Обнаружитель сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01S7/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных системах для обнаружения сигнала и оценки допплеровского смещения частоты сигнала на фоне коррелированных помех. Известен обнаружитель сигналов, содержащий блок принятия решений, последовательно включенные приемник, первый аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычисления ранга и блок дискретного преобразования Фурье, и последовательно включенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок вычисления ранга, выход которого соединен с вторым входом блока дискретного преобразова ния Фурье, при этом второй выход при емника соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 1 Однако известное устройство не обеспечивает постоянства вероятности ложных тревог при обнаружении сигнала в коррелированной помехе. Цель изобретения - увеличение стабилизации вероятности ложных тревог при априорно неизвестных функции распределения и коэффициенте корреляции помехи. Поставленная цель достигается тем, что в обнаружитель сигналов, содержащий блок принятия решений, последовательно включенные приемник, первый аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычисления ранга и блок дискретного преобразования Фурье и последовательно включенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок вычисления ранга, выход которого соединен с вторым входом блока дискретного преобразования Фурье, при этом второй выход приемника соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, введены последовательно включенные блок оценки корреляции рангов и блок вычисления решающей статистики, выход которого соединен с входом блока принятия решений, а первый и второй входы блока оценки корреляции рангов соединены с выходами первого и второго блоков вычисления ранга соответственно. Блок оценки корреляции рангов содержит последовательно включенные первый регистр сдвига, первый перемножитель, второй регистр сдвига, первый сумматор, блок сложения, блок д еления, блок вычитания и рециркуляционный накопитель и последовательн включенные третий регистр-сдвига, второй перемножитель, четвертый регистр сдвига и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом блока сложения, при этом первым и вторым входами и выходом блока оценки корреляции рангов соответственно являются соединенные между со бой вход первого регистра сдвига и второй вход первого перемножителя,со единенные между собой вход третьего регистра сдвига и второй вход второг перемножителя и выход рециркуляционного накопителя. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока оценки кор реляции рангов. Обнаружитель сигналов содержит приемник 1, первый аналого-цифровой преобразователь 2, первый блок 3 вычисления ранга, блок 4 дискретного преобразования Фурье, второй аналого-цифровой преобразователь 5, второй блок 6 вычисления ранга, блок 7 оценки.корреляции рангов, блок 8 вычисления решающей статистики и блок 9 принятия решений, блок 7 оцен ки корреляции рангов содержит первый регистр 10 сдвига, первый перемножитель 11, второй регистр 12 сдвига, первый -сумматор 13, блок 14 сложения блок 15 деления, блок 16 вычитания, рециркуляционный накопитель 17, третий регистр 18 сдвига, второй перемножитель 19, четвертый регистр 20 сдвига и второй сумматор 21. Обнаружитель сигналов работает следующим образом. Исследуемый процесс после разложения на ортогональные составляющие в приемнике 1 и преобразования сигнала каждой квадратурной составляющей в цифровую форму в аналого-цифровых преобразователях 2 и 5 с периодом Т поступают в блоки 3 и б -вычисления ранга. Вычисленные в кажР А4с С V дои квадратуре ранги R V (п-но го периода наблюдения, Е+к-того канала дальности) поступают на вход блока 4 дискретного Фурье, где вычисляется величина п ,.i(j-i)/n,bO,1,...,h-H, (л} . где Z: Ui+iVj , , U; Rj-(m-l) (m+l)/2,,V - райги отсчетов испытуемого кангша.относител но помеховых выборок, извлекаемых из m соседних каналов по дальности в соответствующих квадратурах, и на вход блока 7 оценки корреляции рангов, где производится оценка коэффициента корреляции рангов в соот.ветсвии с выражением р -1-2:: (й. w i«-i) - где ,i2.m(m+2)/12 - математическое ожидание и дисперсия рангов при отсутствии сигнала. Полученные за п периодов величины и f поступают на блок 8 вычисления решающей статистики, где значение корректируется в соответствии с полученным значением р . Блок вычисления решающей статистики можно выполнить, например, в виде постоянного запоминающего блока, в которое записаны заранее вычисленные величины IW (-AVi(jJ) , где дЬ(р) «:Т-,(р)-С, T-v,(f) - корень транспендентного уравнения/ 1 (,9) (9} р (,pJ-.плотность распределения величины при коэффициенте корреляции ранговр и отсутствии сигнала; d- вероятность ложного обнаружения. P(/Wt,/,p) не зависит от вида распределения помехи,а зависит только от коэффициента корреляции и может быть определена аналитически или представлена с помощью аппроксимации, например, законом Релея. Для вынесения решения о наличии или отсутствии сигнала величина / /-дЬСр) сравнивается в блоке 9 принятия решений с порогом, установленным по заданной вероятности ложного обнаружения в предположении некоррелированности отсчетов помехи. На входы первого и третьего регистров 10 и 18„сдвига.(фиг. 2) поступают ранги R. и vlf с выходов первого и второго блоков 3 и б вычисления ранга (фиг. 1) соответственно, которые перемножаются в первом и втором перемножителях li и 19 с соответствующими рангами R. и Vj предыдущего периода повторения, поступающими с выходов первого и третьего регистров 10 и 18 сдвига. С приходом от синхронизатора (не показан), период следования которого равен длительности интервала разререн|1я, поЛ5лчеиные произведения R, К4-л записываются в первые ячейки второго и третьего регистров 12 и 20 сдвига. Через К тактовых импульt -V5I If соответствующие последним элементам дальности, которые суг вируются по К в йервом и втором сумматорах 13 и .21. Полученные суммы складываются между собой в блоке 14 сложения и результат делится на постоянное число А 2/п-1/. в блоке 15 деления, в блоке 16 вычитания из результата деления вычитается постоянное число ЬвМ(п-1)6 Полученная таким образом величина Г- ..(.П г ain-i).k- 61 поступает на вход рециркуляционного накопителя 17, на выходе которого через п периодов образуется оценка коэффициента корреляции рангов, соответствующая выражению (2). Таким образом(Предлагаемый обнаружитель позволяет гарантировать заданную вероятность ложных тревог при априорно неизвестной функции распределения помехи и неизвестном коэффициенте корреляции помехи. Формула изобретения 1. Обнаружитель сигналов, содержащий блок принятия решений, последовательно включенные приемник, пер рый аналого-цифровой преобразовател первый блок вычисления ранга и блок дискретного преобразования Фурье и последовательно включенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок вычисления ранга, выход которого соединен с вторым входом блока дискретного преобразования Фурье, при этом второй выход приемника соединен с входом второго аношого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабилизгщии вероятности ложных тревог при априорно неизвестных функции распределения и коэффициенте корреляции помехи, введены последовательно включенные блок оценки корреляции рангов и блок вычисления решающей статистики, выход которого соединен с входом блока принятия решений, а первый и второй входы блока оценки корреляции рангов соединены с выходами первого и второго блоков вычисления ранга соответственно. 2. Обнаружитель по п. 1, о т л ичающийся тем, что блок оценки корреляции рангов содержит последовательно включенные первый регистр сдвига, первый перемножитель, второй регистр сдвига, первый сумматор, блок сложения, блок деления, блок вычитания и р ециркуляционный накопитель и последовательно включенные третий регистр сдвига, второй перемножитель, четвертый регистр сдвига и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом блока сложения, при этом первым и -вторам входами и выходом блока оценки корреляции рангов соответственно являются соединенные между собой вход первого регистра сдвига и второй вход первого перемножителя, соединенные между собой вход третьезго -регистра сдвига и вторюй вход второго перемножителя и выход рециркуляционного накопителя. HcTOVHSiKH информации, принятые вс внимание при экспертизе 1. Dillard G.M. и др. Adistribution free doppler processor.- IEEE Traus, AES, AES-10, 1974, № 4, c. 484, рис. 8 (прототип).

907487 |ф

«сэ

«о -о

i

1

со