СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЕРОЯТНОСТИ ЛОЖНОЙ ТРЕВОГИ Российский патент 2022 года по МПК G01S7/36 H04B1/10 

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных или аналогичных приемных усилительных трактов.

Известен способ стабилизации вероятности ложной тревоги (Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. М: Сов. Радио, 1973), выбранный за аналог, обеспечивающий стабилизацию вероятности ложной тревоги путем регулирования коэффициента усиления усилительного тракта.

Реализация способа-аналога заключается в следующем.

Измеряют уровень мощности шума на выходе усилительного тракта, усиливающего смесь полезного сигнала и шума.

Сравнивают измеренный уровень мощности шума с опорным уровнем мощности шума.

Опорный уровень мощности шума задают таким, чтобы обеспечить требуемое значение вероятности ложной тревоги на выходе усилительного тракта.

Вырабатывают сигнал коррекции, величина которого пропорциональна разности измеренного и опорного уровней мощности шума и учитывает знак разности.

Подают сигнал коррекции на вход управления коэффициентом усиления усилительного тракта.

Управляют коэффициентом усиления усилительного тракта, обеспечивая стабилизацию вероятности ложной тревоги за счет изменения коэффициента усиления усилительного тракта в зависимости от уровня мощности шума на выходе усилительного тракта.

Недостатком способа-аналога является то, что при стабилизации вероятности ложной тревоги путем регулирования коэффициента усиления усилительного тракта амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилительного тракта зависят от коэффициента усиления усилительного тракта, что ухудшает помехоустойчивость и чувствительность приемного тракта.

Недостатком способа-аналога также является отсутствие повышения отношения сигнал/шум на выходе усилительного тракта за счет использования предложенного способа шумовой автоматической регулировки усиления.

Известен способ стабилизации вероятности ложной тревоги (Царенко В.Т. Стабилизация вероятности ложной тревоги методом регулирования уровня шумов // Радиотехника и информатика. - 2001. - №2. - С. 42-44.), выбранный за прототип, обеспечивающий стабилизацию вероятности ложной тревоги путем регулирования уровня шумов в усилительном тракте.

В способе-прототипе вероятность ложной тревоги стабилизируется за счет изменения коэффициента усиления усилительного тракта в зависимости от уровня мощности шума на выходе усилительного тракта.

В способе-прототипе изменение коэффициента усиления усилительного тракта выполнено путем управления коэффициентом передачи электрически управляемого аттенюатора, через который проходит смесь полезного сигнала и шума.

Электрически управляемый аттенюатор включен в том сечении усилительного тракта, где шумы, вносимые последующей частью усилительного тракта вносят незначительный вклад в уровень мощности шума на выходе усилительного тракта.

Реализация способа-прототипа заключается в следующем.

Измеряют уровень мощности шума на выходе усилительного тракта, усиливающего смесь полезного сигнала и шума.

Сравнивают измеренный уровень мощности шума с опорным уровнем мощности шума.

Опорный уровень мощности шума задают таким, чтобы обеспечить требуемое значение вероятности ложной тревоги на выходе усилительного тракта.

Вырабатывают сигнал коррекции, величина которого пропорциональна разности измеренного и опорного уровней мощности шума и учитывает знак разности.

Подают сигнал коррекции на вход управления коэффициентом передачи электрически управляемого аттенюатора.

Управляют коэффициентом передачи электрически управляемого аттенюатора, обеспечивая стабилизацию вероятности ложной тревоги за счет изменения коэффициента передачи усилительного тракта в зависимости от уровня мощности шума на выходе усилительного тракта.

Включение электрически управляемого аттенюатора в том сечении усилительного тракта, где шумы, вносимые последующей частью усилительного тракта вносят незначительный вклад в уровень мощности шума на выходе усилительного тракта, приводит к тому, что амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилительного тракта практически не зависят от коэффициента передачи электрически управляемого аттенюатора, что улучшает помехоустойчивость и чувствительность приемного тракта.

Недостатком способа-прототипа является отсутствие повышения отношения сигнал/шум на выходе усилительного тракта за счет использования предложенного способа шумовой автоматической регулировки усиления.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение отношения сигнал/шум на выходе усилительного тракта.

Технический результат достигается тем, что в способе стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающемся в измерении уровня мощности шума на выходе усилительного тракта, усиливающего смесь полезного сигнала и шума, сравнении измеренного уровня мощности шума с опорным уровнем мощности шума, выработке сигнала коррекции, величина которого пропорциональна разности измеренного и опорного уровней мощности шума и учитывает знак разности, в приемный тракт включают пороговое устройство, а сигналом коррекции управляют уровнем порога порогового устройства, определяющим нижнюю амплитудную границу прохождения смеси полезного сигнала и шума, обеспечивая стабилизацию вероятности ложной тревоги за счет изменения нижней амплитудной границы прохождения смеси полезного сигнала и шума в зависимости от уровня мощности шума на выходе усилительного тракта.

Способ стабилизации вероятности ложной тревоги с примером технической реализации осуществляется следующим образом.

Включают пороговое устройство в том сечении усилительного тракта, где шумы, вносимые последующей частью усилительного тракта, вносят незначительный вклад в уровень мощности шума на выходе усилительного тракта.

Измеряют уровень мощности шума на выходе усилительного тракта, усиливающего смесь полезного сигнала и шума.

Для измерения уровня мощности шума использован амплитудный стробируемый детектор, на один вход которого поступает смесь полезного сигнала и шума, а на второй стробирующие импульсы, обеспечивающие измерения уровня мощности шума.

Сравнивают измеренный уровень мощности шума с опорным уровнем мощности шума.

Для сравнения измеренного уровня мощности шума с опорным уровнем мощности шума использован бинарный квантователь.

На входы бинарного квантователя подают:

- сигналы с выхода амплитудного стробируемого детектора.

- опорное напряжение порога квантования, пропорциональное опорному уровню мощности шума. Опорное напряжение порога квантования задают таким, чтобы обеспечить требуемое значение вероятности ложной тревоги на выходе усилительного тракта:

- тактовые импульсы.

Опорный уровень мощности шума задают таким, чтобы обеспечить требуемое значение вероятности ложной тревоги на выходе усилительного тракта.

Вырабатывают сигнал коррекции, величина которого пропорциональна разности измеренного и опорного уровней мощности шума и учитывает знак разности.

Для выработки сигнала коррекции использованы реверсивный счетчик и аналого-цифровой преобразователь.

С выхода бинарного квантователя информацию о сравнении измеренного уровня мощности шума с опорным уровнем мощности шума (выше или ниже) с частотой тактовых импульсов подают на реверсивный счетчик для получения сигнала коррекции.

Начальным код реверсивного счетчика согласуют с опорным напряжением порога квантования квантователя.

Цифровую информацию с выхода реверсивного счетчика преобразуют при помощи аналого-цифрового преобразователя в аналоговую, вырабатывая сигнал коррекции, величина которого пропорциональна разности измеренного и опорного уровней мощности шума и учитывает знак разности.

Подают сигнал коррекции на вход управления уровнем порога порогового устройства, определяющим нижнюю амплитудную границу прохождения смеси полезного сигнала и шума.

Сигналом коррекции управляют уровнем порога порогового устройства, определяющим нижнюю амплитудную границу прохождения смеси полезного сигнала и шума, обеспечивая стабилизацию вероятности ложной тревоги за счет изменения нижней амплитудной границы прохождения смеси полезного сигнала и шума в зависимости от уровня мощности шума на выходе усилительного тракта.

При сравнении отношения сигнал шум на выходе усилительного тракта способа-прототипа и предлагаемого изобретения получены следующие результаты.

При реализации способа-прототипа:

Пусть заданы следующие параметры смеси полезного сигнала и шума на входе электрически управляемого аттенюатора: уровень полезного сигнала 2 В и уровень шума 0.2 В.

Отношение сигнал шум на входе электрически управляемого аттенюатора составит 20 дБ. Управление коэффициентом передачи электрически управляемого аттенюатора изменяет пропорционально уровни полезного сигнала и шума не изменяя отношения сигнал/шум. Таким образом отношение сигнал/шум на выходе электрически управляемого аттенюатора также составит 20 дБ.

В предлагаемом способе стабилизации вероятности ложной тревоги:

Пусть заданы следующие параметры смеси полезного сигнала и шума на входе порогового устройства: уровень полезного сигнала 2 В и уровень шума 0.2 В.

Отношение сигнал/шум на входе порогового составит 20 дБ. Пусть порог порогового устройства равен 0.1 В. Параметры смеси полезного сигнала и шума на входе порогового устройства: уровень полезного сигнала 1,9 В и уровень шума 0.1 В. Таким образом отношение сигнал/шум на выходе порогового устройства составит 25,6 дБ.

Таким образом, техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение отношения сигнал/шум на выходе усилительного тракта по сравнению со способом-прототипом и способом-аналогом.

Также включение порогового устройства в том сечении усилительного тракта, где шумы, вносимые последующей частью усилительного тракта вносят незначительный вклад в уровень мощности шума на выходе усилительного тракта, приводит к тому, что амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилительного тракта практически не зависят от коэффициента передачи электрически управляемого аттенюатора, что улучшает помехоустойчивость и чувствительность приемного тракта по сравнению со способом-аналогом.

Таким образом, предложенный способ стабилизации вероятности ложной тревоги обладает рядом существенных преимуществ перед аналогом и прототипом.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных или аналогичных приемных усилительных трактов. Техническим результатом является повышение отношения сигнал/шум на выходе усилительного тракта. Для этого в способе стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающемся в измерении уровня мощности шума на выходе усилительного тракта, усиливающего смесь полезного сигнала и шума, сравнении измеренного уровня мощности шума с опорным уровнем мощности шума, выработке сигнала коррекции, в приемный тракт включают пороговое устройство, а сигналом коррекции управляют уровнем порога порогового устройства, определяющим нижнюю амплитудную границу прохождения смеси полезного сигнала и шума.

Способ стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающийся в измерении уровня мощности шума на выходе усилительного тракта, усиливающего смесь полезного сигнала и шума, сравнении измеренного уровня мощности шума с опорным уровнем мощности шума, выработке сигнала коррекции, величина которого пропорциональна разности измеренного и опорного уровней мощности шума и учитывает знак разности, отличающийся тем, что в приемный тракт включают пороговое устройство в том сечении усилительного тракта, где шумы, вносимые последующей частью усилительного тракта, вносят незначительный вклад в уровень мощности шума на выходе усилительного тракта, а сигналом коррекции управляют уровнем порога порогового устройства, определяющим нижнюю амплитудную границу прохождения смеси полезного сигнала и шума, обеспечивая стабилизацию вероятности ложной тревоги за счет изменения нижней амплитудной границы прохождения смеси полезного сигнала и шума в зависимости от уровня мощности шума на выходе усилительного тракта.