Фильтр Советский патент 1991 года по МПК G01S7/292 

пВых

ё

Изобретение относится к радиолокации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем фильтрации комплексного сигнала. Фильтр содержит коммутаторы 1-6, линии 7 и 8 задержки, инверторы 9-11. интеграторы 12 и 15, блок 13 управления, генератор 14 тактовых импульсов, стробирующие блоки 16 и 17, фильтры 18 и 19 нижних частот и триггер 20. Расширение функциональных возможностей достигается за счет обработки комплексных отсчетов сигнала 3 ил.

Н Вых. 2

Фиг1

,0ч 1СЛ 00

g

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в устройствах обнаружения сложных сигналов для их оптимальной фильтрации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем фильтрации комплексного сигнала.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого фильтра; на фиг.2 - блок управления; на фиг.З - временные диаграммы, .поясняющие работу фильтра.

Фильтр содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 коммутаторы, линию 7 задержки, дополнительную линию8 задержки, инвертор9, первый и второй дополнительные инверторы 10 и 11, интегратор 12, блок 13 управления, ге нератор 14 тактовых импульсов, дополнительный интегратор 15, стробирующий блок 16, дополнительный стробирующий блок 17, фильтр 18 нижних частот, дополнительный фильтр 19 нижних частот и триггер 20, блок 13 управления содержит реверсивный счетчик 21, дешифратор 22 нуля, счетчик 23 адреса, дешифратор 24 числа весовых коэффициентов и блок 25 постоянной памяти.

Фильтр работает следующим образом. Сигнал, подлежащий фильтрации, поступает в виде отсчетов вещественной и мнимой составляющих (квадратурных компонент) на вторые (сигнальные) входы первого и четвертого коммутаторов 1 и 4, которые на время равное периоду тактовых импульсов (фиг. За) генератора 14 тактовых импульсов, соединяют вторые входы первого и четвертого коммутаторов 1 и 4 соответственно с входом линии 7 задержки и входом дополнительной линии 8 задержки. Первый и четвертый коммутаторы 1 и 4 управляются сигналом (фиг. 36), поступающим с выхода блока 13 управления. Одновременно происходит сброс интегратора 12 и дополнительного интегратора 15 и установка триггера 20 в нулевое начальное состояние. После записи отсчета комплексного сигнала в линию 7 задержки и дополнительную линию 8 задержки в момент времени Tt (фиг. Зб-н) первый и четвертый коммутаторы 1 и 4 переключаются и происходит соединение соответственно выхода линии 7 задержки и дополнительной линии 8 задержки через первый и четвертый коммутаторы 1 и 4 с их входами, чем и обеспечивается рециркуляционный сдвиг во времени отсчетов комплексного сигнала. Управление сдвигом в линии 7 задержки и дополнительной линии 8 задержки осуществляется импульсами, поступающими на тактовые входы линии 7 задержки и дополнительной линии 8 задержки с выхода триггера 20, причем сдвиг происходит по отрицательному фронту импульсов (фиг. Зв). На интервале времени Ti - Т0 (фиг. Зв-н)

производится преобразование отсчетов входного сигнала, записанных в линию 7 задержки и дополнительную линию 8 задержки, эквивалентное фильтрации комплексного сигнала.

Первая фаза фильтрации занимает интервал времени Ti - Т2 при этом из блока 25 постоянной памяти считывается код вещественной составляющей первого комплексного коэффициента дке(1). Затем в

блоке 13 управления этот код преобразуется во временной интервал, пропорциональный QReO)

Tfce(1) igRe(D|At, где Tfoe(1) - интервал времени до появления на выходе блока 13 управления очередного импульса;

At- период тактовых импульсов генератора 14 тактовых импульсов.

На фиг.З приведен случай дке(1) 2.

Ввиду того, что дне(1) положителен (фиг. Зд), то третий и шестой коммутаторы 3 и 6 соединяют выходы второго и пятого коммутаторов 2 и 5 с входами соответственно интегратора 12 и дополнительного интегратора 15 без инверсии и в течение времени Tfce(1) происходит интегрирование вещественной и мнимой составляющих первого отсчета сигнала. В результате при t Т2 напряжение на выходе интегратора 12 имеет следующий вид (фиг. Зк):

.() . - s«-0)e |S0)s«. (1)

О)

где YRe(1) - напряжение на выходе интегратора 12;

ги - постоянная интегрирования интегратора 12;

SRe(1) - вещественная часть первого от- счета сигнала.

На выходе дополнительного интегратора 15 напряжение имеет вид

50

Y.4i) isi-Ci) )- (Mi)Su.( 1)

т

где Sim(1) - мнимая часть первого отсчета сигнала.

В момент времени t Т2 .происходит переключение счетчика 23 адреса и считывается мнимая часть комплексного кбэффи- циента gim(1) (на фиг. Зв gim(1) -1). переключаются третий и шестой коммутаторы 3 и 6 (так как знак gim(1) отрицательный)

и состояние триггера 20 меняется на противоположное. Второй коммутатор 2 соединяет выход дополнительной линии 8 задержки через первый дополнительный инвертор 10 с входом инвертора 9, а пятый коммутатор 5 соединяет выход линии 7 задержки с входом второго дополнительного инвертора 11. Третий и шестой коммутаторы 3 и 6 соединяют соответственно выходы второго и пятого коммутаторов 2 и 5 с входами интегратора 12 и дополнительного интегратора 15 через инвертор 9 и второй дополнительный инвертор 11, так как очередной весовой коэффициент gim(1) -1 (фиг. Зе,з,ж.и).

В течение интервала времени Т2 - Тз происходит интегрирование Sim(1) и 5ре(1). Так как интеграл от суммы равен сумме интегралов, с учетом формул (1) и (2) напряжение на выходах интегратора 12 и дополнительного интегратора 15 имеет вид

YR.(2) gR,(l)5«.(1) + 9i4 )Si-.(t)j Vi(J) Ј gn.() Si«(1) - |„(1) Sn.(1)

Таким образом, на интервале TI - Тз осуществляется операция комплексного перемножения первого комплексного отсчета фильтруемого сигнала S (1) на первый комплексный коэффициент фильтра g (1):

о д. о о

)g(i).

(5)

Ги

При t Тз происходит переключение адреса блока 25 постоянной памяти и считывается код вещественной составляющей коэффициента QRe(2). Одновременно в линии 7 задержки и дополнительной линии 8 задержки происходит рециркуляционный сдвиг отсчетов сигнала на один такт и на их выходах появляется второй отсчет сигнала 5яе(2). На интервале времени Тз - Т« производится перемножение S (2) на g (2). Подобным образом на интервале TI - Т0 формируется сумма произведений

At

4 о

(6)

Y-f .JSOW).

В момент времени t Т0 происходит передача результатов интегрирования через стробирующий блок 16 и дополнительный стробирующий блок 17 на вход фильтра 18 и дополнительного фильтра 19 нижних частот и сброс в нуль интегратора 12 и дополнительного интегратора 15. Наличие фильтра 18 и дополнительного фильтра 19

нижних частот позволяет осуществить интерполяцию отклика предлагаемого фильтра. В блок 25 постоянной памяти весовые коэффициенты записываются в следую- 5 щей последовательности: дк«(1), gim(1). дре(2), gim(2) и т.д., причем п бит отведено под модуль коэффициентов, а (п + 1)-й бит несет информацию о знаке коэффициента. Формула изобретения

10 Фильтр, содержащий генератор тактовых импульсов, блок управления и последовательно соединенные первый коммутатор, линию задержки, второй коммутатор и инвертор и последовательно соединенные ин15 тегратор, стробирующий блок и фильтр нижних частот, при этом выход линии задержки соединен с первым входом первого коммутатора, а выход генератора тактовых импульсов соединен с входом блока управ20 ления. выход которого соединен с управляющими входами первого коммутатора, интегратора и стробирующего блока, о т- личающийся тем, что. с целью расширения функциональных возмож25 ностей путем фильтрации комплексного сигнала, введены триггер, первый дополнительный инвертор, третий коммутатор и последовательно соединенные четвертый коммутатор, дополнительная линия эадер30 жки, пятый коммутатор, второй дополнительный инвертор, шестой коммутатор, дополнительный интегратор, дополнительный стробирующий блок и дополнительный фильтр нижних частот, при этом выход ин35 вертора соединен с первым входом третьего коммутатора, выход которого соединен с входом интегратора, выход второго коммутатора соединен с вторым входом третьего коммутатора, выход дополнительной линии

40 задержки соединен с первым входом четвертого коммутатора и входом первого дополнительного инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход линии задержки соединен с вто45 рым входом пятого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом шестого коммутатора, выход блока управления соединен с установочным входом триггера, управляющими входами четвертого ком50 мутатора, дополнительного интегратора и дополнительного стробирующего блока, первый дополнительный выход блока управления соединен с управляющими входами третьего и шестого коммутаторов, второй

55 дополнительный выход блока управления соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с управляющими входами второго и пятого коммутаторов и тактовыми входами линии задержки и дополнительной линии задержки.