RU184465U9 - False target selection device - Google Patents

False target selection device Download PDF

Info

Publication number
RU184465U9
RU184465U9 RU2018126557U RU2018126557U RU184465U9 RU 184465 U9 RU184465 U9 RU 184465U9 RU 2018126557 U RU2018126557 U RU 2018126557U RU 2018126557 U RU2018126557 U RU 2018126557U RU 184465 U9 RU184465 U9 RU 184465U9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
signal
entropy
Prior art date
Application number
RU2018126557U
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU184465U1 (en
Inventor
Евгений Сергеевич Фитасов
Сергей Александрович Козлов
Original Assignee
Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" filed Critical Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники"
Priority to RU2018126557U priority Critical patent/RU184465U9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU184465U1 publication Critical patent/RU184465U1/en
Publication of RU184465U9 publication Critical patent/RU184465U9/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/522Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
    • G01S13/524Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
    • G01S13/5246Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi post processors for coherent MTI discriminators, e.g. residue cancellers, CFAR after Doppler filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/538Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds eliminating objects that have not moved between successive antenna scans, e.g. area MTi
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/415Identification of targets based on measurements of movement associated with the target

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована в обзорных когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС) разведки, обеспечивающих мониторинг воздушной обстановки, и в когерентно-импульсных РЛС сопровождения для селекции ложных целей от истинных целей. Достигаемый технический результат - возможность селекции одиночных ложных или/и истинных целей в каналах по дальности и скорости, повышающая помехозащищенность РЛС. Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем последовательно соединенные комплексный сжимающий фильтр, на вход которого поступает комплексный сигнал промежуточной частоты приемника РЛС, дискретизатор, детектор огибающей сжатого сигнала, накопитель и обнаружитель, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ1) для запоминания отсчетов комплексного сжатого сигнала, вход которого подключен к выходу дискретизатора, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ2) для запоминания отсчетов сигнала обнаружения, вход которого подключен к выходу обнаружителя, а также вычислитель и пороговое устройство (ПУ), на второй вход которого подается фиксированный порог, вычислитель выполнен с возможностью вычисления меры когерентности сигнала, содержащий последовательно соединенные блок формирования оценочной (выборочной) корреляционной матрицы (КМ), блок вычисления собственных чисел КМ и блок вычисления энтропии, при этом первый и второй входы блока формирования оценочной КМ подключены к выходам ОЗУ1 и ОЗУ2, соответственно, а ПУ выполнено с возможностью сравнения значений энтропий с фиксированным порогом, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления энтропии, кроме того, дополнительно введено решающее устройство, содержащее блок логики и (n-1) блоков задержки на период обзора, причем выход ПУ соединен с входом первого из цепочки последовательно соединенных (n-1) блоков задержки на период обзора и первым входом блока логики, при этом выход каждого из (n-1) блоков задержки на период обзора соединен с входами блока логики, выход которого является выходом устройства. 2 ил.The utility model relates to radar and can be used in surveillance coherent-pulse reconnaissance radars (RLS) of the reconnaissance, providing monitoring of the air situation, and in coherent-pulse tracking radars to select false targets from true targets. Achievable technical result - the ability to select single false and / or true targets in the channels in range and speed, increasing the radar noise immunity. The specified technical result is achieved by the fact that in the known device containing a complex compression filter connected in series, the input of which receives a complex signal of the intermediate frequency of the radar receiver, a sampler, a compressed signal envelope detector, a storage device and a detector, a random access memory (RAM1) for storing complex samples compressed signal, the input of which is connected to the output of the sampler, a random-access memory (RAM2) for storing samples of the signal detected the input of which is connected to the output of the detector, as well as a calculator and a threshold device (PU), at the second input of which a fixed threshold is supplied, the calculator is configured to calculate a signal coherence measure, containing a series-connected unit for generating an estimated (selective) correlation matrix (CM) , a unit for calculating the eigenvalues of the CM and a block for calculating the entropy, while the first and second inputs of the unit for forming the estimated CM are connected to the outputs of RAM1 and RAM2, respectively, and the control unit is made with the possibility of a comparison of entropy values with a fixed threshold, the first input of which is connected to the output of the entropy calculation unit, in addition, a decoding device is added that contains a logic unit and (n-1) delay units for the review period, and the output of the control unit is connected to the input of the first of the chain consecutively connected (n-1) delay blocks for the review period and the first input of the logic block, while the output of each of (n-1) delay blocks for the review period is connected to the inputs of the logic block, the output of which is the output of the device. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована в обзорных когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС) разведки, обеспечивающих мониторинг воздушной обстановки, и в когерентно-импульсных РЛС сопровождения для селекции ложных целей от истинных целей.The utility model relates to radar and can be used in surveillance coherent-pulse reconnaissance radars (RLS) of the reconnaissance, providing monitoring of the air situation, and in coherent-pulse tracking radars to select false targets from true targets.

Проблема защиты от ответных имитационных помех является крайне актуальной, т.к. эти помехи приводят к наиболее существенному нарушению функционирования радиолокационных систем и дезориентации путем формирования на индикаторе РЛС отметок от ложных целей. Результатом воздействия таких помех является, к примеру, необнаружение эхо-сигналов от воздушной цели или перегрузка вычислительной системы РЛС за счет обработки большого объема ложной информации о воздушной обстановке.The problem of protection against response simulation interference is extremely urgent, because these interferences lead to the most significant disruption of the functioning of radar systems and disorientation by forming marks from false targets on the radar indicator. The result of such interference is, for example, non-detection of echo signals from an air target or overload of the radar computing system due to the processing of a large amount of false information about the air situation.

Известны устройства для защиты от активных имитирующих помех -ложных целей, аналогичные по назначению [1]. Эффективность этих устройств во многом зависит от внедрения дополнительных аппаратных средств и априорных знаний о сигнально-помеховой обстановке. Недостатками данных устройств являются невозможность одновременной защиты от уводящих по дальности и скорости помех, применение в системах защиты дополнительных сторожевых стробов, перестройка рабочей частоты. Также, современная тенденция размещения ретрансляторов на борту мини/микро беспилотного летательного аппарата самолетного или вертолетного типа, на крылатых ракетах типа MALD и TALD [2] не позволяет РЛС произвести обнаружение истинного сигнала, обусловленного вторичным излучением от малоразмерной цели (эффективная отражающая поверхность таких целей порядка (0,1÷0,001 м2)). Эта особенность делает неработоспособными устройства защиты от ретранслирующих помех, основанных на сравнении сигналов от ложных и истинных целей, в виду отсутствия последних.Known devices for protection against active imitating interference -purpose, similar in purpose [1]. The effectiveness of these devices largely depends on the introduction of additional hardware and a priori knowledge of the signal-noise environment. The disadvantages of these devices are the impossibility of simultaneous protection against interference that leads away in range and speed, the use of additional watchdog strobes in the protection systems, and the adjustment of the operating frequency. Also, the current trend of deploying repeaters on board an airplane or helicopter type mini / micro unmanned aerial vehicle, on MALD and TALD cruise missiles [2] does not allow the radar to detect the true signal due to secondary radiation from a small target (the effective reflective surface of such targets is of the order of (0.1 ÷ 0.001 m 2 )). This feature makes the protection devices against relay interference, based on a comparison of signals from false and true targets, in view of the absence of the latter, inoperative.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по техническому решению к предлагаемой полезной модели является устройство селекции ложных целей в канале дальности РЛС со сложным импульсным сигналом [3], (структурная схема которого показана на фиг. 1), содержащее типовой приемный тракт, включающий сжимающий фильтр (СФ), дискретизатор, детектор огибающей, накопитель и обнаружитель, и дополнительное устройство, включающее оперативно-запоминающие устройства (ОЗУ1, ОЗУ2), вычислитель модулей коэффициентов корреляции между отсчетами комплексного сжатого сигнала и пороговое устройство для сравнения модулей коэффициентов корреляции с фиксированным порогом.The closest analogue (prototype) to the proposed utility model according to the technical solution is a device for selecting false targets in the radar range channel with a complex pulse signal [3] (the block diagram of which is shown in Fig. 1) containing a typical receiving path including a compression filter ( SF), a discretizer, an envelope detector, a drive and a detector, and an additional device that includes random-access memory devices (RAM1, RAM2), the calculator of the modules of the correlation coefficients between the samples of the complex is compressed a signal device and a threshold comparison module correlation coefficients with a fixed threshold.

Работа известного устройства основана на селекции истинных и ложных целей, осуществляемая на основе оценок коэффициентов корреляции между отсчетами комплексного сигнала на выходе СФ приемника РЛС. Вычисление указанных коэффициентов проводится для тех отсчетов по дальности, в которых произошло обнаружение сигналов. Если в двух и более отсчетах обнаружение произошло под воздействием одного сигнала помехи (как в случае амплитудно-модулированной помехи ретранслятора), то флюктуации соответствующих отсчетов сжатого сигнала должны быть заметно коррелированы. При этом флюктуации отсчетов сжатого сигнала, соответствующих положениям истинных целей, слабо коррелированы с флюктуациями отсчетов, соответствующих ложным целям. Для принятия решения о принадлежности обнаруженных целей к истинным или ложным целям модули полученных оценок коэффициентов корреляции сравниваются с заданным порогом. Если для какой-либо пары отсчетов порог превышен, обе цели считаются ложными.The work of the known device is based on the selection of true and false targets, carried out on the basis of estimates of the correlation coefficients between the samples of the complex signal at the output of the SF receiver of the radar. The calculation of these coefficients is carried out for those samples in the range in which the detection of signals. If in two or more samples the detection occurred under the influence of one interference signal (as in the case of amplitude-modulated interference of the repeater), then the fluctuations of the corresponding samples of the compressed signal should be significantly correlated. In this case, fluctuations in the samples of the compressed signal corresponding to the positions of true targets are weakly correlated with fluctuations in the samples corresponding to false targets. To make a decision on whether the detected targets belong to true or false targets, the modules of the obtained correlation coefficient estimates are compared with a given threshold. If the threshold is exceeded for any pair of samples, both targets are considered false.

Недостатком вышеуказанного устройства являются:The disadvantage of the above devices are:

- защита от активных имитирующих помех существует только в канале по дальности;- protection against active simulating interference exists only in the channel in range;

- необходимым условием принятия решений для селектора относительно номеров отсчетов (каналов) по дальности является наличие пары ложных или истинных целей;- a necessary condition for making decisions for the selector regarding the numbers of samples (channels) in range is the presence of a pair of false or true targets;

- невозможность определения принадлежности сигналов от активной имитирующей помехи на выходе обнаружителя приемника РЛС, когда сигнал помехи обнаружен впереди, либо после сигнала истинной цели, когда сигнал истиной цели не превышает порог обнаружителя (например, сигнал от малоразмерной цели);- the inability to determine the ownership of signals from an active simulating interference at the output of the radar receiver detector when the interference signal is detected ahead, or after the true target signal, when the true target signal does not exceed the detector threshold (for example, a signal from a small target);

- невозможность определения принадлежности сигналов на выходе обнаружителя приемника РЛС (селекция истинной и ложной цели), в случае, когда в канале по дальности присутствуют по одному сигналу ложной и истинной цели.- the impossibility of determining the belonging of the signals at the output of the radar receiver detector (selection of true and false targets), in the case when in the channel in range there is one signal of false and true targets.

Достигаемый технический результат - возможность селекции одиночных ложных или/и истинных целей в каналах по дальности и скорости, повышающая помехозащищенность РЛС.Achievable technical result - the ability to select single false and / or true targets in the channels in range and speed, increasing the radar noise immunity.

Дополнительным техническим результатом является повышение вероятности правильного распознавания ложных и истинных целей на основе результатов обработки за несколько периодов обзора (зондирования), выполняемой решающим устройством.An additional technical result is to increase the likelihood of correct recognition of false and true targets based on the processing results for several periods of the review (sensing) performed by the deciding device.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем последовательно соединенные комплексный сжимающий фильтр, на вход которого поступает комплексный сигнал промежуточной частоты приемника РЛС, дискретизатор, детектор огибающей сжатого сигнала, накопитель и обнаружитель, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ1) для запоминания отсчетов комплексного сжатого сигнала, вход которого подключен к выходу дискретизатора, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ2) для запоминания отсчетов сигнала обнаружения, вход которого подключен к выходу обнаружителя, а также вычислитель и пороговое устройство (ПУ), на второй вход которого подается фиксированный порог, вычислитель выполнен с возможностьювычисления меры когерентности сигнала, содержащий последовательно соединенные блок формирования оценочной (выборочной) корреляционной матрицы (КМ), блок вычисления собственных чисел КМ и блок вычисления энтропии, при этом первый и второй входы блока формирования оценочной КМ подключены к выходам ОЗУ1 и ОЗУ2, соответственно, а ПУ выполнено с возможностью сравнения значений энтропий с фиксированным порогом, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления энтропии, кроме того, дополнительно введено решающее устройство, содержащее блок логики «m из n» и (n-1) блоков задержки на период обзора, причем выход ПУ соединен с входом первого из цепочки последовательно соединенных (n-1) блоков задержки на период обзора и первым входом блока логики «т из п», при этом выход каждого из (n-1) блоков задержки на период обзора соединен с входами блока логики «m из n», выход которого является выходом устройства.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device containing a complex compression filter connected in series, the input of which receives a complex signal of the intermediate frequency of the radar receiver, a sampler, a compressed signal envelope detector, a storage device and a detector, a random access memory (RAM1) for storing complex samples compressed signal, the input of which is connected to the output of the sampler, a random-access memory (RAM2) for storing samples of the signal detected the input of which is connected to the detector output, as well as a calculator and a threshold device (PU), at the second input of which a fixed threshold is supplied, the calculator is configured to calculate a signal coherence measure, containing a series-connected unit for generating an estimated (selective) correlation matrix (CM), a unit for calculating the eigenvalues of the CM and a unit for calculating the entropy, while the first and second inputs of the unit for forming the estimated CM are connected to the outputs of RAM1 and RAM2, respectively, and the control unit is configured to comparing entropy values with a fixed threshold, the first input of which is connected to the output of the entropy calculation unit, in addition, a decoding device is added that contains the logic block “m of n” and (n-1) delay units for the review period, and the output of the control unit is connected with the input of the first from the chain of series-connected (n-1) delay blocks for the review period and the first input of the logic block “t from p”, while the output of each of (n-1) delay blocks for the review period is connected to the inputs of the logic block “m from n ", the output of which is the output of the device oystva.

m - число превышений заданного порога h.m is the number of excesses of a given threshold h.

n - количество входов блока логики, соответствующее общему числу периодов обзора, на котором формируется признак цели.n is the number of inputs of the logic block, corresponding to the total number of review periods, on which the sign of the goal is formed.

m, n - 1, 2, 3,...m, n - 1, 2, 3, ...

На фиг. 2 представлена структурная схема предлагаемого устройства, где обозначено:In FIG. 2 presents a structural diagram of the proposed device, where it is indicated:

1 - СФ;1 - SF;

2 - дискретизатор;2 - discretizer;

3 - детектор;3 - detector;

4 - накопитель;4 - drive;

5 - обнаружитель;5 - detector;

6 - ОЗУ1;6 - RAM1;

7 - ОЗУ2;7 - RAM2;

8 - вычислитель меры когерентности сигнала;8 - calculator measures the coherence of the signal;

9 - ПУ;9 - PU;

10 - решающее устройство;10 - a decisive device;

11 - блок формирования оценочной КМ;11 - block forming the estimated CM;

12 - блок вычисления собственных чисел КМ;12 - block calculating the eigenvalues of the CM;

13 - блок вычисления энтропии;13 — entropy calculation unit;

14 - блок задержки;14 - block delay;

15 - блок логики.15 is a logic block.

Устройство селекции ложных целей содержит последовательно соединенные комплексный СФ 1, на вход которого поступает комплексный сигнал промежуточной частоты приемника РЛС, дискретизатор 2, детектор 3 огибающей сжатого сигнала, накопитель 4 и обнаружитель 5, а также оперативно запоминающее устройство (ОЗУ1) 6 для запоминания отсчетов комплексного сжатого сигнала, вход которого подключен к выходу дискретизатора 2, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ2) 7 для запоминания отсчетов сигнала обнаружения, вход которого подключен к выходу обнаружителя 5, вычислитель меры когерентности сигнала 8, ПУ 9 для сравнения значений энтропий с фиксированным порогом и решающее устройство 10. При этом вычислитель меры когерентности сигнала 8 содержит последовательно соединенные блок формирования оценочной (выборочной) КМ 11, блок вычисления собственных чисел КМ 12 и блок вычисления энтропии 13, причем выход ОЗУ1 6 подключен к первому входу блока формирования оценочной КМ 11, ко второму входу которого подключен выход ОЗУ2 7. В состав решающего устройства 10 входят (n-1) блоков задержки 14 на период обзора и блок логики 15 «m из n». При этом первый вход ПУ 9 соединен с выходом блока вычисления энтропии 13, а на второй вход подается фиксированный порог, причем выход ПУ 9 соединен с входом первого из цепочки последовательно соединенных (n-1) блоков задержки 14 на период обзора и первым входом блока логики 15 «m из n». Кроме того, выход каждого из (n-1) блоков задержки 14 на период обзора соединен с входами блока логики 15 «m из n», выход которого является выходом устройства.The device for selecting false targets contains a complex SF 1 connected in series, to the input of which a complex signal of the intermediate frequency of the radar receiver, a sampler 2, a compressed signal envelope detector 3, a drive 4 and a detector 5, as well as a random access memory (RAM1) 6 for memorizing complex a compressed signal, the input of which is connected to the output of the sampler 2, random access memory (RAM2) 7 for storing the samples of the detection signal, the input of which is connected to the detection output 5, the calculator of the measure of coherence of the signal 8, PU 9 for comparing the values of the entropy with a fixed threshold and a solver 10. Moreover, the calculator of the measure of coherence of the signal 8 contains a series-connected unit for the formation of the estimated (selective) KM 11, a unit for calculating the eigenvalues KM 12 and a block computing entropy 13, and the output of RAM1 6 is connected to the first input of the evaluation unit KM 11, the second input of which is connected to the output of RAM2 7. The structure of the deciding device 10 includes (n-1) delay units 14 for the review period and a logic block 15 “m of n”. In this case, the first input of the control unit 9 is connected to the output of the entropy calculation unit 13, and a fixed threshold is supplied to the second input, and the output of the control unit 9 is connected to the input of the first from the chain of series-connected (n-1) delay units 14 for the review period and the first input of the logic unit 15 "m of n". In addition, the output of each of the (n-1) delay units 14 for the review period is connected to the inputs of the logic unit 15 “m from n”, the output of which is the output of the device.

СФ 1, дискретизатор 2, детектор 3 огибающей сжатого сигнала, накопитель 4 и обнаружитель 5 образуют типовой приемный тракт.SF 1, sampler 2, detector 3 of the envelope of the compressed signal, drive 4 and detector 5 form a typical receiving path.

ОЗУ1 6, ОЗУ2 7, вычислитель меры когерентности сигнала 8, ПУ 9 и решающее устройство 10 образуют дополнительное устройство.RAM1 6, RAM2 7, the calculator measures the coherence of the signal 8, PU 9 and the deciding device 10 form an additional device.

Блок задержки 14 на период обзора может быть реализован, например, на линиях задержки.The delay unit 14 for the review period can be implemented, for example, on the delay lines.

Блок логики 15 «m из n» представляет собой конфигурируемый логический блок на основе логических вентилей.The logic block 15 “m of n” is a configurable logic block based on logic gates.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Описание работы типового приемного тракта, содержащего последовательно соединенные комплексный СФ 1, дискретизатор 2, детектор 3 огибающей сжатого сигнала, накопитель 4 и обнаружитель 5, такое же, как и в прототипе [3].A description of the operation of a typical receiving path, comprising a complex SF 1, a sampler 2, a compressed signal envelope detector 3, a drive 4 and a detector 5, connected in series, is the same as in the prototype [3].

Работа заявляемого устройства основана на оценке меры когерентности радиолокационных сигналов как энтропии распределения энергии сигнала по собственным подпространствам его корреляционной матрицы [4, 5] для выявления дополнительного признака селекции ложных целей, а именно, разницу значений распределения энергии сигналов, отраженных от истинных и ложных целей при фиксированном отношении сигнал-шум (ОСШ).The operation of the inventive device is based on an assessment of the coherence measure of radar signals as the entropy of the signal energy distribution over the eigensubspaces of its correlation matrix [4, 5] to identify an additional sign of the selection of false targets, namely, the difference in the values of the energy distribution of signals reflected from true and false targets when fixed signal-to-noise ratio (SNR).

Принцип работы предлагаемого устройства основан на анализе «жесткости» временной структуры принимаемого сигнала и оперирует понятием когерентности сигнала [6].The principle of operation of the proposed device is based on the analysis of "rigidity" of the temporal structure of the received signal and operates with the concept of signal coherence [6].

При обнаружении сигналов в обнаружителе 5 и запоминании номеров каналов по дальности в ОЗУ2 7, с ОЗУ2 7 выдается целеуказание (ЦУ) по каналам (например, по дальности) в вычислитель меры когерентности сигнала 8, а именно в блок формирования оценочной КМ 11. Кроме того, все вектор-столбцы S сигналов после дискретизатора 2 записываются в ОЗУ1 6. Блок формирования оценочной КМ 11 считывает с ОЗУ 1 6 только те каналы, которые получены по ЦУ с ОЗУ2 7.When signals are detected in the detector 5 and the channel numbers are stored in range in RAM2 7, from RAM2 7 a target designation (CC) is issued on channels (for example, in range) to the calculator of signal coherence measure 8, namely, to the unit for estimating CM 11. In addition, , all the vector columns of S signals after sampler 2 are recorded in RAM1 6. The evaluation unit KM 11 generates from RAM 1 6 only those channels that are received from the RAM with RAM2 7.

Блок формирования оценочной КМ 11 Ф образован вектор-столбцом S фиксированной размерности N своих отсчетов и описывается формулой (1):The unit for forming the estimated CM 11 F is formed by a column vector S of a fixed dimension N of its samples and is described by formula (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеH - знак эрмитово сопряжения.where H is the sign of Hermitian conjugation.

Далее КМ Ф с выхода блока формирования оценочной КМ 11 поступает на вход блока вычисления собственных чисел КМ 12, где происходит спектральное разложение КМ Ф, вычисление собственных чисел и их нормировка.Next, the KM F from the output of the formation unit of the estimated KM 11 is fed to the input of the eigenvalue calculation unit KM 12, where the spectral decomposition of the KM F, the calculation of the eigenvalues and their normalization takes place.

Мера когерентности основана на оценке КМ Ф произвольного сигнала [4]. Будучи эрмитовой и неотрицательно определенной, КМ Ф по формуле (1) имеет ортонормированную систему собственных векторов U1,...,UN и совокупность соответствующих этим векторам неотрицательных собственных значений λ1,...,λN. Причем количество ненулевых собственных значений (взятых с учетом их алгебраической кратности) совпадает с рангом r КМ Ф, а кратность нулевого собственного значения равна N - r. Считаем, что все собственные значения, кроме нулевого, имеют единичную кратность, и нумеруем их в порядке убывания λ12>...>λrr+1=...=λN=0.The coherence measure is based on the estimation of the QM of an arbitrary signal [4]. Being Hermitian and non-negative definite, the CMF by formula (1) has an orthonormal system of eigenvectors U 1 , ..., U N and a collection of non-negative eigenvalues λ 1 , ..., λ N corresponding to these vectors. Moreover, the number of nonzero eigenvalues (taken taking into account their algebraic multiplicity) coincides with the rank r of the CMF, and the multiplicity of the zero eigenvalue is N - r. We consider that all eigenvalues, except zero, have unit multiplicity, and number them in decreasing order λ 1 > λ 2 >...> λ r > λ r + 1 = ... = λ N = 0.

Спектральное разложение эрмитовой КМ Ф описывается формулой (2):The spectral decomposition of the Hermitian CMF is described by the formula (2):

Figure 00000002
Figure 00000002

где i=1, 2, 3,…,N.where i = 1, 2, 3, ..., N.

Так как произведение

Figure 00000003
является матрицей-проектором на i-е собственное подпространство матрицы Ф, величина λi определяет собой среднее значение энергии сигнала, приходящейся на это подпространство. Отсюда следует, что вектор-столбец S сигнала полностью принадлежит r-мерному подпространству с базисом U1,...,Ur, и верхний предел суммирования в формуле (2) равен r. Since the product
Figure 00000003
is a projector matrix onto the ith eigensubspace of the matrix Φ; the quantity λ i determines the average value of the signal energy per this subspace. It follows that the column vector S of the signal completely belongs to the r-dimensional subspace with the basis U 1 , ..., U r , and the upper limit of summation in formula (2) is r.

Нормировка собственных чисел λ0i; в блоке вычисления собственных чисел КМ 12 проводится по формуле (3):Normalization of the eigenvalues λ 0i ; in the block of calculation of eigenvalues KM 12 is carried out according to the formula (3):

Figure 00000004
Figure 00000004

где SрФ - след (сумма диагональных элементов) КМ Ф, который характеризует среднюю энергию сигнала. Совокупность нормированных собственных чисел A0i можно интерпретировать как закон статистического распределения энергии сигнала по собственным подпространствам его КМ Ф. При этом каждое нормированное собственное число λ0i определяет вероятность распределения энергии сигнала на i-e собственное подпространство КМ Ф. Меру когерентности при таком статистическом подходе можно постулировать как степень беспорядка (хаоса), то есть энтропии Н в распределении энергии сигнала по собственным подпространствам его КМ Ф.where SрФ is the trace (the sum of the diagonal elements) of the CMF, which characterizes the average signal energy. The set of normalized eigenvalues A 0 i can be interpreted as the law of the statistical distribution of the signal energy over the eigenspaces of its CM F. Moreover, each normalized eigenvalue λ 0i determines the probability of the distribution of the signal energy over ie, the eigenspace of the QM F. The coherence measure with this statistical approach can be postulated as the degree of disorder (chaos), that is, the entropy of H in the distribution of the signal energy over the eigenspaces of its CM F.

Совокупность нормированных собственных чисел λ0i поступает на вход блока вычисления энтропии 13. При этом энтропия Н вычисляется по формуле (4):The set of normalized eigenvalues λ 0i goes to the input of the entropy calculation unit 13. In this case, the entropy H is calculated by the formula (4):

Figure 00000005
Figure 00000005

где основание логарифма - любое число, большее единицы.where the base of the logarithm is any number greater than one.

Количественная мера в виде энтропии Н придает точный смысл когерентным свойствам сигналов. Так при заданной размерности N когерентными (или полностью когерентными) следует считать сигналы с нулевой энтропией, а полностью некогерентными - с энтропией log N. Все остальные сигналы, энтропия распределения энергии которых заключена между этими двумя значениями, являются частично когерентными. Причем, чем больше значение энтропии, тем больше беспорядок распределения и тем, соответственно, менее когерентен сигнал.A quantitative measure in the form of entropy H gives an exact meaning to the coherent properties of the signals. So, for a given dimension N, signals with zero entropy should be considered coherent (or completely coherent), and entropy log N should be considered completely incoherent. All other signals whose energy distribution entropy is enclosed between these two values are partially coherent. Moreover, the greater the value of entropy, the greater the disorder of the distribution and, accordingly, the less coherent the signal.

С выхода блока вычисления энтропии 13 формируется текущая оценка значения энтропии

Figure 00000006
распределения энергии сигнала, полученная с одного обзора, и далее поступает в ПУ 9, где выполняется операция сравнения выражения
Figure 00000006
- Нэт с заданным порогом h, где Нэт - табличное значениеэнтропии распределения энергии сигнала, хранящееся в банке данных и восстановленное по эмпирическим данным от сигналов реальных воздушных целей. Так как характеристики распределений значений энтропии от ложных целей при фиксированных ОСШ располагаются выше по сравнению с характеристиками истинных целей, то на выходе ПУ 9 разность
Figure 00000006
- Нэт будет превышать h (заданный порог).From the output of the entropy calculation unit 13, a current estimate of the entropy value is formed
Figure 00000006
the energy distribution of the signal obtained from one review, and then goes to PU 9, where the operation of comparing the expression
Figure 00000006
- H et with a given threshold h, where H et is the tabular value of the entropy of the signal energy distribution stored in the data bank and reconstructed from empirical data from signals from real air targets. Since the characteristics of the distributions of entropy values from false targets for fixed SNRs are higher than the characteristics of true targets, at the output of PU 9 the difference
Figure 00000006
- H et will exceed h (given threshold).

Выдача признака о наличии/отсутствия ложной цели происходит с использованием решающего устройства 10, работающего в соответствии с логикой «m из n». С выхода ПУ 9 на вход блока логики 15 поступают n сигналов, (n-1) из которых задержаны относительно предыдущего на период обзора. При выявлении в ПУ 9 m превышений заданного порога h, решающим устройством 10 осуществляется выдача решения о признаке ложной цели.The issuance of a sign about the presence / absence of a false target occurs using a deciding device 10, operating in accordance with the logic “m of n”. From the output of the control unit 9 to the input of the logic unit 15 receives n signals, (n-1) of which are delayed relative to the previous one for the period of review. When identifying in PU 9 m excesses of a given threshold h, the decisive device 10 issues a decision on the sign of a false target.

Устройство позволяет однозначно произвести селекцию цели в каналах по дальности и скорости, независимо от наличия или отсутствия других целей в каналах обработки.The device allows you to uniquely select the target in the channels in range and speed, regardless of the presence or absence of other targets in the processing channels.

Получение технического результата, заявленного в настоящей полезной модели, подтверждается натурными экспериментами, результаты которых приведены в [7].The technical result stated in this utility model is confirmed by field experiments, the results of which are given in [7].

Таким образом, благодаря тому, что в известном устройстве, содержащем комплексный сжимающий фильтр, дискретизатор, детектор огибающей сжатого сигнала, накопитель и обнаружитель, ОЗУ1 для запоминания отсчетов комплексного сжатого сигнала, ОЗУ2 для запоминания отсчетов сигнала обнаружения, а также вычислитель и ПУ, вычислитель выполнен с возможностью вычисления меры когерентности сигнала, содержащий блок формирования оценочной КМ, блок вычисления собственных чисел КМ и блок вычисления энтропии, при этом ПУ выполнено с возможностью сравнения значений энтропий с фиксированным порогом, и дополнительно введено решающее устройство, содержащее блок логики «m из n» и (n-1) блоков задержки на период обзора, ссоответствующими связями, обеспечивается возможность селекции одиночных ложных или/и истинных целей в каналах по дальности и скорости, повышающая помехозащищенность РЛС от ложных целей, при этом используются лишь алгоритмические способы первичной обработки сигналов на современных микропроцессорах, не изменяя аппаратных параметров станции.Thus, due to the fact that in the known device containing a comprehensive compression filter, a sampler, a envelope detector of a compressed signal, a drive and a detector, RAM 1 for storing samples of a complex compressed signal, RAM 2 for storing samples of a detection signal, as well as a calculator and a control unit, the calculator with the possibility of calculating a measure of coherence of a signal, comprising a unit for generating an estimated CM, a unit for calculating eigenvalues of a CM, and an entropy calculation unit, wherein of entropy values with a fixed threshold, and a solver is additionally introduced that contains the logic block “m of n” and (n-1) delay blocks for the period of the review, with corresponding links, it is possible to select single false and / or true targets in the channels in range and speed, increasing the radar noise immunity from false targets, using only algorithmic methods of primary signal processing on modern microprocessors, without changing the station's hardware parameters.

Источники информации:Information sources:

1. Защита радиолокационных систем от помех. Состояние и тенденции развития / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова, М.: Радиотехника, 2003, С. 109-136;1. Protection of radar systems from interference. Status and development trends / Ed. A.I. Kanaschenkova and V.I. Merkulova, M .: Radio engineering, 2003, S. 109-136;

2. Авиационные групповые средства РЭБ вооруженных сил США / С. Яшин, Зарубежное военное обозрение, 2016, №9, С. 64-68;2. Aviation Group Aids of EW of the US Armed Forces / S. Yashin, Foreign Military Review, 2016, No. 9, P. 64-68;

3. патент РФ №120237 на полезную модель «Устройство селекции ложных целей в канале дальности РЛС со сложным импульсным сигналом», опубл. 10.09.2012, заявка №2012115359 от 17.04.2012, МПК G01S7/36 - прототип;3. RF patent No. 120237 for utility model “Device for the selection of false targets in the range channel of a radar with a complex pulse signal”, publ. 09/10/2012, application No. 2012115359 dated 04/17/2012, IPC G01S7 / 36 - prototype;

4. Метод оценки когерентных свойств радиолокационных сигналов / П.В. Михеев, Известия вузов. Радиофизика, 2006, Т. XLIX, №1, С. 82-87;4. A method for assessing the coherent properties of radar signals / P.V. Mikheev, University News. Radiophysics, 2006, T. XLIX, No. 1, P. 82-87;

5. Оценка когерентности радиолокационных сигналов в антенных решетках на основе анализа распределений энергии сигнала по собственным числам корреляционной матрицы / Орлов И.Я., Фитасов Е.С., Ивлев Д.Н., Козлов С.А., Антенны, №3, 2017, С. 31-36;5. Assessment of the coherence of radar signals in antenna arrays based on the analysis of signal energy distributions by eigenvalues of the correlation matrix / Orlov I.Ya., Fitasov ES, Ivlev DN, Kozlov SA, Antennas, No. 3, 2017, S. 31-36;

6. Теоретические основы радиолокации. Под. ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для вузов. М., изд-во «Советское радио», 1970, С. 560;6. Theoretical foundations of radar. Under. ed. Shirmana Y.D. Textbook for universities. M., publishing house "Soviet Radio", 1970, S. 560;

7. Экспериментальные исследования возможности распознавания ложных целей на основе оценки когерентности радиолокационных сигналов / Козлов С.А., Фитасов Е.С., Сорокина А.В., Жарков Ю.А., Насонов В.В., Труды XX научной конференции по радиофизике, посвященной 110-летию со дня рождения Г.С. Горелика / Под ред. С.В. Оболенского, В.В. Матросова, Нижний Новгород: ННГУ, 2016, С. 138-139.7. Experimental studies of the possibility of recognition of false targets based on the assessment of the coherence of radar signals / Kozlov SA, Fitasov ES, Sorokina AV, Zharkov Yu.A., Nasonov VV, Proceedings of the XX scientific conference on radiophysics dedicated to the 110th anniversary of the birth of G.S. Burner / Ed. S.V. Obolensky, V.V. Matrosova, Nizhny Novgorod: NNSU, 2016, S. 138-139.

Claims (1)

Устройство селекции ложных целей, содержащее последовательно соединенные комплексный сжимающий фильтр, на вход которого поступает комплексный сигнал промежуточной частоты приемника РЛС, дискретизатор, детектор огибающей сжатого сигнала, накопитель и обнаружитель, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ1) для запоминания отсчетов комплексного сжатого сигнала, вход которого подключен к выходу дискретизатора, оперативно запоминающее устройство (ОЗУ2) для запоминания отсчетов сигнала обнаружения, вход которого подключен к выходу обнаружителя, а также вычислитель и пороговое устройство (ПУ), на второй вход которого подается фиксированный порог, отличающееся тем, что вычислитель выполнен с возможностью вычисления меры когерентности сигнала, содержащий последовательно соединенные блок формирования оценочной корреляционной матрицы (КМ), блок вычисления собственных чисел КМ и блок вычисления энтропии, при этом первый и второй входы блока формирования оценочной КМ подключены к выходам ОЗУ1 и ОЗУ2, соответственно, а ПУ выполнено с возможностью сравнения значений энтропий с фиксированным порогом, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления энтропии, кроме того, дополнительно введено решающее устройство, содержащее блок логики и (n-1) блоков задержки на период обзора, причем выход ПУ соединен с входом первого из цепочки последовательно соединенных (n-1) блоков задержки на период обзора и первым входом блока логики, при этом выход каждого из (n-1) блоков задержки на период обзора соединен с входами блока логики, выход которого является выходом устройства.A device for selecting false targets, containing a complex compression filter connected in series, to the input of which a complex signal of the intermediate frequency of the radar receiver, a sampler, an envelope detector of a compressed signal, a drive and a detector, a random access memory (RAM1) for memorizing the samples of a complex compressed signal, the input of which is connected to the output of the sampler, random access memory (RAM2) for storing samples of the detection signal, the input of which is connected to the output resident, as well as a calculator and a threshold device (PU), at the second input of which a fixed threshold is applied, characterized in that the calculator is configured to calculate a signal coherence measure, comprising in series a unit for estimating the correlation matrix (CM), a unit for calculating the eigenvalues of the CM and an entropy calculation unit, wherein the first and second inputs of the estimating CM formation unit are connected to the outputs of RAM1 and RAM2, respectively, and the control unit is configured to compare the values of entropy with a fixed threshold, the first input of which is connected to the output of the entropy calculation unit, in addition, a decoding device is added that contains a logic unit and (n-1) delay units for the review period, and the output of the control unit is connected to the input of the first of the chain of series-connected (n- 1) delay blocks for the review period and the first input of the logic block, while the output of each of the (n-1) delay blocks for the review period is connected to the inputs of the logic block, the output of which is the output of the device.
RU2018126557U 2018-07-18 2018-07-18 False target selection device RU184465U9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126557U RU184465U9 (en) 2018-07-18 2018-07-18 False target selection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126557U RU184465U9 (en) 2018-07-18 2018-07-18 False target selection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU184465U1 RU184465U1 (en) 2018-10-26
RU184465U9 true RU184465U9 (en) 2018-12-06

Family

ID=63923344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126557U RU184465U9 (en) 2018-07-18 2018-07-18 False target selection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU184465U9 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709630C1 (en) * 2018-11-14 2019-12-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for polarimetric selection of false aerial targets
RU2694276C1 (en) * 2018-11-29 2019-07-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Method for selection of simulators of secondary radiation of air objects
RU2726189C1 (en) * 2019-04-22 2020-07-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Device for recognition of targets, which are not objects of reconnaissance
CN112344979B (en) * 2019-08-07 2023-06-30 杭州海康威视数字技术股份有限公司 Method and device for adjusting detection stability of sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2280263C1 (en) * 2005-01-31 2006-07-20 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов Method for selecting air decoys
JP2012118040A (en) * 2010-11-12 2012-06-21 Mitsubishi Electric Corp Radar device
RU120237U1 (en) * 2012-04-17 2012-09-10 Непомнящий Глеб Александрович FALSE TARGET SELECTION DEVICE IN RANGE RANGE CHANNEL WITH COMPLEX PULSE SIGNAL
US8912951B2 (en) * 2012-10-09 2014-12-16 Raytheon Company Moving target detection using a two-dimensional folding approach
US9348021B2 (en) * 2013-03-14 2016-05-24 Raytheon Company Methods and apparatus for adaptive motion compensation to remove translational movement between a sensor and a target
RU2626380C1 (en) * 2016-10-21 2017-07-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2280263C1 (en) * 2005-01-31 2006-07-20 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов Method for selecting air decoys
JP2012118040A (en) * 2010-11-12 2012-06-21 Mitsubishi Electric Corp Radar device
RU120237U1 (en) * 2012-04-17 2012-09-10 Непомнящий Глеб Александрович FALSE TARGET SELECTION DEVICE IN RANGE RANGE CHANNEL WITH COMPLEX PULSE SIGNAL
US8912951B2 (en) * 2012-10-09 2014-12-16 Raytheon Company Moving target detection using a two-dimensional folding approach
US9348021B2 (en) * 2013-03-14 2016-05-24 Raytheon Company Methods and apparatus for adaptive motion compensation to remove translational movement between a sensor and a target
RU2626380C1 (en) * 2016-10-21 2017-07-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion

Also Published As

Publication number Publication date
RU184465U1 (en) 2018-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU184465U9 (en) False target selection device
Zhu et al. Knowledge-aided space-time adaptive processing
Rohling Ordered statistic CFAR technique-an overview
Conte et al. Distributed target detection in compound-Gaussian noise with Rao and Wald tests
Kay Waveform design for multistatic radar detection
Sun et al. A novel STAP algorithm using sparse recovery technique
Orlando et al. A Rao test with enhanced selectivity properties in homogeneous scenarios
CN109444869B (en) Radar extension target parameter adjustable detector for signal mismatch
JP2012112934A (en) Persymmetric parametric adaptive matched filters for detecting targets using space-time adaptive processing of radar signals
CN109521430B (en) Distance extension target detection method for inhibiting narrow-band interference
CN103901409A (en) Airborne radar anti-forwarding type interference method based on adaptive beamforming
CN103913725A (en) Aircraft radar ground moving target detection method under intensive forwarding type interference environment
Blunt et al. STAP using knowledge-aided covariance estimation and the FRACTA algorithm
CN113933808A (en) Airborne radar moving target detection method, device, equipment and storage medium
Amanipour et al. CFAR detection for multistatic radar
CN111007487A (en) Multi-base radar target detection method based on time reversal
RU120237U1 (en) FALSE TARGET SELECTION DEVICE IN RANGE RANGE CHANNEL WITH COMPLEX PULSE SIGNAL
Abraham Signal excess in K-distributed reverberation
US4940988A (en) Two parameter clutter map
Goldhahn et al. A waveguide invariant adaptive matched filter for active sonar target depth classification
Gogineni et al. Random matrix theory inspired passive bistatic radar detection of low-rank signals
Monga et al. Rank constrained ML estimation of structured covariance matrices with applications in radar target detection
Islam et al. Detection capability and CFAR loss under fluctuating targets of different Swerling model for various gamma parameters in RADAR
CN113687321B (en) Radar target detection distance evaluation method and device
Weinberg et al. A Bayesian-based CFAR detector for Pareto type II clutter

Legal Events

Date Code Title Description
TH91 Specification republication (utility model)