Адаптивный ранговый обнаружитель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетскик Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву м 566218 (22) Заявлено 280479 (21) 2768258/18-09 с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 300181 Бюллетень Н 9 4 Дата опубликования описания 30,0 1,81(51)М К 3 С 01 Б 7/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения П. С. Акимов, В. С. Ефремов и В.А. Одинцов ие Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н.Э.Баумана(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 обнаружитель, содержащий блок принятия решения и последовательно включенные согласованный Фильтр, основной детектор и многоотводную линию задержки, М 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 М входами дополни- тельного блока вычисления ранга сиг нала, (М+1) -й вход которого через последовательно соединенные сумматор и дополнительный детектор подключен к выходу согласованного Фильтра.Выход дополнит ель но го блок а вычи сления 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 наличииили отсутствии сигнала после испытания такой обнаружитель вычисляетвеличинуМ о г+ 0 5 МЕ =(г -- )Е(г ---- 1 25 ь ю 22где г=Х Ь(х;-у; ) - ранг отсчетаиспытуемого канала; и И1- фунииии единич 1 Б 030О Б(03 ного скачкаеоценка среднегозначения рангасмеси сигнала спомехой в данномпериоде наблюдения)г среднее значение ранга эа ипериодов наблюдения.Величина Е сравнивается с двумя порогами, установленными по заданным 0 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 г 1 ьЦель изобретения - повышение эфФективности обнаружения. 20Укаэанная цель достигается тем, что в адаптивном ранговом обнаружителе, содержащем блок принятия решения и последовательно включенные согласованный фильтр, основной детектор и много- отводную линию задержки, М выходов которой соединены с соответствующи-. ми М входами основного блока вычисления рагна сигнала, (М+1) -й вход Зр 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 ния ранга сигнала, (М+1) -й вход кото" рого через последовательно соединенные сумматор и дополнительный детек" тор подключен к выходу согласованного фильтра, выход дополнительного 45блока вычисления ранга сигнала черезблок 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 вычитанид,второй вход которого соединен с вто 3Йи выходом блока вычисления вероятсти, выход блока вычитания черезрециркуляционный накопитель соединенс вторым входом перемножителя, авыход генератора ожидаемого сигналасоединен с вторым входом сумматора,блок вычисления вероятности содержитпоследовательно включенные первый 0регистр сдвига, первый сумматор, блокделения на К, первый блок вычитания,анализатор знака, первый ключ, пер"вый элемент ИЛИ, второй блок вычитания, блок деления на и, второй сум" 5 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 соединен 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 вторымвходом второго ключа, выход третьегоключа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход второго регистра сдвига соединен с вторыми входами второго блока вычитанияи второго сумматора, тактовые входыпервого и второго регистров сдвигасоединены между собой, а входом, первым и вторым выходами блока вычисле ния 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 - структурнаяэлектрическая схема блока вЫчислениявероятности.Адаптивный ранговый обнаружитель (Фиг.1) 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, первыйключ 19, первый элемент 20 ИЛИ,второйблок 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 процесс после опти- .мальной Фильтрации в согласованном фильтре 2 и детектирования в основном детектоРе 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 существейгистра сдвига. Через К тактовых импульсов в регистре оказываются заьгписанными величины г ,г ,фсоответствующие К последним элемейтам дальности, которые суммируютсяв сумматоре 15,и делятся на числоК в блоке 16, на выходе которого фрмируется величина г;" = - д."ь г,равная среднему значению Ч.,; за Кпоследних элементов разрешения,Этавеличина поступает на вход первогоблока 17 вычитания, где из нее вычитается величина М/2, равная среднемузначению ранга при гипотезе отсутствия сигнала. Анализатор 18 знака вслучае, если полученная разность15 отрицательна, открывает третий ключ30 и на второй выход блока 10 вычисления вероятности поступает черезэлемент 29 ИЛИ величина(М+У). Вслучае, если полученная разностьщ положительна, анализатор 18 знакаоткрывает первый 19 и второй 28,ина второй выход блок% вычислениявероятности через второй элемрнт29 ИЛИ поступает величина, (г; +ф ),сформированная с помощью третьегосумматора 26 и блока 27 деления на2,=ЬкВеличина г 1 вычисляется по рекуррентному правилу для сренегЗ значения и равна г" =Д (г-х;)+т 45причем среднее значейие рангаэа предыдущие (и) периодов хранения в -разрядном регистре 24 сдвига,имеющим число ячеек Н, равно числуэлемента Разрешения, а в качестве-Ик. ф -ькоценки г принимается величина г,гф или г 1 = - (М+Х) в зависимости Ът знака разности, полученной навыходе первого блока 17 вычитания.После вычитания в третьем блоке 2540 вычитания постоянного числа наИпервом выходе блока 10 вычислениявероятности формируется величинаф" +, используемая для вычисленйя Б.45 Использование предлагаемого адаптивного рангового обнаружителя позволяет повысить эффективность обнаружения путем увеличения вероятностиправильного обнаружения или, чтояр эквивалентно, уменьшить среднеечисло испытаний. формула изобретения ной асимметрии радиолокационного канала присутствует одна помеха.Ранг г 6 " и-го периода наблюдения (1+к) -го канала поступает на блок 12 вычитания,. на вычитающий вход которого со второго выхода бло ка 10 вычисления вероятности подается величина(х +) или величина(М+о), где г" является оценкой среднего значения ранга в 1-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 большепри сколь угодно малом значении сигнала. Поэтому, если в результате . вычисления за счет ошибок при статистическом определении среднего значения ранга г, получается оценка меньшая, чем , то в качестве оценки гэф" следует брать величинуп Рх(И+о) . Результат вычитанхия Я :г" - гр" +) или 8" =г"-(М+У) с выхода блока 12 вычитания поступае в рециркуляционный накопитель 13,где складывается с суммой ранее записанных величин 8, за (и) предыдущих периодов наблюдений, Из рецдркуляционного накопителя 13 сумма М бИ поЪм ступает на перемнажитель 11, на второй вход которого с первого выхода блока 10 вычисления вероятности поступает оценка г -ф среднего значения ранга испытуемого канала для Ьлучая присутствия в нем сигнала за 8 се предыдущие периоды наблюдений (черта сверху г, означает усреднение по каналам дальности и по периодам наблюдений) .На выходе перемножителя 11 получают информационный аналог отношения правдоподобия (индексы 1,к опущены)З=(г, - Я- В, 8,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 при" сутствует смесь ожидаемого сигнала с действующей помехой. С приходом. импульса сдвига, период повторения которого равен длительндсти интервала разрешения, -ранг гф. записывает-Йся в первые ячейки К-разрядного ре 5Адаптивный ранговый обнаружительпо авт,св. 9 566218, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности обнаружения, блок вычисления вероятности содержит пос 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 Рцг, 2Составитель В. ИвановРедактор М.Митровка Техред М. Голинка Корректор Н.Стеца Эаказ 10414/62 Тираж 743 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 второй регистр сдвига, третий блоквычитания и последовательно включенные третий сумматор, блок деленияна 2, второй ключ и второй элементИЛИ, второй вход которого соединенс вторым выходом анализатора знакачерез третий ключ, при этом второйвыход блока деления на К соединен свторым входом первого ключа, выходкоторого соединен с входом третьегосумматора, первый выход анализаторазнака соединен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход второго регистра сдвига соединен с вторымивходами второго блока вычитания ивторого сумматора, тактовые входыпервого и второго регистров сдвигасоединены между собой, а входом,первым и вторым выходами блокавычисления вероятности являются,соответственно, вход первого регистра сдвига, выход третьего блока вычитания и выход второго элемента ИЛИ.Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 5 бб 218, кл. С 01 Я 7/30, 1977