UA37867C2

UA37867C2 - Device for processing radar information

Info

Publication number: UA37867C2
Application number: UA2000042386A
Authority: UA
Inventors: Віктор Григорович Падалко; Михайло Іванович Мирошниченко; Михаил Иванович Мирошниченко; Олександр Геннадійович Каспирович; Александр Геннадиевич Каспирович; Віктор Якович Кононович; Виктор Яковлевич Кононович; Михайло Олександрович Копнов; Михаил Александрович Копнов; Володимир Миколайович Лаврентьєв; Владимир Николаевич Лаврентьев; Олександр Федорович Немчин; Александр Федорович Немчин; Юрій Генадійович Мокеєв; Юрий Геннадиевич Мокеев
Original assignee: Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Нова Інтернаціональна Корпорація"; Общество С Ограниченной Ответственностью "Новая Интернациональная Корпорация"
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2003-05-15

Abstract

The proposed device for processing radar information contains q Doppler channels with the common input which form a comb structure, a unit for determining a minimal value with q inputs, a multiplier unit, an OR logic element with q inputs, and a binary data collecting unit. The common input of the Doppler channels is used as the input of the proposed device. The input of the multiplier unit is connected to the output of the unit for determining a minimal value. The inputs of the OR logic element are connected to the outputs of the Doppler channels. The input of the binary data collecting unit is connected to the output of the OR logic element, and the output is used as the output of the proposed device. Each Doppler channel contains a Doppler filter, a signal level quantization unit, a comparator with a series-connected delay register, two gates, a unit for determining interference signal intensity, a delay line, and a threshold unit. The proposed device provides for decreasing the probability of false alarms in detecting targets in conditions characterized with interferences.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Пристрій обробки радіолокаційної інформації відноситься до електричних пристроїв, що застосовуються в 2 області радіолокації, зокрема до пристроїв первинної обробки радіолокаційної інформації імпульсно-доплерівських радіолокаційних станцій (РЛС).The device for processing radar information refers to electrical devices used in 2 areas of radar, in particular to devices for the primary processing of radar information of pulse-Doppler radar stations (Radar).

Відомий пристрій для обробки сигналів (Слока В.Н. Вопросьї обработки радиолокационньх сигналов. М.: Сов. радио, 1970, рисунок 8.2), що містить набір доплерівських фільтрів, бінарний квантувач, некогерентний накопичувач бінарних сигналів. 70 В такому пристрої ефективно розділяються корисні сигнали та пасивні завади, навіть якщо їх радіальна швидкість суттєво відрізняється від нуля. Використання некогерентного накопичення дозволяє зменшити вплив несинхронних імпульсних завад, так як при бінарному квантуванні амплітуда несинхронної імпульсної завади не впливає на результат накопичення, а кількість несинхронних імпульсних завад, що потрапляють в один і той же елемент дальності при накопиченні звичайно не буває достатньою для прийняття помилкового рішення про 72 виявлення цілі.A well-known device for signal processing (Sloka V.N. Vopros'i obroba radiolokatsionnykh signalov. M.: Sov. radio, 1970, figure 8.2), which contains a set of Doppler filters, a binary quantizer, and an incoherent accumulator of binary signals. 70 In such a device, useful signals and passive interference are effectively separated, even if their radial velocity is significantly different from zero. The use of incoherent accumulation allows to reduce the impact of non-synchronous impulse interference, since in binary quantization the amplitude of non-synchronous impulse interference does not affect the result of accumulation, and the number of non-synchronous impulse interference falling into the same range element during accumulation is usually not sufficient to make a wrong decision about 72 target detection.

Недоліком такого пристрою є виявлення імпульсних завад при спільній роботі декількох РЛС з близькими частотами повторення, тому що при цьому імпульсні завади попадають в один і той же елемент дальності.The disadvantage of such a device is the detection of impulse interference during the joint operation of several radars with close repetition rates, because in this case the impulse interference falls into the same element of the range.

Використати для боротьби з цим ефектом вобуляцію частоти повторення зондуючих сигналів від пачки до пачки неможливо, оскільки некогерентне накопичення робиться для кожної частотної складової роздільно. Крім того, міжпачкова вобуляція частоти повторення приводить до того, що приймаючи сигнали від цілі зі значною радіальною швидкістю, максимуми спектру розфільтрованого сигналу при різних частотах повторення будуть в різних фільтрах. При цьому накопичення бінарної інформації не відбудеться і ціль не буде виявлена.It is impossible to use the wobble of the repetition frequency of probing signals from bundle to bundle to combat this effect, since incoherent accumulation is done for each frequency component separately. In addition, the inter-burst wobble of the repetition rate leads to the fact that when receiving signals from a target with a significant radial velocity, the maximums of the spectrum of the filtered signal at different repetition rates will be in different filters. In this case, the accumulation of binary information will not occur and the target will not be detected.

Найбільш близьким по технічній суті до пристрою, що заявляється, є пристрій обробки радіолокаційної інформації що являє собою багатоканальний фільтр доплерівських частот у складі багатоканальної с радіолокаційної станції (опублікована заявка РФ Мо94 032 128, кл. 5015 7/40, 1996), який містить а Ге) доплерівських фільтрових каналів з об'єднаними входами, що є входом пристрою, кожен з каналів включає доплерівський фільтр, вхід якого є входом доплерівського фільтрового каналу, лінію затримки з відводами, пристрій усереднення, схему порівняння, порогову схему, регістр затримки та вентильну схему, вихід якої є виходом доплерівського фільтрового каналу, а також д-входову схему АБО і бінарний накопичувач, вихід якого є в виходом пристрою. Ге)The closest in terms of technical substance to the claimed device is a device for processing radar information, which is a multi-channel filter of Doppler frequencies as part of a multi-channel radar station (published RF application Mo94 032 128, class 5015 7/40, 1996), which contains a Ge) of Doppler filter channels with combined inputs, which is the input of the device, each of the channels includes a Doppler filter, the input of which is the input of the Doppler filter channel, a delay line with taps, an averaging device, a comparison circuit, a threshold circuit, a delay register and a gate circuit , the output of which is the output of the Doppler filter channel, as well as the d-input OR circuit and the binary storage device, the output of which is in the output of the device. Gee)

Пристрій стало працює при впливові хаотичних імпульсних завад, несинхронних імпульсних завад, природних та штучних пасивних завад. соThe device continues to work under the influence of chaotic impulse disturbances, asynchronous impulse disturbances, natural and artificial passive disturbances. co

Недоліком такого пристрою є збільшення помилкового виявлення цілей, якщо використовуються неперервні ї- шумові завади. 3о В основу винаходу поставлено задачу зниження вірогідності помилкових тривог під час дії неперервних о шумових завад.The disadvantage of such a device is an increase in false detection of targets if continuous noise disturbances are used. 3o The invention is based on the task of reducing the probability of false alarms during the action of continuous noise disturbances.

Зазначена задача досягається тим, що в пристрої обробки радіолокаційної інформації, який містить 4 доплерівських фільтрових каналів з об'єднаними входами, що є входом пристрою, кожен з каналів включає « доплерівський фільтр, вхід якого є входом доплерівського фільтрового каналу, лінію затримки з відводами, З 70 пристрій усереднення, схему порівняння, порогову схему, регістр затримки та вентильну схему, вихід якої є с виходом доплерівського фільтрового каналу, а також д-входову схему АБО і бінарний накопичувач, вихід якого єThe specified task is achieved by the fact that in the device for processing radar information, which contains 4 Doppler filter channels with combined inputs, which are the input of the device, each of the channels includes a "Doppler filter, the input of which is the input of the Doppler filter channel, a delay line with taps, With 70, an averaging device, a comparison circuit, a threshold circuit, a delay register and a gate circuit, the output of which is with the output of the Doppler filter channel, as well as a d-input OR circuit and a binary storage device, the output of which is

Із» виходом пристрою, згідно з винаходом, він містить блок відбору мінімуму з 4 входами, помножувач, вхід якого з'єднаний з виходом блока відбору мінімуму, входи д-входової схеми АБО підключені до виходів доплерівських каналів, вхід бінарного накопичувача з'єднаний з виходом д-входової схеми АБО, вихід доплерівського фільтра з'єднаний зі входом амплітудного бінарного квантувача, з першим входом схеми порівняння і відповідним входом о блока відбору мінімуму, перший вхід вентильної схеми підключений до виходу амплітудного бінарного -і квантувача, а другий вхід з'єднаний з виходом регістру затримки, другі входи схем порівняння всіх доплерівських каналів об'єднані між собою і підключені до виходу помножувача. бо Кожен доплерівський канал містить блок визначення рівня шуму та лінію затримки, об'єднані входи якихWith" the output of the device, according to the invention, it contains a minimum selection unit with 4 inputs, a multiplier, the input of which is connected to the output of the minimum selection unit, the inputs of the d-input OR circuit are connected to the outputs of the Doppler channels, the input of the binary accumulator is connected to the output of the d-input OR circuit, the output of the Doppler filter is connected to the input of the amplitude binary quantizer, to the first input of the comparison circuit and the corresponding input of the minimum selection block, the first input of the gate circuit is connected to the output of the amplitude binary -i quantizer, and the second input to connected to the output of the delay register, the second inputs of the comparison circuits of all Doppler channels are connected to each other and connected to the output of the multiplier. Because each Doppler channel contains a unit for determining the noise level and a delay line, the inputs of which are combined

Ге»! 20 підключені до виходу доплерівського фільтра, а перший вхід порогової схеми з'єднаний з виходом блока визначення рівня шуму, а другий вхід з'єднаний з виходом лінії затримки, та додаткову вентильну схему, перший "м вхід якої підключений до виходу вентильної схеми, другий вхід з'єднаний з виходом порогової схеми, а вихід є виходом доплерівського каналу.Gee! 20 are connected to the output of the Doppler filter, and the first input of the threshold circuit is connected to the output of the noise level determination unit, and the second input is connected to the output of the delay line, and an additional valve circuit, the first input of which is connected to the output of the valve circuit, the second the input is connected to the output of the threshold circuit, and the output is the output of the Doppler channel.

Суть винаходу пояснюється блок-схемою запропонованого пристрою, поданою на кресленні. 29 Пристрій обробки радіолокаційних сигналів, що заявляється, складається з гребінки д доплерівських каналівThe essence of the invention is explained by the block diagram of the proposed device presented in the drawing. 29 The claimed radar signal processing device consists of a comb of Doppler channels

ГФ) 1 з об'єднаними входами, що є входом пристрою, блока відбору мінімуму 2 з 4 входами, помножувача 3, вхід якого з'єднаний з виходом блока відбору мінімуму 2, д-входової схеми АБО 4, входи якої підключені до виходів о доплерівських каналів 1, бінарного накопичувача 5, вхід якого з'єднаний з виходом 4д-входової схеми АБО 4, а вихід є виходом пристрою, кожен доплерівський канал 1 містить доплерівський фільтр 6, вхід якого є входом 60 доплерівського каналу 1, амплітудний бінарний квантувач 7, послідовно з'єднані схему порівняння 8 і регістр затримки 9, вихід доплерівського фільтра 6 з'єднаний зі входом амплітудного бінарного квантувача 7, з першим входом схеми порівняння 8 і відповідним входом блокад відбору мінімуму 2, вентильну схему 10, перший вхід якої підключений до виходу амплітудного бінарного квантувача 7, а другий вхід з'єднаний з виходом регістра затримки 9, другі входи схем порівняння 8 всіх доплерівських каналів 1 об'єднані між собою і підключені до бо виходу помножувача 3, в кожен доплерівський канал 1 введені блок визначення рівня шуму 11 та лінія затримкиGF) 1 with combined inputs, which is the input of the device, the minimum selection block 2 with 4 inputs, the multiplier 3, the input of which is connected to the output of the minimum selection block 2, d-input circuit OR 4, the inputs of which are connected to the outputs of Doppler channels 1, binary storage 5, the input of which is connected to the output of the 4d input circuit OR 4, and the output is the output of the device, each Doppler channel 1 contains a Doppler filter 6, the input of which is input 60 of Doppler channel 1, an amplitude binary quantizer 7 , the comparison circuit 8 and the delay register 9 are connected in series, the output of the Doppler filter 6 is connected to the input of the amplitude binary quantizer 7, with the first input of the comparison circuit 8 and the corresponding input of the minimum selection block 2, the gate circuit 10, the first input of which is connected to the output of the amplitude binary quantizer 7, and the second input is connected to the output of the delay register 9, the second inputs of the comparison circuits 8 of all Doppler channels 1 are combined with each other and connected to the output of the multiplier 3, in each Doppler channel 1, a unit for determining the noise level 11 and a delay line are introduced

12, об'єднані входи яких підключені до виходу доплерівського фільтру 6, порогова схема 13, перший вхід якої з'єднаний з виходом блока визначення рівня шуму 11, а другий вхід з'єднаний з виходом лінії затримки 12, додаткова вентильна схема 14, перший вхід якої підключений до виходу вентильної схеми 10, другий вхід з'єднаний з виходом порогової схеми 13, а вихід є виходом доплерівського каналу 1.12, the combined inputs of which are connected to the output of the Doppler filter 6, a threshold circuit 13, the first input of which is connected to the output of the noise level determination unit 11, and the second input is connected to the output of the delay line 12, an additional gate circuit 14, the first the input of which is connected to the output of the gate circuit 10, the second input is connected to the output of the threshold circuit 13, and the output is the output of the Doppler channel 1.

Пристрій, що заявляється, працює наступним чином.The claimed device works as follows.

На об'єднані входи 4 доплерівських каналів 1 надходить сигнал з виходу приймача імпульсно-доплерівськоїThe combined inputs of 4 Doppler channels 1 receive a signal from the output of the pulse-Doppler receiver

РЛС, в якій здійснюється вобуляція частоти слідування зондуючих імпульсів. Зміна частоти слідування зондуючих імпульсів відбувається через кожні д періодів зондування. 70 В доплерівських фільтрах 6 кожного доплерівського каналу 1 протягом 4 періодів зондування здійснюється розфільтровка вхідного сигналу в кожному дискреті дальності. В когерентній РЛС фаза сигналу, відбитого від цілі, має постійний міжперіодний набіг. Після розфільтровки сигнал від цілі матиме максимальний відгук в одному з доплерівських каналів 1. Рівень сигналу в інших доплерівських каналах 1 для даного елемента дальності буде визначатись ступенем перекриття амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) доплерівських 7/5 фільтрів та шумами. Під впливом дії некогерентної імпульсної завади міжперіодний набіг фази змінюється скачкоподібно і, крім того, кількість імпульсних завад, що приймаються в даному елементі дальності, не співпадає з числом когерентно накопичених імпульсів 4. Тому сигнал імпульсної завади буде мати приблизно однакову амплітуду на виходах доплерівських фільтрів 6 кожного доплерівського каналу 1.Radar, in which the tracking frequency of probing pulses is oscillated. A change in the tracking frequency of probing pulses occurs every d probing periods. 70 In the Doppler filters 6 of each Doppler channel 1, during 4 sounding periods, the input signal is filtered in each discrete range. In coherent radar, the phase of the signal reflected from the target has a constant inter-period ramp. After filtering, the signal from the target will have a maximum response in one of the Doppler channels 1. The signal level in the other Doppler channels 1 for a given range element will be determined by the degree of overlap of the amplitude-frequency characteristics (frequency response) of the Doppler 7/5 filters and noise. Under the influence of incoherent impulse interference, the inter-period phase attack changes in leaps and bounds and, in addition, the number of impulse interferences received in a given range element does not coincide with the number of coherently accumulated pulses 4. Therefore, the impulse interference signal will have approximately the same amplitude at the outputs of the Doppler filters 6 of each Doppler channel 1.

Відмінності в розподіленні відгуків по доплерівських каналах 1 під час дії сигналів від цілей та імпульсних завад використовується в пристрої для пригнічення імпульсних завад.Differences in the distribution of responses on Doppler channels 1 during the action of signals from targets and impulse interference are used in the device to suppress impulse interference.

Інформація з виходів доплерівських фільтрів б кожного доплерівського каналу 1 надходить на відповідні входи блока відбору мінімуму 2, в якому визначається рівень мінімального вихідного сигналу з усіх доплерівських фільтрів б, помножений на заданий коефіцієнт К в помножувачеві 3. Значення коефіцієнту К визначається ступенем нерівномірності розподілу відгуків доплерівських фільтрів 6, викликаних наявністю шумів. счInformation from the outputs of the Doppler filters b of each Doppler channel 1 enters the corresponding inputs of the minimum selection unit 2, in which the level of the minimum output signal from all Doppler filters b is determined, multiplied by the given coefficient K in the multiplier 3. The value of the coefficient K is determined by the degree of unevenness of the distribution of Doppler responses filters 6 caused by the presence of noise. high school

Нормована величина з виходу помножувача З надходить на об'єднані входи схем порівняння 8 усіх доплерівських каналів 1, на перші входи яких надходить сигнал з виходів відповідних доплерівських фільтрів 6. (8)The normalized value from the output of the multiplier Z is fed to the combined inputs of the comparison circuits 8 of all Doppler channels 1, the first inputs of which receive the signal from the outputs of the corresponding Doppler filters 6. (8)

У випадку, коли останні перевищують нормовану величину, на виході відповідної схеми порівняння 8 формується сигнал логічної одиниці, який затримується в регістрі затримки 9 на час обробки сигналів в амплітудному бінарному квантувачеві 7, на виходах яких формується бінарна інформація. У випадку, коли сигнал М зо на виході доплерівського фільтра 6 в даному елементі дальності одночасно перевищить поріг амплітудного бінарного квантувача 7 і нормовану величину з виходу помножувача 3, на виході вентильної схеми 10 ісе) формується сигнал логічної одиниці. Так як сигнал імпульсної завади не перевищує нормовану величину, то у со відповідному елементі дальності на виході схеми порівняння 8 сформується сигнал логічного нуля, який заборонить прохід можливого сигналу логічної одиниці з виходу амплітудного бінарного квантувача 7 через ї- зв Вентильну схему 10. Таким чином відбувається пригнічення імпульсних завад. соIn the event that the latter exceed the normalized value, a logical unit signal is formed at the output of the corresponding comparison circuit 8, which is delayed in the delay register 9 for the time of signal processing in the amplitude binary quantizer 7, at the outputs of which binary information is formed. In the event that the signal M zo at the output of the Doppler filter 6 in a given range element simultaneously exceeds the threshold of the amplitude binary quantizer 7 and the normalized value from the output of the multiplier 3, a signal of a logical unit is formed at the output of the valve circuit 10 ise). Since the impulse interference signal does not exceed the normalized value, a logical zero signal will be formed in the corresponding range element at the output of the comparison circuit 8, which will prohibit the passage of a possible logical unit signal from the output of the amplitude binary quantizer 7 through the gate circuit 10. This is how suppression of impulse disturbances. co

При наявності неперервних шумових завад спрацьовує частина пристрою, що складається з блока визначення рівня шуму 11, лінії затримки 12 та порогової схеми 13. Оскільки нормована оцінка шумових складових сигналів на виходах доплерівських фільтрів 6 є величина стала, яка не залежить від часу проведення оцінки, то в пристрій введена тільки одна лінія затримки 12, з допомогою якої вирівнюються затримки в обробці « сигналів в різних частинах доплерівських каналів 1 таким чином, щоб результати обробки для різних завадових 7-3) с сигналів співпали у часі. Таким чином, якщо сигнал на виході лінії затримки 12 не перевищує в задане число разів сигнал на виході блоку визначення рівня шуму 11, на виході порогової схеми 13 формується сигнал ;» логічного нуля, що є ознакою наявності неперервних шумових завад. При цьому блокується додаткова вентильна схема 14, формуючи на її виході, що є виходом доплерівського каналу 1, сигнал логічного нуля.In the presence of continuous noise disturbances, a part of the device, consisting of a noise level detection unit 11, a delay line 12, and a threshold circuit 13, is activated. Since the normalized evaluation of the noise component signals at the outputs of the Doppler filters 6 is a constant value that does not depend on the evaluation time, then only one delay line 12 is introduced into the device, with the help of which the delays in the processing of signals in different parts of the Doppler channels 1 are equalized in such a way that the processing results for different interfering 7-3) s signals coincide in time. Thus, if the signal at the output of the delay line 12 does not exceed a given number of times the signal at the output of the unit for determining the noise level 11, a signal is formed at the output of the threshold circuit 13;" logical zero, which is a sign of the presence of continuous noise disturbances. At the same time, the additional gate circuit 14 is blocked, forming a logical zero signal at its output, which is the output of Doppler channel 1.

Сигнали з виходів доплерівських каналів 1 надходять на входи логічної д-входової схеми АБО 4, де 2) відбувається їх логічне складання. В бінарному накопичувачеві 5, що оброблює бінарні сигнали з виходу а-входової схеми АБО 4, відбувається накопичення цих сигналів протягом часу, коли оброблюються сигнали з ш- різними частотами повторення зондуючих імпульсів.Signals from the outputs of Doppler channels 1 enter the inputs of the logical D-input circuit OR 4, where 2) their logical addition takes place. In the binary accumulator 5, which processes binary signals from the output of the a-input circuit OR 4, these signals are accumulated during the time when signals with different repetition frequencies of probing pulses are processed.

Го! В залежності від результату накопичення бінарної інформації на виході бінарного накопичувача 5 формується сигнал наявності чи відсутності цілі.Go! Depending on the result of the accumulation of binary information, a signal of the presence or absence of the target is formed at the output of the binary storage device 5.

Ме. Таким чином, заявлений пристрій дозволяє досягти при наявності неперервних шумових завад відсіканняMe. Thus, the claimed device makes it possible to achieve cut-off in the presence of continuous noise disturbances

І помилково виявлених цілей, що знижує вірогідність помилкових тривог.And falsely detected targets, which reduces the probability of false alarms.

Claims

The formula of the invention

(F) 1. A device for processing radar information, which contains d Doppler filter channels with GI combined inputs, which are the input of the device, each of the channels includes a Doppler filter, the input of which is the input of the Doppler filter channel, a delay line with taps, in series with combined a comparison circuit and a delay register, a threshold circuit, a gate circuit, as well as a d-input OR circuit and a binary accumulator, the output of which is the output of a device that differs in that it contains a minimum selection block with 4 inputs, a multiplier, the input of which connected to the output of the minimum selection unit, the inputs of the d-input OR circuit are connected to the outputs of the Doppler channels, the input of the binary accumulator is connected to the output of the 4-input OR circuit, the output of the Doppler filter is connected to the input of the amplitude binary quantizer, with the first input schemes

65 comparison and the corresponding input of the minimum selection block, the first input of the gate circuit is connected to the output of the amplitude binary quantizer, and its second input is connected to the output of the delay register, the second inputs of the comparison circuits of all Doppler channels are combined with each other and connected to the output of the multiplier.

2. The device according to claim 1, characterized in that each Doppler channel contains a unit for determining the noise level, the input of which and the input of the delay line are combined and connected to the output of the Doppler filter, the first input of the threshold circuit is connected to the output of the unit for determining the noise level , and the second input is connected to the output of the delay line, and an additional gate circuit, the first input of which is connected to the output of the gate circuit, the second input is connected to the output of the threshold circuit, and the output is the output of the Doppler channel. se that o u (Se) (ee) u (ze)

- and (95) - and (ee) (e)) and ko bo b5