SU566218A1 - Адаптивный ранговый обнаружитель - Google Patents

Description

(54) АДАПТИВНЫЙ РАНГОВЫЙ ОБНАРУЖИТЕЛЬ блюденнй при каждом опыте фиксировано и равно П . Такой обнаружитель обеспечивает посто  нство веро тности ложной тревоги вне зависимоста от вида и параметров функции распределени  помехи, но веро тность правильного обнаружени  может измен тьс  в зависимости от конкретной помеховой обстановки Так, например, при увеличении интенсивности помехи веро тность обнаружени  может изменитьс  до недопустимо малой величины. Уменьшение же интенсивности помехи приводит к неоправданной зат жке процедуры обнаружени , так как решение о наличии сигнала могло бы бы вынесено за число испытаний, меньшее yc ановленного числа П.. Такой обнаружитель, таким образом, не позвол ет решать зада .Чу Оптимальногоперераспределени  энергии излучени  в пространстве обзора. Цель изобретени  - обеспечение задаН ной. веро тности правильного обнаружени  независимо от вида функции распределени  помех и ее параметров. Зто достигаетс  тем, что в адаптивный ранговый обнаружитель, содержащий блок прин ти  решени  и последовательно включенные согласованный фильтр, основной детектор и многоотводную линию задержки, М выходов которой соединены с соответствующими М входами основного блока вычислени  ранга сигнала, (М+1)-ый вход кото рого соединен с входом многоотводной лшши задержки, введены дополнительный блок,вычислени  ранга сигнала, генератор ои идаемого сигнала, сумматор, j дополнительный детектор, блок вычислени  веро тности , перемножитель, блок вычитани  и рециркул циоггный накопитель, при этом К выходов многоотводной линии задержки соединены с соответствующими М входами дополнительного блока вычислени  ранга ;сигнала , (М+1) -ый вход которого через пос- ледоватепьно соединенные сумматоры и дополнитльный детектор подключены к выходу соглассеанного фильтра, выход дополнительного блока вычислени  ранга сигнала .через блок вычислени  веро тности соединен с первым входом перемножител , Bbixoj которого соединен с блоком прин ти  решени , выход осн(Ж110го блока вычислени  ранга сигнала соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого соединен с вторым выходом блока вычислени  веро тности, выход блока вычитани  через рециркул ционный накопитель соединен с вторым входом перемножител , а выход генератора ожидаемого сигнала соединен с вторым входом сумматора, а также тем, 1ТО блок вычислени  веро тности содерторого соединен с блоком 5 прин ти  решени , выход основного блока 4 вычислени  ранга сигнала соединен с первым входом блока 11 вычитани , второй вход кото60 рого соединен с вторым выходом блока 9 вычислени  веро тности, выход блока 11 вычитани  через рециркул ционный накопитель 12 соединен с вторым входом перемножител  10, а второй вход сумматора 7

55 соединен с выходом генератора 13 ожидаемого сигнала.

Блок вычислени  веро тности (см, фиг. 2 содержит делитель на два 14, К разр дный, регистр is сдвига, первый сумматор 16, ж т делитель на два, К - разр дный регистр сдвига, первый сумматор, первый блок вычитани , последовательно соединенный второй сумматор, делитель на К, второй блок вычи- тани , делитель на t , третий сумматор и .W разр дный регистр сдвига, причем каждый из К выходов К - разр дного регистра сдвига соединен с соответствующим входом второго сумматора, первый выход N -разр дного регистра сдвига соединен о вторыми входами второго блока вычитани  и третьего сумматора , вход первого блока вычитани  подключен к второму выходу N - разр дного регистра сдвига, вход и выход первого сумматора соответственно подключены к второму выходу делител  на К и входу делител  на два, выходы первого блока вычнтанй  и делител  на два  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока вычислени  веро тности, а входы К и N - разр дных регистров сдвига соединены между собсй. На фиг. 1 дана структурна  электрическа  схема предлагаемого обнаружител ; на фиг. 2 - структурна  электрическа  схема блока вычислени  веро тности. Предлагаемый обнаружитель (см. фиг. 1) содержит последовательно включенные согласованный фильтр 1, основной детектор 2 и многоотводную линию задержки 3, М выходов которой соединены с соответствующими М входами основного блока 4 вычислени  ранга сигнала (М+1)-ь1й i вход которого соединен с входом многоотводной линии задержки 3, блок 5 прин ти  рещени , при этом К выходов многоотводной линии задержки 3 соединены с соответствующими М входами дополнительного блока 6 вычислени  ранга сигнала, (М+1) -ый вход которого через последжательно соединенные сумматор 7 и дополнительный детектор 8 подключен к выходу согласованного фильтра 1, выход дополнительного блока 6 вычислени  ранга .сигнала через блок 9 вычислени  веро тности соединен с первым входом перемножител  10, выход копервый блок 17 вычитани , гюслодовагега н соединенные второй сумматор 1.8, делитель на К 19, второй блок 2 О вычитаич , дели™ тепь на Л 21, третий сумматор 22 и разр дпьп,регистр 23 сдвига, пртгчем каж дый из К выходов К - раз15 диил-о г:,егпстра 1 сдвига соединен с соответствуюаигм входом в рог-о сумматора 18, первый выход N - разр  ного регистра 23 сдвига соединен с вторым входами второго блока 20 вычитани  и тре тьего су матора 22, вход первого блока 1 вычитани  подключен к второму выходу N - разр дного регистра 23 сдвига, вход и выход первого сумматора 16 соотве тственно подключены к второму выходу де пител  на К 19 и входу делител  на два 14, выходы первого блока 17 вычитани  и делител  на два 14  вл ютс .соответ ствеЕпю первым и вторым выходами блока -вычислени  веро тности, а входы К разр  ного 15 и N - разр дного 23 регистров сдвига соединены между собой. Предлагаемый обнаружитель работает следующим образом. Исследуемый процесс после оптимальной фильтрации в согласованном фильтре 1 и детектировани  в основном дет-екторе 2 поступает на основной блок 4 вычислени  ранга сигнала и многоотводную линию задержки 3, отводы в которой выбраны так, чтобы отсчет ы помехи, с 1имаемые с соседних элементов линии задержки, были независимы . Основной блсж 4 вычислени  ран га сигнала производит вычисление ранга ис пытуемого канала дальности относительно отсчетов М предыдущих каналов, в которых (из-за существенной асимметрии радиолокационного канала) присутствует одна помеха. Ранг г .( -Horo периода на-, блюдени , 6 К - того канала дальности) поступает, на блок 11 вычитани , на вычитающий вход которого подаетс  величина ) со второго выхода блока 9 вычислени  веро тности, где  вл етс  оценкой среднего значени  ранга в t - том канале дальности дл  случа  присутстви  в нем ожидаемого сигнв па (на что указывает индекс 1). Эта опенка производитс  в блоке 9 вычислени  веро тности путем усреднени  рангов каналсе , в которых присутствует расчетный сигнал, по К предыдущим элементам дальности . Значени  рангов ка та ов вычисл ютс  в дополнительном блоке 6 вычислени  ранга сигнала. Оценка среднего значени  ранга характеризует веро тность превыще- ки  смеси сигнала с помехой помехи. Результат вычитани  в блоке 11 вычи- ,,e-vK е+к i / MN тани , Т.8. величина 5 f -р -Fv-in поступает в репнокул ционЕшгй накопитель 12. где складываетс  с суммой ранее за-пноанпых вели4ilHS заЯ -1 предыдупий перноп наблюдений. Из рециркул lUiDHHoro н.акопптел  12 сумма.Н поступает на перемножитель Ю, второй вход которого соединен с первым выходом блсжа 9 вычислени  веро тности, на котором образуетс  оценка среднего значени  ранга чопытуемого . канала (дл  случа  присутст.оп  нем сигнала) за все предыдущие периоды абпюдетн , - ---- ( - означает усредпэ ие по каналам дальности и по периодам v.блюдеиий ). На выходе перемиожителд 10 получаем (индексь В, К , опускаем) nlNn . Можно показать, что величина Z ,  вл ет с  информационным аналогом отноше 1и  правдоподоби  случайной вел1{чины Т, где соответствующие величины заменены их оцегасами F - -tw измеренными по двум классифицированным выборкам. Величина Z , сравниваетс  с двум  по рогами, установленными по заданным веро тност м ошибок по последшательному алг№° ритму в блоке 5 прин ти  рещеш1 . На вход К - разр дного регистра 15 (см. фиг. 2) поступает ранг канала, в котором присутствует, смесь ожидаемого сигнала с действующей помехой, с выхода дополнительного блока 6 вычислени  ранга сигнала. С приходом импульса сдвига (период следовани  которого равен длительности интервала разрещени ) ..jзаписываетс  в первые  чейки К-разр дного регистра 15 сдвига. Через К тактовых импульсов в регистре окажутс  записан Ш1МИ Е +т е+к-ч йеличины v, ,...., f . , соответствующие К последним элементам дальности, которые суммируютс  в сумматоре 18 и дел тс  на К в делителе на К 19, на выходе которого величина КН gti К .2:г равна  среднему значению Р за К последних элементе разрещени , 5шл втс  оцен- ксй среднего значени  ранга смеси сигнала с помехой в данном перисдв наблюдений .М После сложени  в сумматора 16 с 2 и делени  полученного результата в делителе на два 14 величина -j-ff у/ поступает на второй выход блсжа 9 вычислв. НТВ   веро тности. г. Ве нчива fi ьычнсл етс  ncj рвкурре праЬнлу дл  среднагчэ значени  и равн причем среднее значение ранга за предвижущие П - 1 период хранитс  в .N -разр дном регистре 23 сдвига, имеющем число . чеек ,{4 , равное числу элементов разре« шенн  всего устройства. Блок 17 вычитани  осуществл ет вычита . вне из , посто нного едсла .4 и, таки обрааом, на первом выходе блока 9 вычио .лени  веро тности по вл етс  величина ) {) и АЛ р - -j-, используема , как и величина г- (.) втором выходе, дл  вычисле ни  значени  Z . Предлагаемый обнаружитель позвол ет гарантировать заданное качество обнаружени  при априори неизвестной функции распр делени  помехи или при измен ющейс  по меховой обстановке с минимальными энер гетнческими затратами, что особенно важ« НО в услови х радиопротиводействи . . Ф о р мул а; 9 3 С) 6 р т.е н к   . , 1. Адаптивный рангсдаый обнаружитель, содержащий блок прин ти  решени  и последовательно включенные согласованный фрльтр, - основной детектор и многоотводную линию задержки, М выходе ; которой соединены с ссххгветствуюшими М входами ocf BHpro блсжа вычислени  ранга сигнала, (М+1) -ый вход которого соединен с Bxtvдом многоотводной лиши эа ержкИ| отличающий с   тем, что, с целью обеспечени  заданной веро тноЬти правильного обнаружени  независимо от вида функции распределени  помех и ее параметре, введены д ж олнительный блок вычислени  ранга сигнала, генератор ожидаемого си1. нала, сумматор, дополнительный детектор, блок вычислени  веро тности,леремножнтеп бл(ж вычитани  и рециркул ционный накопитель , при этом К выходе многоотводной линии задержки соединены с соответствующими М входами дополнительного блока вычислени  ранга сигнала ДМ+1) -ый выхоА которого.через последовательно сое- даненнью сумма-тор и дополнит-ел-ьнь й д0 тектор подключен s выходу согласованного фильтра выход допопи.ытельм-ого блока вычислени  ранга сигнала через блок вы чнсленн  веро тнсют-й соединен с первым входом перемножнтел , выход которого соединен с блоком прНЕюти  решеш , основного блока вычислени  ранга сигнала; соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого соедииен с вторым выходом блока вычислени  веро тности , выход блока вычитани  через рециркул ционный накопит-ель соеданен с вторым входом перемножитол , а выход генератора ожвдаемого сигнала соединен с вторым входом сумматора. 2. Адаптивный ранговый обнаружитель по п, 1, отличающийс  i-eM,что блок вычислени  веро тности содержитделитель на два, .К- разр дный регистр сдвига, первый сумматор, первый блек вычитани , , последовательно соединенные второй сумматор, делитель на К, второй блок вычитани , делитель на 1 , третий сумматор и N разр дный регистр сдви га, причем каждый из К выходов К-разр дного регистра сдвига соединен с соответствующим входом второго сумматора, первый выход N - разр дного регистра сдвига соединен с вторыми входами второг блсжа вычитани  и третьего сумматора, вход первого блока вычитани  подключен к второму выходу N -разр дного регистра сдвига , вход и выход первого сумматора СООГРветственно- подключены к второму выходу делител  на К и входу делител  на два, выходы первого блсжа вычитани  и делител  на два  вл ютс  соответственно первьтм и вторым выходами блока вычислени  веро тности , а входы К и N - разр дных регистров сдвига соединены между собой. Источники информации, прин тые во внимание при етсспертизе 1.Патент США Ns 3281834, кл. 343-5, 25.io.ee. 2.Хансен, Ользен Непараметрическое обнаружение сигналов с использшанием обобщенногоЗнакового критери , Зарубежна  радиоэлектроника , № 9, 1972, с. 28-41, рис. 2.

12

Вх

I ; М

1 М M-1

2 , /

.