Устройство регулирования уровня квантования Советский патент 1978 года по МПК G01S7/44 

1

Изобретение относится к радиотех- нике и может использоваться в радиолокационных станциях, предназначенных для обнаружения целей при наличии нестанционарного фона по дальности и азимуту.

Из основного авт.св. № 535740 известно устройство для регулирования уровня квантования, содержащее лоследовательно включенные квантизатор, реверсивный счетчик и преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с первым входом квантизатора, причем инверсный выход квантизатора через пересчетную схему соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, а первый выход синхронизатора соединен со вторым входом квантизатора, между выходами реверсивного счетчика и входами преобразователя код-напряжение включен блок памяти,, выходы которого подключены к установочным входам реверсивного счетчика, а второй выход синхронизатора соединен с блоком памяти, 1J .,

Однако данное устройство имеат низкое быстродействие, обусловленное автономным регулированием уровня квантования в каждом элементе разрешения по дальности (в каждом кольце дальнос

ти), что приводит при нестационарном фоне по азимуту к большим динамическим ошибкам квантования.

Цель изобретения - увеличение точности квантования .

Для этого в устройство для ре улирования уровня квантования, содержащее I последовательно включенные каанг

тизатор, реверсивный счетчик и преоб разователь код-напряжение, выход KOToi ro, соединен с первым входом квантизатора, причем инверсный выход квантизатора через пересчетную схему соединен с входом вычитания реверсивно-

го счетчика, а первый.выход синхрони. затора соединен со вторым входом квантизатора, между выходами реверсивного счетчика и входами преобразователя

код-напряжение включен блок памяти выходы которого подключены к установочным входам реверсивного счетчика,а второй выход синхронизатора соединен с блоком памяти, введены интерполирующий фильтр и догголнительный квантизатор, при этом интерполирующий фильтр включен между выходами регистров сдвига блока памяти и первым входом дополнительного квантизатора, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым и третьим входами «квантизатора. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для регулирования уровн квантования содержит последовательно включенные квантизатор 1, реверсивный счетчик 2 и преобразователь код-напря жение 3, ВЫХОДкоторого соединен с первым входом квантизатора 1, причем инверсный выход . квантизатора через пересчетную схему-4 соединен с входом вычитания реверсивного 2, а первый выход синхронизатора 5 соедине со вторым входом квантизатора, между выходами реверсивного счетчика 2 и входами преобразователя код-напряжение 3 -включен блок памяти 6, выходы которого подключены к установочным входам реверсивного счетчика 2, а вто рой выход синхронизатора 5 соединен с блоком памяти б, интерполирующий фильтр и дополнительный квантизатор 8, при этом-интерполирующий фильтр 7 включен между выходами регистров сдви Та 9 блока памяти 6 и первым входом дополнительного квантизатора 8, второй и третий входы которого соеди нены соответственно со вторым и третьим входами квантизатора 1, Устройство работает следующим образом. В момент времени, соответствующий началу первого элемента разрешения, синхроимпульс поступает на сдвиговые регистры 9 блока памяти б. При этом производится сдвиг информации в регистрах- сдвига 9, в их последних ячейках оказывается записанным число, соответствующее пороговому уровню, выработанному для первого элемента разрешения за все предыдущие периоды повторения импульсов радиолокационной станции (РЛС). С выходов регистров сдвига 9 это число в параллельном двоичном коде подается на входы преоб разователя код-напряжения 3 и yciiaHOвочные входы реверсивного счетчика 2 при этом происходит запись нового чис ла в реверсивный счетчик. На выходе преобразователя .код-напряжение 3 формируется пороговое напряжение, поступ ающее на первый вход квантизатора 1 В течение первого элемента разрешения реализация входного процесса сравнивается в квантизаторе с порогевым уровнем, сформированным для данного элемента резрешения за предыдущие периоды излучения. Квантизатор 1 имеет прямой и инвер сный выходы. «Яри превышении на интервале дискретизации входным видеошу-. мом порогового уровня импульс стандар ной амплитуды и длительности с прямого выхода квантизатора поступает на вход сложения реверсивного счетчика 2. Если превышения порога в первом интервале дискретизации не ппоизошло, то импульс с инверсного выхода квантизатора 1 через пересчетную схему 4 подается на вход вычитания реверсивного счетчика 2. В результате в блоке памяти б формируется рельеф оценок квантилей распределения принимаемого нестационарного процесса. В следующем интервале дискретизации цикл работы устройства повторяется., Пороговый уровень, подаваемый на первый вход дополнительного квантизатора 8, формируется интерполирующим фильтром 7 с использованием оценок квантилей как в прошлых, так и будущих по отношению к текущему элементам разрешения РЛС. Для этого выходы N первых и N последних разрядов регистров сдвига 9 подключены к соответствующим входам интерполирующего фильтра 7, выполненного, например, в виде сумматора 10, к каждому из входов которого подключены последовательно включенные аттенюатор 11 и преобразователь коднапряжение 12, а выход интерполирующего фильтра 7 соединен с первым входом ополнительного квантизатора 8. -Таким образом, пороговый уровень дополнительного квантизатора 8 формируется в -ом элементе разрешения как взвешенная сумма оцено1 квантилей двух групп элементов разрешения (i-W,...,i-i)H(Ml,,..,i-tN) . tmт.е. U,.A.i:. Р: где11 др|- пороговой уровень дополнительного квантизатора 8 в i -ом элементе разрешения; yj- оценка квантилз распределения в j -ом элементе разрешения; Pj - веса, с которыми суммируются оценки квантилей распределения в узловых (опорных) точках; А - коэффициент, определяемый требуемой, вероятностью квантования шумового фона дополнительным квантизатором 8, и поддерживаемой вероятностью квантования Руре,.. Используя для расчета интерполирующего фильтра ПО.ЛИНОМЫ Лагранжа и учитывая, что узлы интерполяции расположены равномерно,/можно получить следующие значения весовы - коэффициентов Pj; 1) (интерполирование полиномом 5-ой степени) . -.Й 2- -2- T lP-rf 2)Ь( «2 (интерполирование полиномом 3-ей степени) -rii: г . 3) (интерполирование полино мом 1-ой степени) Р -р . Ч -1-2 Коэффициенты передачи аттенюато ров 11 выставляются равными весам РК а коэффициент передачи: сумматора 10 коэффициенту А.. Вероятность квантования шумовых выбросов ..ре-L, поддерживаемая в многоканальном регуляторе, определяе ся коэффициентрм деления к пересчетн схемы 4. э стационарном режиме работ многоканального регулятора в каждом интервале дискрети.зации выполняется равенство. р -JL. Ы-рег.- | + i Наиболее удобно значение Pt«.joc2. При таком значении Рил.ег отслеживается медиана распределения входного шума, благодаря чему при нестационарном фоне по азимуту достигается приблизительно одинаковая скорость переходных процессов как при уменьшении так и при увел11Чении интенсивности шумового фона. Число разрядов М реверсивного счетчика 2 определяется требуемой длительностью переходного процесса в устройстве для регулирования уровня квантования. При линейном сканировании диаграммнэй направленности антен н интенсивность отражений от подсти лающей поверхности изменяется в каждом дискрете дальности со скоростью, определяемой длительностью пачки при нимаемых от цели сигналов. Для числа разрядов реверсивного счетчика 2. « nauKu-2) , Длительность переходного процесса при регулировании примерно в..четыре раза меньше длительности пачки, т.ё. в этом случае обеспечивается точное отслеживание изменений интенсивности шумового фона по азимуту. Предлагаемое устройство позволяет практически полностью исключить динамические потери при нестационар1з6м фоне по дальности и азимуту. Это -достигае тся применением лолиномиальньк интерполирующих фильтров 3-го и 5-го порядков. Потери в пороговом сигнале из-за флюктуации уровня квартования при числе разрядов реверсивного счетчика Л ( - 4-J-5. составляют всего лишь 0,8 - 0,5 дб. Формула изобретения Устройство для регулирования уровня квантования по авт. св. 535740, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности квантования, в него введены интерполирующий фильтр и дополнительный квантизатор, при этом интерполирующий фильтр включен между выходами регистров сдвига блока памяти и первым входом дополнительного квантизатора, второй и третий входы которого соединены соответ.твенно со вторым и третьим входами квантизатора. .Источники информации, дринятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 535740, кл. Q 01 S 7/44, 1974.