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

Изобретение относится к радиотехнике и, может использоваться в устройствах об ааружения сигнала на фоне помех. Известно устройство для обнаружения сшгнала в помехах с известными характе- Р ястий:ами, содержащее аналогонцифровой apoueccopfc генератор функции правдоподобия и блок принятия решения, осуществляющее последовательный анализ входных данных Ll3. Однако заданные характеристики качес ва такого устройства обеспечиваются лиш Нля вполне определенного вида помехи известной интенсивности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является адаптирующийся ранговый обнаружитель, содержащий последовательно включенные согласованный фильтр и детектор, многоотводную линию задержки, m выходов которой соединены с блоком вычисления ранга, уп +1-вый вход которого соеди нен с входом многоотводной линии задерж ки, и последовательно соединенные рециркуляционный накопитель и блок принятия решения Г27. В этом обнаружителе за счет бинарного квантования ранга теряется часть информации, среднее число наблюдений до принятия решения превышает минимально возможное при ранговой обработке. . Цель изобретения - уменьшение среднего числа наблюдений. Постаоленная цель достигается тем, что в адаптирующийся ранговый обнаружитель, содержащий последовательно включенные согласованный фильтр а детектор, многоотводн ю линшо задержки, m выходов которой соединены с блоком вычисления ранга, m +1-ВЫЙ вход которого соединен с входом линии задержки, и последовательно соеднненные рециркуляционный накопитель и блок принятия решения, введены аналого-цифровой преобразователь, вклю-. ченный между детектором и линией задержки, блок измерения статических характеристик помехи, первый и второй входы которого соединены соответственно с пер3seвым и последним выходами линий аадержки, и постоянное запоминающее усгройство, первый вкоа которого соединен с выхои дом )ка вычисления ранга, второй вхояс первым, а третий - со вторым выходами .блока измерения статических характ©рист«к помехи, а выход аосгоянного эапо- мйнающего устройства соединен с входом ред1иркуляционного накопителя. Кроме того, блок иемерения .статических характеристик помехи содержит генератор ожидаемого сигнала, первый накапливающий сумматор, выход которого соединен со входом первого квадратора, второй накапливающий сумматор, входы которого соединены с выходами второго и третьего квадраторов соответственно, а выход - с Бкодами первого и второго делителей, вторые входы которых подключены к выходу первого квадратора и к генератору ожидаемого carHajia соответственно, причем первым и вторым входами блока измерения сгагических характеристик помехи являются первый и второй входы первого накапливающего сумматора, сое.диненные соответственно с входами второго и третьего квадраторов, а первым и BTopbnvi выходами блока измерения статистических характеристик помехи - выходы первого и второго делителей соответственно. На фиг, 1 -представлена структурная электрическая схема адаптирующегося рангового обнаружктезля; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока измерения статистических характеристик помехи. Адаптирующийся раиговый обнаружитель содержит последовательно включенные согласованный фпльтр 1, детектор 2, аналогоцифровой прсобразоБатель 3 и цифровую мно гоотводную линию задержки 4, УП выходов которой соединены с сосгветсгвующими № входам блока вычисления ранга +1-ВЫЙ вход которого соединен с входом линии задержки 41 а выход через постояиное запоминающее устройство 6 и рецкр- куляционный накопитель 7 подключен к блоку принятия решсппя 8. При этом первый и последний выходы линии задержки 4 соединены с первым и вторым входами . блока измерения статистических характеристик помехи 9, . выходы которого соединены со вторым и третьим входами постоянно запоминающего устройства 6. .w;, .w.m-«---I Блок измерения статистических харак-теристик помехи 9 (фиг. 2) содержит генератор ожидаемого сигнала. 10, накапливающйй сумматор 11, выход которого сое( динен со входом квадратора 12, накаплиi4вающйй сумматор 13, входы которого соединены с выходам квадраторов 14 и 15 соответственно, а выход - с входами делителей ,16 и 17, вторые входы которых подключены к выходу квадратор. 12 и генератору ожидаемого сигнале 1 О соответственно, причем первым и вторым входами блока измерения статистических характеристик помехи 9 явл тются первый и второй входы накапливающего сумматора 11, соединенные соответственно с входами квадраторов 14 и 15, а первым к вторым выходами блока измерения выходы делителей 16 и 17 соответственАдаптирующийся ранговый обнаружитель работает следующим образом. Исследуемый процесс через согласованный фильтр 1, детектор 2 и аналого-цифровой преобразователь 3 .поступает нь блок вычисления ранга 5 и цифровую линшо задержки 4, всшолненную, например, на многоразрядном регистре сдвига, причем сдвиг информации осуществляется с периодом, равным одному элементу разрешения по времени. Елок 5 вычисляет ранг (порядковый номер испытуемого канала) элемента разрешения относительно отсчетов m соседних каналов, в которых можно считать (при существенной асимметрии канала, например радиолокационного), что присутствует практически одна помеха. Ранг /: (i -того периода наблюдения, 0 -ного канала) поступает на первый вход постоянного запоминающего устройства 6, в котором записаны заранее вычисленные значения логарифма отношения правдоподобия ранга 1 являющегося функцией значения ранга г отношения квадрата математического ожидания помехи М и мощности ожидаемого сигнала 5 к мощности помехи MQ Отношения М /f ,j и п измеряются для действующей помехи блоком измерения статистических характеристик по- мехи 9 и поступают на второй и третий входы постоянного запоминающего устройстеа Б. С выхода постоянного запоминающего устройства 6 величинаЛ(г|, поступает на рециркуляционный накопитель 7, где складывается с ранее записанной суммой этих величин за предыдущие (i-f) периоды наблюдения. Далее эта сумма в блоке принятия решения 8 испытывает на пороги и р для вынесекия решения по последовательному прави- лу, где et и ft -вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала соответсгвенно. На суммирующий вход накапливающего сумматора 11 (фиг. 2) и через квадрагор 14 на аналогичный вход сумматора ЛЗ поступает помеховый сигнал с первого отвода линии задержки 4, а на вычитающий вход .сумматора 11 и через квад ратор 15 на такой же вход сумматора 13 отсчет помехи с послецнегр р.твода линии задержки 4. Таким образом, на вы ходах сумматоров 11 и 13 имеем соответственно для в -«ого канала. еп-л S(.H,G.Г,Ым).) Величины fA и М являются оцейками (с точностью до сс)мтгбжителя m -1) средйего значения М и у ощности поме хи , После возведения величины М, {т-Ч) в квадрат в квадраторе 12 и делении из fAQ(i(in-i) в делителе 16 на первом выходе , блока измерения статистических характе-ристют помехи 9 образуется величина Генератор ожидаемого сигнала ip вы-Г рабатывает значение мощности ожидаемого сигнала з, выраженной в цифровой фор ме. Эта величина 1|оступает на делитель 17, другой вход которого соединен с сум матором 13. С выхода делителя 17 величина, являющаяся оценкой отношения мощности сигнала к мощности действующей помехи, поступает на второй выход блока измерения статистических характеристик помехи 9. Выисление значения А-(|,,,)за писанных в постоянном запоминающем уст рсйстве 6, может быть, например, проиё ведено на ЦВМ, исходя из следующего - функция распределения помехи аппрок симируется законом Вейбуллаб(1)1-ехрК1 ) параметры которого с и 6 определяются значениями моментов Й, и М j ; - функцию распределения смеси сигнала с помасой P(i) можно найти при известнь1х сигнале. S и функции G (t) с уче том векторного сложения сигнала с пом хой;-величины X по известным Sti) и F(t) ; рассчитывается для всех возможных значений V) -ИГ 1in Использование изобретения позволяет ,гарантировать заданное качество обнаружения при весьма широком изменении отнойения сигнал/помеха и неизвестном виде действующей помехи, причем среаняя длительность наблюдения практически совпадает с мйнимально возможной для данной помеховой ситуации. Среднее число наблюдений у описьшаемого обнаружителя примерно на 59% меньше, чем у известного, Формула изобретеня 1.Адаптирующийся ранговый обнаружитель, содержащий последовательно включенное согласованный фильтр и детектор, : многоотводную линию задержки, m выходов, которой соединены с блоком вычисления ранга, m +1-вый вход которого соединен с входом линии задержки, и последовательно соединенные рециркуляционный накопитель и-блок принятия решения отличающийся тем, что, с целью. уменьшения среднего числа наблюдений, введены аналого-цифровой преобразователь, включейный между детектором и линией задержки, блок измерения статистических характеристик помехи, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и последним выходами линии задержки, и постоянное запоминающее уст- ройство, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления ранга, вто- , рой вход - с первым, а третий - со вто рьш выходами блока измерения статистических характеристик помехи, а выход постоянного запоминающего устройства соединен с входом рециркуляционного -накопителя. 2.Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что блок измерения статистических характеристик помехи содержит генератор ожидаемого сигнала, первый накапливающий сумматор, выход которого соед1шен со входом первого квадратора, второй накапливающий сумматор, вхоаы которого соединены с выходами второго и третьего квадраторов соответственно, а выход - с входами первого и второго делителей, вторые входы которых подключены к выходу первого квадратора и к генератору ожидаемого сигнала соответственно, причем первьпм и вторым входами блока измерения статистических. характеристик помехи являются первый и второй входы первого накапливающего сумматора, соединенные соответственно с входами второго и третьего квадраторов, а первым и вторым выходами блока измерения статистических характеристик помехи - выходы первого н второго делителя соответственыо. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе iV Патент США Isfe 3281834, л. 343-5, опубляк. 1966, 2. Авторское свидетельство СССР fr 641792, кл. G 01 5 7/ЗО, 1976 прототип).

Vf, f