ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ Российский патент 2023 года по МПК G01S7/36 H03H7/12 

Описание патента на изобретение RU2796445C1

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с неизвестной доплеровской фазой.

Известно радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели [1], содержащее последовательно включенные блоки задержки, перемножитель комплексных чисел и вычитатель. Однако это устройство обладает низкой эффективностью выделения сигнала движущейся цели.

Другим известным устройством является корреляционный автокомпенсатор [2], который содержит ряд блоков задержки, два перемножителя, сумматор и блок оценки параметров коррелированной помехи. Недостатком этого устройства является плохое подавление кромок протяженной помехи из-за большой постоянной времени цепи адаптивной обратной связи.

Наиболее близкое к данному изобретению цифровое устройство для подавления пассивных помех [3], выбранное в качестве прототипа, содержит весовой блок, комплексный сумматор и блоки задержки. Однако данное устройство имеет потери в эффективности режектирования помех.

Задачей, решаемой в изобретении, является повышение эффективности режектирования пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей при обработке сигналов от цели на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской фазой.

Для решения поставленной задачи в фильтр режектирования помех, содержащий первый блок задержки, комплексный сумматор и синхрогенератор, введены второй и третий блоки задержки, комплексный перемножитель, комплексный инвертор и измеритель доплеровской фазы, соединенные между собой определенным образом.

Сущность изобретения как технического решения характеризуется совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения и обеспечивающих решение поставленной задачи путем оптимальной и согласованной обработки поступающих импульсов.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности режектирования пассивной помехи с априорно неизвестной доплеровской фазой и выделения сигналов движущихся целей.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема фильтра режектирования помех; на фиг. 2 - блока задержки; на фиг. 3 - комплексного сумматора; на фиг. 4 - комплексного перемножителя; фиг. 5 - комплексного инвертора; на фиг. 6 - измерителя доплеровской фазы; на фиг. 7 - блока комплексного сопряжения; на фиг. 8 - накопителя.

Фильтр режектирования помех (фиг. 1) содержит, блоки 1, 4, 5 задержки, комплексный сумматор 2, синхрогенератор 3, комплексный перемножитель 6, комплексный инвертор 7 и измеритель 8 доплеровской фазы.

Блоки 1, 4, 5 задержки (фиг. 2) содержат две линии 9 задержки; комплексный сумматор 2 (фиг. 3) содержит два сумматора 10; комплексные перемножители 6, 16 (фиг. 4) содержат два канала (I, II), каждый из которых включает первый и второй перемножители 11, 12 и сумматор 13; комплексный инвертор 7 (фиг. 5) содержат два инвертора знака 14; измеритель 8 доплеровской фазы (фиг. 6) содержит блок 15 комплексного сопряжения, комплексный перемножитель 16, два накопителя 17, блок 18 вычисления модуля и два делителя 19; блок 15 комплексного сопряжения (фиг. 7) содержит инвертор знака 20; каждый накопитель 17 (фиг. 8) содержит n элементов 21 задержки на интервал tд и n сумматоров 22.

Фильтр режектирования помех может быть осуществлен следующим образом.

Поступающие на вход заявляемого устройства (фиг. 1) цифровые отсчеты (xkl, ykl) следуют через период повторения T и в каждом элементе разрешения по дальности (кольце дальности) каждого периода повторения образуют последовательность комплексных чисел

где k - номер текущего периода, l - номер текущего кольца дальности, ϕl - доплеровский сдвиг фазы за период повторения (доплеровская фаза), обычно помехи, ввиду ее значительного превышения над сигналом.

Цифровые отсчеты в заявляемом устройстве (фиг. 1) поступают на соединенные входы второго блока 4 задержки (фиг. 2) на интервал τ и первые входы измерителя 8 доплеровской фазы (фиг. 6). На вторые входы измерителя 8 доплеровской фазы поступают отсчеты с выхода первого блока 1 задержки на интервал Т - τ. Отсчеты на первых и вторых входах измерителя 8 доплеровской фазы разделены на интервал Т.

В инверторе 20 (фиг. 7) блока 15 комплексного сопряжения измерителя 8 (фиг. 6) происходит инвертирование знака мнимых проекций задержанных отсчетов. В комплексном перемножителе 16 происходит перемножение соответствующих комплексных чисел, реализуемое путем операций с проекциями этих чисел в соответствии с фиг. 4 и приводящее к образованию величин

В накопителях 17 (фиг. 6) с помощью элементов 21 задержки и сумматоров 22 (фиг. 8) осуществляется скользящее вдоль дальности в каждом периоде повторения суммирование проекций ReXkl и ImXkl с n+1 смежных элементов разрешения по дальности строба, кроме элемента с номером n/2+1, для чего выходные величины элемента 21 задержки с номером n/2 поступают только на последующий элемент 21 задержки (фиг. 8). В результате накопления образуются величины

где - оценка доплеровского сдвига фазы помехи за период повторения Т, усредненная по n смежным элементам разрешения по дальности.

В блоке 18 вычисления модуля определяются величины , а затем на выходах делителей 19 (фиг. 6) - величины поступающие на вторые входы комплексного перемножителя 6. Накопление n отсчетов обеспечивает высокоточное измерение величины

Третий блок 5 задержки на интервал τ совместно с первым блоком 1 задержки на интервал Т-τ образуют результирующую задержку на интервал Т. В результате на входы комплексного сумматора 2 отсчеты поступают синхронно. С учетом комплексного перемножения с величиной инвертирования знаков в инверторах 14 (фиг. 5) задержанных отсчетов и синфазных суммирований в комплексном сумматоре 2 на выходе последнего отсчеты остатков помехи имеют вид

Двумерный поворот задержанных отсчетов в комплексном перемножителе 6 на угол обеспечивает необходимую для компенсации помехи синфазность суммируемых отсчетов. Отсчеты сигнала от движущейся цели из-за сохранения доплеровских сдвигов фазы сигнала не подавляются.

Введение второго блока 4 задержки на интервал τ обеспечивает соответствие оценок среднему элементу обучающей выборки, исключенному в накопителях 17 (фиг. 8). Величина τ определяется выражением

τ=tв+ntд/2,

где tв - время вычисления оценки n - количество элементов обучающей выборки, tд - интервал (период) временной дискретизации.

При этом достигается соответствие вводимой в комплексный перемножитель 6 оценки среднему элементу, исключенному из обучающей выборки. Тогда в случае сигнала, соизмеримого по величине с помехой, или разрывной помехи при компенсации отсчетов помехи с элемента разрешения, содержащего сигнал, исключается возможность ослабления или подавления сигнала за счет его влияния на используемые оценки. Кроме того, уменьшаются ошибки за счет рассогласования между оцениваемой и действительной величинами доплеровской фазы помехи.

Синхронизация фильтра режектирования помех осуществляется подачей на все блоки заявляемого устройства последовательности синхронизирующих импульсов от синхрогенератора 3 (фиг. 1).

Достигаемый технический результат состоит в повышении эффективности компенсации пассивной помехи с априорно неизвестной доплеровской фазой и выделения сигналов движущихся целей, что обеспечивается повышением точности оценивания доплеровской фазы помехи и уменьшением рассогласования между получаемыми усреднением отсчетов обучающей выборки оценками и соответствующими среднему элементу обучающей выборки.

Таким образом, фильтр режектирования помех позволяет повысить эффективность подавления пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской фазой.

Библиография

1. Патент №63-49193 (Япония), МПК G01S 13/52. Радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели / К.К. Тосиба. Опубл. 03.10.1988. - Изобретения стран мира. - 1989. - Выпуск 109. - №15. - С. 52.

2. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник / Я.Д. Ширман, С.Т. Багдасарян, А.С. Маляренко, Д.И. Леховицкий [и др.]; под ред Я.Д. Ширмана. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2007; с. 439, рис. 25.22.

3. А.с. 743208 СССР, МПК G01S 7/36. Цифровое устройство для подавления пассивных помех / Д.И. Попов. - №2540079/09; заявл. 03.11.1977; опубл. 25.06.1980, Бюл. №23. - 4 с.

Похожие патенты RU2796445C1

название год авторы номер документа
ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ДЛЯ РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2803419C1
РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2786410C1
ВЫЧИСЛИТЕЛЬ-РЕЖЕКТОР ПАССИВНЫХ ПОМЕХ 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2800488C1
РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР 2023
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2813226C1
ВЫЧИСЛИТЕЛЬ-РЕЖЕКТОР ПАССИВНЫХ ПОМЕХ 2023
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2819292C1
ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ 2017
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2674468C1
ФИЛЬТР КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2794214C1
ФИЛЬТР ДЛЯ РЕЖЕКЦИИ ПОМЕХ 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2798774C1
ФИЛЬТР ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2796547C1
ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ 2022
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2796444C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 796 445 C1

Реферат патента 2023 года ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с неизвестной доплеровской фазой. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности режектирования пассивной помехи с априорно неизвестной доплеровской фазой и выделения сигналов движущихся целей. В фильтре режектирования помех выход синхрогенератора соединен с синхровходами линий задержек. Входами фильтра режектирования помех являются входы второго блока задержки, а выходами - выходы комплексного сумматора. 8 ил.

Формула изобретения RU 2 796 445 C1

Фильтр режектирования помех, содержащий первый блок задержки, содержащий линии задержки, комплексный сумматор, второй блок задержки, содержащий линии задержки, третий блок задержки, комплексный перемножитель, комплексный инвертор, измеритель доплеровской фазы и синхрогенератор, при этом входы первого блока задержки соединены с первыми входами комплексного сумматора, входы второго блока задержки соединены с первыми входами измерителя доплеровской фазы, выходы второго блока задержки соединены с входами первого блока задержки, выходы которого соединены с входами третьего блока задержки и вторыми входами измерителя доплеровской фазы, выходы которого соединены с вторыми входами комплексного перемножителя, выходы третьего блока задержки соединены с первыми входами комплексного перемножителя, выходы которого соединены с входами комплексного инвертора, выходы которого соединены с вторыми входами комплексного сумматора, выход синхрогенератора соединен с синхровходами комплексного сумматора, третьего блока задержки, комплексного перемножителя, комплексного инвертора и измерителя доплеровской фазы, отличающийся тем, что выход синхрогенератора соединен с синхровходами линий задержек, причем входами фильтра режектирования помех являются входы второго блока задержки, а выходами - выходы комплексного сумматора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2796445C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭПЮРЫ РАДИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА НА СТЕНКИЦИЛИНДРА 0
SU209003A1
ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ 2016
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2642418C1
ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ 2017
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2674468C1
ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ 2016
  • Попов Дмитрий Иванович
RU2634615C1
РАДИОМОДЕМ 2010
  • Румянцева Нина Борисовна
  • Зефиров Сергей Львович
  • Султанов Борис Владимирович
  • Шутов Сергей Леонидович
  • Колотков Александр Юрьевич
RU2460215C1
US 5729576 A, 17.03.1998
WO 9802984 A2, 22.01.1998
US 5745395 A, 28.04.1998
ПОПОВ Д.И
Адаптивные режекторные фильтры каскадного типа // Цифровая Обработка Сигналов
Токарный резец 1924
  • Г. Клопшток
SU2016A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Веникодробильный станок 1921
  • Баженов Вл.
  • Баженов(-А К.
SU53A1

RU 2 796 445 C1

Авторы

Попов Дмитрий Иванович

Даты

2023-05-23Публикация

2022-05-13Подача