RU2498340C1 - Method of stabilising false alarm probability - Google Patents
Method of stabilising false alarm probability Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498340C1 RU2498340C1 RU2012113687/07A RU2012113687A RU2498340C1 RU 2498340 C1 RU2498340 C1 RU 2498340C1 RU 2012113687/07 A RU2012113687/07 A RU 2012113687/07A RU 2012113687 A RU2012113687 A RU 2012113687A RU 2498340 C1 RU2498340 C1 RU 2498340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- compressed
- level
- channel
- threshold
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) для обнаружения сигналов при действии импульсных помех.The claimed technical solution relates to the field of radar and can be used in radar stations (radar) to detect signals under the action of pulsed interference.
В современных РЛС широко используются сигналы достаточно большой длительности с внутриимпульсной модуляцией [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М: Сов. Радио, 1979, с.400, 402]. Увеличение длительности импульса позволяет увеличить энергию сигнала при сохранении импульсной мощности, а введение внутриимпульсной модуляции и сжатие импульса в фильтре сжатия обеспечивает разрешающую способность по дальности. При этом актуальной задачей является стабилизация вероятности ложной тревоги (ВЛТ) в различных условиях работы РЛС.In modern radars, signals of a sufficiently long duration with intrapulse modulation are widely used [Handbook of Radar Ed. M. Skolnik, vol. 3, M: Sov. Radio, 1979, p. 400, 402]. Increasing the pulse duration allows increasing the signal energy while maintaining the pulse power, and the introduction of in-pulse modulation and compression of the pulse in the compression filter provides a range resolution. In this case, the urgent task is to stabilize the probability of false alarm (VLT) in various operating conditions of the radar.
Известен способ стабилизации ВЛТ при действии собственных шумов, а также внешних стационарных помех, заключающийся в автоматической регулировке усиления (АРУ) в приемном тракте РЛС, например, путем регулировки усиления по уровню шума в нерабочих интервалах между излученным и принимаемым сигналами (ШАРУ), что эквивалентно изменению уровня порога обнаружения [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.170]. В этом случае оптимальный прием в линейном канале при заданном уровне ВЛТ при действии шумовой помехи обеспечивает наибольшую вероятность обнаружения цели. Но при воздействии импульсной помехи система ШАРУ из-за своей инерционности не успевает отслеживать ее уровень [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.170]. В этом случае обеспечить требуемую ВЛТ не представляется возможным, т.к. на выходе фильтра сжатия образуется ряд шумоподобных выбросов, уровень которых при достаточно большой импульсной мощности помехи может превышать установленный порог обнаружения, что вызовет ложные обнаружения цели и, соответственно, возрастание ВЛТ. Таким образом, известный способ обеспечивает стабилизацию уровня ВЛТ в условиях некоррелированного шума, но не обеспечивает заданный уровень ВЛТ при действии импульсной помехи. В этом заключается недостаток известного способа.There is a method of stabilizing VLT under the action of intrinsic noise, as well as external stationary interference, which consists in automatic gain control (AGC) in the receiving path of the radar, for example, by adjusting the gain according to the noise level in non-working intervals between the emitted and received signals (BALL), which is equivalent a change in the level of the detection threshold [Radar Reference Ed. M. Skolnik, vol. 3, M .: Sov. Radio, 1979, p. 170]. In this case, the optimal reception in the linear channel at a given level of VLT under the influence of noise interference provides the greatest probability of target detection. But when exposed to impulse noise, the BALL system, due to its inertia, does not have time to track its level [Radar Reference, ed. M. Skolnik, vol. 3, M .: Sov. Radio, 1979, p. 170]. In this case, it is not possible to provide the required VLT, since at the output of the compression filter, a series of noise-like emissions is formed, the level of which at a sufficiently large pulsed interference power can exceed the set detection threshold, which will cause false detection of the target and, accordingly, an increase in VLT. Thus, the known method provides stabilization of the VLT level in conditions of uncorrelated noise, but does not provide a given level of VLT under the action of pulsed noise. This is the disadvantage of the known method.
Наиболее близким к заявляемому способом является способ стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающийся в сжатии принятого сигнала в фильтре сжатия в канале с ограничением, в сравнении сжатого сигнала с порогом, в принятии решения об обнаружении сигнала, если сжатый сигнал превысил порог обнаружения. Этот способ основан на фазовом различении, когда ограничивают принимаемый сигнал на уровне, значительно ниже уровня шумов [Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, т.3, М.: Сов. Радио, 1979, с.172]. При этом для широкополосного сигнала отношение сигнал/шум после ограничения и сжатия сигнала уменьшается незначительно (не превышает 1 дБ) по сравнению со сжатием сигнала в линейном канале. Этот способ обеспечивает стабилизацию ВЛТ при действии импульсных помех, поскольку после ограничения уровень сжатого сигнала зависит только от степени соответствия фазовой структуры принятого сигнала фазовой структуре фильтра сжатия и не зависит от его мощности.Closest to the claimed method is a method of stabilizing the probability of a false alarm, which consists in compressing the received signal in the compression filter in the channel with a restriction, in comparing the compressed signal with a threshold, in deciding whether to detect a signal if the compressed signal has exceeded the detection threshold. This method is based on phase discrimination, when the received signal is limited at a level significantly lower than the noise level [Radar Reference Ed. M. Skolnik, vol. 3, M .: Sov. Radio, 1979, p. 172]. Moreover, for a broadband signal, the signal-to-noise ratio after limiting and compressing the signal decreases insignificantly (does not exceed 1 dB) compared with signal compression in the linear channel. This method provides stabilization of the VLT under the action of pulsed interference, since after limiting the level of the compressed signal depends only on the degree of correspondence of the phase structure of the received signal to the phase structure of the compression filter and does not depend on its power.
Недостатком наиболее близкого способа является то, что для частично перекрывающихся по времени эхо-сигналов возникает эффект подавления слабого сигнала более сильным и вероятность обнаружения слабого сигнала уменьшается при увеличении их относительного перекрытия [там же, с.173, второй абзац снизу]. Этот эффект приводит к пропуску малозаметных целей, расположенных вблизи более заметной по отражающим свойствам цели.The disadvantage of the closest method is that for partially overlapping time echoes, the effect of suppressing a weak signal is stronger and the probability of detecting a weak signal decreases with an increase in their relative overlap [ibid., P. 173, second paragraph from the bottom]. This effect leads to the omission of stealth targets located near the target that is more noticeable in reflective properties.
Техническим результатом (решаемой задачей) является стабилизация вероятности ложной тревоги при сохранении возможности обнаружения слабого сигнала при частичном перекрытии его с более сильным.The technical result (the problem to be solved) is the stabilization of the probability of a false alarm while maintaining the possibility of detecting a weak signal while partially overlapping it with a stronger one.
Эта задача решается на основе совместного использования канала обработки принятого сигнала с ограничением и линейного канала.This problem is solved by sharing the channel processing the received signal with restriction and the linear channel.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе стабилизации вероятности ложной тревоги, заключающемся в сжатии принятого сигнала в фильтре сжатия в канале с ограничением, в сравнении сжатого сигнала с порогом обнаружения, в принятии решения об обнаружении сигнала, если сжатый сигнал превысил порог, отличающийся тем, что дополнительно сжимают принятый сигнал в фильтре сжатия в линейном канале, сравнивают уровень сжатого сигнала с порогом линейного канала, принимают решение об обнаружении k-го сигнала, где k - порядковый номер сигнала, сжатого в момент времени tk и имеющего уровень Uогрk в канале с ограничением, не достигшего порога в канале с ограничением, если этот сигнал в линейном канале имеет уровень Uлинk, превышающий порог линейного канала и если в интервале tk±T, Т - длительность излученного сигнала, существует i-ый сжатый сигнал, где i - порядковый номер сигнала, сжатого в момент времени ti, имеющий уровень Uлинi, превысивший порог обнаружения в линейном канале, и соответствующий ему сжатый сигнал, обнаруженный в канале с ограничением и имеющий уровень Uогрi, и выполняется условие
Суть заявляемого способа заключается в следующем. Импульсная помеха в канале с ограничением будет подавлена при любом ее уровне, но, при достаточном ее уровне, она пройдет через фильтр сжатия линейного канала. В ограничителе сильный сигнал подавляет слабый, но отношение их уровней сохраняется, т.к. ограничитель в данном случае выступает как вычислитель отношения, [Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника, М., Советское радио, 1979, т.3, с.179]. Заявляемый технический результат достигается за счет более полного использования информации при сопоставлении результатов линейной и нелинейной обработки.The essence of the proposed method is as follows. The impulse noise in the channel with the restriction will be suppressed at any level, but if its level is sufficient, it will pass through the compression filter of the linear channel. In the limiter, a strong signal suppresses a weak signal, but the ratio of their levels is preserved, because the limiter in this case acts as a calculator of the relationship, [Reference radar. Ed. M. Skolnik, M., Soviet Radio, 1979, v. 3, p. 179]. The claimed technical result is achieved through a more complete use of information when comparing the results of linear and nonlinear processing.
При обнаружении в канале с ограничением хотя бы одного сигнала, который может подавить более слабые до уровня ниже порога (но с сохранением отношения уровней, если это сигналы от цели), решение об обнаружении подавленного сигнала принимают не на основе сравнения его уровня с порогом, а на основе сравнения отношений уровней сигналов, соответственно, в канале с ограничением и в линейном канале. Если отношение меньше, то это не сигнал от цели, а помеха, а если больше, то это частичное перекрытие сигналов от целей, и чем меньше степень перекрытия, тем больше это отношение в канале с ограничением (при не перекрытии сигналы будут равны максимальному уровню ограниченного сигнала, если даже в линейном канале они не равны, но превышают уровень порогового сигнала). Если в канале с ограничением обнаружен сигнал (т.е. он превысил порог обнаружения), то осуществляют поиск сигналов, которые он мог подавить, т.е. сигналов от целей, которые не достигли порога обнаружения. Признаком таких сигналов служит отношение к обнаруженному сигналу, которое не меньше такового в линейном канале. Математически сказанное можно представить в виде неравенства
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фиг.1 схематично показаны частично перекрывающиеся во времени широкополосные i-ый и k-ый сигналы с линейной частотной модуляцией от двух близкорасположенных целей, различающиеся по величине амплитуды (сильный и слабый сигналы), и импульсная помеха в виде короткого радиоимпульса без внутриимпульсной модуляции с большой импульсной мощностью на входе каналов обработки.Figure 1 schematically shows partially overlapping in time broadband i-th and k-th signals with linear frequency modulation from two closely spaced targets, differing in magnitude of amplitude (strong and weak signals), and pulse interference in the form of a short radio pulse without intrapulse modulation with high pulse power at the input of the processing channels.
На фиг.2 показаны результаты моделирования на ЭВМ процесса обработки в линейном канале. В результате прохождения i-го и k-то сигналов через фильтр сжатия их длительность сократилась (произошло сжатие), а длительность импульсной помехи на выходе фильтра сжатия увеличилась из-за несоответствия ее фазовой структуры фазовой структуре фильтра. В данном случае i-ый, k-ый сигналы и импульсная помеха на выходе фильтра сжатия линейного канала превышают порог обнаружения.Figure 2 shows the results of computer simulation of the processing process in a linear channel. As a result of the passage of the ith and kth signals through the compression filter, their duration decreased (compression occurred), and the duration of the impulse noise at the output of the compression filter increased due to the mismatch of its phase structure with the phase structure of the filter. In this case, the i-th, k-th signals and impulse noise at the output of the linear channel compression filter exceed the detection threshold.
На фиг.3 показаны i-ый, k-ый сигналы в моменты времени ti, tk и импульсная помеха на выходе фильтра сжатия канала с ограничением. Здесь i-ый сигнал превышает порог, на основании чего принимают решение об обнаружении сигнала от цели, а более слабый k-ый сигнал оказался ниже порога обнаружения из-за подавления его более сильным i-ым сигналом, импульсная помеха подавлена до уровня шумов в результате ограничения ее уровня до фильтра сжатия. Таким образом k-ый сигнал от другой близкорасположенной цели с меньшей отражающей способностью в способе-прототипе не будет обнаружен. При этом отношение уровней сигналов
На фиг.4 показан результат обнаружения близкорасположенных целей по предлагаемому способу. Здесь i-ый и k-ый сигналы обнаружены, а импульсная помеха подавлена.Figure 4 shows the result of the detection of nearby targets by the proposed method. Here, the i-th and k-th signals are detected, and the impulse noise is suppressed.
Способ основан на том, что если сигналы согласованы с фильтром сжатия, то хотя после ограничения и происходит подавление слабого сигнала сильным, но соотношение их уровней сохраняется, поэтому если в канале с ограничением обнаружен сильный сигнал (он превысил порог), то слабый сигнал в канале с ограничением хотя и может оказаться ниже порога обнаружения, но отношение его уровня к уровню сильного сохранится как и в линейном канале. Это и служит признаком, на основании которого принимают решение, что это сигнал, а не помеха, поскольку для помехи это отношение будет всегда меньше, чем в линейном канале в результате ограничения ее уровня на уровне шумов. Этим и достигается заявленный технический результат.The method is based on the fact that if the signals are matched with a compression filter, although after the restriction the weak signal is suppressed by a strong signal, the ratio of their levels remains, therefore, if a strong signal is detected in the restricted channel (it exceeded the threshold), then the weak signal in the channel with a restriction, although it may turn out to be lower than the detection threshold, the ratio of its level to the level of the strong one will remain as in the linear channel. This serves as a sign on the basis of which they decide that this is a signal, and not a hindrance, since for the interference this ratio will always be less than in the linear channel as a result of limiting its level at the noise level. This achieves the claimed technical result.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113687/07A RU2498340C1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Method of stabilising false alarm probability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113687/07A RU2498340C1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Method of stabilising false alarm probability |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2498340C1 true RU2498340C1 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49683304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012113687/07A RU2498340C1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Method of stabilising false alarm probability |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2498340C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2773776C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-06-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for stabilizing the probability of a false alarm |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2033625C1 (en) * | 1991-04-12 | 1995-04-20 | Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники | Radar receiver of complex signals |
RU2037841C1 (en) * | 1991-03-15 | 1995-06-19 | Гайдуков Зиновий Борисович | Method of optimal detection of pulse signals with nonmodulated carrier frequency |
US5568150A (en) * | 1995-07-31 | 1996-10-22 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for hybrid analog-digital pulse compression |
RU56653U1 (en) * | 2006-03-15 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | RADAR STATION |
RU86286U1 (en) * | 2008-12-31 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Ульяновский механический завод" | TARGET DETECTION RADAR STATION |
US7602331B2 (en) * | 2006-08-10 | 2009-10-13 | University Of Kansas | Computationally efficient adaptive radar pulse compression system |
US7903024B2 (en) * | 2007-10-25 | 2011-03-08 | Lockheed Martin Corporation | Adaptive moving target indicator (MTI) clutter rejection filter for radar systems |
-
2012
- 2012-04-06 RU RU2012113687/07A patent/RU2498340C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2037841C1 (en) * | 1991-03-15 | 1995-06-19 | Гайдуков Зиновий Борисович | Method of optimal detection of pulse signals with nonmodulated carrier frequency |
RU2033625C1 (en) * | 1991-04-12 | 1995-04-20 | Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники | Radar receiver of complex signals |
US5568150A (en) * | 1995-07-31 | 1996-10-22 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for hybrid analog-digital pulse compression |
RU56653U1 (en) * | 2006-03-15 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | RADAR STATION |
US7602331B2 (en) * | 2006-08-10 | 2009-10-13 | University Of Kansas | Computationally efficient adaptive radar pulse compression system |
US7903024B2 (en) * | 2007-10-25 | 2011-03-08 | Lockheed Martin Corporation | Adaptive moving target indicator (MTI) clutter rejection filter for radar systems |
RU86286U1 (en) * | 2008-12-31 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Ульяновский механический завод" | TARGET DETECTION RADAR STATION |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по радиолокации. /Под ред. М. СКОЛНИКА. - М.: Советское радио, 1979, т.3, с.172. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2773776C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-06-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for stabilizing the probability of a false alarm |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11353549B2 (en) | Radar interference detection | |
US9529078B2 (en) | Using orthogonal space projections to generate a constant false alarm rate control parameter | |
US7741992B2 (en) | Moving target detector for radar systems | |
US8970426B1 (en) | Automatic matched Doppler filter selection | |
CN109444820A (en) | Object detection method after Multichannel radar elder generation AF panel when clutter and interference co-existence | |
CA2774377A1 (en) | Knowledge aided detector | |
EP3040737A2 (en) | Using orthogonal space projections to generate a constant false alarm rate control parameter | |
US20190162838A1 (en) | Marine target detection in cluttered environments | |
US20150301158A1 (en) | Waveform Selection for Mitigation of Radar Saturating Clutter | |
CN114252857A (en) | Energy function and band-pass filtering based intermittent sampling forwarding type interference resisting method | |
RU2502084C2 (en) | Method of stabilising false alarm probability and device for realising said method | |
RU2518052C2 (en) | Method of stabilising false alarm probability (versions) and device for realising said method (versions) | |
RU2498340C1 (en) | Method of stabilising false alarm probability | |
EP1287377B1 (en) | Dual detection processing for detecting signals with high acceleration uncertainty | |
RU2308736C1 (en) | Device for selecting optically invisible objects (angels) background returns | |
CN107505592B (en) | Communication access method based on multi-beam radar rough direction finding | |
Abouelfadl et al. | A novel noise-free jamming technique against LFM-PC search radar | |
Dzvonkovskaya et al. | Target detection with adaptive power regression thresholding for HF radar | |
KR102421093B1 (en) | Apparatus for Cancelling Interference Plot based on Signal Processing Gain, and Method thereof | |
CN105652249B (en) | A kind of object detection method under interference environment | |
Wong et al. | Improved target detection in spiky sea clutter using sparse signal separation | |
CN104898097A (en) | FPGA-based phase demodulation constant false alarm rate (CFAR) radar signal detection method | |
RU2584696C1 (en) | Method for protection from passive interference and radar station therefor | |
US10605893B2 (en) | Radar saturating clutter mitigation by waveform selection | |
RU2358285C1 (en) | Method of protection from clutter and radar station to this end |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20140306 |