RU2413238C1 - Interference suppression method - Google Patents

Interference suppression method Download PDF

Info

Publication number
RU2413238C1
RU2413238C1 RU2009128555/09A RU2009128555A RU2413238C1 RU 2413238 C1 RU2413238 C1 RU 2413238C1 RU 2009128555/09 A RU2009128555/09 A RU 2009128555/09A RU 2009128555 A RU2009128555 A RU 2009128555A RU 2413238 C1 RU2413238 C1 RU 2413238C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interference
output
range
additional
notch filter
Prior art date
Application number
RU2009128555/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Филиппович Лозовский (RU)
Игорь Филиппович Лозовский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП")
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 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП")
Priority to RU2009128555/09A priority Critical patent/RU2413238C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413238C1 publication Critical patent/RU2413238C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: in suppression method of interference representing passive interference (PI) with unknown parametres, from received signals and interference in N repetition periods of coherent block, where N≥2, there formed are references of complex envelope xi,k, where i - number of repetition period of coherent block, 1≤i≤N, k - number of range element; as per references of complex envelope in window of Nw range elements enveloping k element there formed are evaluations of correlation parametres of interference, which are used to determine weight ratios of rejector filter to the input of which there supplied are references of complex envelope xik; at that, references of complex envelope xi,k are also supplied to M additional rejector filters the weight ratios of which are obtained by using the evaluations of correlation parametres of interference in the appropriate M windows of the size which is less than Nw, and consisting of range elements enveloping k element; then, in window from Np range elements enveloping k element, where Np is chosen on the basis of allowable PI suppression reduction, there measured is interference power
Figure 00000053
at outputs of additional rejector filters, where j=1,…,M - number of additional rejector filter, and interference power
Figure 00000054
at the output of the above rejector filter; r filter is chosen from additional rejector filters, where 1≤r≤M with minimum evaluation of interference power at its output
Figure 00000055
after that, the following condition is checked:
Figure 00000056
where d≤1 - coefficient the value of which is determined with allowable reduction of suppression of PI which are homogeneous as to range, depending on the fact whether this condition is met or not; mixture of signals and suppressed interference is picked up from the output either of r additional rejector filter or the above rejector filter.
EFFECT: improving suppression of passive interference which is non-homogeneous as to range.
6 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для подавления помех при обнаружении сигналов в импульсных радиолокационных станциях. В частности, для подавления неоднородных по дальности пассивных помех (ПП).The invention relates to radar and can be used to suppress interference when signals are detected in pulsed radar stations. In particular, to suppress non-uniform in range passive interference (PP).

Известен способ подавления помех ("Применение цифровой обработки сигналов" под ред. Опенгейма Э. М.: Мир, 1980), в котором из принятых радиолокатором сигналов в N периодах повторения когерентной пачки формируют отсчеты комплексной огибающей, отсчеты в каждом элементе дальности обрабатывают в режекторном фильтре с весовыми коэффициентами W=(wl, w2, …, wN)T, заранее выбранными таким образом, чтобы обеспечить минимальное значение мощности помех на выходе режекторного фильтра. В данном способе обеспечивается подавление некоторых видов пассивных помех с априори известными параметрами, например помех от неподвижных местных предметов (МП). В этом случае используют биномиальные весовые коэффициенты, находящиеся из выражения A known method of suppressing interference ("The use of digital signal processing" edited by E. Opengheim: Mir, 1980), in which the complex envelope readings are formed from the signals received by the radar in N repetition periods of the coherent burst, the samples in each range element are processed in the notch filter with weighting factors W = (w l , w 2 , ..., w N ) T , pre-selected in such a way as to ensure the minimum value of the interference power at the output of the notch filter. This method provides suppression of certain types of passive interference with a priori known parameters, for example, interference from stationary local objects (MP). In this case, use binomial weights found from the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где i - номер периода повторения пачки.where i is the number of the repetition period of the pack.

Существенный недостаток данного способа состоит в низком подавлении ПП с заведомо неизвестными параметрами (частота Доплера, коэффициент корреляции), включающих, например, помехи от метеообразований или сбрасываемых с борта самолета диполей.A significant drawback of this method is the low suppression of PP with obviously unknown parameters (Doppler frequency, correlation coefficient), including, for example, interference from weather patterns or dipoles dropped from an aircraft.

Наиболее близким техническим решением является способ подавления помех (Попов Д.И. Синтез цифровых адаптивных режекторных фильтров, Радиотехника, 1981 г., т.36, №10), в котором из принятых радиолокатором сигналов в N периодах повторения когерентной пачки формируют отсчеты комплексной огибающей, при обработке отсчетов в k-ом элементе дальности оценивают матрицу ковариации помех

Figure 00000002
по отсчетам в Nw элементах дальности, окружающих обрабатываемый k-й элемент, определяют весовые коэффициенты режекторного фильтра W={wl,w2,…,wN)T из уравнения:The closest technical solution is a method of suppressing interference (Popov D.I. Synthesis of digital adaptive notch filters, Radio Engineering, 1981, vol. 36, No. 10), in which complex envelope readings are formed from the signals received by the radar in N repetition periods of the coherent burst , when processing samples in the kth range element, the interference covariance matrix is estimated
Figure 00000002
from the counts in N w range elements surrounding the processed k-th element, the weight coefficients of the notch filter W = {w l , w 2 , ..., w N ) T are determined from the equation:

Figure 00000003
Figure 00000003

где I - единичная матрица размером N×N, λmin - минимальное собственное значение матрицы

Figure 00000002
размером N×N, обрабатывают отсчеты k-го элемента дальности в данном режекторном фильтре. Причем для некоторых видов сигналов и помех существуют достаточно простые решения уравнения (1). Например, при обработке когерентной пачки сигналов с одинаковыми периодами повторения Т в условиях ПП элементы матрицы
Figure 00000002
задаются в виде оценок where I is the identity matrix of size N × N, λ min is the minimum eigenvalue of the matrix
Figure 00000002
size N × N, process the samples of the k-th element of the range in this notch filter. Moreover, for some types of signals and interference, there are fairly simple solutions to equation (1). For example, when processing a coherent packet of signals with the same repetition periods T in the conditions of PP, the elements of the matrix
Figure 00000002
are given in the form of estimates

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
- оценка межпериодной фазы ПП,
Figure 00000006
- оценка коэффициента корреляции ПП между n-ым и m-ым периодами, где 1≤n, m≤N. При этом весовые коэффициенты режекторного фильтра
Figure 00000007
а значения νi следующим образом выражаются через оценки
Figure 00000006
при разных N, где N≥2:Where
Figure 00000005
- assessment of the interperiod phase of PP,
Figure 00000006
- assessment of the correlation coefficient of the PP between the n-th and m-th periods, where 1≤n, m≤N. At the same time, the notch filter weights
Figure 00000007
and ν i values are expressed as follows in terms of estimates
Figure 00000006
for different N, where N≥2:

1. νi=1, ν2=-ρ1,2, для N=2;1. ν i = 1, ν 2 = -ρ 1,2 , for N = 2;

2. νl3=1, ν2=-2ρ1,2, для N=3;2. ν l = ν 3 = 1, ν 2 = -2ρ 1,2 , for N = 3;

3. ν1=-ν4=1,

Figure 00000008
3. ν 1 = -ν 4 = 1,
Figure 00000008

4. ν15=1,

Figure 00000009
4. ν 1 = ν 5 = 1,
Figure 00000009

Для встречающихся в большинстве ситуаций ПП с унимодальным гауссовым спектром значения νi выражаются следующим еще более простым образом через одну только оценку коэффициента корреляции между 1-м и 2-м периодами когерентной пачки:For PPs encountered in most situations with a unimodal Gaussian spectrum, the values of ν i are expressed in the following even simpler way through only estimating the correlation coefficient between the 1st and 2nd periods of the coherent burst:

1. νi=1, ν2=-ρ1,2, для N=2;1. ν i = 1, ν 2 = -ρ 1,2 , for N = 2;

2. νl3=1, ν2=-2ρ1,2, для N=3;2. ν l = ν 3 = 1, ν 2 = -2ρ 1,2 , for N = 3;

3. νl=-ν4=1, ν2=-ν3=- (1+

Figure 00000010
1,2+
Figure 00000011
), для N=4;3. ν l = -ν 4 = 1, ν 2 = -ν 3 = - (1+
Figure 00000010
1.2 +
Figure 00000011
), for N = 4;

4. ν1=ν5=1,

Figure 00000012
4. ν 1 = ν 5 = 1,
Figure 00000012

В указанном способе обеспечивается подавление разного вида помех, в том числе ПП с заведомо неизвестными параметрами. При этом достигается минимальное значение мощности помех на выходе режекторного фильтра.In this method, suppression of various types of interference is provided, including PP with known unknown parameters. In this case, the minimum value of the interference power at the output of the notch filter is achieved.

Основной недостаток этого способа заключается в снижении подавления неоднородных по дальности ПП, когда в окно из Nw элементов дальности, окружающих k-ый обрабатываемый элемент, попадают ПП с разными корреляционными параметрами. Это приводит к ошибкам в оценке корреляционных параметров ПП

Figure 00000013
(соответственно, оценки доплеровской фазы и коэффициента корреляции), неверному определению весовых коэффициентов The main disadvantage of this method is to reduce the suppression of non-uniform range PPs, when PPs with different correlation parameters fall into the window of N w range elements surrounding the kth processed element. This leads to errors in the estimation of the correlation parameters of PP
Figure 00000013
(respectively, estimates of the Doppler phase and correlation coefficient), incorrect determination of weight coefficients

Figure 00000014
Figure 00000014

и, как следствие, увеличению мощности помех на выходе режекторного фильтра.and, as a consequence, an increase in interference power at the output of the notch filter.

Техническим результатом (решаемой задачей) изобретения, таким образом, является устранение названного недостатка, а именно повышение подавления неоднородных по дальности ПП.The technical result (the problem being solved) of the invention, therefore, is to eliminate the aforementioned drawback, namely, to increase the suppression of PP inhomogeneous in range.

Технический результат (решаемая задача) в предлагаемом способе достигается тем, что в известном способе подавления помех, представляющих собой пассивные помехи (ПП) с неизвестными параметрами, в котором из принятых радиолокатором сигналов и помех в N периодах повторения когерентной пачки, где N≥2, формируют отсчеты комплексной огибающей xi,k, где i - номер периода повторения когерентной пачки, 1≤i≤N, k - номер элемента дальности, по отсчетам комплексной огибающей в окне из Nw элементов дальности, окружающих k-й элемент, формируют оценки корреляционных параметров помех, которые используют для определения весовых коэффициентов режекторного фильтра, на вход которого подают отсчеты комплексной огибающей xi,k, согласно изобретению отсчеты комплексной огибающей xi,k также подают на M дополнительных режекторных фильтров, весовые коэффициенты которых получают, используя оценки корреляционных параметров помех в соответствующих M окнах меньшего, чем Nw, размера, состоящих из элементов дальности, окружающих k-й элемент, затем в окне из Np элементов дальности, окружающих k-й элемент, где Np выбирается исходя из допустимого снижения подавления ПП, измеряют мощность помех

Figure 00000015
на выходах дополнительных режекторных фильтров, где j=1, …, M - номер дополнительного режекторного фильтра, и мощность помех
Figure 00000016
на выходе упомянутого режекторного фильтра, из дополнительных режекторных фильтров выбирают r-й, где 1≤r≤M, с минимальной оценкой мощности помех на его выходе
Figure 00000017
после чего проверяют следующее условие:The technical result (the problem to be solved) in the proposed method is achieved by the fact that in the known method of suppressing interference, which is passive interference (PP) with unknown parameters, in which of the received radar signals and interference in N repetition periods of the coherent packet, where N≥2, form the samples of the complex envelope x i, k , where i is the number of the repetition period of the coherent burst, 1≤i≤N, k is the number of the range element, according to the samples of the complex envelope in the window of N w range elements surrounding the kth element, form estimates correl tional parameters interference, are used to determine weighting coefficients of the notch filter, the input of which is fed the samples of the complex envelope x i, k, according to the invention the samples of the complex envelope x i, k are also fed to the M additional bandstop filter, the weighting coefficients are obtained from the estimation of the correlation interference parameters in the respective windows M smaller than N w, size, consisting of a range of elements surrounding the k-th element, then in the range of N p elements surrounding a k-th element, where N p ybiraetsya based on the acceptable reduction PP suppression, measured interference power
Figure 00000015
at the outputs of the additional notch filters, where j = 1, ..., M is the number of the additional notch filter, and the interference power
Figure 00000016
at the output of the said notch filter, from the additional notch filters, choose the rth, where 1≤r≤M, with a minimum estimate of the interference power at its output
Figure 00000017
then check the following condition:

Figure 00000018
Figure 00000018

где d≤1 - коэффициент, величина которого определяется допустимым снижением подавления однородных по дальности ПП,where d≤1 - coefficient, the value of which is determined by the allowable reduction of suppression uniform in range PP,

в зависимости от того, выполняется или нет данное условие, смесь сигналов и подавленных помех снимают с выхода либо r-го дополнительного режекторного фильтра или упомянутого режекторного фильтра.depending on whether this condition is fulfilled or not, the mixture of signals and suppressed interference is removed from the output of either the r-th additional notch filter or the mentioned notch filter.

Новыми существенными признаками предлагаемого способа являются следующие:New significant features of the proposed method are the following:

- отсчеты комплексной огибающей xik подают на M дополнительных режекторных фильтров, весовые коэффициенты которых получают, используя оценки корреляционных параметров помех в соответствующих M окнах разного и меньшего, чем Nw, размера, состоящих из элементов дальности, окружающих k-й элемент;- samples of the complex envelope x ik are fed to M additional notch filters, the weight coefficients of which are obtained using estimates of the correlation parameters of interference in the corresponding M windows of different and smaller than N w sizes consisting of range elements surrounding the kth element;

- в окне из N элементов дальности, окружающих k-й элемент, где Np выбирается исходя из допустимого снижения подавления ПП, измеряют мощность помех

Figure 00000019
на выходах дополнительных режекторных фильтров, где j=1,…, M - номер дополнительного режекторного фильтра, и мощность помех
Figure 00000020
на выходе упомянутого режекторного фильтра;- in the window of N range elements surrounding the k-th element, where N p is selected based on the allowable reduction in the suppression of the PP, the interference power is measured
Figure 00000019
at the outputs of the additional notch filters, where j = 1, ..., M is the number of the additional notch filter, and the interference power
Figure 00000020
at the output of said notch filter;

- из дополнительных режекторных фильтров выбирают r-й, где 1≤r≤M минимальной оценкой мощности помех на его выходе

Figure 00000021
- r-th is selected from additional notch filters, where 1≤r≤M is the minimum estimate of the interference power at its output
Figure 00000021

- проверяют условие (2), в котором d≤1 - коэффициент, величина которого определяется допустимым снижением подавления однородных по дальности ПП;- check the condition (2), in which d≤1 is a coefficient, the value of which is determined by the allowable decrease in the suppression of uniform in range PP;

- в зависимости от того, выполняется или нет данное условие, смесь сигналов и подавленных помех снимают с выхода либо r-го дополнительного режекторного фильтра или упомянутого режекторного фильтра.- depending on whether or not this condition is fulfilled, the mixture of signals and suppressed interference is removed from the output of either the rth additional notch filter or the mentioned notch filter.

Применение всех новых признаков совместно с признаками прототипа позволит повысить подавление неоднородных по дальности ПП. Поскольку неоднородность ПП в окне вызывает увеличение мощности помех на выходе режекторного фильтра, весовые коэффициенты которого определяются по оценкам корреляционных параметров ПП в данном окне, условие (2) при неоднородности ПП по дальности выполняется. Дополнительный режекторный фильтр, весовые коэффициенты которого определяются оценками корреляционных параметров ПП в окне, размер которого в наибольшей степени соответствует размерам однородной области ПП, обеспечивает максимальное подавление ПП и, следовательно, минимальное значение выходной мощности помех

Figure 00000022
The use of all new features in conjunction with the features of the prototype will increase the suppression of heterogeneous in the range of PP. Since the nonuniformity of the PP in the window causes an increase in the interference power at the output of the notch filter, the weight coefficients of which are determined by the estimates of the correlation parameters of the PP in this window, condition (2) is fulfilled when the PP is not uniform in range. An additional notch filter, the weight coefficients of which are determined by estimates of the correlation parameters of the PP in the window, the size of which most closely matches the size of the homogeneous region of the PP, provides maximum suppression of the PP and, therefore, the minimum value of the output interference power
Figure 00000022

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг.1. Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ подавления помех.Figure 1. The structural diagram of a device that implements the proposed method of suppressing interference.

Фиг.2. Структурная схема устройства, реализующего адаптивный режекторный фильтр на Фиг.1.Figure 2. The structural diagram of a device that implements the adaptive notch filter in figure 1.

Фиг.3. Структурная схема устройства, реализующего измеритель мощности на Фиг.1.Figure 3. Block diagram of a device that implements a power meter in figure 1.

Фиг.4. Структурная схема устройства, реализующего блок определения канала с минимальным значением на Фиг.1.Figure 4. Block diagram of a device that implements a channel determination unit with a minimum value in FIG. 1.

Фиг.5. Зависимости мощности порогового сигнала от номера элемента в окне (неоднородная ПП).Figure 5. Dependence of the power of the threshold signal on the number of the element in the window (inhomogeneous PP).

Фиг.6. Зависимости мощности порогового сигнала от номера элемента в окне (неоднородный МП).6. Dependences of the threshold signal power on the element number in the window (inhomogeneous MP).

Техническая реализация предлагаемого способа подавления помех возможна на основе устройства, показанного на Фиг.1. Устройство содержит формирователь отсчетов комплексной огибающей 1, вход которого является входом устройства, M+1 адаптивных режекторных фильтров 2, M+1 измерителей мощности 3, умножитель 4, блок определения канала с минимальным значением 5, схему сравнения 6, первый мультиплексор 7 и второй мультиплексор 7, выход которого является выходом устройства. При этом адаптивный режекторный фильтр 2 выполняет как функции оценки корреляционных параметров ПП в окне, размер которого задается информацией на его втором входе, так и функции собственно режекторного фильтра, весовые коэффициенты которого изменяются (перестраиваются) в зависимости от полученных оценок корреляционных параметров ПП.Technical implementation of the proposed method of suppressing interference is possible based on the device shown in figure 1. The device comprises a complex envelope sampler 1 whose input is the device input, M + 1 adaptive notch filters 2, M + 1 power meters 3, a multiplier 4, a channel determination unit with a minimum value of 5, a comparison circuit 6, a first multiplexer 7 and a second multiplexer 7, the output of which is the output of the device. In this case, the adaptive notch filter 2 performs both the function of evaluating the correlation parameters of the PP in the window, the size of which is set by the information at its second input, and the functions of the notch filter itself, the weight coefficients of which vary (are tuned) depending on the obtained estimates of the correlation parameters of the PP.

Техническая реализация адаптивного режекторного фильтра 2 на Фиг.1 возможна в виде устройства, представленного на Фиг.2. Устройство содержит первый умножитель 4, блок задержки на период 9, входы которых подключены к первому входу блока оценки коэффициента корреляции ПП 10 и являются первым входом устройства, второй вход блока оценки коэффициента корреляции ПП 10 является вторым входом устройства, регистр 11, второй умножитель 4, арифметический блок расчета весовых коэффициентов режекторного фильтра 12, перестраиваемый режекторный фильтр 8, выход которого является выходом устройства.The technical implementation of the adaptive notch filter 2 in figure 1 is possible in the form of the device shown in figure 2. The device contains a first multiplier 4, a delay unit for a period of 9, the inputs of which are connected to the first input of the correlation coefficient estimation unit PP 10 and are the first input of the device, the second input of the correlation coefficient estimation unit PP 10 is the second input of the device, register 11, the second multiplier 4, arithmetic unit for calculating the weight coefficients of the notch filter 12, tunable notch filter 8, the output of which is the output of the device.

Техническая реализация измерителя мощности 3 на Фиг.1 возможна в виде устройства, представленного на Фиг.3. Устройство содержит вычислитель квадрата модуля 13, вход которого является входом устройства, (Np+1)-отводный регистр 14, сумматор 15, делитель 16, выход которого является выходом устройства.The technical implementation of the power meter 3 in FIG. 1 is possible in the form of the device shown in FIG. 3. The device contains a square computer module 13, the input of which is the input of the device, (N p +1) -tap register 14, adder 15, divider 16, the output of which is the output of the device.

Техническая реализация блока определения канала с минимальным значением 5 на Фиг.1 возможна в виде устройства, представленного на Фиг.4. Устройство содержит схему выбора минимального значения 17, M+1 входов которой являются входами устройства, M+1 схем сравнения 6 и шифратор 18, выход которого является выходом устройства.The technical implementation of the channel determination unit with a minimum value of 5 in FIG. 1 is possible in the form of the device shown in FIG. 4. The device contains a circuit for selecting the minimum value 17, the M + 1 inputs of which are the inputs of the device, M + 1 comparison circuits 6, and the encoder 18, the output of which is the output of the device.

Устройство на Фиг.1 работает следующим образом. На формирователь отсчетов комплексной огибающей 1 поступают сигналы x(t) с выхода приемного устройства РЛС. С выхода формирователя отсчетов комплексной огибающей 1 отсчеты комплексной огибающей xi,k поступают на M+1 адаптивных режекторных фильтров 2, причем весовые коэффициенты первого адаптивного режекторного фильтра 2 определяются по оценкам корреляционных параметров помех в окне из Nw элементов дальности, окружающих k-й элемент. Весовые коэффициенты каждого из j=1,…, M дополнительных адаптивных режекторных фильтров 2 определяются по оценкам корреляционных параметров помех в окнах соответствующего, меньшего, чем Nw, размера Lw(j), окружающих k-й элемент дальности. Отсчеты уk с выхода первого адаптивного режекторного фильтра 2 и отсчеты uk,j с выходов M дополнительных адаптивных режекторных фильтров 2 поступают на M+1 измерителей мощности 3 и информационные входы второго мультиплексора 7. Оценки мощности помех на выходах 1,…, M-го дополнительных адаптивных режекторных фильтров 2

Figure 00000023
полученные на выходах 2,…, M+1-го измерителей мощности 3, подаются на входы блока определения канала с минимальным значением 5. Минимальная из оценок мощности помех
Figure 00000024
с первого выхода блока определения канала с минимальным значением 5 подается на второй вход схемы сравнения 6. Оценка мощности помех
Figure 00000025
с выхода 1-го измерителя мощности 3 подается на первый вход умножителя 4, после умножения в котором на постоянный коэффициент d, подающийся на второй вход умножителя 4, величина
Figure 00000026
поступает на первый вход схемы сравнения 6. При выполнении условия
Figure 00000027
единичный сигнал с выхода схемы сравнения 6 поступает на управляющий вход первого мультиплексора 7 и разрешает прохождение на его выход сигнала r с его второго информационного входа, поступающего со второго выхода блока определения канала с минимальным значением 5. Если упомянутое выше условие не выполняется, то есть
Figure 00000028
то на выходе схемы сравнения 6 формируется нулевой сигнал, который, поступая на управляющий вход первого мультиплексора 7, разрешает прохождение на его выход сигнала 0 с его первого информационного входа. Таким образом, с выхода первого мультиплексора 7 на управляющий вход второго мультиплексора 7 подается либо сигнал, равный номеру r, где 1≤r≤M, дополнительного адаптивного режекторного фильтра 2, либо 0-й сигнал при выборе 1-го адаптивного режекторного фильтра 2. По данному управляющему сигналу на выход устройства передаются отсчеты, взятые с выхода r-го дополнительного адаптивного режекторного фильтра 2 uk,r или 1-го адаптивного режекторного фильтра 2 yk. The device in figure 1 works as follows. The complex envelope 1 sampler receives x (t) signals from the output of the radar receiver. From the output of the complex envelope sampler 1, the complex envelope samples x i, k are sent to M + 1 adaptive notch filters 2, and the weighting coefficients of the first adaptive notch filter 2 are determined by estimating the correlation parameters of interference in a window of N w range elements surrounding the kth element. The weights of each of j = 1, ..., M of additional adaptive notch filters 2 are determined by estimating the correlation parameters of the interference in the windows of the corresponding smaller than N w size L w (j) surrounding the k-th element of the range. The samples at k from the output of the first adaptive notch filter 2 and the samples u k, j from the outputs of M of the additional adaptive notch filter 2 are sent to M + 1 power meters 3 and the information inputs of the second multiplexer 7. Estimates of the interference power at outputs 1, ..., M- th additional adaptive notch filters 2
Figure 00000023
obtained at the outputs 2, ..., M + of the 1st power meter 3 are fed to the inputs of the channel definition block with a minimum value of 5. The minimum of the interference power estimates
Figure 00000024
from the first output of the channel definition block with a minimum value of 5 is fed to the second input of the comparison circuit 6. Assessment of interference power
Figure 00000025
from the output of the 1st power meter 3 is fed to the first input of the multiplier 4, after multiplication in which by a constant coefficient d, fed to the second input of the multiplier 4, the value
Figure 00000026
arrives at the first input of the comparison circuit 6. When the condition
Figure 00000027
a single signal from the output of the comparison circuit 6 is supplied to the control input of the first multiplexer 7 and allows the signal r to pass to its output from its second information input coming from the second output of the channel determination unit with a minimum value of 5. If the above condition is not satisfied, that is
Figure 00000028
then at the output of the comparison circuit 6 a zero signal is formed, which, entering the control input of the first multiplexer 7, allows the signal 0 to pass from its first information input to its output. Thus, from the output of the first multiplexer 7, either a signal equal to the number r, where 1≤r≤M, of the additional adaptive notch filter 2, or the 0th signal when choosing the 1st adaptive notch filter 2 is supplied to the control input of the second multiplexer 7. According to this control signal, samples taken from the output of the rth additional adaptive notch filter 2 u k, r or the 1st adaptive notch filter 2 y k are transmitted to the device output .

Формирователь отсчетов комплексной огибающей 1 представляет собой устройство, известное, например, из (Л.Д.Ширман, В.Н.Манжос. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981, 416 с.).The complex envelope sampler 1 is a device known, for example, from (L.D. Shirman, V.N. Manzhos. Theory and technique of processing radar information against a background of interference. M: Radio and communications, 1981, 416 pp.) .

Устройство на Фиг.2 работает следующим образом. В р-м периоде повторения когерентной пачки отсчеты xp.k с выхода формирователя комплексной огибающей 1 поступают на первый вход блока оценки коэффициента корреляции ПП 10, вход блока задержки на период 9 и первый вход первого умножителя 4. Задержанные на период повторения когерентной пачки Т отсчеты xp-1.k с выхода блока задержки на период 9 при этом поступают на третий вход блока оценки коэффициента корреляции ПП 10, в котором в соответствии с информацией о размере окна, поступающей на его второй вход, в данном окне дальности оценивают коэффициент корреляции ПП между 7-м и 2-м периодами повторения когерентной пачки

Figure 00000029
Оценка фазового вектора ПП
Figure 00000030
с первого выхода блока оценки коэффициента корреляции ПП 10 подается на первый вход второго умножителя 4, на второй вход которого с выхода регистра 11 поступает хранящийся в нем вектор поворота отсчетов по фазе в p-м периоде повторения
Figure 00000031
когерентной пачки
Figure 00000032
С выхода второго умножителя 4 новое значение вектора поворота отсчетов по фазе
Figure 00000033
записывается в регистр 11 для использования в следующем (p+1)-м периоде повторения когерентной пачки. Вектор поворота отсчетов по фазе в р-м периоде повторения когерентной пачки
Figure 00000034
с выхода регистра 11 подается на второй вход первого умножителя 4, с выхода которого отсчеты
Figure 00000035
с нулевой после поворота доплеровской фазой ПП подаются на информационный вход перестраиваемого режекторного фильтра 8. Оценка модуля коэффициента корреляции ПП
Figure 00000036
со второго выхода блока оценки коэффициента корреляции ПП 10 подается на вход арифметического блока расчета весовых коэффициентов режекторного фильтра 12, с выхода которого весовые коэффициенты режекторного фильтра ν1, ν2,…, νN подаются на управляющий вход перестраиваемого режекторного фильтра 8. В арифметическом блоке расчета весовых коэффициентов режекторного фильтра 12 в зависимости от N используются приведенные в таблице 2 расчетные формулы. В перестраиваемом режекторном фильтре 8 происходит оптимальное подавление ПП с нулевой доплеровской фазой, гауссовым спектром и модулем коэффициента корреляции
Figure 00000037
Смесь сигналов и подавленных помех с выхода перестраиваемого режекторного фильтра 8 поступает на выход данного устройства.The device in figure 2 works as follows. In the rth repetition period of the coherent burst, the samples x pk from the output of the complex envelope shaper 1 are fed to the first input of the correlation coefficient estimator 10; the input of the delay unit for period 9 and the first input of the first multiplier 4. p-1.k from the output of the delay unit for a period of 9 at the same time go to the third input of the correlation coefficient estimation unit of software 10, in which, in accordance with the information about the size of the window supplied to its second input, the coefficient is evaluated in this range window t correlation of PP between the 7th and 2nd repetition periods of a coherent burst
Figure 00000029
PP phase vector estimation
Figure 00000030
from the first output of the correlation coefficient estimation block, the PP 10 is fed to the first input of the second multiplier 4, the second input of which from the output of register 11 receives the phase rotation vector of the samples stored in it in the pth repetition period
Figure 00000031
coherent pack
Figure 00000032
From the output of the second multiplier 4, the new value of the phase rotation vector of samples
Figure 00000033
written to register 11 for use in the next (p + 1) -th repetition period of the coherent burst. Phase rotation vector of the samples in the rth repetition period of the coherent burst
Figure 00000034
from the output of the register 11 is fed to the second input of the first multiplier 4, the output of which is counted
Figure 00000035
with zero after rotation, the Doppler phase of the PP are fed to the information input of the tunable notch filter 8. Evaluation of the module of the correlation coefficient of PP
Figure 00000036
from the second output of the correlation coefficient estimator, the PP 10 is fed to the input of the arithmetic unit for calculating the weight coefficients of the notch filter 12, from the output of which the weight coefficients of the notch filter ν 1 , ν 2 , ..., ν N are fed to the control input of the tunable notch filter 8. In the arithmetic unit calculation of the weight coefficients of the notch filter 12, depending on N, the calculation formulas given in table 2 are used. In tunable notch filter 8 there is an optimal suppression of PP with zero Doppler phase, a Gaussian spectrum and the module of the correlation coefficient
Figure 00000037
A mixture of signals and suppressed interference from the output of the tunable notch filter 8 is fed to the output of this device.

В блоке оценки коэффициента корреляции ПП 10, известного, например, из (Д.И.Попов. Синтез цифровых адаптивных режекторных фильтров, Радиотехника, 1981 г., т.36, №10), определяется оценка коэффициента корреляции между отсчетами комплексной огибающей j-го и 2-го периодов пачки повторения когерентной пачки по следующей формуле для j-го дополнительного адаптивного режекторного фильтра 2 на Фиг.1:In the block for estimating the correlation coefficient PP 10, known, for example, from (D.I. Popov. Synthesis of Digital Adaptive Notch Filters, Radio Engineering, 1981, vol. 36, No. 10), the estimation of the correlation coefficient between the samples of the complex envelope j- of the 2nd and 2nd periods of the repetition packet of the coherent packet according to the following formula for the j-th additional adaptive notch filter 2 in FIG. 1:

Figure 00000038
Figure 00000038

Figure 00000039
Перестраиваемый режекторный фильтр 8 аналогичен известному режекторному фильтру с постоянными весовыми коэффициентами, например, из (Л.Рабинер, Б.Гоулд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978), за исключением наличия управляющего входа, по которому передаются значения используемых в данный момент времени весовых коэффициентов трансверсального фильтра.
Figure 00000039
The tunable notch filter 8 is similar to the well-known notch filter with constant weighting factors, for example, from (L. Rabiner, B. Gould. Theory and application of digital signal processing. M .: Mir, 1978), except for the presence of a control input through which values are transmitted currently used transverse filter weights.

Устройство на Фиг.3 работает следующим образом. На вычислитель квадрата модуля 13 поступают сигналы с выхода адаптивного режекторного фильтра 2. Далее с выхода вычислителя квадрата модуля 13 значения квадратов модуля входных отсчетов записываются в (Np+1) - отводный регистр 14, с 1,…,

Figure 00000040
Figure 00000041
отводов которого сигналы подаются на сумматор 15 и, далее на первый вход делителя 16, на второй вход которого подается коэффициент Np. Величина среднего значения квадратов модулей сигналов с выхода делителя 16 подается на выход данного устройства.The device in figure 3 works as follows. The square calculator module 13 receives signals from the output of the adaptive notch filter 2. Then, from the output of the square calculator module 13, the square values of the input sample module are recorded in (N p +1) - tap register 14, from 1, ...,
Figure 00000040
Figure 00000041
the taps of which the signals are fed to the adder 15 and then to the first input of the divider 16, to the second input of which a coefficient N p is supplied . The average value of the squares of the signal modules from the output of the divider 16 is fed to the output of this device.

Устройство на Фиг.4 работает следующим образом. Оценки мощности помех

Figure 00000019
, j=1, …, М с выхода измерителей мощности 3 поступают на 1, …, М входы схемы выбора минимального значения 17 и первые входы M схем сравнения 6. Минимальная оценка мощности помех
Figure 00000042
с выхода схемы выбора минимального значения 17 подается на вторые входы M схем сравнения 6. На выходах схем сравнения 6 единичный уровень появляется при равенстве входных сигналов, то есть при
Figure 00000043
в противном случае формируется нулевой уровень. С выходов M схем сравнения 6 логические сигналы подаются на 1,2,…, M входы шифратора 18, на выходе которого формируется число, равное номеру входа с единичным логическим уровнем, в данном случае это номер r.The device in figure 4 works as follows. Estimates of interference power
Figure 00000019
, j = 1, ..., M from the output of the power meters 3 go to 1, ..., M the inputs of the minimum value selection circuit 17 and the first inputs of the M comparison circuits 6. The minimum estimate of the interference power
Figure 00000042
from the output of the minimum value selection circuit 17, it is supplied to the second inputs of the comparison circuits 6. At the outputs of the comparison circuits 6, the unit level appears when the input signals are equal, that is, when
Figure 00000043
otherwise, a zero level is formed. From the outputs of the M comparison circuits 6, the logical signals are fed to the 1,2, ..., M inputs of the encoder 18, the output of which forms a number equal to the input number with a single logical level, in this case it is the number r.

Расчеты характеристик обнаружения алгоритма прототипа и изобретения проводились методом статистического моделирования в среде MatLab ν.7.1. Число испытаний составляло 103. Параметры алгоритма: N=4; Nw=56, Lw(l)=8; число дополнительных режекторных фильтров M=1. Вероятность ложных тревог Pf=10-6. Неоднородность ПП в окне задавалась функцией Баттерворта с параметрами: длительность τ=8, 16; параметр плавности q=2, 8. При этом неоднородность устанавливалась в центр большого окна, а характеристики обнаружения рассчитывались во всех элементах окна. Np=8 - размер окна, в котором оценивается мощность остатков помех.The calculation of the detection characteristics of the prototype algorithm and the invention was carried out by the method of statistical modeling in the environment of MatLab ν.7.1. The number of trials was 10 3 . Algorithm parameters: N = 4; N w = 56, L w (l) = 8; the number of additional notch filters M = 1. The probability of false alarms P f = 10 -6 . The inhomogeneity of the PP in the window was set by the Butterworth function with parameters: duration τ = 8, 16; the smoothness parameter q = 2, 8. In this case, the heterogeneity was set in the center of the large window, and the detection characteristics were calculated in all elements of the window. N p = 8 is the size of the window in which the power of the residual interference is estimated.

Рассматривались следующие помеховые ситуации:The following interference situations were considered:

- смесь помех от однородных местных предметов (МП) с гауссовым или дробно-рациональным спектром шириной Δfm=10 Гц, шума уровнем Рn=-40 дБ относительно МП и неоднородных ПП с гауссовым или дробно-рациональным спектром шириной Δfm=50 Гц и смещением доплеровской частоты f0=0…500 Гц;- a mixture of interference from homogeneous local objects (MP) with a Gaussian or fractional rational spectrum with a width Δf m = 10 Hz, noise with a level of P n = -40 dB relative to MP and inhomogeneous PPs with a Gaussian or fractional rational spectrum with a width Δf m = 50 Hz and the offset of the Doppler frequency f 0 = 0 ... 500 Hz;

- смесь помех от однородных ПП с гауссовым или дробно-рациональным спектром шириной Δfm=50 Гц и смещением доплеровской частоты f0=0…500 Гц, шума уровнем Pn=-40 дБ относительно ПП и помех от неоднородных MП с гауссовым или дробно-рациональным спектром шириной Δfm=10 Гц.- a mixture of interference from homogeneous SPs with a Gaussian or fractionally rational spectrum with a width of Δf m = 50 Hz and a Doppler frequency offset f 0 = 0 ... 500 Hz, noise level P n = -40 dB relative to SP and interference from inhomogeneous MPs with Gaussian or fractional -rational spectrum with a width Δf m = 10 Hz.

Отдельные результаты приведены на Фиг.5, Фиг.6 в виде зависимостей мощности порогового сигнала Psd (дБ) от номера элемента в окне. Очевидно, что при использовании изобретения имеет место значительно сокращение области «тени», которая создается неоднородной помехой (за счет переходного процесса в схеме выбора канала с минимальной мощностью остатков область «тени» составляет ≈τ+2·Np элементов). При этом имеет место существенный выигрыш в величине порогового сигнала по сравнению с прототипом, что говорит о повышении подавления неоднородных по дальности ПП в предлагаемом способе.Separate results are shown in Fig. 5, Fig. 6 in the form of dependences of the threshold signal power P sd (dB) on the element number in the window. Obviously, when using the invention, there is a significant reduction in the area of the “shadow”, which is caused by inhomogeneous interference (due to the transient in the channel selection scheme with the minimum residual power, the region of the “shadow” is ≈τ + 2 · N p elements). In this case, there is a significant gain in the magnitude of the threshold signal in comparison with the prototype, which indicates an increase in the suppression of nonuniform in range PP in the proposed method.

Claims (1)

Способ подавления помех, представляющих собой пассивные помехи (ПП) с неизвестными параметрами, в котором из принятых радиолокатором сигналов и помех в N периодах повторения когерентной пачки, где N≥2, формируют отсчеты комплексной огибающей xi,k, где i - номер периода повторения когерентной пачки, 1≤i≤N, k - номер элемента дальности, по отсчетам комплексной огибающей в окне из Nw элементов дальности, окружающих k-й элемент, формируют оценки корреляционных параметров помех, которые используют для определения весовых коэффициентов режекторного фильтра, на вход которого подают отсчеты комплексной огибающей xi,k, отличающийся тем, что отсчеты комплексной огибающей xi,k также подают на М дополнительных режекторных фильтров, весовые коэффициенты которых получают, используя оценки корреляционных параметров помех в соответствующих М окнах меньшего, чем Nw, размера, состоящих из элементов дальности, окружающих k-й элемент, затем в окне из Np элементов дальности, окружающих k-й элемент, где Np выбирается, исходя из допустимого снижения подавления ПП, измеряют мощность помех
Figure 00000044
на выходах дополнительных режекторных фильтров, где j=1, …, M - номер дополнительного режекторного фильтра, и мощность помех
Figure 00000045
на выходе упомянутого режекторного фильтра, из дополнительных режекторных фильтров выбирают r-й, где 1≤r≤M, с минимальной оценкой мощности помех на его выходе
Figure 00000046
после чего проверяют следующее условие:
Figure 00000047

где d≤1 - коэффициент, величина которого определяется допустимым снижением подавления однородных по дальности ПП,
в зависимости от того, выполняется или нет данное условие, выходным сигналом является смесь сигналов и подавленных помех с выхода либо r-го дополнительного режекторного фильтра или упомянутого режекторного фильтра.
A method for suppressing interference, which is passive interference (IF) with unknown parameters, in which of the signals received by the radar and interference in N repetition periods of the coherent burst, where N≥2, the samples of the complex envelope x i, k are formed , where i is the number of the repetition period coherent packs, 1≤i≤N, k - distance element number of counts in the window of the complex envelope of N w elements range surrounding a k-th element, form interference correlation estimation parameters are used to determine weighting coefficients rezhektornog a filter whose input is fed the samples of the complex envelope x i, k, characterized in that the samples of the complex envelope x i, k are also fed to the M further notch filter, the weighting coefficients are obtained from the estimation of the correlation noise parameters in the respective M windows smaller than N w , of the size consisting of range elements surrounding the k-th element, then in the window of N p range elements surrounding the k-th element, where N p is selected based on the allowable reduction in the suppression of PP, the interference power is measured
Figure 00000044
at the outputs of the additional notch filters, where j = 1, ..., M is the number of the additional notch filter, and the interference power
Figure 00000045
at the output of the said notch filter, from the additional notch filters, choose the rth, where 1≤r≤M, with a minimum estimate of the interference power at its output
Figure 00000046
then check the following condition:
Figure 00000047

where d≤1 - coefficient, the value of which is determined by the allowable reduction of suppression uniform in range PP,
depending on whether this condition is fulfilled or not, the output signal is a mixture of signals and suppressed interference from the output of either the r-th additional notch filter or the mentioned notch filter.
RU2009128555/09A 2009-07-23 2009-07-23 Interference suppression method RU2413238C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128555/09A RU2413238C1 (en) 2009-07-23 2009-07-23 Interference suppression method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128555/09A RU2413238C1 (en) 2009-07-23 2009-07-23 Interference suppression method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2413238C1 true RU2413238C1 (en) 2011-02-27

Family

ID=46310712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128555/09A RU2413238C1 (en) 2009-07-23 2009-07-23 Interference suppression method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413238C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569331C1 (en) * 2014-09-18 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Passive jamming doppler phase measuring device
RU176751U1 (en) * 2017-05-15 2018-01-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" REJECTOR FILTRATION COMPUTER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОПОВ Д.И. Синтез цифровых адаптивных режекторных фильтров. Радиотехника, 1981, т.36, №10. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569331C1 (en) * 2014-09-18 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Passive jamming doppler phase measuring device
RU176751U1 (en) * 2017-05-15 2018-01-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" REJECTOR FILTRATION COMPUTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111398910B (en) Radar signal detection method, radar signal detection device, electronic equipment and storage medium
RU2308047C2 (en) Method for pulse interference protection at detection of composite radar signals
FI110731B (en) Procedure for estimating a channel and receiver
CN115549709B (en) Satellite communication system and method for inhibiting multi-channel mutual interference
CN110632571A (en) Steady STAP covariance matrix estimation method based on matrix manifold
Parshin et al. Investigation of efficient receiving of ultra low power signal for IoT application
CN103091665A (en) Compressed sensing synthetic aperture radar radio frequency interference suppression handling method
RU2413238C1 (en) Interference suppression method
CN109709526B (en) Knowledge-assisted grouping generalized likelihood ratio detection method
CN108957416A (en) Linear frequency-modulated parameter estimating method based on fractional order power spectral density under impulse noise environment
JP2014044193A (en) Clutter suppressing device
RU2413237C1 (en) Interference suppression method
JP5933245B2 (en) Clutter suppression device
CN107315169B (en) Clutter covariance matrix estimation method based on second-order statistic similarity
RU2420754C2 (en) Method of suppressing noise
CN107003383B (en) Method and device for obtaining time of arrival (TOA) when mobile terminal is positioned
CN108718223B (en) Blind spectrum sensing method for non-cooperative signals
Zhao et al. A modified matrix CFAR detector based on maximum eigenvalue for target detection in the sea clutter
Bares et al. Noise estimation in long-range matched-filter envelope sonar data
CN111600665B (en) SAGE channel parameter estimation method based on ARIMA filter
Reimer et al. Estimating self-clutter of the multiple-pulse technique
RU2409821C2 (en) Radar signal detector
RU2419809C1 (en) Method of measuring interperiod factor of passive interference correlation
Wang Direct signal recovery and masking effect removal exploiting sparsity for passive bistatic radar
Lin et al. Direct wave suppression based on an improved CLEAN algorithm

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120329

QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20121107