ФИЛЬТР РЕЖЕКТИРОВАНИЯ ПОМЕХ

Полезная модель относится к радиолокационной технике и может быть использована в когерентно-импульсных радиолокационных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с неизвестными корреляционными свойствами.
Известно радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели [1], содержащее последовательно включенные блоки задержки, перемножитель комплексных чисел и вычитатель. Однако это устройство обладает низкой эффективностью выделения сигнала движущейся цели.
Другим известным устройством является корреляционный автокомпенсатор [2], который содержит ряд блоков задержки, два перемножителя, сумматор и блок оценки параметров коррелированной помехи. Недостатком этого устройства является плохое подавление кромок протяженной помехи из-за большой постоянной времени цепи адаптивной обратной связи.
Наиболее близкое к данной полезной модели цифровое устройство для подавления пассивных помех [3], выбранное в качестве прототипа, содержит весовой блок, комплексный сумматор и блоки задержки. Однако данное устройство имеет потери в эффективности режектирования помех.
Задачей, решаемой в полезной модели, является повышение эффективности режектирования пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей при обработке сигналов от цели на фоне пассивных помех с априорно неизвестными корреляционными свойствами.
Для решения поставленной задачи в фильтр режектирования помех, содержащий весовой блок, первый блок задержки, первый и второй комплексные сумматоры, второй блок задержки и синхрогенератор, введены третий и четвертый блоки задержки и вычислитель весового коэффициентов, соединенные между собой определенным образом.
Сущность полезной модели как технического решения характеризуется совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели и обеспечивающих решение поставленной задачи путем оптимальной и согласованной обработки поступающих импульсов.
Технический результат полезной модели состоит в повышении эффективности режектирования пассивной помехи с априорно неизвестными корреляционными свойствами и выделении сигналов движущихся целей.
На фиг.1 представлена структурная электрическая схема фильтра режектирования помех; на фиг.2 - весового блока; на фиг.3 - блока задержки; на фиг.4 - комплексного сумматора; на фиг.5 - вычислителя весового коэффициента; на фиг.6 - накопителя.
Фильтр режектирования помех (фиг.1) содержит весовой блок 1, блоки 2, 4, 7, 8 задержки, комплексные сумматоры 3, 5, синхрогенератор 6 и вычислитель 9 весового коэффициента.
д
Весовой блок 1 (фиг.2) содержит два перемножителя 10; блоки 2, 4, 7, 8 задержки (фиг.3) содержат две линии 11 задержки; комплексные сумматоры 3, 5 (фиг.4) содержат два сумматора 12; вычислитель 9 весового коэффициента (фиг.5) содержит четыре перемножителя 13, сумматор 14, два накопителя 15, делитель 16, блок 17 объединения, линию 18 задержки, блок 19 извлечения квадратного корня и блок 20 памяти; накопитель 15 (фиг.6) содержит n элементов 21 задержки на интервал t и n сумматоров 22.
Фильтр режектирования помех может быть осуществлен следующим образом.
jl
jl
Исходная последовательность когерентных радиоимпульсов, состоящих из сигнала от движущейся цели и пассивной помехи, значительно превышающей сигнал, представлена цифровыми отсчетами (x, y) входных квадратурных проекций, следующих через период повторения Τ в каждом (l-м) элементе разрешения по дальности (кольце дальности) каждого (j-го) периода повторения.
Цифровые отсчеты в заявляемом устройстве (фиг.1) поступают на соединенные входы третьего блока 7 задержки (фиг.3) на интервал τ и первые входы вычислителя 9 весового коэффициента (фиг.5). На вторые входы вычислителя 9 весового коэффициента поступают отсчеты с выхода первого блока 2 задержки на интервал Τ-τ. Отсчеты на первых и вторых входах вычислителя 9 весового коэффициента разделены на интервал Τ.
В вычислителе 9 осуществляется перемножение задержанных и незадержанных одноименных проекций с последующим суммированием полученных произведений в сумматоре 15. В блоке 17 объединения вычисляется сумма квадратов проекций. В накопителях 15 (фиг.6) с помощью элементов 21 задержки и сумматоров 22 осуществляется скользящее вдоль дальности в каждом периоде повторения суммирование поступающих отсчетов с n+1 смежных элементов разрешения по дальности временного строба, кроме элемента с номером n/2+1, для чего выходные величины элемента 21 задержки с номером n/2 поступают только на последующий элемент 21 задержки. В результате накопления на первом входе делителя 16 образуется величина
где j - номер текущего периода,
l - номер текущего кольца дальности,
n - объем обучающей выборки, определяемый числом отсчетов со смежных элементов разрешения по дальности, за исключением среднего отсчета с номером l=n/2+1.
В блоке 19 извлечения квадратного корня с учетом предыдущих операций в блоках 17, 15, 18 и 13 вычисляется поступающая на второй вход делителя 16 величина
1
2
1/2
b=(cc),
где
На выходе делителя 16 образуется оценка действительной части комплексного коэффициента корреляции помехи  в виде
где  - оценка коэффициента межпериодной корреляции,
- оценка доплеровского сдвига фазы за период повторения Τ.
В результате перемножения оценки  с хранимым в блоке 20 памяти множителем «-2» образуется весовой коэффициент
поступающий на второй вход весового блока 1 (фиг.2).
Четвертый блок 8 задержки на интервал τ совместно с первым блоком 2 задержки на интервал Τ-τ образуют результирующую задержку на интервал, равный периоду повторения Τ. Во втором блоке 4 задержки осуществляется задержка на интервал Τ. В результате на входы комплексных сумматоров 3 и 5 отсчеты поступают синхронно, образуя на выходе комплексного сумматора 5 отсчеты остатков скомпенсированной помехи в виде
kl
kl
kl
где U=x+iy.
Весовой коэффициент  учитывает коэффициент корреляции помехи  и ее доплеровский сдвиг фазы , что повышает эффективность режектирования помехи.
Введение третьего блока 7 задержки входных отсчетов на интервал τ обеспечивает вычисление оценок и весового коэффициента  для среднего элемента обучающей выборки, исключенному в накопителях 15 (фиг.6). Величина τ определяется выражением
в
д
τ=t+nt/2,
в
где t - время вычисления весового коэффициента ,
n - количество элементов обучающей выборки,
д
t - интервал (период) временной дискретизации.
При этом достигается соответствие вводимого в весовой блок 1 весового коэффициента  среднему элементу, исключенному из обучающей выборки. Тогда в случае сигнала, соизмеримого по величине с помехой, или разрывной помехи при компенсации отсчетов помехи с элемента разрешения, содержащего сигнал, исключается возможность ослабления или подавления сигнала за счет его влияния на используемые оценки. Кроме того, уменьшаются ошибки за счет рассогласования оцениваемых и действительных корреляционных свойств помехи.
Адаптивная обработка осуществляется для среднего элемента обучающей выборки, исключенного в накопителях 15 (фиг.6) в соответствии с алгоритмами вычисления оценки  и не влияющего на получаемую оценку .
д
Синхронизация фильтра режектирования помех осуществляется подачей на все блоки заявляемого устройства последовательности синхронизирующих импульсов от синхрогенератора 6 (фиг.1). Период повторения синхронизирующих импульсов равен интервалу временной дискретизации t, выбираемому из условия требуемой разрешающей способности по дальности.
Достигаемый технический результат состоит в следующем. Вычисляемые оценки параметров помехи используются при взвешивании ее отсчетов, соответствующих среднему элементу обучающей выборки, что уменьшает рассогласования между получаемыми усреднением отсчетов обучающей выборки оценками и реальными свойствами помехи. Исключение среднего элемента из обучающей выборки позволяет исключить возможное влияние сигнала на эффективность подавления помехи.
Таким образом, фильтр режектирования помех позволяет повысить эффективность подавления пассивной помехи и выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с априорно неизвестными корреляционными свойствами.
Библиография
1. Патент №63-49193 (Япония), МПК G01S 13/52. Радиолокационное устройство для обнаружения движущейся цели / К.К. Тосиба. Опубл. 03.10.1988. - Изобретения стран мира. - 1989. - Выпуск 109. - №15. - С.52.
2. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник / Я.Д. Ширман, С.Т. Багдасарян, А.С. Маляренко, Д.И. Леховицкий [и др.]; под ред Я.Д. Ширмана. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2007; с. 439, рис. 25.22.
3. А.с. 743208 СССР, МПК G01S 7/36. Цифровое устройство для подавления пассивных помех / Д.И. Попов. - №2540079/09; заявл. 03.11.1977; опубл. 25.06.1980, Бюл. №23. - 4 с.