Рекурсивный фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03H17/04 

(54) РЕКУРСИВНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиолокаци и может быть использовано в устройствах когерентной обработки сигналов на фоне коррелированных помех. Известен рекурсивный фильтр, содержащий сумматоры, перемножители и блоки задержки 1 . Однако указанный фильтр обладает достаточной эффективностью подавления помех лишь в установившемся режиме, а при; малом объеме выборки из-за длительных переходных процессов его эффек тивность низка. Известен также рекурсивный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первую линию задержки, второй сумматор, выход которого че рез первый весовой блок подключен к вт рому входу первого сумматора, вторая линия задержки, выход которой .через вто рой весовой блок полключен к третьему входу первого cysTMaTopa, третий сумматор, третья линия зал(р ., выход кото- рой через третий весовой блок подключен к второму входу третьего сумматора, и четвертый сумматор, другой выход которого подключен к выходу третьего сумматора, третий выход которого подключен к выходу второго сумматора, другой вход которого объединен с первым входом первого сумматора и является входом устройства С 21 . В известном фильтре используется установка начальных условий в блоках задержки, с целью уменьшения длительности переходного процесса, вызванного перепадом мощности коррелированной помехи на входе фильтра. Однако на первых шагах исходной выборки эффективность фильтра оказывается недостаточно высокой. Цель изобретения - повышение эффективности подавления корре.пированных помех. Поставленная цель достигается тем, 5тр в рекурсивный фильтр, содержащий псюледовательно соединенные первый сумматор, другой вход которог о подключен к выходу первого весового блока, первую линию задержки и второй сумматор, другой вход которого объединен с первым входом первого сумматора и является входом устройства, последовательно соединенные вторую пинию . задержки, третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго весового блока, третью линию задержки и четвертый сумматор, а также третий весовой блок, введены дополнительный сумматор, дополнительный весовой блок, коммутаторы и блок управления, первый выход которого подключен к управляющи входам линий задержки, второй, третий и четвертый выходы - к управляющим входам соответствующих коммутаторов, при этом первый коммутатор и дополнительный сумматор включены-последовательно между выходом второго сумматора и входом второй линии задержки, к, другому входу дополнительного сумматора подключен выход дополнительного весового блока, выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом второго коммутатора, через третий весовой блок - с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, и с вторь1м входом четвертого сумматора, выход которого подключен через третий коммутатор с входами первого, второго и дополнительного весовых блоков, а блок управления содержит последовательно соединенные генератор cинxpoи myльcoв, выход которого является первым выходо блока управления, первый делитель частоты, второй делитель частоты и первый триггер, а также первый счетчик импуль сов, счетный вход которого объединен со счетным входом второго счетчика им пульсов и подключен к выходу первого делителя частоты, вход обнуления к выходу второго делителя частоты, инфор мационные выходы - к соответствующим входам первого дещифратора, выход которого подключен к второму входу первого триггера, и второй счетч ик импульсов, вход обнуления которого объединен с первыми входами второго, третьего и четвертого триггеров и подключен к выходу первого триггера, а выходы - к входам второго дешифратора, выходы ко- торого подключены к вторым входам соответственно второго, третьего и четвер того триггеров, выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока управления. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого фильтра. Фильтр содержит сумматор 1 первый, первую линию 2 задержки, второй сумматор 3, первый, второй и третий весовые блоки 4-6, вторую линию 7 задержки, третий сумматор 8, третью линию 9 задержки, четвертый сумматор 10, блок 11 управления, первый коммутатор 12, дополнительный сумматор 13, второй коммутатсф 14, третий коммутатор 16, дополнительный весовой блок 16. Блок 11 управления содержит генератор 17 синхроимпульсов, первый делитель 18 частоты, второй делитель 19 частоты, первый триггер 20, первый счетчик 21 импульсов, первый дешифратор 22, второй счетчик 23 импульсов, второй дещифратор 24, второй, третий и четвертый триггеры 25-27. Фильтр работает следующим образом. Синхронную работу во времени блоков рекурсивного фильтра и узлов системы обработки в целом (не показаны) осуществляет блок 11 управления. Основная его функция состоит в том, чтобы по моменту прихода опорной последовательности импульсов, несущей информацию о моментах излучения, выработать сигналы управления, по которым срабатывают коммутаторы 12, 14 и 15 соответственно. на втором, третьем и четвертом щаге последовательности импульсов. Генератор 17 синхроимпульсов вырабатывает непрерьшную последовательность синхроимпульсов и.( 5 ) с периодом Tj-j , обеспечивающих считывание информации в линиях 2, 7, 9 задержки на каждом из . элементов разрешения по дальности. На выходе первого делителя 18 частоты образуется опорная последовательность импульсов с периодом , определяющих частоту излучения. Во втором делителе 19 частоты происходит понижение частоты 1/Т до значения l/Tj , импульсы с выхода которого поступают в антенную систему (на фиг. 1 не показано) и определяют момент излучения следующей пачки импульсов. На выходах второго дешифратора 24 в соответствии со значением двоичного кода числа импульсов, поступивших на счетный вход второго счетчика 23 импульсов, появляются единичные потенциалы, которые записываются во втором,

третьем и четвертом триггерах 25-27. Состояния на выходах триггеров 25-27 остаются неизменными до тех пор, пока не поступит сигнал обнуления, с выхода первого триггера 2О, вырабатываемый с момента окончания пачки излушемых импульсов, (п - заданная длина пачки, определяемая первым дешифратором 22) и до момента скачкообразного перемещения антенного луча в новое положение (4. Момент времени t п Т фиксируется в первом дешифраторе 22 появлением на выходе единичного потенциала по приходу (п +1)-го импульса опорной последовательности на счетный вхрд первого счетчика 21 импульсов, число разрядов М которого определяется значением п , а момент перемещения антенног луча совпадает с появлением импульсов на выходе второго делителя 19 частоты.

Таким образом, при совпадении положения антенного луча РЛС с кромкой облака пассивных помех, первый отраженный импульс, преобразованный в i аналого-цифровом преобразователе (не показан) в числовой код, поступает на вход рекурсивного фильтра. В это время - (L-l)Tjj первый коммутатор 12 разомкнут, сигнал на выходе фильтра отсутствует, а его числовой код записывается в первой линии 2 задержки. На втором шаге опорной последовательности с блока 11 управления подается активный потенциал, замыкающий вход и выход первого коммутатора 12. В обработке числовых кодов в это время принимают участие только первый, второй и четвертый сумматоры 1, 3, 10,первая линия 2 задержки и первый коммутатор 12, На выходе рекурсивного фильтра значение кода соответствует череспериодной разности, т.е. к моменту времени Т фильтр эквивалентен звену ЧПК. На третьем шаге t 2 Тп блок 11 управления переводит второй коммутатор 14 из состояния, когда первый вход соединен с выходом при отключенном втором вход в состояние, когда первый вход отключен а второй вход соединен с выходом. При этом на выходе фильтра образуется код, эквивалентный выходной величине звена ЧПК 2-го порядка. На четвертом шаге замыкается третий коммутатор 15. К моменту подключения коммутатором 15 рекурсивных связей на выходе четвертого сумматора 1О образуется код декоррелированных остатков смеси сигнала соответствующих нерекурсивной структуре 3-го порядка. Испол .-ование первого

Я второго коммутаторов 12 и 14 позволяет повысить эффективность фильтра на первых шагах выборки, так как начиная со 2-го шага и по 4-й шаЬ происходит наращивание порядка jjepeKypcHBной структуры фильтра, а при замыкании коммутатора 15 скомпенсированная на выходе четвертого сумматора 10 величина поступает в обратные связи на первый, дополнительный и третий весовые блоки 4, 16, 5, что приводит к дополнительной компенсации помехи на последующих шагах. Длительность переходного процесса Е фильтре при этом сокращается по сравнению с прототипом. При дальнейшей обработке принятой последовательности в образовании сумм величин на выходах первого, второго, дополнительного третьего, четвертого сумматоров 1, 3, 13, 8, 10 участвуют числовые коды, прошедшие предварительную обработку и взвешенные в первом, дополнительном и третьем весовых блоках 4, 16, 5, а эффективность подавления помехи в кратчайшее время достигает ус- тановившегося значения.

При переводе антенного луча в новое положение вся работа предлагаемого фильтра повторяется вновь с момента первого принятого импульса.

Формула изобретения

второго сумматора и входом второй nHHtfn задержки, к другому входу дополнительного сумматора подключен выход дополнительного весового блока, выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом второго коммутатора, через третий весовой блок с вторым информаиио1шым входом второго коммутато ра, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, и с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен через третий коммутатор с входами первого, второго и дополнительного весовых блоков.

2, Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, вы:ход которого является первым выходом блока управления, первый делитель частоты, второй делитель частоты и первый триггер, а также первый счетчик импульсов, счетный вход которого объединен со счетным входом второго счетчика импульсов и подключен к выходу первого делителя частоты, вход обнуления - к выходу второго делителя частоты, информационные

выходы - к соответствующим входам первого дешифратора, выход которого подключен к другому входу первого триггера, и второй счетчик импульсов, вход обнуления которого объединен с первыми входами второго, третьего и четвертого триггеров, и подключен к выходу первого триггера, а вь1ходы к входам второго деши4ратора, выходы которого подключены .

к вторым входам соответственно второго, третьего yf четвертого триггеров, выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока управления,

Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе

1,Шредер и др. Коэффициент эффективности рециркуляционного фильтра по-

давления мешающих отражений радиолокационной системы СДЦ ТИИЭР, 1972, т. 60, № 12, с. 104-105.

малом объеме выборки. Известия вузов. Радиоэлектроника, 1978, т. XXI, № 5, с. 122, рис. 1 (прототип).