RU2287840C1 - Method of detection and classification of surface targets - Google Patents

Method of detection and classification of surface targets Download PDF

Info

Publication number
RU2287840C1
RU2287840C1 RU2005113362/09A RU2005113362A RU2287840C1 RU 2287840 C1 RU2287840 C1 RU 2287840C1 RU 2005113362/09 A RU2005113362/09 A RU 2005113362/09A RU 2005113362 A RU2005113362 A RU 2005113362A RU 2287840 C1 RU2287840 C1 RU 2287840C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
target
targets
signals
carrier
Prior art date
Application number
RU2005113362/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Никольцев (RU)
Владимир Александрович Никольцев
Георгий Анатольевич Коржавин (RU)
Георгий Анатольевич Коржавин
Юрий Федорович Подоплекин (RU)
Юрий Федорович Подоплекин
Игорь Викторович Симановский (RU)
Игорь Викторович Симановский
Евгений Анатольевич Войнов (RU)
Евгений Анатольевич Войнов
Юрий Соломонович Ицкович (RU)
Юрий Соломонович Ицкович
Владимир Алексеевич Коноплев (RU)
Владимир Алексеевич Коноплев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит - Электрон"
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 Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит - Электрон" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит - Электрон"
Priority to RU2005113362/09A priority Critical patent/RU2287840C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2287840C1 publication Critical patent/RU2287840C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar technique; methods of detection of signals from surface targets and selection of signal from false targets - sources of concentrated passive jamming; coherent-pulse radar stations.
SUBSTANCE: proposed method is based on radiation of coherent radio pulses at constant carrier frequency, reception and processing of reflected signals; additionally targets are selected from targets received at second selection stage and considered to be true; frequency of outgoing pulses is changed from burst to burst; carrier frequency of received signals is reduced; power of frequency components is accumulated and decision is taken on class of target observed.
EFFECT: enhanced efficiency in classification of true targets and their identity to class of targets.
2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокационной технике, преимущественно к способам обнаружения сигналов от надводных целей с селекцией сигналов от ложных целей - источников сосредоточенных пассивным помех - и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС), установленных на скоростных носителях, в частности летательных аппаратах различного назначения, в том числе для аэрокосмической разведки морских судов.The invention relates to radar technology, mainly to methods for detecting signals from surface targets with the selection of signals from false targets - sources of concentrated passive interference - and can be used in coherent-pulse radar stations installed on high-speed carriers, in particular aircraft of various destination, including for aerospace reconnaissance of ships.

В настоящее время в когерентно-импульсных РЛС с фильтрацией принимаемых сигналов по доплеровской частоте для обнаружения сигнала от истинной цели при наличии отражений от ложных целей - источников пассивных помех используется различие в доплеровских частотах сигналов от истинной цели и источников помех, являющееся следствием различия их радиальных скоростей [1].Currently, in coherent-pulse radars with filtering the received signals by Doppler frequency to detect the signal from the true target in the presence of reflections from false targets - sources of passive interference, a difference in the Doppler frequencies of signals from the true target and interference sources is used, which is a consequence of the difference in their radial velocities [one].

Информативным признаком, используемым для классификации целей в этих технических решениях, является средняя доплеровская частота |Fд|≥0.The informative feature used to classify targets in these technical solutions is the average Doppler frequency | F d | ≥0.

Недостатком такого способа является ошибочная классификация (селекция) в тех случаях, когда истинная цель неподвижна или движется в направлении, перпендикулярном направлению распространения излучения - в этих случаях частота Fд=0, а также когда источник пассивной помехи (ложная цель) движется, так что частота Fд эхосигнала от источника помехи отлична от нуля.The disadvantage of this method is the erroneous classification (selection) in cases where the true target is stationary or moving in a direction perpendicular to the direction of radiation propagation - in these cases, the frequency F d = 0, and also when the source of passive interference (false target) moves, so the frequency F d of the echo from the source of interference is non-zero.

Известен другой способ, рассмотренный в [2], который основан на излучении когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, приеме отраженных сигналов, фильтрации принятых в каждом элементе разрешения по дальности сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерении их мощностей, сравнении результатов измерения с пороговым уровнем, принятии решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощности, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышают пороговый уровень. Недостатком этого способа является невозможность селекции истинных целей от одиночных уголковых отражателей (УО). Причина этого явления, как известно, состоит в том, что в отличие от дипольных облаков (ДО), а также от связок УО, соединенных гибкими фалами (тросами), спектр межпериодных флюктуации сигналов от одиночных УО, как и сигналов от надводных кораблей (НК), является узкополосным, т.к. отраженные от тех и других сигналы флюктуируют медленно [3], так что селекция их указанным способом невозможна.There is another method, considered in [2], which is based on the emission of coherent radio pulses with a constant carrier frequency, the reception of reflected signals, filtering the received at each resolution element by the range of the signals at the Doppler frequency on M equally spaced frequency components, measuring their powers, comparing the measurement results with a threshold level, deciding on the presence of a signal from a true target, if the powers of at least one but not more than k adjacent frequency components exceed the threshold level. The disadvantage of this method is the inability to select true targets from single corner reflectors (UO). The reason for this phenomenon, as is known, is that, in contrast to dipole clouds (DOs), as well as from UO bundles connected by flexible files (cables), the inter-period fluctuation spectrum of signals from single UOs, as well as signals from surface ships (NK) ), is narrowband because the signals reflected from those and other fluctuate slowly [3], so their selection in this way is impossible.

Наиболее близким к по технической сущности аналогом, принятым за прототип предлагаемого способа, является способ селекции надводных целей [4].Closest to the technical nature of the analogue adopted as a prototype of the proposed method, is a method for selecting surface targets [4].

Способ по прототипу основан на двухэтапной селекции, а именно после первого этапа, состоящего в излучении когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, приеме отраженных сигналов, фильтрации принятых сигналов: по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих в каждом элементе разрешения по дальности, измерении мощностей частотных составляющих, сравнении результатов измерений с пороговым уровнем, принятии предварительного решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощность, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышает пороговый уровень, где k - отношение максимальной ожидаемой ширины спектра межпериодных флюктуации сигналов от истинной цели к ширине полосы одной частотной составляющей, переходят ко второму этапу, заключающемуся в излучении когерентных радиоимпульсов в течение п периодов повторения с изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой fi,The prototype method is based on two-stage selection, namely, after the first stage, which consists in emitting coherent radio pulses with a constant carrier frequency, receiving reflected signals, filtering the received signals: by the Doppler frequency on M equally spaced frequency components in each resolution element in range, measuring the frequency power components, comparing the measurement results with a threshold level, making a preliminary decision about the presence of a signal from a true target, if the power of at least one about no more than k adjacent frequency components exceeds the threshold level, where k is the ratio of the maximum expected width of the spectrum of inter-period fluctuations of the signals from the true target to the bandwidth of one frequency component, go to the second stage, which consists in the emission of coherent radio pulses during n repetition periods varying from pulse to pulse carrier frequency f i ,

i= 1, 2,..., m, причем

Figure 00000002
i = 1, 2, ..., m, and
Figure 00000002

где с - скорость света, l - минимальная по ракурсу ожидаемая протяженность истинной цели в радиальном направлении, приеме отраженных сигналов от целей, принятых за истинные на первом этапе селекции, фильтрации сигналов на каждой из m несущих частот по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерении их мощностей Sir (r=1, 2,..., М), нахождении максимальных значений мощностей частотных составляющих Si=

Figure 00000003
Sir, r∈1, 2,..., М, вычислении нормированного значения SH по формулеwhere c is the speed of light, l is the minimum in view of the expected length of the true target in the radial direction, receiving reflected signals from targets accepted as true at the first stage of selection, filtering the signals at each of m carrier frequencies by Doppler frequency on M equally spaced frequency components, measuring their powers S ir (r = 1, 2, ..., M), finding the maximum power values of the frequency components S i =
Figure 00000003
S ir , r∈1, 2, ..., M, calculating the normalized value of S H by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где Sm+1=S1,where S m + 1 = S 1 ,

сравнении полученного результата со вторым пороговым уровнем и принятии решения о наличии сигнала от истинной цели при превышении порогового уровня.comparing the result with the second threshold level and deciding on the presence of a signal from the true target when the threshold level is exceeded.

Недостатком способа-прототипа является невозможность классификации истинных целей, т.е. вынесения решения о принадлежности надводного корабля к определенному классу (в частности, классу "главных" целей).The disadvantage of the prototype method is the inability to classify true goals, i.e. making decisions on the belonging of a surface ship to a certain class (in particular, the class of "main" targets).

Задачей изобретения является обеспечение возможности классификации истинных целей и определения их принадлежности к определенному классу целей.The objective of the invention is to enable the classification of true goals and determine their belonging to a particular class of goals.

Решение поставленной задачи основано на оценке информативных признаков (продольного и поперечного размеров, радиальной скорости и архитектуры) надводного корабля по его радиолокационному образу, полученному путем синтезирования апертуры при переднебоковом обзоре с когерентной обработкой, и вынесении решения о классе надводного корабля путем сравнения значения статистической решающей функции информативных признаков с пороговым уровнем.The solution to this problem is based on the assessment of informative features (longitudinal and transverse dimensions, radial speed and architecture) of a surface ship by its radar image obtained by synthesizing an aperture during anterolateral viewing with coherent processing, and deciding on the class of the surface ship by comparing the value of the statistical decisive function informative signs with a threshold level.

Сущность предлагаемого способа обнаружения и классификации надводных целей заключается в том, что в известном способе селекции, основанном на излучении когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, приеме отраженных сигналов, фильтрации принятых сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих в каждом элементе разрешения по дальности, измерении мощностей частотных составляющих, сравнении результатов измерений с пороговым уровнем, принятии решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощности, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышают первый пороговый уровень, где k - отношение максимальной ожидаемой ширины спектра межпериодных флюктуаций сигналов от истинной цели к ширине полосы одной частотной составляющей, излучении на втором этапе когерентных радиоимпульсов в течение n периодов повторения с изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой fi, i= 1, 2,..., m, причем

Figure 00000002
где с - скорость света, l - минимальная по ракурсу ожидаемая протяженность истинной цели в радиальном направлении, приеме отраженных сигналов от целей, принятых за истинные на первом этапе селекции, фильтрации сигналов на каждой из m несущих частот по допплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерении их мощностей Sir (r=1, 2,..., М), нахождении максимальных значений мощностей частотных составляющих
Figure 00000005
, вычислении нормированного значения SH по формулеThe essence of the proposed method for detecting and classifying surface targets is that in the known method of selection based on the emission of coherent radio pulses with a constant carrier frequency, receiving reflected signals, filtering the received signals by Doppler frequency on M equally spaced frequency components in each range resolution element, measuring the power of the frequency components, comparing the measurement results with a threshold level, deciding on the presence of a signal from a true target, if at least one, but no more than k adjacent frequency components exceed the first threshold level, where k is the ratio of the maximum expected width of the spectrum of inter-period fluctuations of signals from the true target to the bandwidth of one frequency component, radiation at the second stage of coherent radio pulses for n repetition periods with a carrier frequency f i , i = 1, 2, ..., m, varying from pulse to pulse, and
Figure 00000002
where c is the speed of light, l is the minimum expected angle of the true target in the radial direction, receiving reflected signals from targets taken as true at the first stage of selection, filtering the signals at each of m carrier frequencies by Doppler frequency on M equally spaced frequency components, measuring their powers S ir (r = 1, 2, ..., M), finding the maximum powers of the frequency components
Figure 00000005
calculating the normalized value of S H according to the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где Sm+1=S1,where S m + 1 = S 1 ,

сравнении полученного результата со вторым пороговым уровнем и принятие решения о наличии сигнала от истинной цели при превышении второго порогового уровня, дополнительно из числа целей, принятых на втором этапе селекции за истинные, выбирают цели, находящиеся на направлениях βj, относительно направления вектора V скорости носителя, и удовлетворяющие условиюcomparing the result with the second threshold level and deciding on the presence of a signal from the true target when the second threshold level is exceeded, in addition from the goals accepted at the second stage of selection as true, choose targets located in the directions β j relative to the direction of the carrier velocity vector V , and satisfying the condition

Figure 00000007
Figure 00000007

где ψ0.5 - ширина диаграммы направленности антенны по уровню -3 дБ в плоскости, проходящей через вектор V и направление на j-ю цель, и для их классификации выбирают параметры М, m и n из соотношений:where ψ 0.5 is the width of the antenna radiation pattern at the level of -3 dB in the plane passing through the vector V and the direction to the jth target, and for their classification the parameters M, m and n are selected from the relations:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

n=m·М,n = m

где Rj - наклонная дальность до j-й цели,where R j is the slant range to the j-th target,

Fп - частота повторения зондирующих импульсов,F p - the repetition frequency of the probe pulses,

V - скорость носителя РЛС,V is the speed of the radar carrier,

изменяют несущую частоту fi(i=1, 2,..., m) зондирующих импульсов от пачки к пачке из М импульсов, сохраняя ее постоянной внутри пачек, уменьшают несущую частоту принимаемых сигналов на величину Fдо доплеровской частоты, соответствующей проекции скорости V носителя РЛС на направление βj на j-ю цель, т.е.:change the carrier frequency f i (i = 1, 2, ..., m) of the probe pulses from a packet to a packet of M pulses, keeping it constant inside the packets, reduce the carrier frequency of the received signals by F to the Doppler frequency corresponding to the projection of the velocity V radar carrier in the direction β j to the j-th target, i.e.:

Figure 00000010
Figure 00000010

осуществляют накопление мощностей частотный составляющих Sirq (r=1, 2,..., М) в каждом элементе разрешения по дальности qmin<q<qmax принятых m1<m пачек импульсов с учетом прогнозируемого изменения координат j-ой цели за время накопления вследствие движения носителя РЛС, формируют сигналы:carry out the accumulation of power frequency components S irq (r = 1, 2, ..., M) in each resolution element in range q min <q <q max of received m 1 <m bursts of pulses taking into account the predicted change in the coordinates of the j-th target for accumulation time due to the movement of the radar carrier, form signals:

Figure 00000011
Figure 00000011

где qmin, qmax определяются границами зоны обзора по дальности при наблюдении j-й цели, находят координаты r1(q), r2(q) контура радиолокационного изображения j-и цели из условий:where q min , q max are determined by the boundaries of the range of the range when observing the j-th target, find the coordinates r 1 (q), r 2 (q) of the contour of the radar image of the j-target from the conditions:

Figure 00000012
Figure 00000012

и граничные - минимальные q1 и максимальные q2 значения q, при которых эти условия выполняются,and boundary - the minimum q 1 and maximum q 2 q values under which these conditions are met,

где C0≥0 - пороговый уровень, определяемый допустимой вероятностью ложного срабатывания вследствие шумов и помех,where C 0 ≥0 is the threshold level determined by the admissible probability of false response due to noise and interference,

определяют оценки ракурса αj j-ой цели, максимального продольного L и поперечного В ее размеров из соотношений:determine the angle view α j of the j-th target, the maximum longitudinal L and transverse In its size from the relations:

Figure 00000013
Figure 00000013

по формуле:according to the formula:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

гдеWhere

r(q)=aq+d, параметры a. d выбирают из условияr (q) = aq + d, parameters a. d is selected from the condition

Figure 00000016
Figure 00000016

Zср=0.5[Z1(q)+Z2(q)],Z cf = 0.5 [Z 1 (q) + Z 2 (q)],

ΔR, ΔX - размеры элемента разрешения в радиальном (по дальности) и поперечном направлениях соответственно, проверяют выполнение условия q2-q1≥r(q2)-r(q1), и если оно не выполняется, повторяют операции от нахождения координат контура до оценок размеров цели после перестановок:ΔR, ΔX are the dimensions of the resolution element in the radial (in range) and transverse directions, respectively, verify that the condition q 2 -q 1 ≥r (q 2 ) -r (q 1 ) is satisfied, and if it is not satisfied, repeat the operation from finding the coordinates contour to target size estimates after permutations:

Figure 00000017
Figure 00000017

принимают решение о классе наблюдаемой цели "главная", если:make a decision about the class of the observed goal "main" if:

Figure 00000018
Figure 00000018

где L1, L2, B1, В2 - априорно известные значения длины и ширины радиолокационных изображений "главной" и "не главной" целей соответственно,where L 1 , L 2 , B 1 , B 2 - a priori known values of the length and width of the radar images of the "main" and "not main" targets, respectively,

σL, σB - соответствующие априорно известные усредненные среднеквадратичные отклонения,σ L , σ B are the corresponding a priori known average standard deviations,

A0 - пороговое значение, выбираемое в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями (и стоимостями) ошибок классификации.A 0 is a threshold value selected depending on the desired relationship between the probabilities (and costs) of classification errors.

Кроме этого, для классификации дополнительно могут использоваться в качестве информативных признаков координаты наиболее отражающих точек цели в системе координат, связанной с целью, для чего измеряют доплеровскую частоту Fдj отраженных сигналов, приходящих по направлению Bj оси диаграммы направленности антенны относительно направления вектора V скорости носителя РЛС, при

Figure 00000019
где F0 - пороговое значение, определяют координаты носа (или кормы) наблюдаемой j-ой цели по правилам вида:In addition, for classification, the coordinates of the most reflecting points of the target in the coordinate system associated with the target can be additionally used as informative signs, for which the Doppler frequency F dj of the reflected signals arriving in the direction B j of the antenna pattern axis relative to the direction of the carrier velocity vector V is measured Radar at
Figure 00000019
where F 0 is the threshold value, determine the coordinates of the bow (or stern) of the observed j-th target according to the rules of the form:

при Fдj>0:qн=q1, rН=а·q1+d (нос),for F dj > 0: q n = q 1 , r H = a · q 1 + d (nose),

при Fдj<0:qH=q2, rH=a·q2+d (корма),for F dj <0: q H = q 2 , r H = a · q 2 + d (feed),

сравнивают между собой накопленные значения сигналов z(r, q) и определяют координаты r*i, q*j., максимальных значений i=1, 2,..., u, u>0, находят расстояния этих точек от носа по правилам:compare the accumulated values of the signals z (r, q) and determine the coordinates r * i , q * j ., the maximum values i = 1, 2, ..., u, u> 0, find the distances of these points from the nose according to the rules :

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
- в продольном и поперечном направлениях соответственно, и принимают решение о классе наблюдаемой цели по правилу:
Figure 00000021
- in the longitudinal and transverse directions, respectively, and decide on the class of the observed target according to the rule:

еслиif

Figure 00000022
Figure 00000022

то цель - "главная",then the goal is "main",

где l01i, l02i, b01i, b02i - априорно известные усредненные внутри классов расстояния наиболее отражающих точек от носа корабля в продольном и поперечном направлениям для классов "главных" и не "главных" целей соответственно,where l 01i , l 02i , b 01i , b 02i are the a priori known distances averaged inside the classes of the most reflecting points from the bow of the ship in the longitudinal and transverse directions for the classes of “main” and not “main” targets, respectively,

σli, σbi - соответствующие усредненные среднеквадратичные отклонения,σ li , σ bi are the corresponding averaged standard deviations,

А1 - пороговое значение, выбираемое в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями (и стоимостями) ошибок классификации.And 1 is a threshold value selected depending on the desired ratio between the probabilities (and costs) of classification errors.

Приведем необходимые пояснения.We give the necessary explanations.

Согласно предлагаемому способу производится радиолокационное наблюдение целей, принятых за истинные после проведения селекции и находящихся в передней полусфере на направлениях βj, относительно направления вектора V скорости носителя, удовлетворяющих условиюAccording to the proposed method, radar observation of targets accepted as true after selection and located in the front hemisphere in the directions β j relative to the direction of the carrier velocity vector V satisfying the condition

Figure 00000023
Figure 00000023

с когерентной обработкой отраженных сигналов в течение времени tk в режиме переднебокового обзора (ПБО) [5]. Определив зондирующий сигнал в видеwith coherent processing of the reflected signals over a time t k in the anterolateral view (TSP) mode [5]. Defining the probing signal in the form

Figure 00000024
Figure 00000024

где a(t), φ(t) - функции амплитудной и фазовой модуляции соответственно, получим для сигнала, отраженного от элемента цели, в начале наблюдения находящегося под углом β где βj - 0.5ψ0.5≤β≤βj+0.5ψ0.5 относительно направления вектора V, выражение (см. фиг.8):where a (t), φ (t) are the amplitude and phase modulation functions, respectively, we obtain for the signal reflected from the target element at the beginning of the observation at an angle β where β j - 0.5ψ 0.5 ≤β≤β j + 0.5ψ 0.5 relative to the direction of the vector V, the expression (see Fig.8):

Figure 00000025
Figure 00000025

где R(t} - дальность до рассматриваемого элемента цели,where R (t} is the range to the target element in question,

t - время, отсчитываемое от начала облучения.t is the time counted from the start of irradiation.

Далее, имеемNext, we have

Figure 00000026
Figure 00000026

Используя разложение в ряд Ньютона, получим из (2) с точностью до членов порядка

Figure 00000027
относительно 1:Using the expansion in Newton's series, we obtain from (2) up to terms of order
Figure 00000027
regarding 1:

Figure 00000028
Figure 00000028

Подставляя (3) в (1) получим выражения для фазового набега и мгновенной круговой частоты принимаемых сигналов в виде:Substituting (3) in (1) we obtain the expressions for the phase incursion and the instantaneous circular frequency of the received signals in the form:

Figure 00000029
Figure 00000029

В выражениях (2)-(4) собственная скорость цели не учитывается, т.е. цель предполагается неподвижной.In expressions (2) - (4), the target’s own speed is not taken into account, i.e. the target is assumed to be stationary.

Как видно из (4), движение носителя РЛС со скоростью V приводит, во-первых, к линейному фазовому набегу Δψ1(t), который соответствует сдвигу частоты в спектре отраженного сигнала на частоту Доплера:As can be seen from (4), the motion of the radar carrier with speed V leads, firstly, to a linear phase incursion Δψ 1 (t), which corresponds to a frequency shift in the spectrum of the reflected signal by the Doppler frequency:

Figure 00000030
Figure 00000030

где

Figure 00000031
- длина волны излучаемых сигналов,Where
Figure 00000031
- wavelength of the emitted signals,

во-вторых, к фазовому набегу с квадратичной зависимостью от времени:secondly, to the phase incursion with a quadratic time dependence:

Figure 00000032
Figure 00000032

зависящему также от дальности до цели.depending also on the range to the target.

Ограничиваясь здесь случаем так называемого нефокусированного обзора [5], примем условие допустимых фазовых искажений:Restricting ourselves to the case of the so-called unfocused survey [5], we accept the condition of permissible phase distortions:

Figure 00000033
Figure 00000033

тогда для предельного значения времени когерентной обработки получим:then for the limiting value of the coherent processing time we get:

Figure 00000034
Figure 00000034

откуда, в свою очередь, имеем выражение для числа когерентно обрабатываемых импульсов при наблюдении j-й цели:whence, in turn, we have an expression for the number of coherently processed pulses when observing the jth target:

Figure 00000035
Figure 00000035

далее, полоса пропускания одного канала обработки по частоте Доплера выражается формулойfurther, the bandwidth of one processing channel by Doppler frequency is expressed by the formula

Figure 00000036
Figure 00000036

откуда следует, что число М каналов обработки, равное числу спектральных составляющих сигналаwhence it follows that the number M of processing channels equal to the number of spectral components of the signal

Figure 00000037
Figure 00000037

совпадает с числом когерентно обрабатываемых импульсов и определяется выражением (8).coincides with the number of coherently processed pulses and is determined by expression (8).

Получим далее выражение для углового и линейного разрешений в поперечном направлении. Сопоставляя (9) с соотношениемWe obtain further the expression for the angular and linear resolutions in the transverse direction. Comparing (9) with the relation

Figure 00000038
Figure 00000038

следующим из (5), получим для эквивалентного углового разрешенияfollowing from (5), we obtain for equivalent angular resolution

Figure 00000039
Figure 00000039

так что соответствующее линейное разрешение составляетso the corresponding linear resolution is

Figure 00000040
Figure 00000040

далее, т.к. время радиолокационного контакта с j-ой цельно составляетfurther since the time of radar contact with the jth is

Figure 00000041
Figure 00000041

то с учетом соотношений n≤FпТj и

Figure 00000042
получим верхнее предельное значение для m.then taking into account the relations n≤F p T j and
Figure 00000042
we get the upper limit value for m.

Учет собственной скорости цели Vj при условии

Figure 00000043
, которое, как правило, выполняется для надводных целей, сводится к замене Vcosβ в выражениях (4) на Vcosβ+ Vjcos(β-αj), где αj - ракурс j-ой цели. Действительно, при αj=0, когда цель движется навстречу РЛС, доплеровская частота сигналов увеличивается, а при αj=π - наоборот, уменьшается.Accounting for the target’s own speed V j under the condition
Figure 00000043
, which, as a rule, is performed for surface purposes, reduces to replacing Vcosβ in expressions (4) with Vcosβ + V j cos (β-α j ), where α j is the angle of the j-th target. Indeed, when α j = 0, when the target moves towards the radar, the Doppler frequency of the signals increases, and when α j = π, on the contrary, it decreases.

Правила для нахождения координат контура радиолокационного изображения цели и оценок размеров следуют из геометрических соотношений (фиг.9) и не требуют пояснений. Перестановки,

Figure 00000044
повышают точность оценок по приводимым формулам в ситуации, когда радиальный размер цели оказывается меньше поперечного (фиг.9, цель 2).The rules for finding the coordinates of the contour of the radar image of the target and size estimates follow from the geometric relationships (Fig.9) and do not require explanation. Permutations
Figure 00000044
increase the accuracy of estimates by the given formulas in a situation where the radial size of the target is less than the transverse (Fig. 9, target 2).

Правило классификации получается следующим образом.The classification rule is obtained as follows.

Рассмотрим случай бинарной классификации объектов по совокупности информативных признаков γ1, γ2,..., γn, значения которых будем предполагать статистически независимыми, нормально распределенными с параметрами γ11, γ21,...γn1, σ1, σ2,..., σn и γl2, γ22...,γn2 σ1, σ2,...σn - для первого и второго классов соответственно. Тогда составляя отношение правдоподобия по отношению к совокупности информативных признаковConsider the case of binary classification of objects according to the set of informative features γ 1 , γ 2 , ..., γ n , the values of which will be assumed to be statistically independent, normally distributed with parameters γ 11 , γ 21 , ... γ n1 , σ 1 , σ 2 , ..., σ n and γ l2 , γ 22 ..., γ n2 σ 1 , σ 2 , ... σ n - for the first and second classes, respectively. Then composing the likelihood ratio with respect to the totality of informative features

Figure 00000045
Figure 00000045

получим после его логарифмирования и простых преобразований следующее правило решения:after its logarithm and simple transformations, we obtain the following decision rule:

еслиif

Figure 00000046
Figure 00000046

то объект относится к классу 1, в противном случае - к классу 2.then the object belongs to class 1, otherwise - to class 2.

Пороговое значение А статистической решающей функции выбирается в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями ошибок классификации (и их стоимостями). В важном для практики частном случае, когда эти ошибки (ошибочная классификация объекта класса 1 как объект класса 2 и наоборот) равноценны, получается выражениеThe threshold value A of the statistical decision function is selected depending on the desired relationship between the probabilities of classification errors (and their costs). In the special case important for practice, when these errors (erroneous classification of an object of class 1 as an object of class 2 and vice versa) are equivalent, the expression

Figure 00000047
Figure 00000047

Для оценки направления движения цели предлагается измерять доплеровскую частоту отраженных сигналов, приходящих по направлению βj оси диаграммы направленности антенны, которая, в свою очередь, определяется с возможной точностью по максимуму диаграммы направленности антенны обзорной РЛС, либо по нулю суммарно-разностной диаграммы в случае моноимпульсной РЛС, при этом как уже упоминалось, предварительно учитывают частоту Доплера, соответствующую собственной радиальной скорости носителя РЛС в том же направлении. Далее, учитывая, что надводные корабли движутся обычно носом по направлению движения, определяют координаты носа (или кормы), находят путем сравнения между собой сигналов накопленных значений мощностей частотных составляющих заданное количество

Figure 00000048
их максимальных значений, определяют их координаты сначала в исходной системе, связанной с носителем, а затем, с помощью известных правил преобразования координат, расстояния соответствующих элементов цели от ее носа в продольном и поперечном направлениях.To assess the direction of movement of the target, it is proposed to measure the Doppler frequency of the reflected signals arriving in the direction β j of the axis of the antenna pattern, which, in turn, is determined with possible accuracy by the maximum antenna pattern of the surveillance radar, or by zero of the total-difference diagram in the case of single-pulse The radar, however, as already mentioned, pre-take into account the Doppler frequency corresponding to the own radial velocity of the radar carrier in the same direction. Further, taking into account that surface ships usually move with their bow in the direction of movement, they determine the coordinates of the bow (or stern), and find a given amount by comparing the signals of the accumulated values of the power of the frequency components
Figure 00000048
their maximum values, determine their coordinates first in the original system associated with the carrier, and then, using the known rules for the transformation of coordinates, the distance of the corresponding elements of the target from its nose in the longitudinal and transverse directions.

Сущность изобретения поясняется также дальнейшим описанием и чертежами устройства, реализующего предлагаемый способ обнаружения и классификации надводных целей, на которых представлены:The invention is also illustrated by a further description and drawings of a device that implements the proposed method for the detection and classification of surface targets, which are:

фиг.1 - структурная схема РЛС, реализующей заявляемый способ,figure 1 - structural diagram of a radar that implements the inventive method,

фиг.2 - структурная схема блока перестройки частоты,figure 2 is a structural diagram of a frequency adjustment unit,

фиг.3 - структурная схема преобразователя "код-частота",figure 3 is a structural diagram of the Converter "code-frequency",

фиг.4 - структурная схема двойного балансного модулятора,4 is a structural diagram of a double balanced modulator,

фиг.5 - схема программы устройства обработки информации,5 is a diagram of a program of an information processing device,

фиг.6 - осциллограммы сигналов на выходах синхронизатора,6 - waveforms of the signals at the outputs of the synchronizer,

фиг.7 - структурная схема синхронизатора,Fig.7 is a structural diagram of a synchronizer,

фиг.8 - схема переднебокового обзора,Fig is a diagram of the anterolateral view,

фиг.9 - схема радиолокационного образа корабля.Fig.9 is a diagram of a radar image of the ship.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:In figure 1, the following notation:

1 - антенна,1 - antenna

2 - антенный переключатель,2 - antenna switch,

3 - передатчик,3 - transmitter,

4 - блок перестройки частоты,4 - frequency adjustment unit,

5 - синхронизатор,5 - synchronizer,

6 - приемник,6 - receiver

7 - фазовый детектор,7 - phase detector

8 - блок видеоусилителей,8 - block video amplifiers,

9 - блок стробирования по дальности,9 - range gating unit,

10 - вычислитель доплеровской частоты,10 - Doppler frequency calculator,

11 - преобразователь "код-частота",11 - Converter "code-frequency"

12 - двойной балансный модулятор,12 - double balanced modulator,

13 - коммутатор,13 - switch

141,, 14m - формирователи комплексной огибающей,14 1 ,, 14 m - shapers of the complex envelope,

151,..., 15m - фильтры доплеровских частот,15 1 , ..., 15 m - Doppler frequency filters,

161,.... 16m - детекторы частотных составляющих,16 1 , .... 16 m - detectors of frequency components,

17 - устройство обработки информации.17 - information processing device.

На схеме по фиг.1 последовательно соединены синхронизатор 5, блок 4 перестройки частоты, передатчик 3, антенный переключатель 2 и антенна 1. К третьему плечу антенного переключателя 2 подключен сигнальный вход приемника 6, гетеродинный вход которого соединен с выходом гетеродинных колебаний передатчика, а выход приемника 6 соединен с сигнальным входом фазового детектора 7, на выходах которого формируются квадратурные составляющие принятых сигналов. К выходам фазового детектора 7 последовательно подключены блок 8 видеоусилителей, блок 9 стробирования по дальности и коммутатор 13.In the diagram of FIG. 1, a synchronizer 5, a frequency tuner 4, a transmitter 3, an antenna switch 2 and an antenna 1 are connected in series. The signal input of a receiver 6 is connected to the third arm of the antenna switch 2, the heterodyne input of which is connected to the output of the oscillator oscillations of the transmitter, and the output the receiver 6 is connected to the signal input of the phase detector 7, at the outputs of which the quadrature components of the received signals are formed. The outputs of the phase detector 7 are connected in series to a block 8 of video amplifiers, a block 9 of range gating, and a switch 13.

К выходу вычислителя 10 доплеровской частоты подключен первый вход преобразователя 11 "код-частота", соединенного с первым входом двойного балансного модулятора 12, второй вход которого подключен к выходу колебаний опорной частоты передатчика 3, а выход - к входу опорной частоты фазового детектора 7.The output of the Doppler frequency calculator 10 is connected to the first input of the code-frequency converter 11 connected to the first input of the double balanced modulator 12, the second input of which is connected to the oscillation output of the reference frequency of the transmitter 3, and the output is connected to the reference frequency input of the phase detector 7.

Выходы с первого по 2 m-и коммутатора 13 попарно подключены к соответствующим входам идентичных частотных каналов с первого по m-и, в которых производится обработка импульсных последовательностей с несущей частотой fi, i=1, 2,..., m. Каждый из частотных каналов содержит последовательно соединенные формирователь 141 (142,, 14m) комплексной огибающей и многоканальный фильтр 151 (152,, 15m) доплеровской частоты, в котором производится фильтрация принятых сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих. Выходы многоканальных фильтров 151,..., 15m поканально соединены с входами многоканальных детекторов 161,..., 16m частотных составляющих, выходы которых поканально соединены с соответствующими сигнальными входами (пятым входом) устройства 17 обработки информации.The outputs from the first to 2 m-th switch 13 are connected in pairs to the corresponding inputs of identical frequency channels from the first to m- th , in which the processing of pulse sequences with a carrier frequency f i , i = 1, 2, ..., m. Each of the frequency channels contains a shaper 14 1 (14 2 ,, 14 m ) of a complex envelope and a multi-channel filter 15 1 (15 2 ,, 15 m ) of Doppler frequency, in which the received signals are filtered by the Doppler frequency on M equally spaced frequency components . The outputs of the multi-channel filters 15 1 , ..., 15 m are channel-connected to the inputs of the multi-channel detectors 16 1 , ..., 16 m of frequency components, the outputs of which are channel-connected to the corresponding signal inputs (fifth input) of the information processing device 17.

Первый выход устройства 17 обработки информации соединен с входом управления антенны 1, второй его выход соединен с управляющим входом блока 4 перестройки частоты, а третий выход - с входом синхронизатора 5.The first output of the information processing device 17 is connected to the control input of the antenna 1, its second output is connected to the control input of the frequency tuning unit 4, and the third output is connected to the input of the synchronizer 5.

Первый и второй информационные выходы антенны 1 по сигналам угла азимута и угла места соединены соответственно с первыми и вторыми входами устройства 17 обработки информации и вычислителя 10 доплеровской частоты, на третий вход которого поступают значения скорости носителя от бортовой навигационной системы.The first and second information outputs of the antenna 1, according to the azimuth and elevation angle signals, are connected respectively to the first and second inputs of the information processing device 17 and the Doppler frequency calculator 10, to the third input of which the carrier speed values from the on-board navigation system are received.

Ко второму выходу синхронизатора 5 подключены управляющий вход передатчика 3 и третий вход устройства 17 обработки информации. К третьему выходу синхронизатора 5 подключены управляющие входы блока 9 стробирования по дальности и устройства 17 обработки информации, а к четвертому - вход тактовых импульсов (второй) преобразователя 11 "код-частота".To the second output of the synchronizer 5 is connected to the control input of the transmitter 3 and the third input of the information processing device 17. The third inputs of the synchronizer 5 are connected to the control inputs of the range gating unit 9 and the information processing device 17, and the fourth is the input of clock pulses of the (second) code-to-frequency converter 11.

Первый выход блока 4 перестройки частоты подключен также к входу управления коммутатора 13, а второй его выход соединен с четвертыми входами вычислителя 10 доплеровской частоты и устройства 17 обработки информации.The first output of the frequency adjustment unit 4 is also connected to the control input of the switch 13, and its second output is connected to the fourth inputs of the Doppler frequency calculator 10 and the information processing device 17.

На фиг.2 представлена структурная схема блока 4 перестройки частоты, где приняты следующие обозначения:Figure 2 presents the structural diagram of the block 4 frequency adjustment, where the following notation:

18 - генератор шумового напряжения,18 is a noise voltage generator,

19 - усилитель-ограничитель,19 - amplifier limiter

20 - счетчик,20 is a counter

21 - первый элемент И,21 - the first element And

22 - регистр,22 - register

23 - дешифратор,23 - decoder,

24 - делитель частоты импульсов,24 - pulse frequency divider,

25 - второй элемент И,25 - the second element And

26 - ключевой блок,26 is a key block,

27 - элемент задержки.27 is a delay element.

На схеме по фиг.2 последовательно соединены генератор 18 шумового напряжения, усилитель-ограничитель 19, счетчик 20, первый элемент И 21, регистр 22 и дешифратор 23.In the diagram of FIG. 2, a noise voltage generator 18, a limiter amplifier 19, a counter 20, a first AND element 21, a register 22 and a decoder 23 are connected in series.

Второй вход первого элемента И 21 соединен с выходом ключевого блока 26, второй вход которого образует второй (управляющий) вход блока 4 перестройки частоты, первый (синхронизирующий) вход которого соединен через делитель 24 частоты импульсов с первым входом второго элемента И 25 и через элемент 27 задержки - к его второму входу. Выход второго элемента И 25 соединен с входом ключевого блока 26.The second input of the first element And 21 is connected to the output of the key unit 26, the second input of which forms the second (control) input of the frequency adjustment unit 4, the first (synchronizing) input of which is connected via the pulse frequency divider 24 to the first input of the second element And 25 and through the element 27 delays - to his second entrance. The output of the second element And 25 is connected to the input of the key block 26.

Выход дешифратора 23 образует первый выход блока 4 перестройки частоты, а выход регистра 22 - его второй выход.The output of the decoder 23 forms the first output of the frequency tuning unit 4, and the output of the register 22 forms its second output.

На фиг.3 представлена структурная схема преобразователя 11 код-частота, где приняты следующие обозначения:Figure 3 presents the structural diagram of the Converter 11 code-frequency, where the following notation:

23 - дешифратор,23 - decoder,

29 - управляемый делитель,29 - controlled divider

30 - фильтр нижних частот,30 - low pass filter,

На схеме по фиг.3 последовательно соединены дешифратор 28, управляемый делитель 29 и фильтр 30 нижних частот. Первый и второй входы преобразователя 11 код-частота образованы соответственно входом дешифратора 28 и вторым входом управляемого делителя 29, а выход фильтра 30 нижних частот образует выход преобразователя 11.In the diagram of FIG. 3, a decoder 28, a controlled divider 29, and a low-pass filter 30 are connected in series. The first and second inputs of the code-frequency converter 11 are formed respectively by the input of the decoder 28 and the second input of the controlled divider 29, and the output of the low-pass filter 30 forms the output of the converter 11.

На фиг.4 представлена структурная схема двойного балансного модулятора (ДБМ) 12, где приняты следующие обозначения:Figure 4 presents the structural diagram of a double balanced modulator (DBM) 12, where the following notation:

31, 33 - фазовращатели на угол

Figure 00000049
31, 33 - phase shifters at an angle
Figure 00000049

32, 34 - перемножители,32, 34 - multipliers,

35 - сумматор.35 - adder.

На схеме по фиг.4 первый вход двойного балансного модулятора 12 соединен с первым входом перемножителя 32 непосредственно, а с первым входом перемножителя 34 - через первый фазовращатель 31, второй вход ДБМ 12 соединен со вторым входом второго перемножителя 34 непосредственно, а со вторым входом первого перемножителя 32 - через фазовращатель 33. Выходы перемножителей 32 и 34 соединены с соответствующими входами сумматора 35, выход которого является выходом ДБМ 12.In the diagram of Fig. 4, the first input of the double balanced modulator 12 is connected directly to the first input of the multiplier 32, and through the first phase shifter 31 to the first input of the multiplier 34, the second input of the DBM 12 is connected directly to the second input of the second multiplier 34, and to the second input of the first the multiplier 32 through the phase shifter 33. The outputs of the multipliers 32 and 34 are connected to the corresponding inputs of the adder 35, the output of which is the output of the DBM 12.

На фиг.5 представлена схема программы устройства 17 обработки информации, где обозначено:Figure 5 presents the program diagram of the device 17 information processing, where indicated:

36 - команда блоку 4 перестройки частоты - работа на постоянной частоте fi= const,36 - command to block 4 frequency adjustment - work at a constant frequency f i = const,

37 - селекция дипольных облаков по правилу:37 - selection of dipole clouds according to the rule:

если

Figure 00000050
то цель - дипольное облако, где
Figure 00000051
граничные частоты спектра в q-м канале дальности, в котором обнаружена цель,if
Figure 00000050
then the goal is a dipole cloud, where
Figure 00000051
the boundary frequencies of the spectrum in the q-th range channel in which the target is detected,

38 - команда блоку 4 перестройки частоты - работа с перестройкой частоты,38 - command to block 4 frequency adjustment - work with frequency adjustment,

39 - селекция уголковых отражателей по правилу:39 - selection of corner reflectors according to the rule:

если

Figure 00000052
, то j-я цель - истинная, здесьif
Figure 00000052
, then the j-th goal is true, here

Figure 00000053
Figure 00000053

где Sm+1=S1,where S m + 1 = S 1 ,

40 - проверка выполнения условия40 - verification of the condition

Figure 00000054
Figure 00000054

41 - накопление мощностей частотных составляющих mi<m пачек отраженных сигналов с формированием сигналов41 - accumulation of power frequency components m i <m packets of reflected signals with the formation of signals

Figure 00000055
Figure 00000055

42 - нахождение координат контура j-ой цели на плоскости (r, q),42 - finding the coordinates of the contour of the j-th target on the plane (r, q),

43 - определение параметров a, d прямой rj(q)=aq+d - продольной оси радиолокационного изображения НК,43 - determination of the parameters a, d of the line r j (q) = aq + d - the longitudinal axis of the radar image of the NK,

44 - нахождение значений информативных признаков j-ой цели, в частности длины Lj и ширины Вj радиолокационного образа,44 - finding the values of informative features of the j-th target, in particular the length L j and the width B j of the radar image,

45 - проверка выполнения условия q1-q2≥r(q2)-r(q1), если "нет" - 46 - круговая перестановка и повторение операций 39-41;45 - verification of the fulfillment of the condition q 1 -q 2 ≥r (q 2 ) -r (q 1 ), if "no" - 46 - circular permutation and repetition of operations 39-41;

47 - принятие решения о классе цели - главная или не главная ("да", "нет");47 - making a decision about the class of the goal - the main or not the main ("yes", "no");

48 - проверка выполнения условия j<N, если "да", переход к следующей цели, если "нет" - "конец работы", где N - количество целей, принятых за истинные и удовлетворяющих условию п.40.48 - verification of the fulfillment of condition j <N, if “yes”, transition to the next goal, if “no” - “end of work”, where N is the number of goals accepted as true and satisfying the condition of clause 40.

На фиг.6 представлены осциллограммы сигналов на выходах синхронизатора 5. Здесь приняты следующие обозначения:Figure 6 presents the waveforms of the signals at the outputs of the synchronizer 5. Here, the following notation:

49 - осциллограмма импульсов управления блоком 4 перестройки частоты с периодом Tп, со временем упреждения t1≪Тп, относительно начала периода повторения и длительностью τ0≪t1 - на первом выходе синхронизатора 5;49 is an oscillogram of control pulses of frequency tuning unit 4 with a period T p , with lead time t 1 ≪ T p , relative to the beginning of the repetition period and duration τ 0 ≪ t 1 - at the first output of synchronizer 5;

50 - осциллограмма импульсов управления передатчиком 3 и устройством 17 обработки информации с периодом Тп с началом в момент начала периода повторения и длительностью Ти≪Тп - на втором выходе синхронизатора 5;50 is an oscillogram of the control pulse of the transmitter 3 and the information processing device 17 with a period T p starting at the beginning of the repetition period and duration T and ≪T p at the second output of the synchronizer 5;

51 - осциллограммы импульсов управления блоком 9 стробирования по дальности и устройством 17 обработки информации, представляющие собой периодические последовательности из примыкающих друг к другу импульсов с периодом Тп, началом последовательности в момент

Figure 00000056
относительно начала периода повторения, длительностью импульсов
Figure 00000057
и числом импульсов в последовательности51 - waveforms of the control pulses of the range gating unit 9 and the information processing device 17, which are periodic sequences of adjacent pulses with a period T p , the beginning of the sequence at the time
Figure 00000056
relative to the beginning of the repetition period, pulse duration
Figure 00000057
and the number of pulses in the sequence

Figure 00000058
Figure 00000058

где Rmax, Rmin - максимальная и минимальная дальности зоны обзора соответственно на третьем выходе синхронизатора 5;where R max , R min - the maximum and minimum ranges of the field of view, respectively, at the third output of the synchronizer 5;

52 - осциллограммы тактовых импульсов для управления преобразователем 11 код-частота с периодом Т=τc≪Тп и длительностью τт≪Т на четвертом выходе синхронизатора 5.52 - oscillograms of clock pulses for controlling the converter 11 code-frequency with a period of T = τ c ≪T p and a duration of τ t ≪T at the fourth output of the synchronizer 5.

На фиг.7 представлена структурная схема синхронизатора 5, где приняты следующие обозначения:Figure 7 presents the structural diagram of the synchronizer 5, where the following notation:

53 - генератор тактовых импульсов,53 - clock generator,

54 - счетчик,54 - counter

55 - дешифратор,55 - decoder,

56 - блок триггеров.56 - block triggers.

На схеме по фиг.7 последовательно соединены генератор 53 тактовых импульсов, счетчик 54, дешифратор 55 и блок триггеров 56, первый, второй и третий выходы которого образуют одноименные выходы синхронизатора 5. Выход генератора 53 тактовых импульсов соединен также с четвертый выходом синхронизатора 5, а вход синхронизатора соединен с входом управления дешифратора 53.In the diagram of Fig. 7, a clock generator 53, a counter 54, a decoder 55, and a trigger block 56 are connected in series, the first, second, and third outputs of which form the outputs of the same name 5. The output of the clock generator 53 is also connected to the fourth output of the synchronizer 5, and the input of the synchronizer is connected to the control input of the decoder 53.

В качестве антенны 1 может выть применена зеркальная антенна [6, стр.46], управляемая следящим приводом в горизонтальной и вертикальной плоскостях по командам, поступающим от устройства 17 обработки информации.As an antenna 1, a mirror antenna can be used [6, p. 46], controlled by a servo drive in horizontal and vertical planes according to commands received from the information processing device 17.

Антенный переключатель 2 может быть выполнен на основе ферритового Y-циркулятора [6, стр.46].Antenna switch 2 can be made on the basis of a ferrite Y-circulator [6, p. 46].

Передатчик 3 представляет собой усилительную цепочку, состоящую из последовательно соединенных возбудителя и усилителя мощности, управляемого импульсным модулятором, при этом возбудитель может быть выполнен по схеме, приведенной в патента №2083995 РФ от 27.12.94, фиг.2, состоящей из m=nf усилительно-умножительных цепочек кварцованных частот, коммутируемых кодовыми сигналами, поступающими с блока 4 перестройки частоты, генератора опорной частоты и смесителей, а усилитель мощности в зависимости от требуемой мощности и полосы усиливаемых частот реализуется на основе электровакуумного прибора (амплитрон, лампа бегущей волны и т.п.) или полупроводникового прибора [7, стр.19-52] и импульсного модулятора, построенного по известным схемам [7, стр.103-107].The transmitter 3 is an amplification chain consisting of a pathogen and a power amplifier connected in series with a pulse modulator, and the pathogen can be made according to the scheme shown in RF patent No. 2083995 of 12/27/94, figure 2, consisting of m = n f amplification-multiplying chains of quartz frequencies commuted by code signals from the frequency tuning unit 4, the reference frequency generator and mixers, and the power amplifier, depending on the required power and the band of amplified frequencies p It is realized on the basis of an electrovacuum device (an amplitron, a traveling wave lamp, etc.) or a semiconductor device [7, p. 19-52] and a pulse modulator constructed according to well-known schemes [7, p. 103-107].

Приемник 6 представляет собой последовательное соединение усилителя высокой частоты, вход которого является первым входом приемника, смесителя, гетеродинный вход которого является вторым входом приемника, и усилителя промежуточной частоты, выход которого является выходом приемника.Receiver 6 is a serial connection of a high-frequency amplifier, the input of which is the first input of the receiver, a mixer, the local oscillator input of which is the second input of the receiver, and an intermediate-frequency amplifier, the output of which is the output of the receiver.

Формирователи 141, 142,..., 14m комплексной огибающей могут быть построены на основе последовательного соединения пиковых детекторов, осуществляющих расширение импульсов сигнала, и низкочастотных фильтров (в обоих квадратурных каналах).The complex envelope shapers 14 1 , 14 2 , ..., 14 m can be constructed on the basis of a series connection of peak detectors that expand the signal pulses and low-pass filters (in both quadrature channels).

Фильтры 151, 152,..., 15m доплеровских частот представляют собой многоканальные фильтры с числом каналов М, равным числу когерентно обрабатываемых импульсов.Filters 15 1 , 15 2 , ..., 15 m Doppler frequencies are multichannel filters with the number of channels M equal to the number of coherently processed pulses.

Радиолокационная станция, реализующая заявленный способ обнаружения и классификации надводных целей, работает следующим образом.A radar station that implements the claimed method for the detection and classification of surface targets, operates as follows.

Передатчик 3 генерирует когерентные импульсные зондирующие сигналы с несущей частотой, управляемой блоком 4 перестройки частоты, эти сигналы, проходят через антенный переключатель 2 в антенну 1, излучаются в пространство. Координаты целей (дальность Rj и угол βj), обнаруженных в процессе поиска, поступают с третьего и первого выходов устройства 17 обработки информации на входы синхронизатора 5 и привода антенны 1 соответственно и определяют расположение зон обзора при классификации целей.The transmitter 3 generates coherent pulsed sounding signals with a carrier frequency controlled by the frequency tuning unit 4, these signals pass through the antenna switch 2 to the antenna 1, are emitted into space. The coordinates of the targets (range R j and angle β j ) detected during the search are received from the third and first outputs of the information processing device 17 to the inputs of the synchronizer 5 and the drive of the antenna 1, respectively, and determine the location of the viewing zones when classifying the targets.

Одновременно со второго выхода устройства 17 обработки информации на второй вход блока 4 перестройки частоты поступает команда "работа на постоянной несущей частоте", при этом производится селекция дипольных облаков.At the same time, from the second output of the information processing device 17, the command “work on a constant carrier frequency” is received at the second input of the frequency tuning unit 4, and at the same time, dipole clouds are selected.

Блок 4 перестройки частоты работает следующим образом (фиг.2).Block 4 frequency adjustment works as follows (figure 2).

Генератор 18 шумового напряжения, построенный, например, на основе шумового диода, генерирует колебания шумов с шириной спектра, значительно превосходящей частоту повторения (Δfш≫Fп). Далее эти колебания усиливаются и ограничиваются в усилителе-ограничителе 19 и поступают на счетчик 20, который осуществляет счет, например, положительных фронтов по модулю m и имеет, таким образом, m равновероятных состояний. Синхроимпульсы, поступающие с первого выхода синхронизатора 5 на первый вход блока 4 перестройки частоты через период повторения Тп с упреждением на время t1 относительно начала следующего периода, приходят на делитель 24 частоты импульсов, который может быть построен, например, на основе счетчика, и делит частоту повторения в М раз, а также - через элемент 27 задержки на время фронта - на вход элемента И 25, на другой вход которого приходят импульсы с периодом МТп с выхода делителя 24, в результате чего на выходе элемента И 25 формируются импульсы с периодом МТп, и с упреждением на t1 относительно начала следующего периода повторения зондирующих импульсов.The noise voltage generator 18, constructed, for example, on the basis of a noise diode, generates noise oscillations with a spectral width significantly exceeding the repetition frequency (Δf w ≫F p ). Further, these oscillations are amplified and limited in the amplifier-limiter 19 and fed to the counter 20, which counts, for example, positive edges modulo m and, thus, has m equiprobable states. The clock pulses coming from the first output of the synchronizer 5 to the first input of the frequency tuning unit 4 through the repetition period T p with a lead time of t 1 relative to the beginning of the next period come to the pulse frequency divider 24, which can be constructed, for example, based on the counter, and divides the repetition rate by M times, and also through the delay element 27 by the edge time, to the input of the And 25 element, to the other input of which pulses with a period of MT p come from the output of the divider 24, as a result of which pulses are formed at the output of the And 25 element with a period of MT p , and with a lead of t 1 relative to the beginning of the next repetition period of the probe pulses.

Эти импульсы проходят через ключевой блок 26, открытый при наличии на его управляющем входе управляющей команды "работа с перестройкой частоты", поступающей на второй вход блока 4 перестройки частоты, и открывают элемент И 21, через который показания счетчика 20 записываются в регистр 22 и преобразуются в дешифраторе 23 в параллельный код с числом разрядов m, где ненулевым является лишь один из m разрядов, который сохраняется в течение, по крайней мере, М периодов повторения и определяет значения частот сигнала fгi гетеродина в следующей пачке из M импульсов.These pulses pass through the key block 26, open when there is a “frequency switcher operation” control command at its control input that goes to the second input of the frequency switcher 4, and open the And 21 element, through which the readings of the counter 20 are recorded in register 22 and converted in the decoder 23 into a parallel code with the number of bits m, where only one of m bits is nonzero, which is stored for at least M repetition periods and determines the frequency frequencies of the signal f Гi of the local oscillator in the next packet of M pulses.

При поступлении на вход управления ключевого блока 26 через второй вход блока 4 перестройки частоты команды от устройства 17 "работа на частоте fi=const" блок 26 закрывается, импульсы на второй вход элемента И 21 больше не поступают, и новые показания счетчика 20 перестают поступать на регистр 22, так что его код и код на выходе дешифратора 23 остаются неизменными и, следовательно, частоты fi и fгi также остаются постоянными до изменения команды на втором входе блока 4, при этом во всех случаях выполняется соотношение

Figure 00000059
When entering the control input of the key block 26 through the second input of the frequency adjustment unit 4 of the command from the device 17 "operation at the frequency f i = const", the block 26 closes, the pulses to the second input of the And 21 element no longer arrive, and the new meter 20 readings cease to arrive to the register 22, so that its code and the code at the output of the decoder 23 remain unchanged and, therefore, the frequencies f i and f gi also remain constant until the command changes at the second input of block 4, and in all cases the relation
Figure 00000059

Отраженные от цели сигналы поступают из антенны 1 через третье плечо антенного переключателя 2 на вход приемника 6, где усиливаются на высокой частоте, преобразуются на промежуточную частоту под действием колебаний гетеродинной частоты fгi, поступающих на гетеродинный вход приемника 6 со второго выхода передатчика 3, и после усиления на промежуточной частоте поступают с выхода приемника на сигнальный вход двухканального фазового детектора 7, на вход колебаний опорной частоты которого приходят колебания частоты fпч+Fд, образующиеся в двойном балансном модуляторе 12.The signals reflected from the target are received from the antenna 1 through the third arm of the antenna switch 2 to the input of the receiver 6, where they are amplified at a high frequency, converted to an intermediate frequency under the action of oscillations of the local oscillation frequency f gi , received at the local oscillator input of the receiver 6 from the second output of the transmitter 3, and after amplification at an intermediate frequency, they come from the output of the receiver to the signal input of the two-channel phase detector 7, to the input of the oscillations of the reference frequency of which the oscillations of the frequency f pc + F d come in New Balanced Modulator 12.

Двойной балансный модулятор 12 работает следующим образом (фиг.4).Dual balanced modulator 12 operates as follows (figure 4).

На первый вход ДБМ 12 поступают колебания частоты Доплера Fд, соответствующей радиальной скорости носителя РЛС в направлении на наблюдаемую цель. Они формируются в преобразователе 11 код-частота (см. ниже). Эти колебания, выражающееся в виде

Figure 00000060
приходят на фазовращатель 31, на выходе которого они сдвигаются по фазе на
Figure 00000061
приобретают вид Uдsin(2πFдt-φд), после чего попадают на первый вход перемножителя 34, на второй вход которого приходят со второго входа ДБМ 12 из возбудителя передатчика 3 колебания промежуточной частоты, имеющие вид Uпчcos(2πFпчt-φпч). В результате перемножения на выходе перемножителя 34 появляется напряжение kUпчUдsin(2πFдt-φд)cos(2πFпчt-φпч), которое поступает на вход сумматора 35. Аналогично колебания промежуточной частоты, поступающие на второй вход ДБМ 12, сдвигаются по фазе фазовращателем 33 и попадают на второй вход перемножителя 32, на первый вход которого поступают колебания частоты Доплера Fд с первого входа ДБМ 12. В результате перемножения на выходе перемножителя 32 образуется напряжение kUпчUдcos(2πFдt-φд)sin(2πFпчt-φпч), которое попадает на другой вход сумматора 35.The first input of the DBM 12 receives the oscillation of the Doppler frequency F d corresponding to the radial speed of the radar carrier in the direction of the observed target. They are formed in the converter 11 code-frequency (see below). These fluctuations, expressed as
Figure 00000060
come to the phase shifter 31, at the output of which they are phase shifted by
Figure 00000061
take the form of U d sin (2πF d t-φ d), and then fall to a first input of multiplier 34, to the second input of which comes from the second input DBM 12 of the transmitter exciter 3 fluctuations of the intermediate frequency of the form U nv cos (2πF pch t -φ pch ). As a result of multiplying the output of multiplier 34 receive voltage kU pch U d sin (2πF d t-φ e) cos (2πF IF t-φ nq), which is input to the adder 35. Similarly, the intermediate frequency vibrations input to the second input of the DBM 12 , phase shifted by phase shifter 33 and fall to a second input of multiplier 32, a first input of which the oscillation frequency F d Doppler received from the first input DBM 12. As a result of multiplying the output of the multiplier 32 forms the voltage U d kU nv cos (2πF d t-φ d ) sin (2πF pch t-φ pch ), which falls on the other input of the adder 35.

В результате суммирования на выходе сумматора 35 образуется напряжение опоры Uоп с частотой fпч+Fд, которое имеет видAs a result of the summation at the output of the adder 35, the voltage of the support U op with a frequency f pc + F d is formed , which has the form

Figure 00000062
Figure 00000062

где обозначено Uоп=UпчUд.where designated U op = U P U d

Колебания частоты Fд формируются в преобразователе 11 код-частота, который работает следующим образом (фиг.3).Fluctuations in the frequency F d are formed in the converter 11 code-frequency, which operates as follows (figure 3).

На второй вход преобразователя 11 поступают тактовые импульсы кварцованной частоты с четвертого выхода синхронизатора 5, которые приходят на сигнальный вход управляемого делителя 29 частоты, выполненного на основе счетчика. На управляющий вход делителя 29 с первого входа преобразователя 11 через дешифратор 28 приходят управляющие сигналы, определяющие коэффициент деления частоты, который соответствует значению частоты Fд, поступающей из вычислителя 10 доплеровской частоты, где она вычисляется в соответствии с выражением

Figure 00000063
, по поступающим на входы вычислителя 10 значениям скорости V носителя, несущей частоты fi и угла βj. Прямоугольные импульсы в форме меандра с требуемой частотой поступают с выхода делителя 29 частоты на фильтр 30 нижних частот, выделяющий первую гармонику, синусоидальные колебания требуемой частоты поступают на выход преобразователя 11 код-частота, соединенный с входом ДБМ 12.The second input of the Converter 11 receives the clock pulses of the quartz frequency from the fourth output of the synchronizer 5, which come to the signal input of a controlled frequency divider 29, made on the basis of the counter. The control input of the divider 29 from the first input of the converter 11 through the decoder 28 receives control signals that determine the frequency division coefficient, which corresponds to the frequency value F d coming from the Doppler frequency calculator 10, where it is calculated in accordance with the expression
Figure 00000063
, according to the values of the carrier speed V, the carrier frequency f i and the angle β j coming to the inputs of the calculator 10. Rectangular pulses in the form of a meander with the required frequency are supplied from the output of the frequency divider 29 to the low-pass filter 30 that selects the first harmonic, sinusoidal oscillations of the required frequency are fed to the output of the code-frequency converter 11 connected to the input of the DBM 12.

Далее, как описано выше, в ДБМ 12 образуются колебания частоты fпч+Fд, поступающие на вход опорной частоты фазового детектора 7, состоящего из двух идентичных фазовых детекторов, на которые колебания опорной частоты поступают со сдвигом на

Figure 00000064
один относительно другого вследствие прохождения через специальный фазовращатель в цепи опорного напряжения одного из них. На выходе фазового детектора 7 образуются когерентные видеосигналы в двух квадратурных каналах, в которых проведена компенсация доплеровской частоты, соответствующей проекции скорости V носителя в направлении оси диаграммы направленности антенны при наблюдении j-ой цели.Further, as described above, in the DBM 12, frequency oscillations f pc + F d are generated, which are fed to the input of the reference frequency of the phase detector 7, consisting of two identical phase detectors, to which the oscillations of the reference frequency are shifted by
Figure 00000064
one relative to the other due to passage through a special phase shifter in the voltage reference circuit of one of them. At the output of the phase detector 7, coherent video signals are generated in two quadrature channels, in which the Doppler frequency compensation is performed corresponding to the projection of the carrier velocity V in the direction of the antenna pattern axis when observing the jth target.

Эти видеосигналы усиливаются в блоке 8 видеоусилителей, состоящем из двух видеоусилителей, полоса которых согласована с шириной спектра принимаемых видеоимпульсов, и попадают в блок 9 стробирования по дальности, в котором они стробируются по дальности в обоих квадратурным каналах, при этом в каждом из них образуется

Figure 00000065
каналов дальности благодаря стробам, поступающим с третьего выхода синхронизатора 5 на вход блока 9 стробирования по дальности.These video signals are amplified in block 8 of video amplifiers, consisting of two video amplifiers, the band of which is consistent with the width of the spectrum of the received video pulses, and fall into block 9 of the gating range, in which they are gated in range in both quadrature channels, while in each of them is formed
Figure 00000065
range channels due to the gates coming from the third output of the synchronizer 5 to the input of the range gating unit 9.

Квадратурные составляющие импульсных видеосигналов от стробируемой цели подаются на входы коммутатора 13, осуществляющего подключение к входу одного из m каналов обработки в зависимости от номера (кода) несущей частоты, поступающего на вход управления коммутатора 13 с выхода блока 4 перестройки частоты.The quadrature components of the pulsed video signals from the gated target are fed to the inputs of the switch 13, which connects to the input of one of the m processing channels depending on the number (code) of the carrier frequency that is input to the control input of the switch 13 from the output of the frequency tuning unit 4.

Обработка видеосигналов от стробируемой цели начинается в блоке 14 формирования комплексной огибающей, в котором осуществляется формирование комплексной огибающей путем расширения импульсов (с помощью пикового детектирования) и низкочастотной фильтрации (в обоих квадратурных каналах).The processing of video signals from the gated target begins in block 14 of the formation of the complex envelope, in which the complex envelope is formed by expanding the pulses (using peak detection) and low-pass filtering (in both quadrature channels).

Образовавшиеся таким образом квадратурные компоненты комплексной огибающей расфильтровываются затем по доплеровской частоте в многоканальном фильтре 15 доплеровских частот с числом каналов М, равным числу когерентно накапливаемых периодов повторения.The quadrature components of the complex envelope thus formed are then filtered by the Doppler frequency in a multichannel filter of 15 Doppler frequencies with the number of channels M equal to the number of coherently accumulated repetition periods.

С выходов всех М каналов ФДЧ 15 расфильтрованные сигналы попадают в многоканальный детектор 16 частотных составляющих, в котором происходит амплитудное детектирование сигналов во всех М каналах, так что блоки 15 и 16 образуют, по существу, спектроанализатор.From the outputs of all M channels of the PDF 15, the filtered signals enter a multichannel detector 16 of the frequency components, in which the amplitude detection of signals in all M channels occurs, so that the blocks 15 and 16 form essentially a spectrum analyzer.

Далее, сигналы с выходов всех детекторов 16 частотных составляющих в каждом из каналов дальности попадают в устройство 17 обработки информации, работа которого описана выше (см. фиг.5).Further, the signals from the outputs of all the detectors 16 of the frequency components in each of the range channels fall into the information processing device 17, the operation of which is described above (see Fig. 5).

После окончания первого этапа селекции - селекции дипольных облаков, которая производится на постоянной несущей частоте, по команде, поступающей со второго выхода устройства 17 на второй вход блока 4 перестройки частоты, последний переходит в режим перестройки частоты от пачки к - пачке из М импульсов. Это достигается путем открывания ключевого блока 26 (фиг.2), как описано выше.After the end of the first stage of selection - selection of dipole clouds, which is performed at a constant carrier frequency, by the command from the second output of the device 17 to the second input of the frequency tuning unit 4, the latter switches to the frequency tuning mode from a burst to - a burst of M pulses. This is achieved by opening the key block 26 (figure 2), as described above.

Далее, в устройстве 17 производится селекция уголковых отражателей и классификация целей, как это описано выше.Further, in the device 17 is the selection of corner reflectors and the classification of targets, as described above.

Работа синхронизатора 5 (фиг.7) состоит в формировании управляющих сигналов (фиг.6), при этом сигнал 52 образуется на выходе генератора 53 тактовых импульсов, соединенного с четвертым выходом синхронизатора 5, а прочие сигналы - с помощью счетчика 54, дешифратора 55 и блока RS-триггеров 56, формирующих сигналы требуемой длительности и задержки упреждения относительно начала периода повторения. При этом, поскольку для различных целей время задержки t2 совокупности строб-импульсов 51 относительно начала периода повторения оказывается различным, требуемые значения t2 поступают для очередной цели с третьего выхода устройства 17 через вход синхронизатора 5 на дешифратор 55.The operation of the synchronizer 5 (Fig.7) consists in the formation of control signals (Fig.6), while the signal 52 is generated at the output of a clock pulse generator 53 connected to the fourth output of the synchronizer 5, and other signals with a counter 54, a decoder 55 and block RS-flip-flops 56, forming signals of the desired duration and delay anticipation relative to the beginning of the repetition period. Moreover, since for various purposes the delay time t 2 of the set of strobe pulses 51 relative to the beginning of the repetition period turns out to be different, the required values of t 2 are received for the next target from the third output of the device 17 through the synchronizer 5 input to the decoder 55.

Техническим преимуществом заявляемого способа обнаружения и классификации надводных целей по сравнении со способом-прототипом является расширение функциональных возможностей, выражающееся в возможности классификации надводных целей не только на "истинные" и "ложные", но и классификации истинных целей на "главные" и "не главные".The technical advantage of the proposed method for the detection and classification of surface targets in comparison with the prototype method is the expansion of functionality, expressed in the ability to classify surface targets not only into "true" and "false", but also to classify true targets into "main" and "not main "

Представленные описание и чертежи позволяют реализовать заявляемый способ при использовании существующей элементной базы и технологии для производства радиотехнических устройств в соответствии с назначением, что характеризует промышленную применимость объекта изобретения.The presented description and drawings make it possible to implement the inventive method using the existing elemental base and technology for the production of radio devices in accordance with the purpose, which characterizes the industrial applicability of the object of the invention.

Список литературыBibliography

1. Бакулев П.А. Радиолокация движущихся целей, М.: Сов. радио, 1964.1. Bakulev P.A. Radar of moving targets, M .: Sov. radio, 1964.

2. Патент США № 4119966, кл. G 01 S 13/52, 1973.2. US Patent No. 4119966, cl. G 01 S 13/52, 1973.

3. Красюк И.П., Розенберг В.И. Корабельная радиолокация и метеорология. Л.; Судостроение, 1970.3. Krasyuk I.P., Rosenberg V.I. Shipborne radar and meteorology. L .; Shipbuilding, 1970.

4. Патент РФ № 2083996, кл., G 01 S 13/524 от 27.06.95, публ. 10.07.97. бюл. № 19, прототип.4. RF patent No. 2083996, class G 01 S 13/524 of 06/27/95, publ. 07/10/97. bull. No. 19, prototype.

5. Реутов А.П., Михайлов Б.А., Кондратенков Г.С., Бойко Б.В. РЛС бокового обзора. М.: Сов. радио, 1970.5. Reutov A.P., Mikhailov B.A., Kondratenkov G.S., Boyko B.V. Radar side view. M .: Sov. radio, 1970.

6. Справочник по радиолокации, ред. М. Сколник, т.2, М.: Сов. радио, 1977.6. Handbook of Radar, ed. M. Skolnik, vol. 2, M .: Sov. radio, 1977.

7. Справочник по радиолокации, ред. М. Сколник, т.3, М.: Сов. радио, 1979.7. Handbook of Radar, ed. M. Skolnik, vol. 3, M .: Sov. radio, 1979.

Claims (2)

1. Способ обнаружения и классификации надводных целей, включающий на первом этапе излучение когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, прием отраженных сигналов, фильтрацию принятых сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих в каждом элементе разрешения по дальности, измерение мощностей частотных составляющих, сравнение результатов измерений с пороговым уровнем, принятие решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощности, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышают первый пороговый уровень, где k - отношение максимальной ожидаемой ширины спектра межпериодных флюктуации сигналов от истинной цели к ширине полосы одной частотной составляющей, включающий на втором этапе излучение когерентных радиоимпульсов в течение n периодов повторения с изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой fi, i=1, 2,..., m, прием отраженных сигналов от целей, принятых за истинные на первом этапе селекции, фильтрацию сигналов на каждой из несущих частот по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерение их мощностей, определение нормированного значения мощностей частотных составляющих, сравнение полученного результата со вторым пороговым уровнем и принятие решения о наличии сигнала от истинной цели при превышении второго порогового уровня, отличающийся тем, что из целей, принятых за истинные на втором этапе селекции, выбирают цели, находящиеся на направлениях βj относительно направления вектора V скорости носителя и удовлетворяющие условию1. A method for detecting and classifying surface targets, including at the first stage emitting coherent radio pulses with a constant carrier frequency, receiving reflected signals, filtering the received signals by Doppler frequency on M equally spaced frequency components in each resolution element by range, measuring the power of frequency components, comparing the results measurements with a threshold level, the decision on the presence of a signal from a true target, if the power of at least one, but not more than k adjacent frequency ulation exceed the first threshold level, where k - the ratio of the maximum expected width range mezhperiodnyh fluctuation of signals from true targets to the bandwidth of one frequency component comprising the second stage emission of coherent radio pulses during n repetition periods varying from pulse to pulse carrier frequency f i, i = 1, 2, ..., m, receiving reflected signals from targets accepted as true at the first stage of selection, filtering the signals at each of the carrier frequencies by the Doppler frequency at M equally spaced parts components, measuring their powers, determining the normalized power values of the frequency components, comparing the result with a second threshold level and deciding whether there is a signal from a true target when the second threshold level is exceeded, characterized in that of the goals accepted as true at the second stage of selection , choose targets located in the directions β j relative to the direction of the carrier velocity vector V and satisfying the condition
Figure 00000066
Figure 00000066
где Ψ0,5 - ширина диаграммы направленности антенны по уровню -3 дБ в плоскости, проходящей через вектор V и направление на j-ю цель, where Ψ 0.5 is the width of the antenna pattern at the level of -3 dB in the plane passing through the vector V and the direction to the j-th target, для их классификации излучают пачки из М зондирующих импульсов, каждый длительностью n периодов повторения несущей частоты f1, изменяя несущую частоту от пачки к пачке зондирующих импульсов и сохраняя ее постоянной внутри пачек и выбирая параметры М, m и n из соотношений:for their classification, bursts of M probe pulses are emitted, each with a duration of n repetition periods of the carrier frequency f 1 , changing the carrier frequency from the burst to the burst of probe pulses and keeping it constant inside the bursts and choosing the parameters M, m and n from the relations:
Figure 00000067
Figure 00000067
Figure 00000068
Figure 00000068
n=m·M,n = m где Rj - наклонная дальность до j-и цели; Fп - частота повторения зондирующих импульсов в пачке; V - скорость носителя РЛС, where R j is the slant range to the j-th target; F p - the repetition frequency of the probe pulses in the packet; V is the speed of the radar carrier, при детектировании принятых сигналов производят компенсацию доплеровского сдвига частоты, соответствующего проекции скорости носителя на направление оси диаграммы направленности при наблюдении j-й цели, осуществляют накопление мощностей частотных составляющих Sirq(r=1, 2,..., М) принятых m1<m пачек импульсов в каждом элементе q разрешения по дальности из диапазона qmin<q<qmax с учетом прогнозируемого изменения координат j-ой цели за время накопления вследствие движения носителя РЛС, формируют сигналы:when detecting the received signals, the Doppler frequency shift corresponding to the projection of the carrier velocity onto the direction of the directional axis axis is compensated when observing the jth target, the capacities of the frequency components S irq (r = 1, 2, ..., M) of the received m 1 < m bursts of pulses in each element q of range resolution from the range q min <q <q max , taking into account the predicted change in the coordinates of the j-th target during the accumulation time due to the movement of the radar carrier, the following signals are generated:
Figure 00000069
Figure 00000069
где qmin, qmax определяются границами зоны обзора по дальности при наблюдении j-ой цели,where q min , q max are determined by the boundaries of the field of view in range when observing the j-th target, находят координаты r1(q), r2(q) контура радиолокационного изображения j-и цели из условийfind the coordinates r 1 (q), r 2 (q) of the contour of the radar image of the j-target from the conditions Z(r1-1, q)<C0 Z (r 1 -1, q) <C 0 Z(r1,q)≥C0 Z (r 1 , q) ≥C 0 Z(r2, q)≥C0 Z (r 2 , q) ≥C 0 z(r2+1, q)<C0 z (r 2 +1, q) <C 0 и граничные - минимальные q1 и максимальные q2 - значения, при которых эти условия выполняются, где С0>0 - пороговый уровень, определяемый допустимой вероятностью ложного срабатывания вследствие шумов и помех,and boundary ones - minimum q 1 and maximum q 2 - the values at which these conditions are satisfied, where С 0 > 0 is the threshold level determined by the admissible probability of false operation due to noise and interference, затем выполняют оценки ракурса αj, j-ой цели и ее максимального продольного и поперечного размеров L, В в соответствии с соотношениямиthen assess the angle α j , j-th target and its maximum longitudinal and transverse dimensions L, B in accordance with the relations
Figure 00000070
Figure 00000070
Figure 00000071
Figure 00000071
Figure 00000072
Figure 00000072
где r(q)=ad+d, а параметры a, d определяются из условияwhere r (q) = ad + d, and the parameters a, d are determined from the condition
Figure 00000073
Figure 00000073
Zср=0,5[Z1(q)+Z2(q)],Z cf = 0.5 [Z 1 (q) + Z 2 (q)], ΔR, ΔХ - размеры элемента разрешения в радиальном (по дальности) и поперечном направлениях соответственно, затем проверяют выполнение условия q2-q1≥r(q2)- r(q1) и, если оно не выполняется, то выполняют перестановки:ΔR, ΔХ are the dimensions of the resolution element in the radial (in range) and transverse directions, respectively, then verify that the condition q 2 -q 1 ≥r (q 2 ) - r (q 1 ) is met and, if it is not satisfied, then perform permutations:
Figure 00000074
Figure 00000074
и повторяют операции нахождения координат контура радиолокационного изображения и операции определения размеров цели до тех пор, пока условие q2-q1≥r(q2)-r(q1) не будет выполнено, после чего принимают решение о классе наблюдаемой цели, считая что она "главная", если выполняется соотношениеand repeat the operation of finding the coordinates of the contour of the radar image and the operation of determining the size of the target until the condition q 2 -q 1 ≥r (q 2 ) -r (q 1 ) is fulfilled, after which they make a decision about the class of the observed target, considering that it is "main" if the relation holds
Figure 00000075
Figure 00000075
где L1, L2, B1, B2 - априорно известные значения длины и ширины радиолокационных изображений "главной" и "не главной" целей соответственно;where L 1 , L 2 , B 1 , B 2 - a priori known values of the length and width of the radar images of the "main" and "not main" targets, respectively; σL, σB - соответствующие априорно известные усредненные среднеквадратичные отклонения,σ L , σ B are the corresponding a priori known average standard deviations, А0 - пороговое значение, выбираемое в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями (и стоимостями) ошибок классификации.And 0 is the threshold value chosen depending on the desired ratio between the probabilities (and costs) of classification errors.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве информативных признаков дополнительно используют координаты наиболее отражающих целей, для чего измеряют допплеровскую частоту Fдj отраженных сигналов, приходящих по направлению βj оси диаграммы направленности антенны относительно направления вектора V скорости носителя РЛС, при
Figure 00000076
где F0 - пороговое значение, определяют координаты носа или кормы наблюдаемой j-ой цели по правилам вида:
2. The method according to claim 1, characterized in that the coordinates of the most reflective targets are additionally used as informative signs, for which the Doppler frequency F dj of the reflected signals arriving in the direction β j of the antenna pattern axis relative to the direction of the radar carrier velocity vector V is measured, at
Figure 00000076
where F 0 is the threshold value, determine the coordinates of the bow or stern of the observed j-th target according to the rules of the form:
при Fдj>0: qн=q1, rн=a·q1+d (нос),for F dj > 0: q n = q 1 , r n = a · q 1 + d (nose), при Fдj<0: qн=q2, rн=a·q2+d (корма)when F dj <0: q n = q 2 , r n = a · q 2 + d (feed) сравнивают между собой накопленные значения сигналов Z (r, q), определяют координаты r*i,q*j их максимальных значений, где i=1, 2,..., u, u≥0, находят расстояния этих точек от носа, по правилам:compare the accumulated values of the signals Z (r, q), determine the coordinates r * i , q * j of their maximum values, where i = 1, 2, ..., u, u≥0, find the distances of these points from the nose, according to the rules:
Figure 00000077
- по продольной оси,
Figure 00000077
- along the longitudinal axis,
Figure 00000078
- в поперечном направлении,
Figure 00000078
- in the transverse direction,
и принимают решение о классе наблюдаемой цели по правилу:and decide on the class of the observed target according to the rule: еслиif
Figure 00000079
Figure 00000079
то цель - "главная",then the goal is "main", где l01i, l02i, В01i, В02i - априорно известные усредненные внутри классов расстояния наиболее отражающих точек от носа надводного корабля в продольном и поперечном направлениях для классов "главных" и не "главных" целей соответственно,where l 01i , l 02i , B 01i , B 02i are the a priori known distances averaged inside the classes of the most reflecting points from the bow of the surface ship in the longitudinal and transverse directions for the classes of "main" and not "main" targets, respectively, σli, σbi - соответствующие усредненные среднеквадратичные отклонения, A1 - пороговое значение, выбираемое в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями (и стоимостями) ошибок классификации.σ li , σ bi are the corresponding averaged standard deviations, A 1 is a threshold value chosen depending on the desired relationship between the probabilities (and costs) of classification errors.
RU2005113362/09A 2005-05-03 2005-05-03 Method of detection and classification of surface targets RU2287840C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113362/09A RU2287840C1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 Method of detection and classification of surface targets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113362/09A RU2287840C1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 Method of detection and classification of surface targets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2287840C1 true RU2287840C1 (en) 2006-11-20

Family

ID=37502442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005113362/09A RU2287840C1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 Method of detection and classification of surface targets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2287840C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2514154C1 (en) * 2012-09-04 2014-04-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for recognition of false targets caused by self-generated noise of mobile carrier
RU2541158C2 (en) * 2009-02-19 2015-02-10 Еадс Дойчланд Гмбх Object identification and classification method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541158C2 (en) * 2009-02-19 2015-02-10 Еадс Дойчланд Гмбх Object identification and classification method
RU2514154C1 (en) * 2012-09-04 2014-04-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for recognition of false targets caused by self-generated noise of mobile carrier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2317565C2 (en) Mode of detection of several targets used first of all in survey radars with large quantity of beams formed along the angle of place
EP0446678B1 (en) Polystatic correlating radar
US9933518B2 (en) FMCW radar having distance range graduation
US5784026A (en) Radar detection of accelerating airborne targets
EP2182375A1 (en) A combined direction finder and radar system, method and computer program product
US5703592A (en) Method and apparatus for estimating the detection range of a radar
US10663561B2 (en) Radar signal processing device
RU2315332C1 (en) Radiolocation station
US10274596B2 (en) Method and system for FMCW radar altimeter system height measurement resolution improvement
RU2287840C1 (en) Method of detection and classification of surface targets
US6369748B1 (en) Radar system mounted on vehicle
RU2449309C1 (en) Abstract
RU2099739C1 (en) Radar
RU119126U1 (en) DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM
RU54679U1 (en) RADAR STATION
RU2408028C1 (en) Method for surveillance of radar station zones
CN109343047B (en) Measurement method for improving target angle detection accuracy of pulse system measurement system
US10845475B2 (en) Method of measuring azimuth of radar target
RU2083996C1 (en) Method of selection of surface targets
RU2362182C1 (en) Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation
RU2410713C2 (en) Method of detecting range-extended target and device for realising said method
JP2000098028A (en) Radar
RU2691771C1 (en) Method of detecting ground moving targets by onboard radar
Malanowski et al. Optimization of confirmation time of bistatic tracks in passive radar
RU2490662C2 (en) Method for radar detection of targets and device for realising said method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120504