RU191281U1 - Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов - Google Patents

Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов Download PDF

Info

Publication number
RU191281U1
RU191281U1 RU2018132611U RU2018132611U RU191281U1 RU 191281 U1 RU191281 U1 RU 191281U1 RU 2018132611 U RU2018132611 U RU 2018132611U RU 2018132611 U RU2018132611 U RU 2018132611U RU 191281 U1 RU191281 U1 RU 191281U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
post
radio pulses
period processing
detector
inter
Prior art date
Application number
RU2018132611U
Other languages
English (en)
Inventor
Роман Борисович Рюмин
Наиль Абдулович Файзуллин
Иван Евгеньевич Чухломин
Original Assignee
Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по измерительной технике - радиотехнические комплексы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по измерительной технике - радиотехнические комплексы" filed Critical Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по измерительной технике - радиотехнические комплексы"
Priority to RU2018132611U priority Critical patent/RU191281U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU191281U1 publication Critical patent/RU191281U1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Область использования: Полезная модель относится к области обработки сигналов, в частности радиолокационных сигналов.Задачей настоящего изобретения является упрощение структуры МПО, что позволяет существенно снизить вычислительную нагрузку при сохранении свойств адаптации к помеховой обстановке.Сущность:1. Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов, осуществляющее получение радиосигналов, накопление классифицированной пачки радиоимпульсов, сравнение полученных данных, вычислении весовых коэффициентов с построением матрицы, по результатам чего проводят классификацию цели по признаку ее принадлежности к цели, находящейся в рабочей зоне радиолокатора, отличающееся тем, что используют блочное построение последетекторной межпериодной обработки посредством использования решетчатого фильтра, образованного из элементарных решетчатых фильтров, при этом построение матрицы производят с разбивкой на две или более части.2. Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов по п. 1, отличающееся тем, что количество элементарных решетчатых фильтров N определяется размерностью пачки радиоимпульсов М.3. Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов по п. 1, отличающееся тем, что при этом вычисление весовых коэффициентов производят по классифицированной выборке, размерности К х М, где К – объем обучающей выборки, М – длительность пачки радиоимпульсов.4. Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов по п. 1, отличающееся тем, что весовое суммирование сигнальных отсчетов осуществляют посредством решетчатого фильтра размерности М.5. Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов для осуществления способа по п. 1, включающее накопитель, пороговое устройство, блок оценки полученных результатов, отличающееся тем, что содержит решетчатый фильтр, образованный из элементарных решетчатых фильтров.

Description

Полезная модель относится к области обработки сигналов, в частности радиолокационных сигналов.
Известны устройства для последетекторной межпериодной обработки (МПО), построенные на основе обеляющего фильтра и обеспечивающие эффективное подавление коррелированной помехи и обнаружение сигнала [1, 2].
Однако такие устройства характеризуются сложностью в программной и аппаратной реализации, особенно при большом числе импульсов в пачке.
В качестве прототипа выбрано устройство адаптивной последетекторной МПО на основе обеляющего фильтра, описанное в работе [1].
Данное устройство содержит приемник, амплитудный детектор, линию задержки, обеляющий фильтр и блок скалярного перемножения.
Недостатком данного устройства является сложность реализации и высокая вычислительная нагрузка.
Задачей настоящего изобретения является упрощение структуры МПО, что позволяет существенно снизить вычислительную нагрузку при сохранении свойств адаптации к помеховой обстановке.
Указанная задача решается за счет того, что в устройстве последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов путем получения радиосигналов, накопления классифицированной пачки радиоимпульсов, сравнения полученных данных, вычисления весовых коэффициентов с построением матрицы, и по результатам проведения классификации цели по признаку ее принадлежности к цели, находящейся в рабочей зоне радиолокатора, предлагается применять блочное построение последетекторной межпериодной обработки посредством использования решетчатого фильтра, образованного из элементарных решетчатых фильтров, при этом построение матрицы производят с разбивкой на две или более частей.
Количество элементарных решетчатых фильтров N определяется размерностью пачки M.
Вычисление весовых коэффициентов производят по классифицированной выборке, размерности К х М, где М – длительность пачки.
Весовое суммирование сигнальных отсчетов осуществляют посредством решетчатого фильтра размерности М.
Кроме того, заявляемая задача решается за счет того, что в устройстве последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов, включающем накопитель, пороговое устройство, блок оценки полученных результатов, предлагается использовать решетчатый фильтр, образованный из элементарных решетчатых фильтров, при этом блок оценки полученных результатов выполнен в виде блока оценки параметров решетчатого фильтра, связанного с блоком вычислителя суммы квадратов модулей.
Разбиение решетчатого фильтра на блоки позволяет снизить вычислительную нагрузку за счет уменьшения требуемого количества операций сложения и умножения, а также упростить аппаратную и программную реализацию устройства.
Устройство для последетекторной межпериодной обработки, построенное с использованием решетчатого фильтра, позволяет исключить процедуру прямого обращения обучающей корреляционной матрицы. При этом весовые коэффициенты обеляющего фильтра находятся в результате рекурсивной процедуры в соответствии с алгоритмом Левинсона [3].
Проведенные патентные исследования позволяют предположить, что заявляемое устройство обладает новизной и изобретательским уровнем.
Заявляемое устройство для его осуществления могут найти широкое применение в области радиолокации, следовательно, они соответствуют критерию «промышленная применимость».
Сущность изобретения поясняется схемами, где на фиг. 1 приведена блок-схема адаптивной межпериодной обработки; на фиг. 2 – структура решетчатого фильтра; на фиг. 3 – структура элементарного решетчатого фильтра; на фиг. 4 – пример построения блочной МПО; на фиг. 5 и 6 – графики вероятности обнаружения при различных значениях М; на фиг.7 – скоростная характеристика.
Блок-схема адаптивной последетекторной межпериодной обработки содержит блок 1 оценки параметров решетчатого фильтра, адаптивный решетчатый фильтр 2, блок 3 вычислителя суммы квадратов модулей.
Блок 1 оценки параметров решетчатого фильтра производит вычисление весовых коэффициентов
Figure 00000001
 и
Figure 00000002
 по классифицированной выборке
Figure 00000003
 размерности
Figure 00000004
;
Решетчатый фильтр 2 размерности
Figure 00000005
 производит весовое суммирование сигнальных отсчетов
Figure 00000006
, полученных на
Figure 00000007
-той дальности в
Figure 00000008
 позициях по азимуту;
Блок 3 вычислителя суммы квадратов модулей производит операции
Figure 00000009
, где
Figure 00000010
 - вектор-столбец размерности
Figure 00000011
. Скаляр
Figure 00000012
 определяет предпороговую статистику.
Как видно из фиг. 2, решетчатый фильтр 2 представляет собой структуру из элементарных решетчатых фильтров
Figure 00000013
, число
Figure 00000014
 которых определяется величиной
Figure 00000015
 и равняется:
Figure 00000016
 (1).
В каждой ячейке
Figure 00000013
 необходимо выполнить 4 операции умножения и 2 операции суммирования. Вычисление
Figure 00000017
 производится рекурсивно, и так как фильтр имеет систолическую структуру, наибольшее число вычислительных операций приходится на первую ступень АРФ размерности
Figure 00000018
.
Поэтому представляет интерес построение МПО, при котором порядок АРФ минимален. Уменьшение пачки
Figure 00000019
 приводит к ухудшению характеристик обнаружения МПО [3]. Скоростная характеристика МПО также зависит от
Figure 00000020
. При уменьшении
Figure 00000021
 возрастает неравномерность скоростной характеристики МПО, так как не представляется возможным применение сложного закона вобуляции. Таким образом, уменьшение пачки
Figure 00000021
 нежелательно.
При разбиении МПО на
Figure 00000022
 блоков размерность каждого блока станет равной
Figure 00000023
. Тогда количество
Figure 00000013
 равно
Figure 00000024
 (2).
Отсюда
Figure 00000025
 (3).
Устройство, реализующее блочное построение МПО, позволяет при сохранении
Figure 00000021
 снизить порядок АРФ. Пример такого построения при
Figure 00000026
 приведен на рисунке 4. В этом случае используются 2 АРФ порядка
Figure 00000027
, на АРФ1 поступают отсчеты
Figure 00000028
 с позиций 1, …
Figure 00000029
; на АРФ2 отсчеты
Figure 00000030
 с позиций
Figure 00000031
, …
Figure 00000021
. Оценка
Figure 00000032
 и
Figure 00000033
 в БОП РФ производится по классифицированной выборке
Figure 00000003
 размерности
Figure 00000034
. При этом количество
Figure 00000013
 равно
Figure 00000035
,(4)
и уменьшается на величину
Figure 00000036
 (5).
В то же время размерность первой ступени АРФ становится равна
Figure 00000037
, что соответственно снижает число вычислительных операций на первой ступени пропорционально
Figure 00000038
.
Упрощение МПО при блочном построении изменяет характеристики предпороговой статистики
Figure 00000039
 и, соответственно, вероятности ложной тревоги
Figure 00000040
 и правильного обнаружения
Figure 00000041
.
Предпороговая статистика
Figure 00000039
 является композицией статистик
Figure 00000042
 и
Figure 00000043
. В работе [2] определено, что предпороговая статистика последетекторной МПО с АРФ размерности
Figure 00000021
 подчиняется
Figure 00000044
-распределению с числом степеней свободы равном
Figure 00000021
при отсутствии сигнала (
Figure 00000045
):
Figure 00000046
,(6)
и логарифмически нормальному распределению с параметрами
Figure 00000047
 и
Figure 00000048
 при наличии сигнала (
Figure 00000049
):
Figure 00000050
 (7)
Параметры
Figure 00000047
 и
Figure 00000048
 зависят от
Figure 00000021
, отношения сигнал\шум
Figure 00000051
, отношения помеха\шум
Figure 00000052
 и разности доплеровских частот сигнала и помехи
Figure 00000053
.
Так как величины
Figure 00000054
 и
Figure 00000055
 при
Figure 00000045
 имеют
Figure 00000044
-распределение с числом степеней свободы
Figure 00000029
, то для
Figure 00000056
 соответственно получим
Figure 00000044
-распределение с числом степеней свободы
Figure 00000021
. Это означает, что вероятность ложной тревоги
Figure 00000057
 для блок-схем, приведенных на рисунках 1 и 4 одинакова и определяется только величиной
Figure 00000021
.
При наличии сигнала распределения
Figure 00000042
 и
Figure 00000043
 имеют логарифмически-нормальный закон.
Результаты математического моделирования для
Figure 00000058
 при блочном построении МПО (
Figure 00000059
) в виде характеристик обнаружения приведены на рисунках 5 и 6. Характеристики получены для гауссовой модели помехи с
Figure 00000060
,
Figure 00000061
. Индексы при
Figure 00000021
 обозначают соответственно результаты для структур, приведенных на рисунке 5 и на рисунке 6. Полученные результаты показывают увеличение требуемого отношения сигнал\шум в зависимости от
Figure 00000021
. При
Figure 00000062
 проигрыш в
Figure 00000051
 составляет величину около 2 дБ относительно
Figure 00000063
, при
Figure 00000064
 - соответственно около 1 дБ относительно
Figure 00000065
 независимо от
Figure 00000052
.
На рисунке 7 приведена скоростная характеристика для
Figure 00000066
 и
Figure 00000067
 для сложного закона вобуляции
Figure 00000068
, где
Figure 00000069
. Этот результат показывает, что вид скоростной характеристики не изменяется.
Устройство, реализующее блочный способ построения последетекторной МПО, позволяет сократить размерность АРФ и, соответственно, вычислительных операций.
При этом упрощение структуры АРФ приводит к потерям в отношении сигнал\шум равным 1-2 дБ для
Figure 00000058
 для
Figure 00000070
. Вид скоростной характеристики не изменяется при переходе к блочному построению МПО.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Д.И. Леховицкий, И.Г. Кириллов, С.И. Бурковский. Особенности междупериодной обработки сигналов на фоне пассивных помех в некогерентных импульсных РЛС. // Журнал радiоелектроннi i комп'ютернi системи. – 2005. - №2 (10). – С.51-57.
URL: www.khai.edu/csp/nauchportal/Arhiv/REKS/2005/REKS205/pdf/Lehovick.pdf
2. И.Е. Чухломин, Н.А. Файзулин. Характеристики обнаружения последетекторной межпериодной обработки с обеляющим фильтром. / Журнал современная электроника, 2017, №2, 2-4 С.
3. Д.И. Леховицкий, В.Л. Рябуха, Г.А. Жуга. СДЦ в импульсных РЛС: 1. Физический смысл и экстремальные свойства операций оптимальной межпериодной обработки гауссовых сигналов на фоне гауссовых пассивных помех / Прикладная радиоэлектроника, 2011, Том 10, №4. – 463 С.

Claims (1)

  1. Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов, включающее накопитель, пороговое устройство, решетчатый фильтр, блок оценки полученных результатов, вычислитель суммы квадратов модулей, отличающееся тем, что решетчатый фильтр порядка M образован из элементарных решетчатых фильтров порядка
    Figure 00000071
    , при этом блок оценки полученных результатов выполнен в виде блока оценки параметров решетчатых фильтров порядка
    Figure 00000071
    , где M – размерность решетчатого фильтра, определяемая размером пачки импульсов, а L – количество блоков решетчатого фильтра, связанного с блоком вычислителя суммы квадратов модулей.
RU2018132611U 2018-09-13 2018-09-13 Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов RU191281U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132611U RU191281U1 (ru) 2018-09-13 2018-09-13 Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132611U RU191281U1 (ru) 2018-09-13 2018-09-13 Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU191281U1 true RU191281U1 (ru) 2019-08-01

Family

ID=67586043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018132611U RU191281U1 (ru) 2018-09-13 2018-09-13 Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU191281U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197685U1 (ru) * 2020-02-25 2020-05-21 Акционерное общество «Научно-исследовательский институт по измерительной технике-радиотехнические комплексы» Адаптивное устройство подавления пассивных помех
RU199379U1 (ru) * 2020-02-25 2020-08-31 Акционерное общество «Научно-исследовательский институт по измерительной технике-радиотехнические комплексы» Адаптивное устройство подавления пассивных помех

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237259C2 (ru) * 2002-08-15 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Муромский завод радиоизмерительных приборов" Способ последетекторной обработки вобулированной пачки радиоимпульсов и устройство для его осуществления
JP2005207932A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Fujitsu Ten Ltd スペクトル拡散レーダ装置
RU2593146C1 (ru) * 2015-07-14 2016-07-27 Владимир Григорьевич Бартенев Способ адаптивного обнаружения сигналов движущихся целей на фоне многокомпонентных пассивных помех

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237259C2 (ru) * 2002-08-15 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Муромский завод радиоизмерительных приборов" Способ последетекторной обработки вобулированной пачки радиоимпульсов и устройство для его осуществления
JP2005207932A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Fujitsu Ten Ltd スペクトル拡散レーダ装置
RU2593146C1 (ru) * 2015-07-14 2016-07-27 Владимир Григорьевич Бартенев Способ адаптивного обнаружения сигналов движущихся целей на фоне многокомпонентных пассивных помех

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧУХЛОМИН И.Е., ФАЙЗУЛИН Н.А. Характеристики обнаружения последетекторной межпериодной обработки с обеляющим фильтром. Журнал современная электроника, 2017, N2, с.2-4. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197685U1 (ru) * 2020-02-25 2020-05-21 Акционерное общество «Научно-исследовательский институт по измерительной технике-радиотехнические комплексы» Адаптивное устройство подавления пассивных помех
RU199379U1 (ru) * 2020-02-25 2020-08-31 Акционерное общество «Научно-исследовательский институт по измерительной технике-радиотехнические комплексы» Адаптивное устройство подавления пассивных помех

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roch et al. Automated extraction of odontocete whistle contours
RU191281U1 (ru) Устройство последетекторной межпериодной обработки радиоимпульсов
US8891786B1 (en) Selective notch filtering for howling suppression
CN109444869B (zh) 一种用于信号失配的雷达扩展目标参数可调检测器
US20140361919A1 (en) System and method for distribution free target detection in a dependent non-gaussian background
CN101581787A (zh) 基于最小均方算法的激光测云雷达信号自适应识别方法
KR101188301B1 (ko) Ｃｆａｒ 처리 속도 개선을 위한 레이더 탐색기 및 그 개선 방법
US11914019B2 (en) Method for determining the detection threshold of a radar suited to a given environment
CN104410388A (zh) 基于非线性变换的自适应时间延迟估计方法
Kumari et al. Estimation of intrapulse modulation parameters of LPI radar under noisy conditions
RU2227308C2 (ru) Способ подавления пассивных помех и устройство для его реализации
CN116224277A (zh) 一种基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法
CN103885044B (zh) 一种基于clean算法的窄带雷达回波杂噪抑制方法
RU2678822C2 (ru) Способ фильтрации сигналов при обнаружении цели и устройство для его осуществления
CN103217672B (zh) 运动信号检测方法和装置
CN107315169B (zh) 基于二阶统计量相似度的杂波协方差矩阵估计方法
CN109407069A (zh) 一种基于选通加权频率分集的弹载雷达角闪烁频率抑制方法
Ivković et al. False alarm analysis of the CATM-CFAR in presence of clutter edge
RU197685U1 (ru) Адаптивное устройство подавления пассивных помех
CN113138372B (zh) 一种基于改进型m/n检测器的多径环境下雷达目标检测方法
RU199379U1 (ru) Адаптивное устройство подавления пассивных помех
CN109856602A (zh) 一种适用于慢速目标监视雷达的杂波抑制方法
Zhang Lattice Predictors for a Stagger-Period Sequence: Their Theory and Application
RU2774731C1 (ru) Способ регистрации проходной характеристики морского объекта
CN116679278B (zh) 一种强地物杂波干扰下的目标雷达检测方法