Рекурсивный фильтр

 

Союз Советских

Соцналистическкк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 29,04.81 (21) 3285148/18 09 (51)M. Кл.

Н 03 Н 17/04 с присоединением заявки ¹

31тоударствкииый комитет

СССР (23) Приоритет по долом изобретеиий и открытий

Опубликовано 30. 10.82. Бюллетень .% 40

Дата опубликования описания 30.10.82 (53) УД К 62 1.396. . 9 6 (088.8) В. И. Кошелев, С. В. Гуськов и Д. И. Попов (72) Авторы изобретения .

Рязанский радиотехнический институт:. (7I) Заявитель (54) РЕКУРСИВНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в устройствах когерентной обработки сигналов на фоне коррелированных помех.

Известен рекурсивный фильтр, содержаший сумматоры, перемножители и блоки задержки 1 J .

Однако указанный фильтр обладает достаточной эффективностью подавления помех лишь в установившемся режиме, а lпl1рlиH:..малом объеме выборки из-за длительных переходных процессов его эффективность низка.

Известен также рекурсивный фильтр, содержаший последовательно соединенные первый сумматор, первую линию зядержки, второй сумматор, выход которого чеI рез первый весовой блок подключен к второму входу первого сумматора, вторая

20 линия задержки, выход которой. через второй весовой блок подключен к третьему входу первого сумматора, третий сумматор, третья линия задержки, выход которой через третий весовой блок подключен к второму входу третьего сумматора, и четвертый сумматор, другой выход которого подключен к выходу третьего сумматора, третий выход которого подключен к выходу второго сумматора, другой вход которого объединен с первым входом первого сумматора и является входом устройства (2 ) .

В известном фильтре используется установка начальных условий в блоках задержки, с целью уменьшения длительности переходного процесса, вызванного перепадом мошности коррелированной помехи на входе фильтра. Однако на первых шагах исходной выборки эффективность фильтра оказывается недостаточно высокой.

Цель изобретения - повышение эффективности подавления коррелированных помех.

Поставленная цель достигается тем, что в рекурсивный фильтр, содержа иий ся соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока управления.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого фильтра.

Фильтр содержит сумматор 1 первый, первую линию 2 задержки, второй сумматор 3, первый, второй и третий весовые блоки 4-6, вторую линию 7 задержки, 10 третий сумматор 8, третью линию 9 задержки, четвертый сумматор 10, блок

11 управления, первый коммутатор 12, дополнительный сумматор 13, второй коммутатб)з 14, третий коммутатор 15, >s дополнительный весовой блок 16. Блок

1l управления содержит генератор 17 синхроимпульсов, первый делитель 18 частоты, второй делитель 19 частоты, первый триггер 20, первый счетчик 21 щ импульсов, первый дешифратор 22, второй счетчик 23 импульсов, второй дешифратор 24, второй, третий и четвертый триггеры 25-27.

Фильтр работает следующим образом.

2s Синхронную работу во времени блоков рекурсивного фильтра и узлов системы обработки в целом (не показаны) осу. ществляет блок 11 управления. Основная его функция состоит в том, чтобы по мо30 менту прихода опорной последовательности импульсов, несущей информацию о моментах излучения, выработать сигналы управления, по которым срабатывают коммутаторы 12, 14 и 15 соответственно. на втором, третьем и четвертом шаге последовательности импульсов, Генератор

17 синхроимпульсов вырабатывает непрерывную последовательность синхроимпульсов U .,(6 ) с периодом 7>, обеспечивающих считывание информации в линиях 2, 7, 9 задержки на каждом из элементов разрешения по дальности.

На выходе первого делителя 18 частоты образуется опорная последовательность

45 импульсов с периодом Т„= т|, определяющих частоту излучения. Во втором делителе 19 частоты происходит понижение частоты 1/Т до значения 1/Т, импульсы с выхода которого поступают в

50 антенную систему (на фиг. 1 не показано) и определяют момент излучения следующей пачки импульсов.

3 970 последовательно соединенные первый сумматор, другой вход которого подключен к выходу первого весового блока, первую линию задержки и второй сумматор, другой вход которого объединен с первым входом первого сумматора и является входом устройства, последовательно соединенные вторую линию. задержки, третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго весового блока, третью линию задержки и четвертый сумматор, а также третий весовой блок, введены дополнительный сумматор, дополнительный весовой блок, коммутаторы и блок управления, первый вьгход которого подключен к управляющим входам линий задержки, второй, третий и четвертый выходы — к управляющим входам соответствующих коммутаторов, при этом первый коммутатор и дополнительный сумматор включены последовательно между выходом второго сумматора и входом второй линии задержки, к другому входу дополнительного сумматора подключен выход дополнительного весового блока, выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом второго коммутатора, через третий весовой блок — с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого подключен к третьему входу третьего суМматора, и с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен через третий коммутатор с входами первого, второго и дополнительного весовых блоков, а блок управления содержит последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, выход которого является первым выходом блока управления, первый делитель частоты, второй делитель частоты и первый триггер, а также первый счетчик импульсов, счетный вход которого объединен со счетным входом второго счетчика импульсов и подключен к выходу первого делителя частоты, вход обнуления - к выходу второго делителя частоты, информационные выходы - к соответствующим входам первого дешифратора, выход которого подключен к второму входу первого триггера, и второй счетчик импульсов, вход обнуления которого объединен с первыми входами второго, третьего и четвертого триггеров и подключен к выходу первого триггера, а выходы - к входам второго дешифратора, выходы которого подключены к вторым входам соответственно второго, третьего и четвертого триггеров, выходы которых являютНа выходах второго дешифратора 24 в соответствии со значением двоичного кода числа импульсов, поступивших на счетный вход второго счетчика 23 импульсов, появляются единичные потенциалы, которые записываются во втором, 970643 третьем и четвертом триггерах 25-27.

Состояния на выходах триггеров 25-27 остаются неизменными до тех пор, пока не поступит сигнал обнуления, с выхода первого триггера 20, вырабатываемый с момента окончания пачки излучаемых импульсов, t = n ° Tд (n — заданная длина пачки, определяемая первым дешифратором 22) и до момента скачкообразного перемещения антенного луча в новое положение 4 = Т . Момент времени т. = n Т п фиксируется в первом дешифраторе 22 появлением на выходе единичного потенциала по приходу (n +1)-го импульса опорной последовательности на счетный вход первого счетчика 21 импульсов, число разрядов М которого определяется значением и, а момент перемещения антенного луча совпадает с появлением импульсов на выходе второго делителя 19 частоты.

Таким образом, при совпадении положения антенного луча РПС с кромкой облака пассивных помех, первый отраженный импульс, преобразованный в аналого-цифровом преобразователе (не

I показан) в числовой код, поступает на вход рекурсивного фильтра. В это время

E=O — (L -1) TD первый коммутатор 12 разомкнут, сигнал на выходе фильтра отсутствует, а его числовой код записывается в первой линии 2 задержки. На втором шаге опорной последовательности =- Тп с блока 11 управления подается активный потенциал, замыкающий вход и выход первого коммутатора 12. В обработке числовых кодов в это время принимают участие только первый, второй и четвертый сумматоры 1, 3, 10, первая линия 2 задержки и первый коммутатор

12. На выходе рекурсивного фильтра значение кода соответствует череспериодной разности, т.е. к моменту времени Тп фильтр эквивалентен звену ЧПК. На третьем шаге t =2 Тп блок 11 управления переводит второй коммутатор 14 из состояния, когда первый вход соединен с выходом при отключенном втором входе, в состояние, когда первый вход отключен, а второй вход соединен с выходом. При этом на выходе фильтра образуется код, эквивалентный выходной величине звена

ЧПК 2-ro порядка, На четвертом шаге замыкается третий коммутатор 15. К моменту подключения коммутатором 15 рекурсивных связей на выходе четвертого сумматора 10 образуется код декоррелированных остатков смеси сигнала, соответствующих нерекурсивной структуре 3-го порядка. 11<:iI.:è ование первого и второго коммутаторов 12 и 14 по:зволяет повысить эффективность фильтра на первых шагах выборки, так как начиная со 2-го шага и по 4-й шаг происходит наращивание порядка нерекурсивной структуры фильтра, а при замыкании коммутатора 15 скомпенсированная на выходе четвертого сумматора 10 величина поступает в обратные связи на лер1О вый, дополнительный и третий весовые блоки 4, 16, 5, что приводит к дополнительной компенсации помехи на псследующих шагах. Длительность переходного процесса в фильтре при этом сокращается по сравнению с прототипом. При дальнейшей обработке принятой последовательности в образовании сумм величин на выходах первого, второго, дополнительного третьего, четвертого сумматоров 1, 3, 13, 8, 10 участвуют числовые коды, прошедшие предварительную обработку и взвешенные в первом, дополнительном и третьем весовых блоках 4, 16, 5, а эффективность подавления no2g мехи в кратчайшее время достигает установившегося значения.

При переводе антенного луча в новое положение вся работа предлагаемого фильтра повторяется вновь с момента

ЗО первого принятого импульса.

Формула изîбретения

1. Рекурсивный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, другой вход которого подключен к выходу первого весового блока, первую линию задержки и второй сумма4о тор, другой вход которого объединен с первык входом первого сумматора и является входом устройства, последовательно соединенные вторую линию задержки, третий сумматор, второй вход которого

4> подключен к выходу второго весового блока, третью линию задержки и четвертый сумматор, s также третий весовой блок, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления коррелированных помех, в него введены дополнительный сумматор, дополнительный весовой блок, коммутаторы и блок управления, первый выход которого подключен к управляющим входам линий задержки, второй, третий и четвертый

55 выходы - к управляющим входам соответствующих коммутаторов, при этом первый коммутатор и дополнительный сумматор включены последовательно между выходом

7 970 второго сумматора и входом второй линИи задержки, к другому входу дополнительного сумматора подключен выход дополнительного весового блока, выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом второго коммутатора, через третий весовой блок с вторым информационным входом второго коммутатсл ра, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, и с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен через третий коммутатор с входами первого, второго и дополнительного весовых блоков.

2. Фильтр по п.1, о т л и ч а юш и и с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, выход которого является первым выходом блока управления, первый делитель частоты, второй делитель частоты и первый триггер, а также первый счетчик импульсов, счетный вход которого объединен со счетным входом второго счетчика импульсов и подключен к выходу первого делителя частоты, вход обнуления — к выходу второго делителя частоты, информационные

643 8 выходы — к соответствующим входам первого дешифратора, выход которого подключен к другому входу первого триггера, и второй счетчик импульсов, вход обнуления которого объединен с первыми входами второго, третьего и четвертого триггеров, и подключен к выходу первого триггера, а выходы к входам второго дешифратора, выходы которого подключены .

10 к вторым входам соответственно второго, третьего и четвертого триггеров, выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Шредер и др. Коэффициент эффективности рециркуляционного фильтра подавления мешающих отражений радиолокационной системы CQU ТИИЭР, 1972, т. 60, No 12, с. 104-105.

2. Горшков А. К. и др. Эффективность рекурсивных цифровых фильтров СДЦ при малом объеме выборки. "Известия вузов.

Радиоэлектроника", 1978, т. ХХ1, % 5, с, 122, рис. 1 (прототип).