Измеритель модуля междупериодного коэффициента корреляции пассивных помех Советский патент 1986 года по МПК G01S7/30 G06G7/52 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях с автокомпенса- торами цассивных помех для опреде- ления модуля междупериодного коэффициента корреляции пассивных помех при наличии шумов приемника и хаотических импульсных помех (ХИП).

Цель изобретения - увеличение точности измерения при воздействии хаотических импульсньк помех.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема обнаружителя импульсных помех; на фиг. 3-5 - примеры выполнения накопителя и блоков отбора максимального и минимального сигналов.

Измеритель модуля междупериодно- го коэффициента корреляции пассивных помех содержит линию 1 задержки, фазовращатель 2, первый, второй третий и четвертый блоки 3-6 вычитания, первый, второй, третий и четвертый квадратичные детекторы 7-10, первый и второй блоки 11 и 12 сложения, обнаружитель 13 импульсных помех, первый, второй и третий клкг- чи 14-16, первый, второй и третий накопители 17-19, первый и второй квадраторы 20 и 21, блок 22 извлечения квадратного корня и блок 23 деления, обнаружитель 13 импульсных помех содержит блок 24 выбора минимального сигнала, блок 25 выбора максимального сигнала, аттенюатор 26 и компаратор 27, первый, второй и третий накопители 17-19 содержат п-отводную линию 28 задержки, (L-1)- отводную линию 29 задержки и и второй сумматоры 30 и 31, блок 24 выбора минимального сигнала содержит первый и второй диоды 32, 33 и резистор 34, блок 25 выбора максимального сигнала содержит первый и второй диоды 35, 36 и резистор 37.

Измеритель модуля междупериодного коэффициента корреляции пассивных помех работает следующим образом.

Входной радиочастотный процесс представляет собой аддитивную смесь хаотических импульсных помех (ХИП) и коррелированной помехи, коэффициент корреляции которой необходимо измерить. Обозначим через амплитуды входного сигнала в i-м эле

2183572

менте разрешения и в первом периоде повторения( на выходе линии 1 задержки); Ху-- соответственно амплитуды во втором периоде повторения

5 на входе линии задержки; с, - между- периодная разность фаз; х ., х - плексные огибающие сигналов.

Входной процесс поступает на две взаимно расстроенные схемы через-

10 периодного вычитания, образованные общей линией 1 задержки, первым и вторым блоками 3 и 4 вычитания и фазовращателем 2, в котором производится поворот фазы на /2. С выхо-

15 дов первого и второго блоков 3 и 4 вычитания сигналы подаются на третий и четвертый квадратичные детекторы 9 и 10, каждый из кр то рьк образуется путем последовательного соеди-

2Q нения квадратора и фильтра нижних частот (на фиг. 1 не показано, выделяющего видеочастотную составляющую процесса. На выходе третьего и четвертого квадратичных детекто25 ров 9 и 10 формируются соответственно сигналы

,z

30

35

45

50

с 9

; -;.

- 2х,; X,;COS(-

S,o (X,; - 2 е 1 X,, + х г

Кроме того, сигналы с входа и выхода линии 1 задержки через первый и второй квадратичные детекторы 7 и 8 поступают на первый и второй входы первого блока 11 сложения, на выходе которого получается величина

S. /.;Г- /..7 ,1 1Далее сигналы S , S, и S,f подаются на входы первого, второго и третьего ключей 14-16, которые либо

чО,

пропускают эти сигналы, либо дают на своем выходе нулевую величину, если позиции (или) х,; оказались пораженными хаотической импульсной помехой. Сигналы с выходов первого, второго и третьего ключей 14-16 поступают в первый, второй и третий накопители 17-19, в которых в скользящем окне формируются суммы из N n+L -2 значений, где п - число рядом лежащих элементов дальности; oi - число сов-г местно обрабатываемых импульсов с периодом следования зондирующих гиг- налов . 55.

В каждом из накопителей 17-19 осуществляется суммирование как вдоль п элементов разрешения по

дальности, так и в Ir-l соседних перирдах повторения. При этом меж- дупериодное накопление производит э ся в том случае, когда сигнал имеет L . 3 импульсов в пачке. Сигналы на выходах первого, второго и третьего накопителей 17-19 представляются соответственно в виде

2.4

.: + х:.Ь221х.:Х,;С05Ч. ;

j

8„.г (xfj«5i 1-2 jS: Si bj ); s- -|i «o- i),где К - число сигналов из N , прошедших через ключи в накопители.

После вычитания в третьем и четвертом блоках 5 it 6 вычитания образуются ортогональные составля- ющие коэффициента ковариации

S5 2.i:X, X,,-C05C J 6 2.5: X,jX2j6inC(j

Далее в перйом и втором квадраторах 20 и 21, втором блоке 12 сложения и блоке 22 извлечения квадратного корня формируется модуль коэффициента ковариации. После нормировки в блоке 23 деления образуется величина, равная максимально правдоподобной оценке модуля коэффициента корреляции для стационарной помехи при условии, что позиции; пораженные ХИП, не поступают в накопители

4f/u 2jCosqi),j6;r,4 if

i KiVxJil (О

Хаотическая импульсная помеха, как правило, представляет собой достаточно мощные импульсы длительностью не более одного элемента раз- решения со случайным моментом появления и с нулевым коэффициентом корреляции.

Из формулы (1) можно получить алгоритм работы обнаружителя 13 им- пульсных .помех

Xai

X

i;

+ х i

г.

(2)

где г - минимальное ожидаемое значение коэффициента корреляции пас- сивной помехи. Очевидно, что при выполнении условия (2) отфильтровываются прежде всего те пары элементов

0

5

0 5

0

0

5

X,;, Xj- , В которых содвржатся импульсные помехи. Однако непосредственная реализация условия (2) сложна. Значительно проще реализуется эквивалентное условие

гг.,1,0,

2/1 П

(о Ч ,

-

соответственно максимальное и мини-

2 г л

мальное значение между х . и х . . Алгоритм (3) используется в обнаружителе 13 импульсных помех.

Для этого сигналы после квадратичного детектирования в первом и втором квадратичных детекторах 7 и 8 , поступают на входы блоков 24 и 25 выбора минимального и максимального сигналов. Максималъньй сигнал ослабляется в аттенюаторе 26 и подается на первый вход компаратора 27, на второй вход которого подается минимальное значение. При вьшолнении.условия (з) компаратор 27 вырабатывает управляюри{й сигнал, запирающий первый, второй и третий ключи 14-16. Таким образом достигается повьшение эффективности коэффициента корреляции при наличии мешающих импульсных помех.

Было проведено статистическое моделирование на ВМ. Результаты моделирования показывают, что предложенное устройство например, при истинном значении коэффициента корреляции пассивной помехи RQ , мощности ХИП в 5 раз больших, чем пассивная помеха, вероятности пораже- . ния пары Х|., импульсом помехи Р 0,33, коэффициенте передачи ат- тенКатора 0,4 (г 0,8)-, числе позиций, суммируемых в первом, втором и третьем Накопите- : лях 17-19 N 10, среднее значение оценки коэффициента корреляции дпя предлагаемого устройства равно R 0,86. В то ж время для известного устройства Ндр 0,35, При этом дисперсия оценки для предложенного устройства примерно в 2 раза меньше. При увеличении и прочих равных условиях точность измерения при использовании предложенного устройства возрастает. Так, например, при RO 0,95 получено R 0,95,

Rnp П,41, отношение дисперсий около 10. Различия в средних значениях и дисперсии оценок также растут при увеличении мощности ХИП и вероят-

ности их появления. При отсутствии ХИН точность измерения при использовании, эффективность предложенного и известного устройств одинаковы.

Формула изобретени

1 , Измеритель модуля междупериод- кого коэффициента корреляции пассивных помех, содержащий линию задержки, фазовращатель, первый, второй, третий и четвертый блоки вы- читаю1я, первый, второй, третий и четвертый квадратичные детекторы, первый и второй блоки сложения, первый, второй и третий накопители, первый и второй квадраторы, блок извлечения квадратного корня и блок деления, при этом выход линии задержки соединен с первыми входами первого и второго блоков вычи-тания и с в;{одом второго квадратичного детектора, выход которого соединен с первым входом первого блока сложения, соединенного своим вторым входом с выходом первого квадратичного детектора, второй вход первого блока вычитания и входы линии задержки,, фазовращателя и первого квадратичного детектора соединены между собой, выход.первого блока вычитйния соединен с входом третьего ква5;раТичного детектора, выход фазовращателя соединен с -вторым входом второго блока вычитания, выход второго блока вычитания соединен с входом .четвертого квадратичного детектора, выход первого накопителя через последовательно соединенные третий блок вычитания, второй квадратор, второй блок, сложения и блок извлечения квадратного корня соединен с первым входом блока деления, выход второго накопителя через последовательно соединенные четвертый блок вычитания и первый квадратор соединен с вторьш входом второго блока сложения, а вторые входы третьего и четвертого блоков вычитания и бло- ка деления соединены между собой, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения при воздействии хаотических импульсных помех, в него введены пер- вый, второй и третий ключи и обнаружитель импульсных помех, первый и второй входы и выход которого соединены соответственно с выходами- первого и второго квадратичных детек-

торов и с соединенными между собой,-. управляющими входами первого, вто- рово и третьего ключей, при этом выход третьего квадратичного детектора соединен с входом первого ключа, выход которого соединен с входом первого накопителя, выход четвертого квадратичного детектора соединен с входом второго ключа, вы- ход которого соединен с входом вто-

рого накопителя, а выход первого . блока сложения соединен с входом третьего ключа, выход которого соединен через третий накопитель с вторым входом блока деления,

2. Измеритель по п, 1, о т л и - чающийся тем, что, обнаружитель импульсных помех содержит последовательно соединенные блок выбора максимального сигнала, аттенюатор

и компаратор, второй вход которого соединен с выходом блока выбора минимального сигнала, при этом первым и вторым входами и выходом обнаружителя импульсных помех соответственно являются соединенные между собой первые входы блоков отбора минимального и максимального сигналов, .соединенные между собой вторые входы блоков отбора минимального и макси-

мального сигналов и выход компаратора.

8vod

28

W

xoffi

ui

35

Вжод2. J

37

j-Kl

t

/1/ |6 л/х.

.1 1

Ulux.-min

32

Диг j p|.

г/г

5/

выхо9

ЛЛf

2

37

f ffffT

6 л/х.

Ulux.-min{Ut,Ui}

фиг. 4

J4 П (fux flrax{Uj.e/fj

I.

/г. 5

Изобретение относится к радиолокации. Цель изобретеиия - увеличение точности измерения при воздейст- вин хаотических импульсных помех. Устройство содержит линию I задержки, фазовращатель 2, четьфе блока 3,4, 5,6 вычитания, четыре квадратичных детектора (КД) 7, 8, 9, 10, два блока 11, 12 сложения, обнаружитель импульсных помех (ОИП) 13, три ключа 14, 15, 16, три накопителя 17, 18, 19, два квадратора 20, 2I, блок извлечения квадратного корня (БИКК) 22 и блок 23 деления. Входной сигнал поступает на два взаимно расстроенных канала черезпег- риодного вычитания, образованных линией 1 задержки, блоками 3, 4 вычитания и фазовращателем 2. В каждом канале сигнал с выхода блока 3 (4) вычитания последовательно проходит через КД 9 (10), ключ 14 (15), накопитель 17 (18), блок 5 (6) вычитания, квадратор 21 (22) и поступает на один из входов блока 12 сложения, с выхода которого поступает в БИКК22, где формируется модуль козффициента корреляции. После нормировки в блоке 23 деления образуется величина, равная максимально правдоподобной оценке модуля коэффициента коррелят ции для стационарной помехи. При заданном алгоритме работы ОИП 13 на его выходе вырабатывается управляющий сигнал, запиракяций ключи 14, 15,; 16, чем достигается повышение эф- фективности козффициента корреляции при наличии мешающих импульсных помех. 1 3. п. ф-лы, 5 ил.