Адаптивный ранговый обнаружитель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

<п>800927 (61) Дополнительное к авт. саид-ву м 566218 (22) Заявлено 280479 (21) 2768258/18-09 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 300181 Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 30,0181 (51) М Kã 3

G S 7/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н откр ытн и (53) УДК 621. .396..96 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П . С . Акимов, В. С е Ефремов и В . A. Oäè íöoí н

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени высшее техническое училище им. Н.Э.Баумана (71) Заявитель (54) АДАптиВный РАнГОВый ОБнАРУжитель

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных станциях для выделения сигналов на фоне помех с априорно неизвестной функцией распределения помех и ее параметров или при изменяющейся помеховой обстановке .

По основному авт. св. Р 566218 известен адаптивный ранговый обнаружит ель, содержащий блок принятия решени я и последов ат ельно включенные согласованный фильтр, основной детектор и многоотводную линию задержки, M выходов которой соединены с соответствующими М входами основного блока вычисления ранга сигнала, (М+1) -й вход которого соединен с входом многоотводной линии задержки, дополнительный блок вычисления ранга сигнала, генератор ожидаемого сигнала, сумматор, дополнительный детектор, блок вычисления вероятности, перемножитель, блок вычитания и рециркуляционный накопитель. При этом К выходов многоотводной линии задержки соединены с соответствующими M входами дополни- тельного блока вычисления ранга сиг нала, (М+1) -й вход которого через последо в ат ель но соединенные суммат ор и дополнительный детектор подключен, к выходу со гласов ан ного фильтр а.

Выход дополнит ель ного блока вычисления ранга сигнала через блок вычисления вероятности соединен с первым входом перемножктеля, выход которого соединен с блоком принятия решения. Выход основного блока вычисления ранга сигнала соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом блока вычисления вероятности. Выход блока вычитания через рециркуляционный накопитель соединен с вторым входом перемножителя, а выход генератора ожидаемого сигнала соединен с. вторым входом сумматора.

20 для вынесения решения о наличии или отсутствии сигнала после и спытания такой обнаружитель вычисляет величину

-M " г + 0 5 М

Z =(г — — )Е(г — — — — )

25 " г

Ъ г„ =Х Ь(х; -у; ) — ранг отсчета испытуемого канала;

,(Н) = () — фуннинн еднннч1 S>0

30 0 Бс0 „ого скачка.

800927

-"оценка среднего значения ранга смеси сигнала с помехой в данном периоде наблюдения)

r„ï среднее значение ранга эа и периодов наблюдения.

Величина Е„ сравнивается с двумя порогами, установленными по заданным 1О вероятностям ошибок по последовательному алгоритму (1) .

Однако известное устройство является малоэффективным иэ-за снижения вероятности правильного обнаружения 15 за счет ошибок при статическом определении среднего значения ранга

r i.

Цель изобретения — повышение эффективности обнаружения. 20

Укаэанная цель достигается тем, что в адаптивном ранговом обнаружителе, содержащем блок принятия решения и последовательно включенные согласованный фильтр, основной детектор и многоотводную линию задержки, М выходов которой соединены с соответствующи-. ми М входами основного блока вычисления рагна сигнала, (М+1) -й вход gg которого соединен с входом многоотводной линии задержки, дополнительный блок вычисления ранга сигнала, генератор ожидаемого сигнала, сумматор, дополнительный детектор блок вычисления вероятности, перемножитель, блок вычитания и рециркуляционный накопитель, при этом К выходов многоотводной линии задержки соединены с соответствующими М входами дополнительного блока вычисле- 4О ния ранга сигнала, (М+1) -й вход которого через последовательно соединенные сумматор и дополнительный детектор подключен к выходу согласованного фильтра, выход дополнительного ф5 блока вычисления ранга сигнала через блок вычисления вероятности соединен с первым входом перемножителя, выход которого соединен с блоком принятия решения, выход основного блока вычисления ранга сигнала соединен с первым входом блока вычитанитт, второй вход которого соединен с вто3

Й и выходом блока вычисления вероятсти, выход блока вычитания через. рециркуляционный накопитель соединен с вторым входом перемножителя, a выход генератора ожидаемого сигнала соединен с вторым входом сумматора, блок вычислеттия вероятности содержит последовательно включенные первый Щ регистр сдвига, первый сумматор, блок деления на К, первый блок вычитания, анализатор знака, первый ключ, первый элемент ИЛИ, второй блок вычитания, блок деления íà и, второй сум- ф5 матор, второй регистр сдвига, третий блок вычитания и последовательно включенные третий сумматор., блок деления на 2, второй ключ и второй элемент ИЛИ, второй вход которого сое7тинен с вторым выходом анализатора знака через третий ключ, при этом второй выход блока деления на К соединен с вторым входом первого ключа, выход которого соединен с входом третьего сумматора, первый выход анализатора знака соединен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход второго регистра сдвига соединен с вторыми входами второго блока вычитания и второго сумматора, тактовые входы первого и второго регистров сдвига соединены между собой, а входом, первым и вторым выходами блока вычисления вероятности являются, соответственно, вход первого регистра сдвига, выход третьего блока вычитания и выход второго элемента ИЛИ.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого обнаружителя; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока вЫчисления вероятности.

Адаптивный ранговый обнаружитель (фиг.l) содержит блок 1 принятия решения, согласованный фильтр 2, основной детектор 3, многоотводную линию 4 задержки„ основной 5 и дополнительный 6 блоки вычисления ранга сигнала, генератор 7 ожидаемого сигнала, сумматор 8, дополнительный детектор

9, блок 10 вычисления вероятности, перемножитель 11, блок 12 вычитания и рециркуляционный накопитель 13.

Блок 10 вычисления вероятности (фиг.2) содержит первый регистр 14 сдвига, первый сумматор 15, блок 16 деления на К, первый блок 17 вычитания, анализатор 18 знака, первый ключ 19, первый элемент 20 ИЛИ,второй блок 21 вЫчитания, блок 22 деления на и, второй сумматор 23, второй регистр 24 сдвига, третий блок 25 вычитания, третий сумматор 26, блок

27 деления на 2, второй ключ 28,вто" рой элемент 29 ИЛИ и третий ключ 30.

АдаптивнЫй ранговый обнаружитель работает следующим образом.

Исследуемый ттроцесс после опти- . мальной фильтрации в согласованном фильтре 2 и детектирования в основном детектор 3 поступает на основной блок 5 вычисления ранга сигнала и многоотводную линию 4 задержки„ отводы которой выбраны так, чтобы отсчеты помехи, снимаемые с соседних элементов линии задержки, были независимы.:Основной блок 5 вычисления ранга сигнала производит вычисление ранга испытуемого канала относительно отсчетов М предыдущих каналов, в которых из-за существей

80092 7 гистра сдвига. Через К тактовых импульсов в регистре оказываются за1

r писанными величины r,,r, ° соответствующие К последним элементам дальности, которые суммируются в сумматоре 15,и делятся на число

К в блоке 16, на выходе которого фр мируется величина г ;" = — д."ь г, равная среднему значению Ч.,; за .К последних элементов разрешения.Эта величина поступает на вход первого блока 17 вычитания, где из нее выч 4тается Величина М/2, равная среднему значению ранга при гипотезе отсутствия сигнала. Анализатор 18 знака в случае, если полученная разность

15 отрицательна, открывает третий ключ

30 и на второй выход блока 10 вычисления вероятности поступает через элемент 29 ИЛИ величина > (М+У) . В случае, если полученная разность

2О положительна, анализатор 18 знака открывает первый 19 и второй 28,и на второй выход блок% вычисления вероятности через второй элемрнт

29 ИЛИ поступает величина (r; +ф ), сформированная с помощью третьего сумматора 26 и блока 27 деления на

2, =Ьк

Величина х1„вычисляется по рекуррентному правилу для среднегр значения и равна r + = „(r „-х;„)+ т В „причем среднее значейие ранга эа предыдущие (n-1) периодов хранения в N-разрядном регистре 24 сдвига, имеющим число ячеек N, равно числу элемента Разрешения, а в качестве

-е к -ьк оценки г„принимается величина r,„ хф или r„"„"= - (М+Х) в эависимосA Ът знака разности, полученной на выходе первого блока 17 вычитания.

После вычитания в третьем блоке 25

40 вычитания постоянного числа на

И первом выходе блока 10 вычисления вероятности формируется величина ф" +, используемая для вычисленйя Б„.

45 Использование предлагаемого адаптивного рангового обнаружителя позво. ляет повысить эффективность обнаружения путем увеличения вероятности правильного обнаружения или, что я() эквивалентно, уменьшить среднее число испытаний. формула изобретения ной асимметрии радиолокационного канала присутствует одна помеха.

Ранг r6 " n-ro периода наблюдения {1+к) -го канала поступает на блок 12 вычит ания, на вычитающий вход которого со второго выхода бло ка 10 вычисления вероятности подается величина $ (х „ + ) или величина $ (М+о ), где rf„+" является оценкой среднего значения ранга в

l-ом, канале для случая присутствия в нем ожидаемого сигнала, на что указывает индекс 1. Эта оценка производится в блоке 10 вычисления вероятности путем усреднения ранга каналов, в которых присутствует ожи даемый сигнал. Среднее значение ран га при отсутствии сигнала равно ф но так как в блоке 10 вычисления ве роятности производится оценка среднего значения ранга для случая присутствия в нем ожидаемого сигнала то эта оценка должна быть больше при сколь угодно малом значении сигнала. Поэтому, если в результате . вычисления за счет ошибок при статистическом определении среднего значения ранга r получается оценка меньшая, чем Q, то в качестве оценки re " следует брать величину

<и Р+х ф (М+ц ) . Результат вычитания Я„

-r„<+" — $ (r +" +"") или 8 " =г„ "- g (М+ф) с выхода блока 12 вычитания поступае в рециркуляционный накопитель 13,где складывается с суммой ранее записанных величин S, за (и-1) предыдущих периодов наблюдений. Из рецдркуляционного накопителя 13 сумма М б " поЪ= ступает на перемнажитель ll, на второй вход которого с первого выхода блока 10 вычисления вероятности поступает оценка х„„ - среднего значения ранга испытуемого канала для

Ьлучая присутствия в нем сигнала за

bee предыдущие периоды наблюдений (черта сверху х,„ означает усреднение по каналам дальности и по периодам наблюдений) .

На выходе перемножителя 11 получают информационный аналог отношения правдоподобия (индексы l,к опущены) п (х п Я ф который сравнивается с двумя, порогами, установленными по заданным вероятностям ошибок по последовательному алгоритму в блоке 1 принятия решения.

Блок 10 вычисления вероятности работает следующим образом.

На вход К-разрядного регистра 14 сдвига с выхода дополнительного блока 6 вычисления ранга сигнала поступает ранг- х;; .канала, в котором присутствует смесь ожидаемого сигнала с действующей помехой. С приходомимпульса сдвига, период повторения которого равен длительнрсти интервала разрешения, -ранг х . записывает-

4ь ся в первые ячейки К-разрядного ре55

Адаптивный ранговый обнаружитель по авт.св. 9 566218, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности обнаружения, блок вычисления вероятности содержит пос40 ледовательно включенные первый регистр сдвига, первый сумматор, блок деления на К, первый блок вычитания, анализатор знака, первый ключ, первый элемент ИЛИ, второй блок вычитания, 65 блок деления на и, второй сумматор, 800927

Рие, 2

Составитель B.Èâàíoâ

Редактор М.Митровка Техред М. Голинка Корректор Н.Стец а

Заказ 10414/62 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 второй регистр сдвига, третий блок вычитания и последовательно включен ные третий сумматор, блок деления на 2, второй ключ и второй элемент

ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом анализатора знака через третий ключ, при этом второй выход блока деления на К соединен с вт орым входом первого ключа, выход которого соединен с входом третьего сумматора, первый выход анализатора знака соединен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход второго регистра сдвига соединен с вторыми входами второго блока вычитания и второго сумматора, тактовые входы первого и второго регистров сдвига соединены между собой, а входом, первым и вторым выходами блока вычисления вероятности являются, соответственно, вход первого регистра сдвига, выход третьего блока вычитания и выход второго элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 566218, кл. G 01 S 7/30, 1977 (прототип).