показаны на фиг.6а и фиг.6б.

Заявляемые способы и реализующие их устройства основаны на более полном использовании информации, получаемой при совместной обработке принятого сигнала в канале с ограничением и в линейном канале. Совместная обработка принятого сигнала по предлагаемым способам устраняет недостаток канала с ограничением (подавление слабого сигнала сильным) и позволяет сохранить все его положительные качества - способность защищать РЛС от действия импульсных помех и мощных сигналов от целей. Достигают это тем, что принятые сигналы с уровнем, не превосходящим допустимый, дополнительно обрабатывают в линейном канале, в котором отсутствует эффект подавления слабого сигнала сильным, что компенсирует недостаток канала с ограничением. Возрастание ВЛТ в линейном канале при действии мощных принятых сигналов устраняют тем, что в линейном канале исключают из обработки мощные сигналы путем селекции их по допустимому уровню, которая заключается в том, что при обнаружении принятого сигнала, превышающего допустимый уровень, принятый сигнал на вход второго фильтра сжатия не поступает, что исключает прохождение такого сигнала и его обработку во втором фильтре сжатия, а принятый сигнал с уровнем ниже допустимого беспрепятственно подается на вход второго фильтра сжатия (на фиг.7а, фиг.7б показаны принятые сигналы и допустимый уровень, выше которого сигналы на вход фильтра сжатия линейного канала не пропускаются (селектируются по допустимому уровню)); на фиг.8а, фиг.8б показаны сигналы, соответственно, при действии импульсной помехи - фиг.7а, при действии принятого мощного сигнала 3 - фиг.7б, уровень которых ниже допустимого и которые поступают на вход фильтра сжатия линейного канала.

На фиг.9а и 9б показаны сигналы на выходе фильтра сжатия линейного канала с использованием селекции по допустимому уровню соответственно при действии импульсной помехи и принятого мощного сигнала 3 на входе устройства. Из фиг.9а и 9б видно, что соответственно импульсная помеха (см. фиг.1а) и принятый мощный сигнал 3 (см. фиг.1б) на выходе фильтра сжатия линейного канала отсутствуют, а принятые сигналы 1 и 2 обнаружены. Таким образом слабый сигнал 2 не потерян. Совместная обработка результатов обнаружения в линейном канале и канале с ограничением в итоге дает технический результат заявляемых изобретений.

На фиг.10а и фиг.10б показаны результаты совместной обработки информации обнаружения по предлагаемому способу. Видно, что все принятые сигналы 1, 2, 3 обнаружены, а помеха подавлена.

Допустимый уровень U_ду устанавливают ниже уровня сигналов, которые без сжатия могут превысить порог обнаружения линейного канала. Это условие и позволяет обнаруживать такие сигналы до входа фильтра сжатия.

Допустимый уровень U_ду определяют исходя из следующих условий.

Для мощных принятых сигналов от цели эта величина будет постоянной и определяется выражением

$$U_{ду}\le U_0/u_{бл}\left(1\right)$$ ,

где U₀ - порог обнаружения в линейном канале;

u_бл - относительный уровень бокового лепестка сжатого сигнала (отношение значения уровня бокового лепестка к максимальному значению сжатого сигнала в главном лепестке). Эти величины известны и определяются параметрами РЛС (выражение (1) получено из условия, чтобы сигнал в боковом лепестке, равный U_ду·u_бл, был не выше порога обнаружения линейного канала). Поэтому U_ду устанавливают при изготовлении и настройке аппаратуры.

При действии импульсной помехи для установки U_ду нужно учесть коэффициент сжатия принятого сигнала от цели в фильтре сжатия (K_ФС=T·Δf, где T - длительность зондирующего сигнала, Δf - ширина его спектра) [Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина, Военное издательство МО СССР, М., 1967, стр.16, формула 1.7], который известен, и коэффициент передачи фильтра сжатия для помехи (K_ФСП), который зависит от параметров помехи (могут быть измерены в РЛС анализатором помехи), тогда величина допустимого уровня U_ду будет определяться выражением

$$U_{ду}\le U_0\cdot K_{ФС}/K_{ФСП}\left(2\right)$$

Значение K_ФСП находится в интервале: $$K_{ФСП}=\left(1÷\sqrt{K_{ФС}}\right)<<K_{ФС}$$ , причем K_ФСП=1, когда длительность импульсной помехи не больше элемента разрешения по дальности, которая определяется величиной Δf, и несущая частота импульсной помехи попадает в полосу зондирующего сигнала, а $$K_{ФСП}=\sqrt{K_{ФС}}$$ , когда длительность импульсной помехи не меньше длительности зондирующего сигнала, а фаза случайна (например, шумовая импульсная помеха) и несущая частота импульсной помехи попадает в полосу зондирующего сигнала. Значение K_ФСП может быть измерено с помощью анализатора помехи. При отсутствии анализатора и неизвестных параметров импульсной помехи значение K_ФСП берут максимальным, т.е. равным $$\sqrt{K_{ФС}}$$ , либо в процессе работы РЛС понижают U_ду до уровня, при котором ВЛТ снизится до допустимого значения (см. 2-й заявляемый способ).

Объединение результатов обнаружения в линейном канале и в канале с ограничением по логическому правилу «ИЛИ» в итоге дает заявленный технический результат.

Изобретения иллюстрируются следующими чертежами.

На фиг.1a показаны частично перекрывающиеся во времени широкополосные принятый сигнал 1 и принятый сигнал 2 с линейной частотной модуляцией от двух близкорасположенных целей, различающиеся по величине амплитуды (сильный 1 и слабый сигнал 2), и принятый сигнал импульсной помехи в виде короткого радиоимпульса без внутриимпульсной модуляции с большой импульсной мощностью на входе каналов обработки. На фиг.1а видно, что в области перекрытия принятых сигналов 1 и 2 огибающая имеет колебательный характер. Колебания возникают из-за интерференции (биений) принятых сигналов 1 и 2 при их сложении.

На фиг.1б показаны частично перекрывающиеся во времени широкополосные принятый сигнал 1 и принятый сигнал 2 с линейной частотной модуляцией от двух близкорасположенных целей, различающиеся по величине амплитуды (сильный 1 и слабый сигнал 2), и принятый мощный сигнал 3 на входе каналов обработки. О колебательном характере огибающей сигналов 1 и 2 в области перекрытия по времени сказано ранее.

На фиг.2а показаны сигналы на выходе фильтра сжатия линейного канала при обработке по известному способу-аналогу, когда на входе действуют сигналы, представленные на фиг.1а. Видно, что на выход фильтра сжатия линейного канала обработки проходят превысившие порог обнаружения как полезные сигналы (сжатые сигналы 1 и 2), так и сигнал импульсной помехи, причем длительность сжатого сигнала помехи увеличивается на длительность сигнала РЛС [Справочник по радиолокации под ред. М.Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.400, 2-й абз.].

На фиг.2б показаны сигналы на выходе фильтра сжатия линейного канала при обработке по известному способу, когда на входе действуют сигналы, представленные на фиг.1б. Видно, что на выход линейного канала проходят все принятые сигналы в виде сжатых сигналов 1, 2 и 3. Однако происходит обнаружение сжатого мощного сигнала в области боковых лепестков, что увеличивает ВЛТ.

На фиг.3 показана структурная схема устройства, реализующего наиболее близкий способ.

На фиг.4а показаны принятые сигналы 1, 2 и импульсная помеха, представленные на фиг.1а, после ограничения их уровня в канале с ограничением.

На фиг.4б показаны принятые сигналы 1, 2 и мощный сигнал 3, представленные на фиг.1б, после ограничения их уровня в канале с ограничением.

На фиг.5а показаны сигналы по способу-прототипу на выходе фильтра сжатия канала с ограничением: сжатый сигнал 1, сжатый сигнал 2 и подавленный до уровня шумов сигнал импульсной помехи. Сжатый сигнал 1 превышает порог обнаружения, а более слабый сжатый сигнал 2 подавлен близкорасположенным по времени сигналом 1 и не достигает порога обнаружения.

На фиг.5б показаны сигналы по способу-прототипу на выходе фильтра сжатия канала с ограничением: сжатый сигнал 1, сжатый сигнал 2 и сжатый мощный сигнал 3. Сжатый сигнал 1 и сжатый сигнал 3 превышают порог обнаружения, боковые лепестки сжатого сигнала 3 подавлены, но и более слабый сжатый сигнал 2 подавлен близкорасположенным по времени сигналом 1 и не достигает порога обнаружения (так же, как и на фиг.5а).

На фиг.6а показана структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ по п.1 формулы.

На фиг.6б показана структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ по п.5 формулы.

На фиг.7а показаны принятые сигналы, представленные на фиг.1а (в т.ч. принята импульсная помеха) и допустимый уровень сигналов.

На фиг.7б показаны принятые сигналы, представленные на фиг.1б (в т.ч. принятый мощный сигнал 3) и допустимый уровень сигналов.

На фиг.8а показаны сигналы по предлагаемому способу на входе фильтра сжатия линейного канала после селекции по допустимому уровню. Принятый сигнал импульсной помехи отсутствует.

На фиг.8б показаны сигналы по предлагаемому способу на входе фильтра сжатия линейного канала после селекции по допустимому уровню. Принятый мощный сигнал 3 отсутствует.

На фиг.9а показаны сигналы по предлагаемому способу на выходе фильтра сжатия линейного канала с использованием селекции по допустимому уровню. На выход линейного канала в этом случае проходят только сжатый сигнал 1 и сжатый сигнал 2. Сигнал импульсной помехи отсутствует.

На фиг.9б показаны сигналы по предлагаемому способу на выходе фильтра сжатия линейного канала с использованием селекции по допустимому уровню. На выход линейного канала проходят только сжатый сигнал 1 и сжатый сигнал 2. Сжатый мощный сигнал 3 отсутствует.

На фиг.10а показаны сигналы после обработки по предлагаемому способу. Принятые сигналы 1 и 2 обнаружены, а сигнал импульсной помехи отсутствует.

На фиг.10б показаны сигналы после обработки по предлагаемому способу. Все принятые сигналы 1, 2 и 3 обнаружены.

На фиг.1а, б по оси абсцисс отложено время в микросекундах, а по оси ординат показаны уровни сигналов, нормированные к среднеквадратическому значению шума σ_ш=1. Такие же значения осей имеют фиг.4а, б и фиг.8а, б.

На фиг.2, 5, 9, 10 (а, б) по оси абсцисс отложено время в микросекундах, а по оси ординат показаны нормированные к соответствующему для данных фиг. максимальному значению уровни сигнала.

Устройство, реализующее заявляемый способ по п.1 формулы (фиг.6а), содержит последовательно соединенные ограничитель 1, фильтр сжатия 2 и пороговое устройство 3, последовательно соединенные селектор сигналов по уровню 4, второй фильтр сжатия 5 и второе пороговое устройство 6, а также схему «ИЛИ» 7, причем вход ограничителя 1 и вход селектора сигналов по уровню 4 объединены и являются входом устройства, выход порогового устройства 3 соединен с первым входом схемы «ИЛИ» 7, второй вход схемы «ИЛИ» 7 соединен с выходом второго порогового устройства 6, а выход схемы «ИЛИ» 7 является выходом устройства.

Устройство, реализующее заявляемый способ по п.5 формулы (фиг.6б), содержит последовательно соединенные ограничитель 1, фильтр сжатия 2 и пороговое устройство 3, последовательно соединенные селектор сигналов по уровню 4, второй фильтр сжатия 5, второе пороговое устройство 6, а также схему «ИЛИ» 7, счетчик числа сигналов 8, схему формирования допустимого уровня 9, причем вход ограничителя 1 и первый вход селектора сигналов по уровню 4 объединены и являются входом устройства, выход порогового устройства 3 соединен с первым входом схемы «ИЛИ» 7, выход второго порогового устройства 6 соединен со вторым входом схемы «ИЛИ» 7 и входом счетчика числа сигналов 8, выход которого соединен со входом схемы формирования допустимого уровня 9, выход которой соединен со вторым входом селектора сигналов по уровню 4, выход схемы «ИЛИ» 7 является выходом устройства.

Селектор сигналов по уровню 4 может быть реализован на основе известного селектора по уровню, в котором сигналы с уровнем меньше заданного порога (допустимого уровня) пропускаются на выход, а сигналы с уровнем выше порога - не пропускаются [Защита от помех. Под ред. М.В.Максимова, М.: Советское радио, 1976, стр.346-347, рис.7.16].

Схема формирования допустимого уровня 9 может быть реализована на основе известной структурной схемы системы автоматического регулирования [Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина, М.: Военное издательство МО СССР, 1967, стр.433, рис.10.2].

Счетчик числа сигналов 8 представляет собой известный цифрой счетчик для подсчета количества импульсов, поданных на его вход [там же, стр.651].

Рассмотрим работу устройства (п.4 формулы), когда на вход поступают принятые сигналы 1, 2 разного уровня и импульсная помеха большой мощности и малой длительности (см. фиг.1а). Указанные сигналы поступают одновременно на вход ограничителя 1 и вход селектора сигналов по уровню 4. При этом на выходе ограничителя 1 будут наблюдаться ограниченные по заданному уровню сигналы 1, 2 и импульсная помеха согласно фиг.4а, а на выходе селектора сигналов по уровню 4 будут только принятые сигналы 1 и 2. Как видно из фиг.7а, селекция по допустимому уровню исключает прохождение импульсной помехи на выход селектора сигналов по уровню 4. Далее соответствующие сигналы поступают на фильтр сжатия 2 канала с ограничением и фильтр сжатия 5 линейного канала. После обработки в фильтрах сжатия 2 и 5 сигналы подаются соответственно на пороговое устройство 3 и пороговое устройство 6. На фиг.5а показаны сигналы на выходе фильтра сжатия 2 канала с ограничением. Из фиг.5а видно, что сигнал импульсной помехи подавлен до уровня шумов, сигнал 1 превышает порог обнаружения, а сигнал 2 подавлен близкорасположенным более сильным сигналом 1 и не превышает порог обнаружения. В то же время на выходе фильтра сжатия 6 линейного канала, как видно из фиг.9а, сжатый сигнал 1 и сжатый сигнал 2 превышают порог обнаружения, а импульсная помеха отсутствует. После объединения информации обнаружения двух рассматриваемых каналов на выходе схемы «ИЛИ», т.е. на выходе устройства, будут наблюдаться обнаруженные сжатые сигналы 1 и 2, показанные на фиг.10а.

Рассмотрим работу устройства (п.4 формулы) для случая, когда на вход поступают принятые сигналы 1, 2 разного уровня и принятый мощный сигнал 3 (см. фиг.1б). Обработка сигналов в рассматриваемом устройстве производится точно так же, как и при наличии помехи. Указанные сигналы поступают одновременно на вход ограничителя 1 и вход селектора сигналов по уровню 4. При этом на выходе ограничителя 1 будут наблюдаться ограниченные по заданному уровню сигналы 1, 2 и мощный сигнал 3 согласно фиг.4б, а на выходе селектора сигналов по уровню 4 будут только принятые сигналы 1 и 2. Как видно из фиг.7б, селекция по допустимому уровню исключает прохождение принятого мощного сигнала 3 на выход селектора сигналов по уровню 4. Далее соответствующие сигналы поступают на фильтр сжатия 2 канала с ограничением и фильтр сжатия 5 линейного канала. После обработки в фильтрах сжатия 2 и 5 сигналы подаются соответственно на пороговое устройство 3 и пороговое устройство 6.

На фиг.5б показаны сигналы на выходе фильтра сжатия 2 канала с ограничением. Из фиг.5б видно, что сигнал 1 превышает порог обнаружения, а сигнал 2 подавлен близкорасположенным более сильным сигналом 1 и не превышает порог обнаружения, сжатый мощный сигнал 3 превышает порог обнаружения. В то же время на выходе фильтра сжатия 6 линейного канала, как видно из фиг.9б, сжатый сигнал 1 и сжатый сигнал 2 превышают порог обнаружения, а сжатый мощный сигнал 3 отсутствует. После объединения информации обнаружения двух рассматриваемых каналов на выходе схемы «ИЛИ», т.е. на выходе устройства, будут наблюдаться обнаруженные сжатые сигналы 1, 2 и 3, показанные на фиг.10б.

Работа устройства п.6 формулы аналогична ранее описанной работе устройства по п.4. Отличие заключается в том, что величина допустимого уровня регулируется автоматически в зависимости от количества обнаружений сигналов и заданной вероятности ложной тревоги. Для этого сигнал с выхода второго порогового устройства 6 подается на вход счетчика числа сигналов 8, где производится счет количества сигналов, превысивших порог обнаружения линейного канала. С выхода счетчика числа сигналов 8 полученная величина подается на вход схемы формирования допустимого уровня 9, где эта величина сравнивается с заданным уровнем ВЛТ. Если количество обнаруженных сигналов превышает заданный уровень ВЛТ, допустимый уровень автоматически уменьшается. В противном случае допустимый уровень увеличивается до тех пор, пока не будет выполняться заданный уровень ВЛТ. Так происходит автоматическая регулировка допустимого уровня.

Таким образом достигается поставленный технический результат.

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях для стабилизации вероятности ложной тревоги. Достигаемый технический результат - стабилизация вероятности ложной тревоги при сохранении возможности обнаружения слабого сигнала при частичном перекрытии его с более сильным. Указанный результат достигается за счет совместного использования канала обработки принятого сигнала с ограничением его уровня и линейного канала. Заявленный способ заключается в сжатии принятого сигнала в канале с ограничением, в сравнении уровня сжатого сигнала с порогом обнаружения, одновременно принятый сигнал сжимают в линейном канале при условии, что его уровень не превысил допустимое значение, которое устанавливается ниже уровня принятых сигналов, которые без сжатия могут превысить порог обнаружения линейного канала, сравнивают уровень сжатого сигнала с порогом обнаружения линейного канала и принимают решение об обнаружении цели, если сжатый сигнал превысил обнаружения хотя бы в одном из каналов. Предусмотрена также возможность автоматически регулировать допустимый уровень в зависимости от количества обнаруженных сигналов в линейном канале в соответствии заданным уровнем вероятности ложной тревоги. Предложены устройства, реализующие заявляемые способы. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающийся в сжатии принятого сигнала в канале с ограничением, в сравнении уровня сжатого сигнала с порогом обнаружения, отличающийся тем, что принятый сигнал одновременно сжимают в линейном канале, при условии, что его уровень не превысил допустимое значение, сравнивают уровень сжатого сигнала с порогом обнаружения линейного канала и принимают решение об обнаружении цели, если сжатый сигнал превысил порог обнаружения хотя бы в одном из каналов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что допустимое значение устанавливают ниже уровня принятых сигналов, которые без сжатия могут превысить порог обнаружения линейного канала

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что допустимое значение уровня принятого сигнала, отраженного от цели, в линейном канале устанавливают равным уровню принятых сигналов, боковые лепестки которых, образующиеся при их сжатии, могут превысить порог обнаружения линейного канала с допустимой вероятностью.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что допустимое значение уровня принятого сигнала при действии импульсных помех устанавливают ниже такого уровня помехи, при котором эта помеха на выходе фильтра сжатия линейного канала может превысить порог обнаружения линейного канала.

5. Устройство стабилизации вероятности ложной тревоги, содержащее последовательно соединенные ограничитель, фильтр сжатия и пороговое устройство, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные селектор сигналов по уровню, второй фильтр сжатия, второе пороговое устройство и схема «ИЛИ», причем вход ограничителя и вход селектора сигналов по уровню объединены и являются входом устройства, выход порогового устройства соединен с первым входом схемы «ИЛИ», второй вход схемы «ИЛИ» соединен с выходом второго порогового устройства, а выход схемы «ИЛИ» является выходом устройства.

6. Способ стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающийся в сжатии принятого сигнала в канале с ограничением, в сравнении уровня сжатого сигнала с порогом обнаружения, отличающийся тем, что одновременно сжимают в линейном канале принятый сигнал с уровнем не выше допустимого, определяемого допустимой вероятностью ложной тревоги, принимают решение об обнаружении цели, если сжатый сигнал превысил порог обнаружения хотя бы в одном канале, при этом допустимый уровень устанавливают равным уровню отраженного от цели сигнала, боковые лепестки которого превысят порог обнаружения с допустимой вероятностью, и автоматически снижают допустимый уровень при возрастании вероятности ложной тревоги за счет действия импульсной помехи.

7. Устройство стабилизации вероятности ложной тревоги, содержащее последовательно соединенные ограничитель, фильтр сжатия и пороговое устройство, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные селектор сигналов по уровню, второй фильтр сжатия, второе пороговое устройство, а также счетчик числа сигналов, схема формирования допустимого уровня и схема «ИЛИ», причем вход ограничителя и первый вход селектора сигналов по уровню объединены и являются входом устройства, выход порогового устройства соединен с первым входом схемы «ИЛИ», выход второго порогового устройства соединен со вторым входом схемы «ИЛИ» и входом счетчика числа сигналов, выход которого соединен со входом схемы формирования допустимого уровня, выход которой соединен со вторым входом селектора сигналов по уровню, выход схемы «ИЛИ» является выходом устройства.