ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ СЛОЖНОГО РАДИОЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА

Полезная модель предназначена для применения в составе радиолокационных станций для обработки радиолокационного сигнала с целью определения наличия цели в пространстве при различном уровне шумов в пространстве.
i
Известен фильтр радиолокационного сигнала (Зарецкий СВ., Метод подавления боковых лепестков сигнала в виде бинарной фазоманипулированной последовательности, электронный научный журнал «Исследования в России», с.846, ), основанный на использовании согласованного фильтра и предназначенный для детектирования сигнала за счет использования согласованной фильтрации и подавления боковых лепестков сигнала после согласованной фильтрации за счет применения дополнительных методов. Он состоит из согласованного фильтра, выход которого соединен с разветвителем. В каждом канале разветвителя сигнал сдвигается по времени на величину пропорциональную т и домножается на определенный комплексный коэффициент k, где τ - период времени равный длительности одного шага входной последовательности. Выходы умножителей и выход согласованного фильтра соединены со входами сумматора, выход сумматора является выходом фильтра.
Достоинствами данного устройства являются независимость от типа задаваемой последовательности, возможность подавления конкретного бокового лепестка, простота реализации. Недостатками являются увеличение общего уровня шума при суммировании сигнала с разных каналов, увеличение уровня боковых лепестков за пределами «расчищаемой» зоны.
Известен фильтр для кода Баркера (US Patent №4 095 225, June 13, 1978, International Classificatory G01S 7/28, Range side lobe suppression method for a phase modulated radar pulse). На входе данного фильтра размещен сумматор, соединенный с последовательным соединением линий задержки, а также с временным инвертором. Выходы с линий задержки соединены с входами сумматора. Выход временного инвертора соединен со вторым сумматором, который также соединен со вторым последовательным соединением линий задержки, а также со вторым временным инвертором. Выход линии задержки соединен со вторым сумматором.
Данный фильтр называется инверсным фильтром для некоторой кодовой последовательности.
Недостатками данного фильтра являются непропорционально возрастающие сложность реализации и время обработки для сигналов с большой длительностью.
Описанный выше фильтр является наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому в полезной модели.
Задачей, решаемой полезной моделью, является разработка фильтра подавления боковых лепестков сложного радиолокационного сигнала.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый фильтр содержит инверсный фильтр для кода Баркера. В отличие от известного, в предлагаемом устройстве инверсный фильтр для кода Баркера длины М установлен на входе устройства, а его выход соединен с временными селекторами k-го, k+1,…, k+М отсчетов, выходы каждого из которых соединены с соответствующими инверсными фильтрами для кода Баркера длины N. Выходы этих инверсных фильтров в свою очередь соединяются с входами мультиплексора, выход которого соединен с временными селекторами k-го, k+1,…,k+MN отсчетов; выходы каждого из которых в свою очередь соединены с соответствующими инверсными фильтрами для кода Баркера длины Р. Выходы инверсных фильтров соединены с мультиплексором, выход которого является выходом устройства.
Техническим результатом, достигаемым полезной моделью является возможность обработки сигналов большой длительности без снижения качественных характеристик обработки и без значительного увеличения времени обработки.
Предлагаемое устройство, иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 представлена структурная схема фильтра. Фильтр состоит из инверсного фильтра 1 для кода Баркера 13, выход которого соединен с временными селекторами 2, осуществляющими селекцию отсчетов от k до k+М-1. Выходы селекторов 2 соединены с инверсными фильтрами 3 для кода Баркера длиной N. Выходы инверсных фильтров 3 соединены с входами мультиплексора 4, выход которого соединен с входами временных селекторов 5, осуществляющих селекцию отсчетов от k до k+MN-1. Выходы временных селекторов 5 соединены с инверсными фильтрами 6 для кода Баркера длиной 3. Выходы инверсных фильтров 6 соединены с входами мультиплексора 7, выход которого является выходом устройства.
На фигурах 2-11 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие работу фильтра, например, со сложным составным входным сигналом, с параметрами М=13, N=11,Р=3.
На фигуре 2 проиллюстрирован этот входной сигнал. Длительность элементарного отсчета обозначена τ. Весь сигнал состоит из 429 таких отсчетов. Результирующий сигнал является результатом модуляции 429 кодом Баркера длиной 3 с длительностью импульса 143 τ, каждый такой импульс промодулирован кодом Баркера длиной 11 с длительностью импульса 13 τ, в свою очередь каждый этот импульс промодулирован кодом Баркера 13 с длительностью импульса τ.
На фигуре 3 проиллюстрирован входной сигнал, задержанный на 35 элементарных отсчетов и имеющий в своем окончании также временной интервал 35 τ, в пределах которого сигнал не поступает. Сделано это исключительно из соображений более качественной демонстрации работы фильтра.
Входной сигнал поступает на инверсный фильтр 1 для кода Баркера длиной 13, сигнал на выходе данного фильтра представлен на фигурах 4 (схематичное общее представление) и 5 (реальный отклик инверсного фильтра 1). Как показано на фигуре 5, выходной сигнал имеет в начале задержку длительностью 12 отсчетов, после чего следует единичный импульс, импульсы повторяются с частотой в 13 отсчетов и знаком, зависящим от знака кодовой последовательности Баркера длиной 13.
После инверсного фильтра 1 сигнал поступает на временные селекторы 2, в каждом из которых выбирается k+13 отсчет и производится запоминание значения амплитуды сигнала этого отсчета на 13 элементарных отсчетов. Таким образом, при входном сигнале, представленном на фигуре 3, на выходе всех временных селекторов 2, кроме одного, значения амплитуды сигнала будут равны нулю - фигура 6.
С каждого временного селектора 2 сигнал поступает на инверсные фильтры 3 для кода Баркера длиной 11. Выходной сигнал - фигура 7 (общее схематичное представление) и 8 (отклик инверсного фильтра 3), также будет иметь задержку в начале длительностью равной длительности 10 отсчетов кодовой последовательности Баркера 11, т.е. 130 элементарных отсчета. Итого вместе с уже имеющейся задержкой, общая задержка составит 178 элементарных отсчета.
Далее, с выходов инверсных фильтров 3 сигналы поступают на входы мультиплексора 4, в котором производится объединение всех сигналов в один путем последовательного переключения подключенного входа мультиплексора таким образом, что каждый канал подключается на период времени длительностью τ, далее он отключается и подключается следующий на такую же длительность и т.д. до тех пор пока каждый из входов не будет подключен, затем процесс повторяется сначала. Выходной сигнал мультиплексора представлен на фигуре 9.
С выхода мультиплексора 4 сигнал поступает на временные селекторы 5, где таким же образом производится выбор k+143 отсчета каждым временным селектором 5 и его запоминание на интервал 143 τ. Этот сигнал поступает на инверсный фильтр 6 для кода Баркера 3. На выходе этого фильтра образуется сигнал, проиллюстрированный на фигуре 10. Он также задержан на 2 отсчета длительностью импульса кодовой последовательности Баркера 3, т.е. на 286 элементарных отсчетов. Итого общая задержка составит 476 элементарных отсчетов. С выходов инверсных фильтров 6 сигнал подается на мультиплексор 7, в котором производится аналогичная последовательная коммутация входов мультиплексора с его выходом. Результирующий сигнал будет задержан на 476 элементарных отсчета и иметь после себя нулевое окончание длительностью 131 τ. Он представлен на фигуре 11. Полученный сигнал обладает нулевым уровнем боковых лепестков, что лучше, чем в уже известном фильтре радиолокационного сигнала (Зарецкий С.В., Метод подавления боковых лепестков сигнала в виде бинарной фазоманипулированной последовательности, электронный научный журнал «Исследования в России», с.846, ). При этом задержка сигнала составляет 476 элементарных отсчетов, что меньше, чем в фильтре US Patent №4095225 Range side lobe suppression method for a phase modulated radar pulse для данного сигнала. Общая схема устройства также обладает значительно меньшим числом элементов, чем в известный фильтр, что позволяет судить об ее относительной простоте.