Реализация способа адаптивного нелинейного подавления негауссовских помех в когерентном полосовом приемном тракте и оценка его эффективностим

Егор [Egor] Александрович [A.] Милащенко [Milashchenko]; Александр [Aleksandr] Афонасьевич [A.] Язовский [Yazovsky]

doi:10.24160/1993-6982-2019-5-142-149

Егор [Egor] Александрович [A.] Милащенко [Milashchenko]
Александр [Aleksandr] Афонасьевич [A.] Язовский [Yazovsky]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2019-5-142-149

Ключевые слова: морские помехи, нелинейная фильтрация, адаптивный фильтр, K-распределение, негауссовские помехи

Аннотация

Необходимость исследования возможностей амплитудной адаптивной нелинейной фильтрации помех вызвана наличием большого количества источников электромагнитного излучения как естественного, так и искусственного происхождения. Чаще всего помехи являются негауссовскими и могут существенно снижать эффективность обнаружения принимаемых сигналов в радиолокационных и телекоммуникационных системах. Теоретически, одним из эффективных способов борьбы с негауссовскими помехами может быть известный способ асимптотически оптимального амплитудного нелинейного подавления. Однако, он непригоден для широкого применения на практике, поскольку имеет ряд обязательных условий, которые в реальности обычно не могут быть выполнены. Для реализации оптимальной амплитудной характеристики нелинейного преобразователя требуется априорная информация о плотности распределения вероятности амплитуды мешающей помехи, которую в большинстве случаев невозможно получить. Также, условия наблюдения и помеховая обстановка изменяются с течением времени, следовательно, статистические характеристики принимаемых помех в большинстве реальных случаев определить невозможно. Кроме этого, в силу ограничения о малом отношении «сигнал/помеха» в случае отсутствия помехи, ожидаемой системой обнаружения, будет подавлен полезный сигнал, вследствие чего эффективность обнаружения устремится к нулю. Таким образом, указанный способ не является адаптивным.

В настоящее время поиск способов решения обозначенных проблем является актуальной задачей, чему и посвящена настоящая работа. Исследованы возможность реализации и эффективность предлагаемого способа амплитудного адаптивного нелинейного подавления помех в когерентном полосовом тракте приемника. Проведено сравнение по эффективности асимптотически оптимального нелинейного преобразования и предлагаемого адаптивного способа подавления помех на модели радиолокационных отражений от взволнованной морской поверхности. Показано, что предлагаемый адаптивный способ подавления помех практически не уступает в эффективности асимптотически оптимальному нелинейному преобразователю, обладая при этом отсутствием необходимости априорного знания распределения помехи и ограничения на малое отношение «сигнал/помеха».

Сведения об авторах

Егор [Egor] Александрович [A.] Милащенко [Milashchenko]

инженер-конструктор, АО «ОКБ «Новатор» (АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей»), Екатеринбург, e-mail: mea_mail@mail.ru

Александр [Aleksandr] Афонасьевич [A.] Язовский [Yazovsky]

кандидат технических наук, доцент департамента радиоэлектроники и связи Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, e-mail: jazovsky@mail.ru

Литература

1. Акимов П.С., Бакут П.А., Богданович В.А. Теория обнаружения сигналов. М.: Радио и связь, 1984.
2. Валеев В.Г. Нелинейная обработка сигнала. М.: Радиотехника, 2013.
3. Милащенко Е.А., Язовский А.А. Амплитудное подавление негауссовских морских помех в когерентном полосовом тракте приемника // Известия вузов России. Серия «Радиоэлектроника». 2016. № 1. С. 14—16.
4. Фомин А.Ф. Анализ методов подавления негауссовских помех // Мир транспорта. 2012. Т. 10. № 3. С. 24—29.
5. Фомин А.Ф. Асимптотически оптимальные алгоритмы и потенциальная помехоустойчивость стохастических динамических систем при воздействии помех с произвольным известным законом распределения // Наука и техника транспорта. 2014. № 2. C. 48—53.
6. Данилов В.А., Данилов А.В. Оптимальное обнаружение сигналов на фоне негауссовских узкополосных помех // Известия вузов России. Серия «Радиоэлектроника». 2013. № 3. С. 15—23.
7. Пат. № 2352063 РФ. Способ подавления помех и устройство для его осуществления / М.Ю. Арянцев, В.Г. Валеев // Бюл. изобрет. 2009. № 10.
8. Пат. № 178030 РФ. Устройство подавления узкополосных помех / А.А. Язовский, Е.А. Милащенко, И.Н. Щепочкин, Ю.А. Щепочкина // Бюл. изобрет. 2018. № 9.
9. Корн Г.А., Корн Т.М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978.
10. Ward K., Tough R, Watts S. Sea Clutter: Scattering, the K Distribution and Radar Performance. Croydon: CPI Group Ltd, 2013.
11. Antipov I. Simulation of Sea Clutter Returns. Salisbury: DSTO Electronic and Surveillance Research Laboratory, 1998.
12. Валеев В.Г., Язовский А.А. Адаптивные нелинейные преобразователи для подавления негауссовских помех // Известия вузов России. Серия «Радиоэлектроника». 1987. № 8. С. 62—64.
---
Для цитирования: Милащенко Е.А., Язовский А.А. Реализация способа адаптивного нелинейного подавления негауссовских помех в когерентном полосовом приемном тракте и оценка его эффективности // Вестник МЭИ. 2019. № 5. С. 142—149. DOI: 10.24160/1993¬6982-2019-5-142-149.
#
1. Akimov P.S., Bakut P.A., Bogdanovich V.A. Teoriya Obnaruzheniya Signalov. M.: Radio i svyaz', 1984. (in Russian).
2. Valeev V.G. Nelineynaya Obrabotka Signala. M.: Radiotekhnika, 2013. (in Russian).
3. Milashchenko E.A., Yazovskiy A.A. Amplitudnoe Podavlenie Negaussovskikh Morskikh Pomekh v Kogerentnom Polosovom Trakte Priemnika. Izvestiya Vuzov Rossii. Seriya «Radioelektronika». 2016;1:14—16. (in Russian).
4. Fomin A.F. Analiz Metodov Podavleniya Negaussovskikh Pomekh. Mir transporta. 2012;10;3:24—29. (in Russian).
5. Fomin A.F. Asimptoticheski Optimal'nye Algoritmy i Potentsial'naya Pomekhoustoychivost' Stokhasticheskikh Dinamicheskikh Sistem pri Vozdeystvii Pomekh s Proizvol'nym Izvestnym Zakonom Raspredeleniya. Nauka i Tekhnika Transporta. 2014;2:48—53. (in Russian).
6. Danilov V.A., Danilov A.V. Optimal'noe Obnaruzhenie Signalov na Fone Negaussovskikh Uzkopolosnykh Pomekh. Izvestiya Vuzov Rossii. Seriya «Radioelektronika». 2013;3:15—23. (in Russian).
7. Pat. № 2352063 RF. Sposob Podavleniya Pomekh i Ustroystvo dlya Ego Osushchestvleniya. M.Yu. Aryantsev, V.G. Valeev. Byul. izobret. 2009. № 10. (in Russian).
8. Pat. № 178030 RF. Ustroystvo Podavleniya Uzkopolosnykh Pomekh. A.A. Yazovskiy, E.A. Milashchenko, I.N. Shchepochkin, Yu.A. Shchepochkina.Byul. izobret. 2018. № 9. (in Russian).
9. Korn G.A., Korn T.M. Spravochnik po Matematike dlya Nauchnykh Rabotnikov i Inzhenerov. M.: Nauka, 1978. (in Russian).
10. Ward K., Tough R, Watts S. Sea Clutter: Scattering, the K Distribution and Radar Performance. Croydon: CPI Group Ltd, 2013.
11. Antipov I. Simulation of Sea Clutter Returns. Salisbury: DSTO Electronic and Surveillance Research Laboratory, 1998.
12. Valeev V.G., Yazovskiy A.A. Adaptivnye Nelineynye Preobrazovateli dlya Podavleniya Negaussovskikh Pomekh. Izvestiya Vuzov Rossii. Seriya «Radioelektronika». 1987;8:62—64. (in Russian).
---
For citation: Milashchenko E.A., Yazovsky A.A. Implementing the Method for Adaptive Nonlinear Filtration of Non-Gaussian Clutter in a Coherent Receiver Band Path and Estimating Its Efficiency. Bulletin of MPEI. 2019;5:142—149. (in Russian). DOI: 10.24160/1993¬6982-2019-5-142-149.