RU2547095C1 - Обнаружитель радиоимпульсов - Google Patents
Обнаружитель радиоимпульсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547095C1 RU2547095C1 RU2014107476/07A RU2014107476A RU2547095C1 RU 2547095 C1 RU2547095 C1 RU 2547095C1 RU 2014107476/07 A RU2014107476/07 A RU 2014107476/07A RU 2014107476 A RU2014107476 A RU 2014107476A RU 2547095 C1 RU2547095 C1 RU 2547095C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- circuit
- radio
- interference
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к методам и средствам обработки сигналов в радиотехнических системах и может быть использовано при решении задач обнаружения радиоимпульсов в условиях воздействия непрерывной узкополосной помехи с неизвестной несущей частотой. Достигаемый технический результат - повышение эффективности обнаружения. Указанный результат достигается за счет того, что признаками присутствия радиоимпульса на входе обнаружителя принимаются не только положительные, но и отрицательные выбросы в выходном сигнале обнаружителя, при этом для регистрации отрицательных выбросов используется дополнительная пороговая схема. обеспечивающая улучшение характеристик обнаружения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к методам и средствам обработки сигналов в радиотехнических системах и может быть использовано при решении задач обнаружения полезных радиоимпульсов в условиях воздействия помех.
Уточним постановку задачи. Одной из традиционных задач радиолокации является обнаружение пачки радиоимпульсов на фоне помех различного происхождения, в частности при воздействии непрерывной узкополосной помехи с неизвестной несущей частотой. Оптимальные алгоритмы решения такой задачи предполагают подавление помехи с последующим когерентным накоплением пачки радиоимпульсов, причем обе эти операции осуществляются на высокой частоте [1, 2]. Однако сложность технической реализации оптимальных алгоритмов часто вынуждает перейти к более простым методам обработки:
- во-первых, процесс подавления помехи переносится с высокой частоты на видеочастоту, т.е. после амплитудного детектирования входного сигнала;
- во-вторых, процесс последетекторного накопления импульсов пачки и последующего сравнения результатов накопления с пороговым напряжением заменяется двухэтапной процедурой принятия решения. На первом этапе осуществляется процедура принятия решения об обнаружении каждого отдельного импульса пачки путем сравнением видеосигнала с пороговым напряжением, а на втором этапе принимается окончательное решение об обнаружении пачки видеоимпульсов путем подсчета числа обнаруженных на первом этапе импульсов и сравнения этого числа с пороговым числом [2, стр.81-83]. В настоящем изобретении ставится задача повышения эффективности алгоритмов обнаружения отдельно взятого радиоимпульса после процедуры амплитудного детектирования входного сигнала в условиях воздействия непрерывной узкополосной помехи с неизвестной несущей частотой.
Известны схемы обнаружителей радиоимпульсов с последетекторной обработкой входного сигнала. Обзор таких обнаружителей приведен в [3, стр.22-35].
Недостаток аналогов состоит в их низкой эффективности при воздействии непрерывной узкополосной помехи с неизвестной несущей частотой.
В качестве прототипа выберем обнаружитель, представленный на странице 27, рис.2.5, того же источника [3, стр.22-35].
Недостаток прототипа состоит в его низкой эффективности при воздействии непрерывной узкополосной помехи с неизвестной несущей частотой.
Цель изобретения состоит в повышении эффективности обнаружения.
Для достижения поставленной цели в обнаружитель радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные амплитудный детектор и блок оценивания помехи, первый и второй выходы которого подключены соответственно к положительному и отрицательному входам схемы вычитания, и основную пороговую схему с положительным пороговым напряжением, подключенную к выходу схемы вычитания, введена дополнительная пороговая схема с отрицательным пороговым напряжением, вход которой подключен к выходу схемы вычитания.
На фиг.1 изображена схема предложенного обнаружителя, элементы 1-5 которой несут следующее техническое содержание: 1 - амплитудный детектор, характеризующийся постоянной времени τD своего выходного низкочастотного фильтра; 2 - блок оценивания помехи (БОП), который характеризуется собственным временем усреднения помехи Т; 3 - схема вычитания, 4 - основная пороговая схема; 5 - дополнительная пороговая схема. На фиг.2 изображен первый из возможных вариантов реализации БОП, повторяющий часть схемы [3, стр.27, рис.2.5.] и содержащий многоотводную линию задержки 6, сумматор 7 и делитель напряжения 8, причем один из выходов линии задержки является носителем продетектированного радиоимпульса. На фиг.2 время усреднения помехи Т определяется величиной задержки в линии 6. На фиг.3 изображен второй из возможных вариантов исполнения БОН, содержащий инерционное звено 9 в виде RC-цепочки с делителем напряжения, осуществляющей низкочастотную фильтрацию поступающего сигнала. На фиг.3 время усреднения помехи Т определяется постоянной времени инерционного звена 9.
Заметим, что элементы 1-4 фиг.1 образуют схему прототипа, которая отличается от схемы [3, стр.27, рис.2.5.]. Видоизмененное, но по существу эквивалентное представление схемы прототипа позволяет точнее передать математическую сущность реализуемых операций с максимальным использованием принятой в теории обнаружения терминологии и облегчает доказательство положительного эффекта. О целесообразности введения схемы БОП было сказано выше. Относительно пороговой схемы в [3, стр.27, рис.2.5.] заметим, что она неявно выполняет две функции: операцию вычитания и собственно операцию принятия решения об обнаружении. Поэтому в схеме прототипа (элементы 1-4 фиг.1) эти функции разделены между схемой вычитания 3 и основной пороговой схемой 4. В теории оптимальных алгоритмов совокупность БОП 2 и схемы вычитания 3 совместно образуют устройство компенсации помехи [1, стр.78 (рис.2.226), стр.211 (рис.5.9)].
Ввиду того, что в обнаружителе фиг.1 радиотехническая часть обработки заканчивается на выходе схемы вычитания 3, ее выходной сигнал в дальнейшем целесообразно называть выходным сигналом обнаружителя.
Перейдем к рассмотрению функционирования предложенного обнаружителя фиг.1. Поступающий на вход амплитудного детектора 1 входной сигнал
состоит из двух слагаемых:
- S(t) - радиоимпульс длительностью τS с известной несущей частотой f0. Спектр его лежит в диапазоне частот {fmin, fmax}, fmin+fmax=2f0, fmax-fmin≈1/τS<<f0;
- N(t) - помеха, включающая внутренние шумы ξ(t) и собственно мешающее колебание H(t) в виде непрерывного узкополосного процесса с медленно изменяющейся амплитудой и неизвестной несущей частотой fH, лежащей в спектральном диапазоне полезного сигнала {fmin, fmax}.
Низкочастотный сигнал с выхода детектора 1 поступает на вход БОП 2. Постоянная времени τD выходного фильтра детектора 1 выбирается в (5-10) раз меньшей длительности τS радиоимпульса, а время усреднения помехи Т в БОП 2 выбирается равным нескольким (≥5-10) значениям τS, но не превышающим периода повторения радиоимпульсов.
Сигнал с первого выхода БОП 2, обозначаемый через A1(t), поступает на положительный вход схемы вычитания 3, а сигнал со второго выхода БОП 2, обозначаемый через A2(t) и равный усредненной на интервале длительностью Т амплитуде помехи N(t), поступает на отрицательный вход схемы вычитания 3. Разностный сигнал A1(t)-А2(1) с выхода схемы вычитания 3, являющийся выходным сигналом обнаружителя, поступает на две пороговые схемы 4 и 5, отличающиеся полярностью используемых в них пороговых напряжений. В схеме 4 пороговое напряжение имеет положительное значение, а в схеме 5 - отрицательное. Сами пороговые напряжения в 4 и 5 выбираются из условия достижения максимальной вероятности правильного обнаружения при заданной вероятности ложной тревоги. Окончательное решение об обнаружении полезного радиоимпульса выносится в том случае, если такое решение будет принято хотя бы в одной из пороговых схем 4 или 5.
Перейдем к доказательству достигаемого положительного эффекта, предполагая выполненным условие:
а также учитывая, что делители напряжений в схемах БОП обеспечивают равенство среднестатистических значений сигнала A2(t) и амплитуды помехи N(t).
Рассмотрим случай отсутствия мешающего колебания H(t), когда N(t)=ξ(t). В этой ситуации прототип обеспечивает достаточно высокие характеристики обнаружения, т.к. ввиду условия (2) сигнал A1(t) практически совпадает с амплитудой входного сигнала Y(t)=S(t)+ξ(t) и с высокой вероятностью превышает сигнал А2(t), равный усредненному за время Т значению амплитуды внутренних шумов ξ(t). Положительные выбросы разностного сигнала A1(t)-A2(t) фиксируются пороговой схемой 4.
Рассмотрим случай, когда помеха N(t) содержит мешающее колебание H(t). Ввиду того, что несущая частота fH мешающего колебания H(t) лежит в спектральном диапазоне полезного сигнала {fmin, fmax}, т.е. (fH-f0)≤1/τS, разность фаз мешающего колебания H(t) и радиоимпульса S(t) на всем протяжении последнего остается неизменной. Если при этом она составляет величину ≈ π, а амплитуда радиоимпульса S(t) не превышает двойной амплитуды мешающего колебания H(t), то разностный сигнал A1(t)-A2(t) будет иметь отрицательный выброс, который фиксируется дополнительной пороговой схемой 5.
Таким образом, отрицательные выбросы в выходном сигнале обнаружителя являются таким же признаком присутствия радиоимпульса на входе обнаружителя, как и положительные выбросы, и поэтому регистрация выбросов обеих полярностей повышает вероятность обнаружения радиоимпульса.
Источники информации
1. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации: - М.: Радио и связь, 1992 г.
2. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981 г.
3. Оводенко А.А. Робастные локационные устройства. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981 г.
Claims (1)
- Обнаружитель радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные амплитудный детектор и блок оценивания помехи, первый и второй выходы которого подключены соответственно к положительному и отрицательному входам схемы вычитания, и основную пороговую схему с положительным пороговым напряжением, подключенную к выходу схемы вычитания, отличающийся тем, что в него введена дополнительная пороговая схема с отрицательным пороговым напряжением, вход которой подключен к выходу схемы вычитания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014107476/07A RU2547095C1 (ru) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Обнаружитель радиоимпульсов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014107476/07A RU2547095C1 (ru) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Обнаружитель радиоимпульсов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2547095C1 true RU2547095C1 (ru) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014107476/07A RU2547095C1 (ru) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Обнаружитель радиоимпульсов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2547095C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674073C1 (ru) * | 2018-04-20 | 2018-12-07 | Андрей Владимирович Симонов | Способ обнаружения источника радиоимпульсов |
RU2708372C1 (ru) * | 2018-06-18 | 2019-12-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ обнаружения пачки радиоимпульсов с произвольной степенью когерентности и устройство его осуществления |
RU2755680C1 (ru) * | 2021-03-04 | 2021-09-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ многоканального обнаружения импульсных сигналов с неизвестными параметрами в шумах |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2110150C1 (ru) * | 1997-01-23 | 1998-04-27 | Военная академия связи | Обнаружитель сигналов |
US6522396B1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-02-18 | Raytheon Company | Dual mode adaptive threshold architecture for 3-D ladar FPA |
RU2237261C2 (ru) * | 2002-11-20 | 2004-09-27 | 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации | Способ обнаружения узкополосного радиосигнала |
US7990311B2 (en) * | 2009-10-30 | 2011-08-02 | Raytheon Applied Signal Technology, Inc. | Adaptive clutter filter for maritime surface search radar |
JP2011226923A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | 目標検出装置 |
-
2014
- 2014-02-27 RU RU2014107476/07A patent/RU2547095C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2110150C1 (ru) * | 1997-01-23 | 1998-04-27 | Военная академия связи | Обнаружитель сигналов |
US6522396B1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-02-18 | Raytheon Company | Dual mode adaptive threshold architecture for 3-D ladar FPA |
RU2237261C2 (ru) * | 2002-11-20 | 2004-09-27 | 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации | Способ обнаружения узкополосного радиосигнала |
US7990311B2 (en) * | 2009-10-30 | 2011-08-02 | Raytheon Applied Signal Technology, Inc. | Adaptive clutter filter for maritime surface search radar |
JP2011226923A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | 目標検出装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОВОДЕНКО А.А. Робастные локационные устройства. Ленинград, изд. Ленинградского университета, 1981, с.22-35. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674073C1 (ru) * | 2018-04-20 | 2018-12-07 | Андрей Владимирович Симонов | Способ обнаружения источника радиоимпульсов |
RU2708372C1 (ru) * | 2018-06-18 | 2019-12-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ обнаружения пачки радиоимпульсов с произвольной степенью когерентности и устройство его осуществления |
RU2755680C1 (ru) * | 2021-03-04 | 2021-09-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ многоканального обнаружения импульсных сигналов с неизвестными параметрами в шумах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | A quantitative study on detection and estimation of weak signals by using chaotic Duffing oscillators | |
CN106411803B (zh) | 基于顺序统计量特征的混合调制信号盲处理结果校验方法 | |
RU2547095C1 (ru) | Обнаружитель радиоимпульсов | |
Ruiz et al. | Radar detection for non-stationary Doppler signal in one burst based on information geometry distance between paths | |
RU179509U1 (ru) | Корреляционно-фильтровой обнаружитель | |
Liu et al. | A radar signal sorting algorithm based on PRI | |
RU2558676C1 (ru) | Устройство компенсации активных помех с коммутацией компенсационного канала | |
Manickchand et al. | Comparative study of TOA based emitter deinterleaving and tracking algorithms | |
RU2634382C2 (ru) | Цифровой обнаружитель фазоманипулированных сигналов | |
RU2497143C1 (ru) | Устройство обнаружения модуляции начальной фазы импульсов периодической последовательности | |
RU2550757C1 (ru) | Устройство обнаружения шумовых гидроакустических сигналов на основе квадратурного приемника | |
US20200049797A1 (en) | Radar apparatus and control system | |
Sokolov et al. | Synthesis of ultra-wideband signals receiver algorithm based on Markov theory of nonlinear filtering | |
RU150255U1 (ru) | Устройство распознавания объектов по дальномерному портрету с использованием двоичного квантования | |
GB2505897A (en) | Discriminating Radiation Pulses | |
Liu et al. | Compressive sensing of frequency-hopping spread spectrum signals | |
EP3789788B1 (en) | Laser radar device | |
Abratkiewicz | Sonar pulse detection using chirp rate estimation and CFAR algorithms | |
RU2570230C1 (ru) | Устройство обнаружения движущихся наземных объектов по сейсмическому сигналу с нормируемой вероятностью ложных срабатываний | |
RU2536638C1 (ru) | Способ обнаружения хаотической последовательности импульсов | |
RU2700798C2 (ru) | Устройство обнаружения широкополосных полигармонических сигналов на фоне аддитивной помехи | |
RU2542724C1 (ru) | Способ обнаружения сигналов вторичных радиолокационных систем | |
RU2756974C1 (ru) | Устройство обнаружения некогерентной последовательности сверхширокополосных квазирадиосигналов произвольной формы | |
RU2726221C1 (ru) | Способ определения параметров частотно-кодированных сигналов в автокорреляционном приемнике | |
RU2528081C2 (ru) | Приемник импульсного сигнала |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160228 |