Вычислитель для режекции помех

Авторы патента:

G06F17/10 - комплексные математические операции

G01S13/524 - основанные на фазовом или частотном сдвиге, вызванном перемещением объектов, по отношению к передаваемым сигналам, например селекторы движущихся целей когерентно-импульсных радиолокационных станций (когерентные приемники G01S 7/288)

Владельцы патента RU 2764874:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" (RU)

Изобретение относится к области компьютерной техники и может быть использовано в автоматизированных системах для выполнения комплексных математических операций с целью выделения сигналов на фоне пассивных помех с неизвестными корреляционными свойствами. Достигаемый технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с априорно неизвестными корреляционными свойствами. Указанный результат достигается тем, что вычислитель для режекции помех содержит весовой блок, первый и второй комплексные сумматоры, первый, второй, третий и четвертый блоки задержки, вычислитель весового коэффициента и синхрогенератор, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие адаптивную когерентную обработку исходных цифровых отсчетов. 6 ил.

Изобретение относится к области компьютерной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для выполнения комплексных математических операций с целью выделения сигналов 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 данному изобретению 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 режекции помех.

Задачей, решаемой в изобретении, является повышение эффективности режекции 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 вычислитель для режекции 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 изобретения как технического решения характеризуется совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения и обеспечивающих решение поставленной задачи путем оптимальной и согласованной обработки поступающих импульсов.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности режекции пассивной помехи с априорно неизвестными корреляционными свойствами и выделения сигналов движущихся целей.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема вычислителя для режекции 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.

Вычислитель для режекции помех (фиг. 1) содержит весовой блок 1, блоки 2, 4, 7, 8 задержки, комплексные сумматоры 3, 5, синхрогенератор 6 и вычислитель 9 весового коэффициента.

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) содержат n элементов 21 задержки на интервал t_д и n сумматоров 22.

Вычислитель для режекции помех может быть осуществлен следующим образом.

Исходная последовательность когерентных радиоимпульсов, состоящих из сигнала от движущейся цели и пассивной помехи, значительно превышающей сигнал, представлена цифровыми отсчетами (x_jl, y_jl) входных квадратурных проекций, следующих через период повторения Т 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 Т-τ. Отсчеты на первых и вторых входах вычислителя 9 весового коэффициента разделены на интервал Т.

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 nil 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, 18и 13 вычисляется поступающая на второй вход делителя 16 величина

b=(с₁ с₂)^1/2,

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 Т.

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 т совместно с первым блоком 2 задержки на интервал Т-τ образуют результирующую задержку на интервал, равный периоду повторения Т. Во втором блоке 4 задержки осуществляется задержка на интервал Т. В результате на входы комплексных сумматоров 3 и 5 отсчеты поступают синхронно, образуя на выходе комплексного сумматора 5 отсчеты остатков режектированной помехи в виде

где U_kl=x_kl+iy_kl.

Весовой коэффициент учитывает коэффициент корреляции помехи и ее доплеровский сдвиг фазы что повышает эффективность режекции помехи.

Введение третьего блоке 7 задержки входных отсчетов на интервал τ обеспечивает вычисление оценок и весового коэффициента для среднего элемента обучающей выборки, исключенного в накопителях 15 (фиг. 6). Величина τ определяется выражением

τ=t_в+nt_д/2,

где t_в - время вычисления весового коэффициента , n - количество элементов обучающей выборки, t_д - интервал (период) 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 .

Синхронизация вычислителя для режекции помех осуществляется подачей на все блоки заявляемого устройства последовательности синхронизирующих импульсов от синхрогенератора 6 (фиг. 1). Период повторения синхронизирующих импульсов равен интервалу дискретизации t_д, 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, вычислитель для режекции 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.

Вычислитель для режекции помех, содержащий весовой блок, первый блок задержки, первый комплексный сумматор, второй блок задержки, второй комплексный сумматор и синхрогенератор, при этом входы первого блока задержки соединены с первыми входами весового блока и первыми входами второго комплексного сумматора, выходы весового блока соединены с первыми входами первого комплексного сумматора, выходы которого соединены с входами второго блока задержки, выходы которого соединены с вторыми входами второго комплексного сумматора, выход синхрогенератора соединен с синхровходами весового блока, первого блока задержки, первого комплексного сумматора, второго блока задержки и второго комплексного сумматора, отличающийся тем, что введены третий блок задержки, четвертый блок задержки и вычислитель весового коэффициента, при этом входы третьего блока задержки соединены с первыми входами вычислителя весового коэффициента, выходы третьего блока задержки соединены с входами первого блока задержки, выходы которого соединены с входами четвертого блока задержки и вторыми входами вычислителя весового коэффициента, выход которого соединен с вторым входом весового блока, выходы четвертого блока задержки соединены с вторыми входами первого комплексного сумматора, выход синхрогенератора соединен с синхровходами третьего блока задержки, четвертого блока задержки и вычислителя весового коэффициента, причем входами вычислителя для режекции помех являются соединенные входы третьего блока задержки и первые входы вычислителя весового коэффициента, а выходами - выходы второго комплексного сумматора.

Изобретение относится к биотехнологии. Описан способ исследования биологического образца от пациента на предмет ассоциаций между генетическими мутациями и признаками заболеваний, предусматривающий: генерирование на основе данных о генотипе и данных о фенотипе для совокупности субъектов матрицы генотипов, матрицы количественных признаков и матрицы двоичных признаков; генерирование на основе матрицы генотипов, матрицы количественных признаков и матрицы двоичных признаков структуры данных в виде n-кортежа; определение на основе структуры данных в виде n-кортежа одной или более из матрицы генотипов, основанной на разреженных векторах, матрицы количественных признаков, основанной на разреженных векторах, или матрицы двоичных признаков, основанной на разреженных векторах; получение биологического образца от пациента; обработку биологического образца секвенатором для получения генетических мутаций и обработку одного или более запросов к одной или более из матрицы генотипов, основанной на разреженных векторах, матрицы количественных признаков, основанной на разреженных векторах, или матрицы двоичных признаков, основанной на разреженных векторах, при этом один или более запросов содержит полученные генетические мутации и при этом данная обработка определяет ассоциацию между полученными генетическими мутациями и одним или более признаками заболевания.

Способ управления моделью системы cad для моделирования изделия, подлежащего изготовлению // 2762145

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении точности решения ограничения, применяемого к фасетной поверхности гибридной модели, избегая дополнительных колебаний, или волнистости, которые могли бы проявляться в аппроксимации.

Система и способ определения направления и пространственного разнесения траекторий волокон для композитного слоя // 2760244

Изобретение относится к области вычислительной техники обработки данных для изготовления композитного слоя. Технический результат заключается в оптимизации пространственного разнесения траекторий волокон посредством количественной оценки сходимости и/или расхождения таких траекторий волокон.

Режекторный фильтр // 2759150

Изобретение относится к радиоационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с неизвестными корреляционными свойствами. Технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех с априорно неизвестными корреляционными свойствами.

Устройство для формирования каталога результатов моделирования процесса функционирования средств противовоздушной обороны // 2758248

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики. Технический результат заключается в обеспечении возможности формировать каталог с выходными данными, позволяющий пользователю взаимодействовать с данными, полученными в результате работы устройства для исследования возможностей средств противовоздушной обороны по прикрытию элементов боевого порядка ракетной дивизии подвижных грунтовых ракетных комплексов от средств высокоточного оружия.

Устройство для вероятностного моделирования процесса функционирования телекоммуникационной сети // 2756883

Изобретение относится к области вычислительной техники и телекоммуникационным системам. Технический результат заключается в повышении степени адекватности модели процесса функционирования телекоммуникационной сети на основе технической реализации дополнительных информационных каналов.

Вычислитель для подавления помех // 2755978

Устройство для определения функций распределения потоков сообщений и состояния сети передачи данных, реализующей различные дисциплины обслуживания сообщений в многолинейных и однолинейных центрах // 2755260

Изобретение относится к вычислительной технике и телекоммуникационным сетям и может быть использовано для параметрической оценки законов распределения потоков многопакетных сообщений, циркулирующих в сетях передачи данных (СПД), и оценки состояния сетей в целом. Техническим результатом является повышение точности оценки интенсивности потока сообщений за минимальное необходимое количество шагов наблюдения и обеспечение оценки состояния сети передачи данных в целом.

Компьютерно-реализуемый способ определения вероятности диагностирования режима обобщенной синхронизации в одноправленно связанных ведомой и ведущей хаотических системах // 2750094

Изобретение относится к нелинейной динамике. Технический результат заключается в обеспечении большей точности определения границы режима обобщенной синхронизации.

Способ прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом // 2750024

Изобретение относится к области медицины, в частности к отоларингологии и лабораторной диагностике, и предназначено для прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом. C помощью математической модели на основании трех достоверных информативных лабораторных показателей: IL-8, IL-17 и IL-18 осуществляют комплексную математическую оценку показателей по формуле y=0,05669×x1+0,2550×x2-0,0005×x3+0,0066, где у - наличие развития среднего отита у больных риносинуситом, х1 - IL-8, пг/мл, х2 - IL-17, пг/мл, х3 - IL-18, пг/мл.

Способ сопровождения воздушной цели из класса "самолёт с турбореактивным двигателем" при воздействии уводящих по дальности и скорости помех // 2764781

Изобретение относится к области цифровой обработки радиолокационных сигналов и может быть использовано в радиолокационной станции (РЛС) для формирования при сопровождении воздушной цели (ВЦ) из класса «самолет с турбореактивным двигателем» достоверной идентификации совместного или раздельного воздействия уводящих по дальности и скорости помех или отсутствия их воздействия и оценки радиальных функционально-связанных координат (ФСК) взаимного перемещения ВЦ и носителя РЛС при различных вариантах воздействия таких помех.