Адаптивный ранговый обнаружитель Советский патент 1981 года по МПК G01S7/30 

(54) АДАПТИВНЫЙ РАНГОВЫЙ ОБНАРУЖИТЕЛЬ

-оценка среднего

It, значения ранга смеси сигнала с помехой в данном периоде наблюдения;

-среднее значеЧпние ранга за п периодов наблюдения.

еличина Z,

сравнивается с двумя

порогами/ установленными по заданным вероятностям ошибок по последовательному алгоритму 1.

Однако известное устройство является малоэффективным из-за снижения вероятности правильного обнаружения за счет ошибок при статическом определении среднего значения ранга

Цель изобретения - повышение эффективности обнаружения. Указанная цель достигается тем, что в адаптивном ранговом обнаружителе, содержащем блок принятия решения и последовательно включенные согласованный фильтр, основной детектор и многоотводную линию задержки, М выходов которой соединены с соответствующи-. ми М входами основного блока вычисления рагна сигнала, (М+1)-й вход которого соединен с входом многоотводной линии задержки, дополнительный блок вычисления ранга сигнала, генератор ожидаемого сигнала, сумматор, дополнительный детектор,блок вычисления вероятности, перемножитель, блок вычитания и рециркуляционный накопитель, при этом К выходов многоотводной линии задержки соединены с соответствующими М входами дополнительного блока вычисления ранга сигнала, (М+1)-й вход которого через последовательно соединенные сумматор и дополнительный детектор подключен к выходу согласованного фильтра, выход дополнительного блока вычисления ранга сигнала через блок вычисления вероятности соединен с первым входом перемножителя, выход которого соединен с блоком принятия решения, выход основного блока вычисления ранга сигнала соединен с первым входом блока вычитани, второй вход которого соединен с вторым выходом блока вычисления вероятКОС1К, выход блока вычитания через, рециркуляционный накопитель соединен с вторым входом перемножителя, а выход генератора ожидаемого сигнала соединен с вторым входом сумматора, блок вычисления вероятности содержит последовательно включенные первый регистр сдвига,первый сумматор,блок деления на К, первый блок вычитания, анализатор знака, первый ключ, первый элемент ИЛИ, второй блок вычитания, блок деления на п, второй суматор, второй регистр сдвига, третий лок вычитания и последовательно ключенные третий сумматор,, блок деения на 2, второй ключ и второй элеент ИЛИ, второй вход которого соеинен с вторым выходом анализатора знака через третий ключ, при этом второй выход блока деления на К соеинен с вторым входом первого ключа, выход которого соединен с входом ретьего сумматора, первый выход анализатора знака соединен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход втоого регистра сдвига соединен с втоыми входами второго блока вычитания второго сумматора, тактовые входы первого и второго регистров сдвига соединены между собой, а входом, первым и вторым выходами блока вычисле ния-вероятности являются, соответственно, вход первого регистра сдвига, выход третьего бЛока вычитания и выход второго элемента ИЛИ.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого обнаружителя; на г.2 - структурная электрическая схема блока вычисления вероятности.

Адаптивный ранговый обн ужитель (фиг.1) содержит блок 1 принятия решения, согласованный фильтр 2 , основной детектор 3, многоотводную линию 4 задержки, основной 5 и дополнительный 6 блоки вычисления ранга сигнала, генератор 7 ожидаемого сигнала, сумматор 8, дополнительный детектор 9, блок 10 вычисления вероятности, перемножитель 11, блок 12 вычитания и рециркуляционный накопитель 13.

Блок 10 вычисления вероятности (фиг.2) содержит первый регистр 14 сдвига, первый сумматор 15, блок 16 деления на К, первый блок 17 вычитания, анализатор 18 знака, первый ключ 19, первый элемент 20 ИЛИ,второй блок 21 вычитания, блок 22 деления на п, второй сумматор 23, второй регистр 24 сдвига, третий блок 25 вычитания, третий сумматор 26, блок 27 деления на 2, второй ключ 28,второй элемент29 ИЛИ и третий ключ 30.

Адаптивный ранговый обнаружитель работает следующим образом.

Исследуемый процесс после опти- . мальной фильтрации в согласованном фильтре 2 и детектирования в основном детекторе 3 поступает на основной блок 5 вычисления.ранга сигнала и многоотводную линию 4 задержки-/ отводы которой выбраны так, чтобы отсчеты помехи, снимаемые с соседних элементов линии задержки, были независимы. :Осн6вной блок 5 вычисления ранга сигнала производит вы числение ранга испытуемого канала относительно отсчетов М предыдущих каналов, в которых из-за существенной асимметрии радиолокационного канала присутствует одна помеха. Ранг п-го периода наблюдения (И-к)-го канала поступает на блок 12- вычитания,, на вычитающий вход которого со второго выхода бло ка 10 вычисления вероятности подается величина (г + ) или величина - (М+сР) , где является оценкой среднего значения ранга в 1-ом,канале для случая присутствия в нем ожидаемого сигнала, на что указывает индекс 1. Эта оценка производится в блоке 10 вычисления вероятности путем усреднения ранга каналов, в которых присутствует ожи даемый сигнал. Среднее значение ран га при отсутствии сигнала равно & , но так как в блоке 10 вычисления ве роятности производится оценка среднего значения ранга для случая присутствия в нем ожидаемого сигнала, то эта оценка должна быть больше при сколь угодно малом значении сиг нала. Поэтому, если в результате вычисления за счет ошибок при статистическом определении среднего значения ранга получается оценка меньшая, чем М , то в качестве оценки г следует брать величину t--1((1-1,- - -K4-I 1 f%ftf ..-..««.. м (M+ff). Результат вычитания Sn |Г -i( +У,) или sr (М+сР С Шхода блока 12 вычитания поступа f4 totJtTL r T TO -nt-t «i a rf f fntrrr a в рециркуляционный накопитель 13,гд складывается с суммой ранее записан ных величин Sn. за (п-1) предаадущих периодов наблюдений. Из реииркуляционного накопителя 13 сумма z sj по ступает на перемножитель 11/ на вто рой вход которого с первого выхода блока 10 вычисления вероятности поступает оценка Гц„ - среднего значения ранга Испытуемого канала для Ьлучая присутствия в нем сигнала за Ьсё предыдущие периоды наблюдений (черта сверху f означает усреднение по каналам дальности и по период;ам наблюдений) . На выходе перемкожителя 11 получают информационный аналог отношения правдоподобия (индексы 1,к опущены) Zn (rtn- ),|, Si который сравнивается с двумя,порогами, установленными по заданным вероятностям ошибок по последовательному алгоритму в блоке 1 принятия решения. Блок 10 вычисления вероятности работает следуквдим образом. На вход К-разрядного регистра 14 сдвига с выхода дополнительного блока 6 вычисления ранга сигнала поступает ранг г,; .канала, в котором присутствует смесь ожидаемого сигнала с действующей помехой. С приходомимпульса сдвига, период повторения которого равен длительности интервала разрешения, -ранг г записывается в первые ячейки К-разрядного регистра сдвига. Через К тактовых импульсов в регистре оказываются зд писанными величины г , г . соответствующие К последним элементам Дальности, которые суммируются в сумматоре 15 л делятся на число К в блоке 16, на выходе KOjfoporo. i мируется величина - 1 равная среднему -значению г. за К последних элементов разрешения.Эта величина поступает на вход первого блока 17 вычитания, где из нее вычитается величина И/2, равная среднему значению ранга при гипотезе отсутствия сигнала. Анализатор 18 знака в случае, если полученная разность отрицательна, открывает третий ключ 30 и на второй выход блока 10 вычисления вероятности поступает через . элемент 29 ИЛИ величина - (M+lf) . В случае, если полученная разность положительна, анализатор 18 знака открывает первый 19 и второй 28,и на второй выход блоки вычисления вероятности через второй элемент 29 ИЛИ поступает величина- ( +)i Сформированная с помощью третьего сумматора 26 и блока 27 деления на Величина г, вычисляется по рекуррентному правилу длясреднего значения и равна 5;, (if -f) + , . К«.. ,,ib...W . - «тча 4пч причем среднее значение ранга за предыдущие (п-1) периодов хранения в Ы разрядном регистре 24 сдвига, имеющим число ячеек N, равно числу элементов разрешения, а в качест ве оценки -принимается величина г, . 1 или г5 (K+f) в зависимосTrf от знака разности, полученной на выходе первого блока 17 вычитания. После вычитания в третьем блоке 25 вычитания постоянного числа на первом выходе блока 10 вычисления вероятности формируется величина мп т & , используемая для вычисления Zn . Использование предлагаемого адаптивного рангового обнаружителя позволяет повысить эффективность обнаружения путем увеличения вероятности правильного обнаружения или, что эквивалентно, уменьшить среднее число испытаний. Формула изобретения Адаптивный ранговый обнаружитель по авт.св. №566218, отличащийся тем, что, с целью повыения эффективности обнаружения,,блок ычисления вероятности содержит поседовательно включенные первый реистр сдвига, первый сумматор, блок еления на К,, первый блок вычитания, нализатор знака, первый ключ, первый лемент ИЛИ, второй блок вычитания, лок деления на п, второй сумматор.

второй регистр сдвига, третий блок вычитания и последовательно включенные третий сумматор, блок деления на 2, второй ключ и второй элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом анализатора знака через третий ключ, при этом второй выход блока деления на К соединен с вторым входом первого ключа, выход которого соединен с входом третьего сумматора, первый выход анализатора знака соединен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход второго регистра сдвига соединен с вторыми входами второго блока вычитания и второго сумматора, тактовые входы первого и второго регистров сдвига соединены между собой, а входом/ первым и вторым выходами блока вычисления вероятности являются, соответственно, вход первого регистра сдвига, выход третьего блока вычитания и выход второго элемента ИЛ

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 566218, кл. G 01 S 7/30, 1977 (прототип).