Основы радиолокации

Допплеровский фильтр пассивных помех

Синфазная и квадратурная составляющие (I & Q) эхо-сигнала с выхода фазочувствительного аналого-цифрового преобразователя поступают на арифметико-логическое устройство. Здесь I- и Q-данные умножаются на весовой коэффициент. В первом периоде запоминающее устройство (память) еще пусто, все данные равны нулю. Данные с выхода арифметико-логического устройства сохраняются в памяти. В первом периоде сигнал на выходе сумматора представляет собой данные, поступившие в фильтр в первом периоде. Данные, поступившие во втором периоде, будут суммированы с данными, которые хранятся в памяти за предыдущий период. Задача заключается в том, чтобы сигналы постоянной амплитуды (сигналы от неподвижных объектов) при суммировании взаимно унижтожили друг друга. Этого можно добиться, если весовые коэффициенты при суммировании будут давать нуль. При этом сигналы, соответствующие движущейся цели, будут иметь разные амплитуды во всех трех периодах и поэтому их сумма (с учетом умножения на весовые коэффициенты) не будет равна нулю. Сигнал на выходе фильтра будет появляться только в третьем периоде повторения.

Q-данные
(or I-данные)

Весовые
коэффициенты

CDF-
данные

Перемножитель

Логический
сумматор

Объединитель.

Масшта-
бирование

Запоминающее
устройство

(3. период)

(1-й + 2-й
период)

Рисунок 1. Структурная схема допплеровского фильтра пассивных помех в цифровом приемнике, использующего алгоритм «Integrate & Dump»

Q-данные
(or I-данные)

Весовые
коэффициенты

CDF-
данные

Перемножитель

Логический
сумматор

Объединитель.

Масштабирование

Запоминающее
устройство

(3. период)

(1-й + 2-й
период)

Рисунок 1. Структурная схема допплеровского фильтра пассивных помех в цифровом приемнике, использующего алгоритм «Integrate & Dump»

Q-данные
(or I-данные)

Весовые
коэффициенты

CDF-
данные

Перемножитель

Логический
сумматор

Объединитель

Масштабирование

Запоминающее
устройство

(3-й период)

(1-й + 2-й
период)

Рисунок 1. Структурная схема допплеровского фильтра пассивных помех в цифровом приемнике, использующего алгоритм «Integrate & Dump» (интерактивный рисунок)

Пример, приведенный на Рисунке 2, демонстрирует использование описанного метода с обработкой трех периодов для вычисления сигнала неподвижной цели на выходе фильтра. Сигналы неподвижной цели всегда имеют одинаковые фазу и амплитуду и, следовательно I- и Q-сигналы во всех трех периодах также примерно одинаковы.

1-й период:
вес = 1

2-й период:
вес = -2

3-й период:
вес = 1

Рисунок 2. Обработка векторов-сигналов пассивной помехи

1-й период:
вес = 1

2-й период:
вес = -2

3-й период:
вес = 1

Рисунок 2. Обработка векторов-сигналов пассивной помехи

Выходной сигнал с учетом весовых коэффициентов, как и ожидалось, равен нулю: a — 2·a + a = 0. Таким образом, пассивные помехи, не имеющие допплеровской частоты, будут подавляться. В следующем примере значения фазы и амплитуды сигналов не одинаковы от периода к периоду. Входные сигналы, помноженные на весовые коэффициенты, складываются. Результат сложения — сигнал на выходе допплеровского фильтра пассивных помех (англ. Clutter Doppler Filter Data, CDF data) — показан на Рисунке 3 в виде вектора зеленого цвета.

1-й период:
вес = 1

2-й период:
вес = -2

3-й период:
вес = 1

Figure 2: Processing of the vectors of a moving target; the output vector (green) are CDF-Data

1-й период:
вес = 1

2-й период:
вес = -2

3-й период:
вес = 1

Рисунок 3. Обработка векторов-сигналов движущейся цели; выходной вектор (зеленый) — сигнал CDF