RU2813226C1 - Notch filter - Google Patents

Notch filter Download PDF

Info

Publication number
RU2813226C1
RU2813226C1 RU2023111548A RU2023111548A RU2813226C1 RU 2813226 C1 RU2813226 C1 RU 2813226C1 RU 2023111548 A RU2023111548 A RU 2023111548A RU 2023111548 A RU2023111548 A RU 2023111548A RU 2813226 C1 RU2813226 C1 RU 2813226C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
complex
delay block
block
outputs
Prior art date
Application number
RU2023111548A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Иванович Попов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2813226C1 publication Critical patent/RU2813226C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radar engineering.
SUBSTANCE: used in coherent-pulse radar systems for extracting signals from moving targets against the background of passive interference with an unknown Doppler phase. The notch filter additionally contains the first and the second complex multipliers and a Doppler phase meter.
EFFECT: improved efficiency of rejection for passive interference with a priori unknown Doppler phase and selection of signals from moving targets.
1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с неизвестной доплеровской фазой.The invention relates to radar technology and can be used in coherent-pulse radar systems to isolate signals from moving targets against the background of passive interference with an unknown Doppler phase.

Известно радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели [патент Японии №63-49193, МПК G01S 13/52], содержащее последовательно включенные блоки задержки, перемножитель комплексных чисел и вычитатель. Однако это устройство обладает низкой эффективностью выделения сигнала движущейся цели.A radar device for detecting a moving target is known [Japanese patent No. 63-49193, IPC G01S 13/52], containing sequentially connected delay units, a complex number multiplier and a subtractor. However, this device has low efficiency in isolating a moving target signal.

Наиболее близкий к данному изобретению фильтр компенсации помех [патент RU №2758877, МПК G01S 13/524], выбранный в качестве прототипа, содержит весовой блок, блоки задержки и комплексные сумматоры. Однако данное устройство имеет потери в эффективности режектирования помех.The noise compensation filter closest to this invention [patent RU No. 2758877, IPC G01S 13/524], selected as a prototype, contains a weighting unit, delay units and complex adders. However, this device has losses in the efficiency of interference rejection.

Задачей, решаемой в изобретении, является повышение эффективности режектирования пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей при обработке сигналов от цели на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской фазой.The problem solved in the invention is to increase the efficiency of rejecting passive interference and isolating signals from moving targets when processing signals from a target against the background of passive interference with an a priori unknown Doppler phase.

Для решения поставленной задачи в режекторный фильтр, содержащий весовой блок, первый, второй, третий и четвертый блоки задержки, первый и второй комплексные сумматоры и синхрогенератор, введены первый и второй комплексные перемножители и измеритель доплеровской фазы, соединенные между собой определенным образом.To solve the problem, the first and second complex multipliers and a Doppler phase meter, connected to each other in a certain way, are introduced into a notch filter containing a weight block, the first, second, third and fourth delay blocks, the first and second complex adders and a clock generator.

Сущность изобретения как технического решения характеризуется совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения и обеспечивающих решение поставленной задачи путем оптимальной и согласованной обработки поступающих импульсов.The essence of the invention as a technical solution is characterized by a set of essential features set out in the claims and providing a solution to the problem through optimal and coordinated processing of incoming pulses.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности режектирования пассивной помехи с априорно неизвестной доплеровской фазой и выделения сигналов движущихся целей.The technical result of the invention is to increase the efficiency of rejecting passive interference with an a priori unknown Doppler phase and identifying signals from moving targets.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема режекторного фильтра; на фиг. 2 - весового блока; на фиг. 3 - блока задержки; на фиг. 4 -комплексного сумматора; на фиг. 5 - комплексного перемножителя; на фиг. 6 - измерителя доплеровской фазы; на фиг. 7 - блока комплексного сопряжения; на фиг. 8 - накопителя; на фиг. 9 - блока вычисления модуля.In fig. Figure 1 shows the structural electrical diagram of the notch filter; in fig. 2 - weight block; in fig. 3 - delay block; in fig. 4 - complex adder; in fig. 5 - complex multiplier; in fig. 6 - Doppler phase meter; in fig. 7 - complex interface block; in fig. 8 - storage; in fig. 9 - module calculation block.

Режекторный фильтр (фиг. 1) содержит весовой блок 1, блоки 2, 4, 7, 8 задержки, комплексные сумматоры 3, 5, синхрогенератор 6, комплексные перемножители 9, 10 и измеритель 11 доплеровской фазы.The notch filter (Fig. 1) contains a weight block 1, delay blocks 2, 4, 7, 8, complex adders 3, 5, a clock generator 6, complex multipliers 9, 10 and a Doppler phase meter 11.

Весовой блок 1 (фиг. 2) содержит блок 12 памяти и первый и второй перемножители 13; блоки 2, 4, 7, 8 задержки (фиг. 3) содержат первую и вторую линии 14 задержки; первый и второй комплексные сумматоры 3, 5 (фиг. 4) содержат первый и второй сумматоры 15; первый, второй и третий комплексные перемножители 9, 10, 20 (фиг. 5) содержат два канала (I, II), каждый из которых содержит первый и второй перемножители 16, 17 и сумматор 18; измеритель И доплеровской фазы (фиг. 6) содержит блок 19 комплексного сопряжения, третий комплексный перемножитель 20 (фиг. 5), первый и второй накопители 21, блок 22 вычисления модуля и первый и второй делители 23; блок 19 комплексного сопряжения (фиг. 7) содержит инвертор знака 24; первый и второй накопители 21 (фиг. 8) содержат n элементов 25 задержки на интервал tд и n сумматоров 26, блок 22 вычисления модуля (фиг. 9) содержит первый и второй квадраторы 27, сумматор 28 и блок 29 извлечения квадратного корня. Режекторный фильтр может быть осуществлен следующим образом. Поступающие на вход заявляемого устройства (фиг. 1) цифровые отсчеты следуют через период повторения T и в каждом элементе разрешения по дальности (кольце дальности) каждого периода повторения образуют последовательность комплексных чиселWeight block 1 (Fig. 2) contains a memory block 12 and first and second multipliers 13; delay blocks 2, 4, 7, 8 (Fig. 3) contain first and second delay lines 14; the first and second complex adders 3, 5 (Fig. 4) contain the first and second adders 15; the first, second and third complex multipliers 9, 10, 20 (Fig. 5) contain two channels (I, II), each of which contains the first and second multipliers 16, 17 and an adder 18; the Doppler phase meter And (Fig. 6) contains a complex conjugation unit 19, a third complex multiplier 20 (Fig. 5), first and second accumulators 21, a module calculation unit 22 and first and second dividers 23; complex interface block 19 (Fig. 7) contains a sign inverter 24; the first and second drives 21 (Fig. 8) contain n delay elements 25 for the interval t d and n adders 26, module calculation unit 22 (Fig. 9) contains the first and second quadrators 27, an adder 28 and a square root extraction unit 29. The notch filter can be implemented as follows. Digital samples arriving at the input of the proposed device (Fig. 1) follow through a repetition period T and in each range resolution element (range ring) of each repetition period they form a sequence of complex numbers

где k - номер текущего периода, - номер текущего кольца дальности, - доплеровский сдвиг фазы за период повторения (доплеровская фаза), обычно помехи, ввиду ее значительного превышения над сигналом.where k is the number of the current period, - number of the current range ring, - Doppler phase shift over the repetition period (Doppler phase), usually interference, due to its significant excess over the signal.

Цифровые отсчеты в заявляемом устройстве (фиг. 1) поступают на соединенные входы третьего блока 7 задержки (фиг. 3) на интервал т и вторые входы измерителя 11 доплеровской фазы (фиг. 6). На первые входы измерителя 11 доплеровской фазы поступают отсчеты с выхода первого блока 2 задержки на интервал Т - τ. Отсчеты на первых и вторых входах измерителя 11 доплеровской фазы разделены на интервал Т.Digital samples in the inventive device (Fig. 1) are supplied to the connected inputs of the third delay block 7 (Fig. 3) at interval t and the second inputs of the Doppler phase meter 11 (Fig. 6). The first inputs of the Doppler phase meter 11 receive samples from the output of the first delay block 2 for the interval T - τ. The readings at the first and second inputs of the Doppler phase meter 11 are divided into the T interval.

Отсчеты с выхода третьего блока 7 задержки поступают на входы весового блока 1, первые входы второго комплексного сумматора 5 и на входы первого блока 2 задержки, с выходов которого отсчеты поступают в каскадно соединенные четвертый блок 8 задержки, первый комплексный перемножитель 9, первый комплексный сумматор 3, второй блок 4 задержки, второй комплексный перемножитель 10 и второй комплексный сумматор 5, выходы которого являются выходами заявляемого устройства. Отсчеты с выходов весового блока 1 поступают на первые входы первого комплексного сумматора 3.Samples from the output of the third delay block 7 are supplied to the inputs of the weight block 1, the first inputs of the second complex adder 5 and to the inputs of the first delay block 2, from the outputs of which the samples are supplied to the cascaded fourth delay block 8, the first complex multiplier 9, the first complex adder 3 , a second delay block 4, a second complex multiplier 10 and a second complex adder 5, the outputs of which are the outputs of the inventive device. Readings from the outputs of weight block 1 are sent to the first inputs of the first complex adder 3.

В инверторе знака 24 (фиг. 7) блока 19 комплексного сопряжения измерителя 11 (фиг. 6) происходит инвертирование знака мнимых проекций задержанных отсчетов. В третьем комплексном перемножителе 20 осуществляется перемножение соответствующих комплексных чисел, реализуемое путем операций с проекциями этих чисел в соответствии с фиг. 5 и приводящее к образованию величинIn the sign inverter 24 (Fig. 7) of the complex interface block 19 of the meter 11 (Fig. 6), the sign of the imaginary projections of the delayed samples is inverted. In the third complex multiplier 20, the corresponding complex numbers are multiplied, implemented by operations with the projections of these numbers in accordance with FIG. 5 and leading to the formation of quantities

В накопителях 21 (фиг. 6) с помощью элементов 25 задержки и сумматоров 26 (фиг. 8) осуществляется скользящее вдоль дальности в каждом периоде повторения суммирование проекций и с n+1 смежных элементов разрешения по дальности строба, кроме элемента с номером n/2+1, для чего выходные величины элемента 25 задержки с номером n/2 поступают только на последующий элемент 25 задержки (фиг. 8). В результате накопления образуются величиныIn the drives 21 (Fig. 6), with the help of delay elements 25 and adders 26 (Fig. 8), the summation of projections is carried out sliding along the range in each repetition period And with n+1 adjacent range resolution elements strobe, except for element number n/2+1, for which the output values of delay element 25 with number n/2 are supplied only to the subsequent delay element 25 (Fig. 8). As a result of accumulation, quantities are formed

где - оценка доплеровского сдвига фазы помехи за период повторения, усредненная по n смежным элементам разрешения по дальности.Where - estimate of the Doppler phase shift of the interference over the repetition period, averaged over n adjacent range resolution elements.

В блоке 22 вычисления модуля (фиг. 9) определяются величины , а затем на выходах делителей 23 (фиг. 6) - величины , поступающие на вторые входы первого и второго комплексных перемножителей 9, 10. Накопление n отсчетов обеспечивает высокоточное измерение величины In module calculation block 22 (Fig. 9) the values are determined , and then at the outputs of dividers 23 (Fig. 6) - the values , arriving at the second inputs of the first and second complex multipliers 9, 10. The accumulation of n samples provides a highly accurate measurement of the quantity

В весовом блоке 1 (фиг. 2) происходит взвешивание поступающих отсчетов весовым коэффициентом g=-2, хранящимся в блоке 12 памяти.In weight block 1 (Fig. 2), incoming samples are weighed by a weight coefficient g=-2, stored in memory block 12.

Четвертый блок 8 задержки на интервал т совместно с первым блоком 2 задержки на интервал Т-τ образуют результирующую задержку на интервал Т. Во втором блоке 4 задержки осуществляется задержка на интервал Т.The fourth delay block 8 for the interval t together with the first delay block 2 for the interval T-τ form the resulting delay for the interval T. In the second delay block 4 a delay for the interval T is carried out.

В результате на входы комплексных сумматоров 3 и 5 отсчеты поступают синхронно. С учетом комплексного перемножения с величиной задержанных отсчетов и синфазных суммирований в комплексных сумматорах 3, 5 на выходе комплексного сумматора 5 отсчеты остатков помехи имеют видAs a result, samples are received synchronously at the inputs of complex adders 3 and 5. Taking into account complex multiplication with the quantity delayed samples and in-phase summations in complex adders 3, 5, at the output of complex adder 5, samples of the remaining interference have the form

Двумерный поворот задержанных отсчетов в первом и втором комплексных перемножителях 9, 10 на угол обеспечивает необходимую для компенсации помехи синфазность суммируемых отсчетов. Отсчеты сигнала от движущейся цели из-за сохранения доплеровских сдвигов фазы не подавляются.Two-dimensional rotation of delayed samples in the first and second complex multipliers 9, 10 by angle provides the in-phase consistency of the summed samples necessary to compensate for interference. Signal samples from a moving target are not suppressed due to the preservation of Doppler phase shifts.

Введение третьего блока 7 задержки на интервал τ обеспечивает соответствие оценок среднему элементу обучающей выборки, исключенному в накопителях 21 (фиг. 8). Величина т определяется выражениемThe introduction of the third delay block 7 for the interval τ ensures consistency of estimates the average element of the training set, excluded in accumulators 21 (Fig. 8). The value of m is determined by the expression

где tB - время вычисления оценки , n - количество элементов обучающей выборки, tд - интервал (период) временной дискретизации.where t B is the time to calculate the estimate , n - number of elements of the training sample, t d - interval (period) of time sampling.

При этом достигается соответствие вводимой в первый и второй комплексные перемножители 9, 10 оценки среднему элементу, исключенному из обучающей выборки. Тогда в случае сигнала, соизмеримого по величине с помехой, или разрывной помехи при компенсации отсчетов помехи с элемента разрешения, содержащего сигнал, исключается возможность ослабления или подавления сигнала за счет его влияния на используемые оценки. Кроме того, уменьшаются ошибки за счет рассогласования оцениваемой и действительной величинами доплеровской фазы помехи.In this case, the correspondence of the estimates entered into the first and second complex factors 9, 10 is achieved the middle element excluded from the training set. Then, in the case of a signal comparable in magnitude to the interference, or discontinuous interference, when compensating for interference samples from the resolution element containing the signal, the possibility of attenuation or suppression of the signal due to its influence on the estimates used is eliminated. In addition, errors are reduced due to the mismatch between the estimated and actual values of the Doppler phase of the interference.

Синхронизация режекторного фильтра осуществляется подачей на все блоки заявляемого устройства последовательности синхронизирующих импульсов от синхрогенератора 6 (фиг. 1).Synchronization of the notch filter is carried out by supplying all blocks of the inventive device with a sequence of synchronizing pulses from the clock generator 6 (Fig. 1).

Достигаемый технический результат состоит в повышении эффективности компенсации пассивной помехи с априорно неизвестной доплеровской фазой и выделения сигналов движущихся целей, что обеспечивается синфазностью суммируемых отсчетов, повышением точности оценивания доплеровской фазы помехи и уменьшением рассогласования между получаемыми усреднением отсчетов обучающей выборки оценками и отсчетами, соответствующими среднему элементу обучающей выборки.The achieved technical result consists in increasing the efficiency of compensation for passive interference with an a priori unknown Doppler phase and isolating signals from moving targets, which is ensured by the in-phase of the summed samples, increasing the accuracy of estimating the Doppler phase of interference and reducing the mismatch between the estimates obtained by averaging the samples of the training sample and the samples corresponding to the average element of the training sample. samples.

Таким образом, режекторный фильтр позволяет повысить эффективность подавления пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с априорно неизвестной доплеровской фазой.Thus, the notch filter makes it possible to increase the efficiency of suppressing passive interference and isolating signals from moving targets against the background of passive interference with an a priori unknown Doppler phase.

Claims (1)

Режекторный фильтр, содержащий весовой блок, первый блок задержки, первый комплексный сумматор, второй блок задержки, второй комплексный сумматор, синхрогенератор, третий блок задержки и четвертый блок задержки, при этом входы первого блока задержки соединены с входами весового блока и первыми входами второго комплексного сумматора, выходы весового блока соединены с первыми входами первого комплексного сумматора, выходы которого соединены с входами второго блока задержки, выходы третьего блока задержки соединены с входами первого блока задержки, выходы которого соединены с входами четвертого блока задержки, выход синхрогенератора соединен с синхровходами весового блока, первого блока задержки, первого комплексного сумматора, второго блока задержки, второго комплексного сумматора, третьего блока задержки и четвертого блока задержки, отличающийся тем, что введены первый комплексный перемножитель, второй комплексный перемножитель и измеритель доплеровской фазы, при этом выходы четвертого блока задержки соединены с первыми входами первого комплексного перемножителя, выходы которого соединены с вторыми входами первого комплексного сумматора, выходы второго блока задержки соединены с первыми входами второго комплексного перемножителя, выходы которого соединены с вторыми входами второго комплексного сумматора, выходы первого блока задержки соединены с первыми входами измерителя доплеровской фазы, входы третьего блока задержки соединены с вторыми входами измерителя доплеровской фазы, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго комплексных перемножителей, выход синхрогенератора соединен с синхровходами первого комплексного перемножителя, второго комплексного перемножителя и измерителя доплеровской фазы, причем входами режекторного фильтра являются входы третьего блока задержки, а выходами - выходы второго комплексного сумматора.A notch filter containing a weight block, a first delay block, a first complex adder, a second delay block, a second complex adder, a clock generator, a third delay block and a fourth delay block, wherein the inputs of the first delay block are connected to the inputs of the weight block and the first inputs of the second complex adder , the outputs of the weight block are connected to the first inputs of the first complex adder, the outputs of which are connected to the inputs of the second delay block, the outputs of the third delay block are connected to the inputs of the first delay block, the outputs of which are connected to the inputs of the fourth delay block, the output of the clock generator is connected to the synchronizing inputs of the weight block, the first a delay block, a first complex adder, a second delay block, a second complex adder, a third delay block and a fourth delay block, characterized in that a first complex multiplier, a second complex multiplier and a Doppler phase meter are introduced, while the outputs of the fourth delay block are connected to the first inputs the first complex multiplier, the outputs of which are connected to the second inputs of the first complex adder, the outputs of the second delay block are connected to the first inputs of the second complex multiplier, the outputs of which are connected to the second inputs of the second complex adder, the outputs of the first delay block are connected to the first inputs of the Doppler phase meter, the inputs of the third the delay block is connected to the second inputs of the Doppler phase meter, the outputs of which are connected to the second inputs of the first and second complex multipliers, the output of the clock generator is connected to the synchronizing inputs of the first complex multiplier, the second complex multiplier and the Doppler phase meter, and the inputs of the notch filter are the inputs of the third delay block, and outputs - the outputs of the second complex adder.
RU2023111548A 2023-05-02 Notch filter RU2813226C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813226C1 true RU2813226C1 (en) 2024-02-08

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4852035A (en) * 1987-07-06 1989-07-25 The Grass Valley Group, Inc. Simple coefficient half-bandwidth digital filter for video data compression
RU2641647C1 (en) * 2016-09-26 2018-01-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Rejection filter
SU1841294A1 (en) * 1984-10-22 2018-12-06 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники" (АО "ВНИИРТ") Digital device selection of moving targets
US11025230B2 (en) * 2014-03-21 2021-06-01 Dynaspot Corp. Filter that minimizes in-band noise and maximizes detection sensitivity of exponentially-modulated signals
RU2759150C1 (en) * 2021-03-24 2021-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Rotary filter
WO2022147378A2 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 Deere & Company Adaptive narrowband and wideband interference rejection for satellite navigation receiver

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1841294A1 (en) * 1984-10-22 2018-12-06 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники" (АО "ВНИИРТ") Digital device selection of moving targets
US4852035A (en) * 1987-07-06 1989-07-25 The Grass Valley Group, Inc. Simple coefficient half-bandwidth digital filter for video data compression
US11025230B2 (en) * 2014-03-21 2021-06-01 Dynaspot Corp. Filter that minimizes in-band noise and maximizes detection sensitivity of exponentially-modulated signals
RU2641647C1 (en) * 2016-09-26 2018-01-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Rejection filter
WO2022147378A2 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 Deere & Company Adaptive narrowband and wideband interference rejection for satellite navigation receiver
RU2759150C1 (en) * 2021-03-24 2021-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Rotary filter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОПОВ Д.И. Синтез рекурсивных режекторных фильтров в переходном режиме // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2021. N 3. С. 75-82. doi:10.21685/2072-3059-2021-3-8. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2634190C1 (en) Interference rejecting counter
RU2674468C1 (en) Interference rejection filter
RU2813226C1 (en) Notch filter
RU2817398C1 (en) Noise rejection filter
RU2817088C1 (en) Interference compensation filter
RU2816701C1 (en) Noise suppression filter
RU2660803C1 (en) Filter of noise notching
RU2819292C1 (en) Passive jamming rejector computer
RU222252U1 (en) INTERFERENCE SUPPRESSION FILTER
RU2819294C1 (en) Interference suppression computer
RU224808U1 (en) COMPUTER FOR PASSIVE INTERFERENCE SUPPRESSION
RU222210U1 (en) INTERFERENCE FILTER
RU2809737C1 (en) Computing device for interference rejection
RU222250U1 (en) INTERFERENCE FILTER
RU222510U1 (en) COMPUTER FOR PASSIVE INTERFERENCE REJECTION
RU2814973C1 (en) Computer-compensator of passive interference
RU222257U1 (en) COMPUTER FOR INTERFERENCE REJECTION
RU222251U1 (en) INTERFERENCE COMPENSATION FILTER
RU2803419C1 (en) Interference rejection computer
RU222245U1 (en) INTERFERENCE COMPENSATION COMPUTER
RU2802738C1 (en) Computer-compensator of passive interference
RU2803526C1 (en) Computer for interference suppression
RU184016U1 (en) INTERFERENCE COMPENSATION COMPUTER
RU2799482C1 (en) Computer for interference compensation
RU182703U1 (en) INTERFERENCE REDUCTION COMPUTER