Цифровое устройство для подав-лЕНия пАССиВНыХ пОМЕХ Советский патент 1981 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в когерентно-импульсных радиолокационных станциях.. Известно по основному авт. св. 743208 цифровое устройство для подавления пассивных помех, содержащее два канала, каждый из которых состоит из трех основных перемножителей, сумматора и последовательно соединенных фазового детектора, аналогоцифрового преобразователя, первого и второго блоков памяти, причем первые входы фазовых детекторов каналов объединены, а выходы первого блока памяти и аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно ко входу первого основного перемножителя и пер вому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего основных перемножителей, при этом на вторые входы фазовых детекторов поданы опорные сигналы,вычислительный блок и последовательно соединенные блок измерения и усреднения междупериодного сдвига фазы помехи и функци.ональный преобразователь, а в каждом канале - два дополнительных геремножителя, причем первый вход первого дополнительного перемножителя одного канала соединен с выходом второго блока памяти другого канала, первый вход и выход второго дополнительного перемножителя соединены соответственно с выходом второго блока памяти и одним из дополнительных входов сумматора, другой дополнительный вход которого соединен с выходом первого дополнительного перемножителя, а вторые входы дополнительных перемножителей соединены с выходами эычислительного блока, ко входу которого подключен выход блока измерения и усреднения междупериодного сдйига фазы помехи, входы которого соединены соответственно с выходами аналого-цифровых преобразователей и первых бло.ков пг.мяти, при этом выход первого основного перемножителя одного канала подключен к первому входу третьего основного перемножителя этого же канала и первому входу второго основного перемножителя другого канала, а втосале входа вторых и третьих основных перемножителей соединены с выходами функционального преобразователя 1 . Однако известное устройство не обеспечивает высокой эфЛективности

подавления пассивных помех, так как не учитывает их корреляционных свойсто.

Цель изобретения-- увеличение эффективности подавления пассивных помех.

Для достижения указанной цели в цифровое устройство для подавления пассивных помех, содержащее два канала, каждый из которых состоит из трех основных перемножителей, сумматора и последоват€шьно соединенных фазового детектора, аналого-цифрового преобразователя, первого и второго блоков памяти, причем первые входы фазовых детекторов каналов объединены, а выходы первого блока памяти и аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно ко входу первого основного перемножителя и первому входу сумматора, второй и тре тий входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего основных перемножителей, при этом, на вторые входы Лазовых детекторов поданы опорные сигналы, вычислительный блок и последовательно соединенные блок измерения и усреднения междупериодного сдвига фазы помехи и функциональный преобразователь, а в каждом канале - два дополнительных перемножителя, причем первый вход первого дополнительного перемножителя одного канала соединен с выходом второго блока памяти другого канала, первый вход и выход второго дополнительного перемножителя соединены со-Ч ответственно с выходом второго блока памяти и одним из дополнительныхвходов сумматора, другой дополнительный вход которого соединен с выходом первого дополнительного перемножителя, а вторые входы дополнительных пёремножителей соединены с выходами вычислительного блока, ко входу которого подключен выход блока измерения и усреднения междуперйодного сдвига Лазы помехи, входы которого соединены соответственно с выходами аналогоцифровых преобразователей и первых блоков памяти, при этом выход первого основного перемножителя одного канала подключен к первому входу третьего основного перемножителя этого же канала и первому входу второго основного перемножителя другого канала, а вторые входы вторых и третьих основных перемножителей соединены с выходами функционального преобразователя, введены последовательно включенные блок измерения междуперйодного коэффициента корреляции помехи и блок вычисления весового коэффициента, выход которого соединен с дополнительным входом первого основного перемножителя каждого канала, при этом первый, второй, третий и четвертый дополнительные выходы блока измерения и усреднения междуперйодного сдвига

фазы помехи соединены с одноименными входами блока измерения междуперйодного коэг)с)ициента кррреляиии помехи, блок измерения и усреднения междуперйодного сдвига Лазы помехи содержит последовательно включенные делитель, функциональный преобразователь и логический блок, соответствующие входы которого соединены с входами делителя а также два канале, каждый из которых состоит из первого накопителя, первого перемножителя и последовательно включенных второго накопителя, второго перемножителя, сумматора и блока усреднения, выход которого соединен с соответствующим входом делителя, при этом второй вход сумматора одного канала соединен с выходом первого перемножителя другого канала, первый вход которого соединен с выходом второго накопителя одноименного канала, вторые входы первых перемножителей обоих каналов соединены с выходом первого накопителя первого канала вторые входы вторых перемножителей обоих каналов соединены с выходом, первого накопителя второго канала, причем входы накопителей являются входами блока измерения и усреднения междуперйодного сдвига фазы помехи, выходом и первым, вторым, третьим и четвертым дополнительными выходами которого соответственно являются выход логического блока, выходы первых накопителей и выходы сумматоров, блок измерения междуперйодного коэффии;иента корреляции помехи содержит последовательно включенные первый су матор, функциональный преобразователь и делитель, второй вход которого соединен с выходом .второго сумматора, а также два канала, каждый из которых содержит последовательно включенные первый накопитель и первый квадратор и последовательно включенные второй квадратор и второй накопитель, при этом выходы первых квадраторов каждого канала соединены с соответствующими входами первого сумматора, выходы вторых накопителей каждого канала соединены с соответствующими входами второго сумматора, а. входы вторых квадраторов и первых накопителей первого и второго каналов являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами блока измерения междуперйодного коэффициента корреляции помехи, выходом которого является выход делителя.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока измерения и усреднения междуперйодного сдвига Фазы помехи; на фиг. 3 - структурная электрическая схема блока измерения междуперйодного коэффиг.иента корреляции помехи; на фиг. 4 - зависимость вы- , игрыша в нормированном коэЛфициенте прохождения помехи. Устройство содержит два канала 1 и 2, каждый из которых содержит первый, второй и третий основные перемножители 3, 4 и 5, сумматор б, фазовый детектор 7, аналого-циЛровой преобразователь 8, первый и второй .блоки 9 и 10 памяти и первый и второй дополнительные перемножители 11 и 12, а также блок 13 измерения и усреднени-я междупериодного сдвига фа зы помехи, функциональный преобразователь 14, вычислительный блок 15, блок 16 измерения междупериодного ко эффициента корреляции помехи и блок 17 вычисления весового коэффициента, блок 13 измерения и усреднения между периодного сдвига фазы помехи содержит делитель 18, Функциональный преобразователь 19, логический блок 20 два канала 21 и 22, каждый из которы содержит первый и второй накопители 23 и 24, первый и второй перемножите ли 25 и 26, сумматор 27 и блок 28 ус реднения, блок 16 измерения междупериодного коэффициента корреляции помехи содержит первый сумматор 29, делитель 30, два канала 31 и 32, каж дый из которых содержит второй квадратор 33, второй накопитель 34, первый накопитель 35 и первый квадратор 36, а также функциональный преобразователь 37 и второй сумматор 38. Устройство работает следующим образом. Выходные величины фазовых детекторов 7 поступают в аналого-цифровые преобразователи 8, где квантуются по времени и амплитуде. Ци11ровые коды Х| и УХ с выхода аналого-цифровых преобразователей 8 поступают на вход первых блоков памяти 9, а затем на входы блока 13. В первых и вторых на копителях 23 и 24 блока 13 осуществляется накопление помехи с нескольких смежных элементов разрешения по дальности. При этом на выходе первых накопителей 23 образуются усредненные величины X 1 и Yjt, соответствующи текущему зондированию, а на выходе вторых накопителей 24 - усредненные величины Y|, т. е. задержанные на период повторения и соответст вующие предыдущему зондированию. На выходах сумматоров 27 образуются соответственно величины и Х) Y, - t К--1 k. + Yfc,. Y|t После усреднения в блоках 28 и деления в делителе 18 на выходе функ ционального преобразователя 19 вычис ляется результате логических операций i в блоке 20, позволяющих в два раза расширить диапазон однозначно измеря-. емых допплеровскях скоростей помехи, имеем величину л.ч. С выходов блока 13 величины Хц, , и |i и V ц поступают на входы блок 16. После возведения в квадрат в квгщраторах 33 и усреднения в накопителях 34 на выходе второго умматора 38 получаем величину р x j-t-E це i пропорциональную мощноЪти помехи, которая поступает на один из входов делителя 30. С выходов первых квадраторов 36 квадраты усредненных в накопителях 3 величин (1 и Уц. после объединения с помощью первого сумматора 29 и извлечения квадратного корня в функциональном преобразователе 37 поступают на другой вход делителя 30, на выходе которого образуется оценка междупериодного коэлфициента корреляции помехи .e(,.Ve) Ж По величине этой оценки в блоке 17 вычисляется оптимальная величина весового коэффициента д,, обеспечивающая предельное подавление помехи с данным коэффициентом корреляции нерекурсивным режектором второго порядка. Для помех с реальными коэффициентами корреляции (например / 0,7) оптимальная величина весового коэффициента g - 20. Оценка величины сдвига фазы помехид, за к-тый период повторения с выхода блока 13 поступает на вход ЛуькциональнохО преобразователя 14, на выходе которого образуются sinuQ и cos лф 1 ,поступающие соответственно на входы второго и третьего основных перемножителей 4 и 5. На выходе вычислительного блока 15 образуются sin (л, +дфк) и cos (дФ.) , поступающие соответственно на входы первого и второго дополнительных перемножителей 11 и ,12. Поступающие с выходов первых блоков памяти 9 цифровые коды Y(,j в первых основных перемножителях 3 умножаются на весовой коэффициент 9-,, а затем с помощью вторых и третьих основных перемножителей 4 и 5 подвергаются двумерному повороту на угол дС)к- Поступающие с выходов вторых блоков памяти 10 цифровые коды Х)(;-2 и подвергается двумерному повороту на угол v Afj;..+ + ). Двумерный поворот квадратурных составляющих на уголд -. и угол ( д ) компенсирует допплеровские сдвиги Лазы помехи и обеспечивает синфазность слагаемых при образовании выходных величин сумматоров 6, что приводит к смещению зон подавления на величину,допплеровской частот помехи. Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет адаптивное пода ление пассивных помех с неизвестньтми корреляционными свойствами, реализуя предельную величину подавления для нерекурсивного режектора второю порядка. Рассмотрим эффективность предлага . емого устройства.. В качестве критерия будем использовать нормированный по отношению к белому,шуму коэГофициент прохождения помехи где p(,i,(j -ют ехр{-| f )/J. ; нормированная ширина спе тра помехи. Весовые коэффициенты известного устройства 90 д 1, 9 -2. Оптимальные весовые коэффициенты определяются как собственный вектор корреляционной матрицы помехи порядка 3x3, соответствующий минимальному собственному значению этой матрицы. Можно показать, что в этом случае 9-7 (- мин) , (гд р р (т),)- - минимальное собственное значение). Учитывая, что при O/ M,XH- Ol/ можно использовать приближенное значение коэс фициента -й -З/. На фиг. 4 приведена зависимость выигрыша в величине Ли предлагаемого . устройства по отношению к известному для приближенного значения п (сплошная кривая) и для точного значения (пунктирная кривая). Как видим, в случае приближенного выбора g по сравнению с точным имеет место несущественный проигрыш, да и то тольк при широкополюсной помехе. В целом ВЫИГРЫШ Л| в подавлении пассивной помехи при адаптации весового коэффициента g к корреляционным свойст вам noMexH достигает почти 2 дБ. Формула изобретения 1.Цифровое устройство для подавления пассивных помех по авт. св. №743208, отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности подавления пассивных помех введены последовательно включенные блок измерения междупериодного коэФ(Ъициента корреляции помехи и блок вы числения весового коэффициента, выход которого соединен с дополнительным входом первого основного перемножителя каждого канала, при этом первый, второй, третий и четвертый дополнительные выходы блока измерения и усреднения междупериодного сдвига фазы помехи .соединены с одно именными входами блока измерения меж дупериодного коэффициента корреляции помехи. 2. Устройство п. 1, отличающееся тем, что блок измерения и усреднения междупериодного сдвига фазы помехи содержит последовательно включенные делитель, функциональный преобразователь и логический блок, соответствующие входы которого соединены с входами делителя, а также два канала, каждый из которых состоит из .первого накопителя, первого перемножителя и последовательно включенных, второго накопителя, второго перемножителя , сумматора и блока усреднения, выход которого соединен с соответствующим входом делителя, при этом второй вход сумматора одного канала соединен с выходом первого перемножителя другого канала, первый вход которого соединен с выходом второго накопителя одноименного канала, вторые входы первых перемножителей обоих каналов соединены с выходом первого накопителя первого канала, вторые входы вторых перемножителей обоих каналов соединены с выходом первого накопителя второго канала, .причем входы накопителей являются входами блока измерения и усреднения междупериодного сдвига фазы помехи, выходом и первым, вторым,. третьим и четвертым дополнительными выходами которого соответственно являются выход логического блока, выходы первых накопителей и выходы сумматоров. 3 . Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок измерения междупериодного коэффициента корреляции помехи содержит последовательно включенные первый сумматор, функциональный преобраз.ователь и делитель, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а два канала, каждый из которых содержит последовательно включенные первый накопитель и первый квадратор и последовательно включенные второй квадратор и второй накопитель, при этом выходы первых квадраторов каждого канала соединены с соответствующими входами первого сумматора, выходы вторых накопителей каждого канала соединены с соответствующими входами второго сумматора, а входы вторых квадраторов и первых накопителей первого и второго каналов являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами блока измерения междупериодного коэффициента корреляции помехи, выходом которого является выход делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельствоСССР № 743208, кл. G 01 S 7/36, 1977 (прототип).