RU2730182C1 - Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode - Google Patents
Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2730182C1 RU2730182C1 RU2019126236A RU2019126236A RU2730182C1 RU 2730182 C1 RU2730182 C1 RU 2730182C1 RU 2019126236 A RU2019126236 A RU 2019126236A RU 2019126236 A RU2019126236 A RU 2019126236A RU 2730182 C1 RU2730182 C1 RU 2730182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- range
- radial velocity
- signal
- surveys
- target
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/04—Systems determining presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
- G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
- G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
- G01S13/53—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi performing filtering on a single spectral line and associated with one or more range gates with a phase detector or a frequency mixer to extract the Doppler information, e.g. pulse Doppler radar
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
- G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
- G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
- G01S7/2927—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods by deriving and controlling a threshold value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Способ многообзорного накопления сигнала в РЛС при обнаружении воздушных целей в импульсно-доплеровском (ИД) режиме относится к области радиолокации и, конкретно, к способам обнаружения движущихся целей. Способ может использоваться в наземных и авиационных РЛС обнаружения воздушных целей, осуществляющих последовательный обзор пространства, и работающих в режиме высокой частоты повторения импульсов [1, с. 178].The method of multi-view accumulation of the signal in the radar when detecting air targets in the pulse-Doppler (ID) mode relates to the field of radar and, in particular, to methods of detecting moving targets. The method can be used in ground and aviation radars for detecting air targets, carrying out a sequential survey of space, and operating in a high pulse repetition rate mode [1, p. 178].
Известен способ некогерентного экстремального накопления-обнаружения сигнала в ИД РЛС [2]. Суть известного способа заключается в следующем.The known method of incoherent extreme accumulation-detection of a signal in the ID of the radar [2]. The essence of the known method is as follows.
Известный способ заключается в когерентно-доплеровской фильтрации сигналов в каждом элементе разрешения по дальности и радиальной скорости и формирование матрицы дальность - радиальная скорость, содержащей амплитуды сигналов. Гипотезу о присутствии цели в текущем обзоре для каждого канала радиальной скорости принимают в случае принятия хотя бы одной из частных гипотез. Частную гипотезу принимают, если достаточная статистика превышает пороговое значение. Достаточную статистику формируют путем суммирования модулей максимальных значений амплитуд сигнала из выборок канала радиальной скорости, полученных в смежных обзорах одного углового направления. Объем выборок ограничивают стробами дальности, которые формируют обратной экстраполяцией дальности, относительно элемента разрешения по дальности с максимальной амплитудой сигнала в текущем обзоре на основе оценок его дальности, радиальной скорости и ошибки ее измерения, периода обзора и принятой гипотезы движения цели. Для текущего обзора строб дальности совпадает со всем анализируемым интервалом дальностей. Частными гипотезами являются гипотезы о присутствии сигнала цели только в текущем обзоре, текущем и предыдущем обзоре, текущем и двух предыдущих обзорах и так далее, число проверяемых частных гипотез определяют равным порядку обнаружителя.The known method consists in the coherent-Doppler filtering of signals in each element of the resolution in terms of range and radial velocity and the formation of a distance-radial velocity matrix containing the signal amplitudes. The hypothesis of the presence of a target in the current survey for each radial velocity channel is accepted if at least one of the particular hypotheses is accepted. A particular hypothesis is accepted if sufficient statistics exceed a threshold value. Sufficient statistics are formed by summing the modules of the maximum values of the signal amplitudes from the samples of the radial velocity channel obtained in adjacent surveys of the same angular direction. The volume of samples is limited by range gates, which are formed by inverse extrapolation of the range relative to the range resolution element with the maximum signal amplitude in the current survey based on estimates of its range, radial velocity and its measurement error, the period of the survey, and the adopted target motion hypothesis. For the current view, the range strobe coincides with the entire analyzed range. Private hypotheses are hypotheses about the presence of a target signal only in the current survey, the current and previous surveys, the current and two previous surveys, and so on, the number of tested partial hypotheses is determined to be equal to the detector order.
В известном способе производится одновременная (параллельная) проверка частных двухальтернативных гипотез о присутствии или отсутствии сигнала цели в одном (H1 1, Н1 0), двух (Н2 1, Н2 0) и т.д. смежных, включая текущий, обзорах одного углового направления, что позволяет производить обнаружение как вновь появляющихся в анализируемой выборке сигналов, так и сигналов, присутствующих в выборках текущего и предыдущих обзоров. Гипотеза о присутствии цели в текущем обзоре принимается в случае принятия хотя бы одной из частных гипотез присутствия сигнала целиIn the known method, a simultaneous (parallel) verification of particular two-alternative hypotheses about the presence or absence target signal in one (H 1 1 , H 1 0 ), two (H 2 1 , H 2 0 ), etc. adjacent, including current, surveys of the same angular direction, which allows detecting both newly appearing signals in the analyzed sample and signals present in the samples of the current and previous views. The hypothesis of the presence of a target in the current survey is accepted if at least one of the particular hypotheses of the presence of a target signal is accepted
В противоположном случае принимается гипотеза об отсутствии цели - Н0.In the opposite case, the hypothesis of the absence of a goal is accepted - H 0 .
Недостатком известного способа, значительно снижающим его практическую применимость, является появление ложных отметок при наблюдении мощных сигналов целей, а так же при воздействии на приемник РЛС однократных импульсных помех.The disadvantage of this method, which significantly reduces its practical applicability, is the appearance of false marks when observing powerful target signals, as well as when the radar receiver is exposed to single impulse interference.
Причиной недостатка известного способа является использование сигналов с большой амплитудой в течение всего времени многообзорного накопления и появление ложных отметок в нескольких последовательных обзорах из-за однократного появления сигнала с большой амплитудой, а также возникновения и ложного подтверждения нескольких гипотез, при появлении которых используется один и тот же сигнал с большой амплитудой.The reason for the disadvantage of the known method is the use of signals with a large amplitude during the entire time of multispectral accumulation and the appearance of false marks in several consecutive surveys due to a single appearance of a signal with a large amplitude, as well as the emergence and false confirmation of several hypotheses, at the appearance of which one and the same the same signal with a large amplitude.
В качестве наиболее близкого аналога выбран рассмотренный способ некогерентного экстремального накопления-обнаружения сигнала в ИД РЛС [2].As the closest analogue, the considered method of incoherent extreme accumulation-detection of the signal in the radar ID was chosen [2].
Техническим результатом изобретения является снижение числа ложных отметок при наблюдении мощных сигналов целей, а так же при воздействии на приемник РЛС однократных импульсных помех.The technical result of the invention is to reduce the number of false marks when observing powerful target signals, as well as when the radar receiver is exposed to single pulse interference.
Технический результат достигается ограничением амплитуды сигналов, используемых при многообзорном накоплении.The technical result is achieved by limiting the amplitude of signals used in multi-view accumulation.
Заявленный способ заключается в когерентно-доплеровской фильтрации сигналов в каждом элементе разрешения по дальности и радиальной скорости и формирование матрицы дальность - радиальная скорость, содержащей амплитуды сигналов. Сохранении (запоминании) матрицы дальность - радиальная скорость за несколько последних обзоров пространства. Гипотезу о присутствии цели в текущем обзоре для каждого канала радиальной скорости принимают в случае принятия хотя бы одной из частных гипотез. Каждую из частных гипотез которых принимают, если достаточная статистика превышает пороговое значение. Достаточную статистику формируют как сумму ограниченных по амплитуде модулей максимальных значений амплитуд сигнала из выборок канала радиальной скорости, полученных в смежных обзорах одного углового направления. Объем выборок ограничивают стробами дальности, которые формируют с учетом гипотезы о параметрах движения цели путем обратной экстраполяцией дальности, относительно элемента разрешения по дальности с максимальной амплитудой сигнала в текущем обзоре на основе оценок его дальности, радиальной скорости и ошибки ее измерения, периода обзора и принятой гипотезы движения цели. Для текущего обзора строб дальности совпадает со всем анализируемым интервалом дальностей. Частными гипотезами являются гипотезы о присутствии сигнала цели только в текущем обзоре, текущем и предыдущем обзоре, текущем и двух предыдущих обзорах и так далее, число проверяемых частных гипотез определяют равным порядку обнаружителя.The claimed method consists in the coherent-Doppler filtering of signals in each element of the resolution in terms of range and radial velocity and the formation of a distance-radial velocity matrix containing signal amplitudes. Saving (memorizing) the range - radial velocity matrix for the last several surveys of space. The hypothesis of the presence of a target in the current survey for each radial velocity channel is accepted if at least one of the particular hypotheses is accepted. Each of the particular hypotheses of which is accepted if sufficient statistics exceed a threshold value. Sufficient statistics are formed as the sum of the maximum values of the signal amplitudes, limited by the amplitude of the modules, from the samples of the radial velocity channel obtained in the adjacent surveys of the same angular direction. The volume of samples is limited by range gates, which are formed taking into account the hypothesis about the parameters of the target movement by inverse extrapolation of the range, relative to the range resolution element with the maximum signal amplitude in the current survey based on estimates of its range, radial velocity and its measurement error, the survey period and the accepted hypothesis target movement. For the current view, the range strobe coincides with the entire analyzed range. Private hypotheses are hypotheses about the presence of a target signal only in the current survey, the current and previous surveys, the current and two previous surveys, and so on, the number of tested partial hypotheses is determined to be equal to the detector order.
Заявленный способ заключатся в одновременной (параллельной) проверке частных двухальтернативных гипотез о присутствии или отсутствии сигнала цели в одном (Н1 1 Н1 0), двух (Н2 1 Н2 0) и т.д. смежных, включая текущий, обзорах одного углового направления, что позволяет производить обнаружение как вновь появляющихся в анализируемой выборке сигналов, так и сигналов, присутствующих в выборках текущего и предыдущих обзоров. Гипотеза о присутствии цели в текущем обзоре принимается в случае принятия хотя бы одной из частных гипотез присутствия сигнала целиThe claimed method consists in the simultaneous (parallel) testing of private two-alternative hypotheses about the presence or absence target signal in one (H 1 1 H 1 0 ), two (H 2 1 H 2 0 ), etc. adjacent, including current, surveys of the same angular direction, which allows detecting both newly appearing signals in the analyzed sample and signals present in the samples of the current and previous views. The hypothesis of the presence of a target in the current survey is accepted if at least one of the particular hypotheses of the presence of a target signal is accepted
В противоположном случае принимается гипотеза об отсутствии цели - Н0.In the opposite case, the hypothesis of the absence of a goal is accepted - H 0 .
Число одновременно рассматриваемых гипотез равно числу смежных обзоров, результаты которых обрабатываются совместно, называется порядком обнаружителя и обозначается М. Как и в способе выбранном в качестве прототипа, обнаруженные отметки характеризуются неоднозначно измеренной дальностью.The number of simultaneously considered hypotheses is equal to the number of adjacent surveys, the results of which are processed jointly, is called the order of the detector and is denoted by M. As in the method selected as a prototype, the detected marks are characterized by an ambiguously measured range.
Реализация заявленного способа идентична для каждого углового направления и каждого канала радиальной скорости (доплеровского фильтра), в связи с чем рассматривается применительно к одному угловому направлению, определяемому угловыми размерами приемного луча РЛС, и одному каналу радиальной скорости (доплеровскому фильтру).The implementation of the claimed method is identical for each angular direction and each radial velocity channel (Doppler filter), and therefore it is considered in relation to one angular direction, determined by the angular dimensions of the radar receiving beam, and one radial velocity channel (Doppler filter).
Заявленный способ требует совместной обработки М матриц дальность-радиальная скорость, полученных в результате корреляционно-фильтровой обработки эхо-сигнала, принятого с одного и того же углового направления в текущем и М-1 прошлых обзорах. Строки матрицы дальность - радиальная скорость соответствуют каналам радиальной скорости (доплеровским фильтрам), столбцы - каналам дальности (неоднозначно измеренной).The claimed method requires joint processing of M matrix range-radial velocity obtained as a result of correlation-filter processing of the echo signal received from the same angular direction in the current and M-1 past surveys. Matrix rows range - radial velocity correspond to radial velocity channels (Doppler filters), columns - to channels of range (ambiguously measured).
Достаточной статистикой, используемой для проверки гипотезы о присутствии сигнала цели только в текущем k-ом обзоре, являются ограниченные по амплитуде модули значений элементов матрицы дальность - радиальная скорость, полученной в текущем обзоре.Sufficient statistics used to test the hypothesis of the presence of a target signal only in the current k-th survey are the modules of values of the elements of the range - radial velocity matrix, limited in amplitude, obtained in the current survey.
На фиг. 1 и 2 схематично приведен пример отбора значений сигнала для формирования достаточной статистики по трем смежным обзорам.FIG. 1 and 2 schematically show an example of the selection of signal values for the formation of sufficient statistics for three adjacent surveys.
Достаточная статистика для проверки частной гипотезы о присутствии сигнала цели с текущего k-го до k-u-го обзоров включительно, для случая линейного суммирования [3, с. 165], формируется по формулеSufficient statistics to test a particular hypothesis about the presence of a target signal from the current k-th to k-u-th surveys, inclusive, for the case of linear summation [3, p. 165], is formed by the formula
где b'k - ограниченное по амплитуде значение сигнала bk where b ' k is the amplitude-limited value of the signal b k
где - порог ограничения амплитуды сигнала;Where - signal amplitude limitation threshold;
bk - максимальное значение сигнала из выборкиb k - maximum signal value from the sample
где sk - вектор-строка комплексных сигналов (одна из строк матрицы дальность-радиальная скорость) содержащая n элементов;where s k is a row vector of complex signals (one of the rows of the range-radial velocity matrix) containing n elements;
zk - бинарная диагональная матрица, определяемая стробирующей маской wk, задающая строб дальностиz k is a binary diagonal matrix defined by the strobe mask w k defining the range strobe
Объем выборки, задаваемый стробирующей маской для k-u-го обзора, равен числу ненулевых элементов wk-u The sample size specified by the strobe mask for the ku-th survey is equal to the number of nonzero elements w ku
где wk-u,i - i-й элемент вектора-столбца wk-u.where w ku, i is the i-th element of the column vector w ku .
Оценка неоднозначной дальности отметки rk, соответствующая центру элемента разрешения по дальности, в котором находится экстремум в текущем, k-ом обзореAn estimate of the ambiguous range of the mark r k corresponding to the center of the range resolution element at which the extremum is located in the current k-th survey
где Δr - разрешающая способность по дальности;where Δ r - range resolution;
m - номер канала дальности с экстремумом.m is the number of the range channel with the extremum.
Для текущего k-го обзора производится анализ всех элементов выборки, потому vk=n, a zk=I, где I - единичная матрица.For the current k-th survey, all elements of the sample are analyzed, therefore v k = n, az k = I, where I is the identity matrix.
Принятие частной гипотезы о присутствии цели производится при условии Zu>hu, где hu - пороговое значение. В противном случае принимается гипотеза .Acceptance of a particular hypothesis about the presence of a goal is performed under the condition Z u > h u , where h u is the threshold value. Otherwise, the hypothesis is accepted ...
Для k-u-го обзора стробирующая маска wk-u определяется следующим образом.For the ku-th survey, the gating mask w ku is defined as follows.
Рассчитывается строб дальности в котором сигнал цели находился и обзоров назад с вероятностью близкой 1 в случае принятой модели движения цели. Нижняя и верхняя границы строба дальностиRange strobe is calculated in which the target signal was located and reviews backward with a probability close to 1 in the case of the adopted target movement model. Lower and upper limits of the range strobe
где υk - оценка радиальной скорости цели, соответствующая центру анализируемого канала (фильтра) доплеровской частоты;where υ k is the estimate of the radial velocity of the target corresponding to the center of the analyzed channel (filter) of the Doppler frequency;
- ошибка измерения радиальной скорости цели, задаваемая шириной фильтра доплеровской частоты и длиной волны λ; - error in measuring the radial velocity of the target, specified by the width of the Doppler filter and wavelength λ;
Tk-i - время между текущим k-ым и k-i-ым обзорами анализируемого углового направления (период обзора).T ki is the time between the current k-th and ki-th views of the analyzed angular direction (the period of the view).
Производится расчет нижнего и верхнего индексов элементов, определяющих wk-u.The calculation of the lower and top indices of elements defining w ku .
Если размер строба дальности рассчитанный по (9), не меньше интервала однозначного измерения дальности год, определяемого частотой повторения импульсов РЛС, тогда If the size of the range strobe calculated according to (9), not less than the interval of unambiguous measurement of the range year, determined by the pulse repetition rate of the radar, then
В противном случае, вследствие неоднозначного измерения дальности возможно и (или) , тогдаOtherwise, due to ambiguous range measurement, it is possible and / or then
где mod(a, b) - функция расчета остатка от деления a на b;where mod ( a , b) is the function of calculating the remainder of dividing a by b;
floor - функция округления до меньшего целого;floor - rounding function to the smallest integer;
ceil - функция округления до большего целого.ceil is a rounding function.
Элементы стробирующей маска wk-u Elements of the strobe mask w ku
Принцип формирования и применения стробирующих масок приведен на фиг. 2.The principle of formation and application of strobe masks is shown in Fig. 2.
Решение по частным гипотезам принимается из условийThe decision on particular hypotheses is made from the conditions
Пороговые значения hu, используемые для принятия решения по достаточной статистике Zu, задаются по критерию обеспечения заданной вероятности ложной тревоги F в элементе разрешения, и определяются из уравненийThreshold values h u , used to make a decision on sufficient statistics Z u , are set according to the criterion for providing a given false alarm probability F in the resolution element, and are determined from the equations
при at
где ƒ0(s) - плотность вероятности ограниченного по амплитуде модуля амплитуды шума на входе обнаружителя.where ƒ 0 (s) is the probability density of the amplitude-limited modulus of the noise amplitude at the detector input.
- характеристическая функция усеченного справа по α распределения случайной величины. is the characteristic function of the distribution of a random variable truncated from the right in α.
Характеристическая функция распределения максимального значения случайной величины на выборке объемом nCharacteristic distribution function of the maximum value of a random variable on a sample of size n
где ƒext(x, n) - плотность вероятности распределения максимального значения случайной величины [4, с. 99] на выборке объемом n. where ƒ ext (x, n) is the probability density of the distribution of the maximum value of the random variable [4, p. 99] on a sample of size n.
Порог ограничения амплитуды сигнала выбирается равным порогу, обеспечивающему заданный уровень ложных тревог F по критерию Неймана-Пирсона для обнаружителя без многообзорного накопления сигнала.Signal amplitude limiting threshold is selected equal to the threshold providing the specified level of false alarms F according to the Neumann-Pearson criterion for the detector without multi-scan signal accumulation.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
Фиг. 1 - принцип обратной экстраполяции строба дальности.FIG. 1 - the principle of inverse extrapolation of the range strobe.
На Фиг. 1 приведены три реализации модуля сигнала на выходе одного и того же доплеровского фильтра для одного положения диаграммы направленности антенны РЛС, полученные в трех последовательных обзорах.FIG. 1 shows three realizations of the signal module at the output of the same Doppler filter for one position of the radar antenna radiation pattern obtained in three consecutive surveys.
Фиг. 2 - принцип применения стробирующих масок и формирования достаточной статистики.FIG. 2 - the principle of applying gating masks and generating sufficient statistics.
На фиг. 2 приведены три выборки сигнала одного канала радиальной скорости, полученные в трех смежных обзорах одного углового направления. Части выборок, используемые для формирования достаточной статистики, выделены наклонной штриховкой, элементы содержащие экстремумы - сплошной заливкой.FIG. 2 shows three samples of the signal of one radial velocity channel obtained in three adjacent surveys of the same angular direction. Parts of the samples used to generate sufficient statistics are highlighted with oblique shading, elements containing extrema are highlighted with solid fill.
На фиг. 2 обозначены:FIG. 2 are marked:
- выборка, являющаяся транспонированной вектор-строкой, содержащая n комплексных сигналов в элементах дальности одного канала радиальной скорости; - a sample that is a transposed row vector containing n complex signals in the range elements of one radial velocity channel;
s1, s2,…,sn - комплексные значения сигнала в элементах разрешения;s 1 , s 2 , ..., s n - complex signal values in resolution elements;
wk - стробирующая маска;w k - strobe mask;
R - ось дальности;R - range axis;
- интервал однозначного измерения дальности ИД РЛС; - the interval of unambiguous measurement of the radar ID range;
rk - номер элемента выборки, полученной в текущем обзоре и имеющий максимальное значение;r k - number of the sample element obtained in the current survey and having the maximum value;
Δr - размер элемента разрешения по дальности;Δr is the size of the range resolution element;
Tk - период обзора.T k - survey period.
Фиг. 3 - пример устранения ложных отметок при наблюдении мощного сигнала цели. Слева - при накоплении сигнала известным способом выбранным в качестве аналога, справа - предлагаемым способом.FIG. 3 is an example of elimination of false marks when observing a strong target signal. On the left - when the signal is accumulated in a known way, chosen as an analog, on the right - by the proposed method.
На фиг. 3 в системе координат азимут - наклонная дальность приведены результаты обнаружения движущейся воздушной цели при использовании многообзорного накопления за 4 обзора в течение 260 обзоров. Точками обозначены истинные и ложные отметки, стрелками -направление движения цели.FIG. 3 in the coordinate system azimuth - slant range shows the results of detecting a moving air target when using multi-view accumulation for 4 surveys during 260 surveys. Dots indicate true and false marks, arrows - the direction of the target.
Фиг. 4 - пример устранения ложных отметок при наблюдении мощного сигнала цели в условиях воздействия на приемник РЛС импульсных помех с интенсивностью 5 импульсов за один обзор. Слева - при накоплении сигнала известным способом выбранным в качестве аналога, справа -предлагаемым способом.FIG. 4 is an example of the elimination of false marks when observing a powerful target signal under conditions of exposure to the radar receiver of impulse noise with an intensity of 5 pulses per survey. On the left - when the signal is accumulated in a known way, chosen as an analogue, on the right - the proposed method.
Используемые на фиг. 4 условные обозначения аналогичны фиг. 3.Used in FIG. 4, the legend is the same as in FIG. 3.
Фиг. 5 - Кривые обнаружения (зависимости вероятности правильного обнаружения D от ОСШ, при фиксированной вероятности ложной тревоги F) не флюктуирующего по амплитуде сигнала при F=5⋅10-6 при оценке трех гипотез (М=3).FIG. 5 - Curves of detection (dependence of the probability of correct detection D on SNR, with a fixed probability of false alarm F) of a signal that does not fluctuate in amplitude at F = 5⋅10 -6 when evaluating three hypotheses (M = 3).
На фиг. 3 обозначены:FIG. 3 are indicated:
КО - кривая обнаружения для классического способа обнаружения;KO - detection curve for the classical detection method;
«1 из 3» - кривые обнаружения для предлагаемого способа при присутствии сигнала цели только в текущем обзоре;"1 of 3" - the curves of detection for the proposed method in the presence of a target signal only in the current survey;
«1 и 2 из 3» - кривые обнаружения для предлагаемого способа при присутствии сигнала цели только в текущем и прошлом обзорах;"1 and 2 of 3" - detection curves for the proposed method in the presence of a target signal only in the current and past surveys;
«1, 2 и 3 из 3» - кривые обнаружения для предлагаемого способа при присутствии сигнала цели в трех последних обзорах;"1, 2 and 3 of 3" - the curves of detection for the proposed method in the presence of a target signal in the last three reviews;
{vk, vk-1, vk-2} - объемы выборок, задаваемые стробирующими масками для k-го, k-1-го и k-2 обзоров соответственно.{v k , v k-1 , v k-2 } - sample sizes set by gating masks for k-th, k-1-th and k-2 surveys, respectively.
Фиг. 6 - Кривые обнаружения флюктуирующего по амплитуде сигнала при F=10-6 при оценке трех гипотез (М=3).FIG. 6 - Curves of detection of a signal fluctuating in amplitude at F = 10 -6 when evaluating three hypotheses (M = 3).
Обозначения на фиг. 4 соответствуют обозначениям на фиг. 2.The designations in FIG. 4 correspond to the designations in FIG. 2.
Заявленный способ включает:The claimed method includes:
Выделение из матрицы дальность - радиальная скорость, полученной в результате зондирования текущего, k-го углового направления, и содержащей комплексные значения сигнала, строк, соответствующих каналам радиальной скорости.Extraction of the range from the matrix - the radial velocity obtained as a result of sounding the current, k-th angular direction, and containing the complex values of the signal, the rows corresponding to the radial velocity channels.
Для каждой строки текущего обзора sk, состоящей из n элементов, соответствующих каналам дальности, при wk=I по (6) производится расчет zk.For each line of the current survey s k , consisting of n elements corresponding to the range channels, at w k = I according to (6), z k is calculated.
Расчет по (9) М-1 стробов дальности , в которых сигнал цели с высокой вероятностью находился u обзоров назад.Calculation according to (9) M-1 range strobes , in which the target signal with a high probability was u backward.
Расчет по (4) значений b'k элементов выборок, ограниченных стробами дальности текущего и прошлых обзоров, включая: оценку неоднозначной дальности отметки rk по (8); расчет нижнего и верхнего индексов по (10); определение стробирующей маски wk-u по (11) и zk-u по (6).Calculation according to (4) of the values b ' k of the sample elements, limited by the range gates of the current and past surveys, including: estimation of the ambiguous range of the mark r k according to (8); lower calculation and top indices according to (10); determination of the gating mask w ku according to (11) and z ku according to (6).
Расчет достаточной статистики Zu по (3-5).Calculation of sufficient statistics Z u according to (3-5).
Расчет пороговых значений hu, по (13).Calculation of threshold values h u , according to (13).
Принятие решения по частным гипотезам путем сравнения достаточных статистик Zu с соответствующими пороговыми по (12).Decision making based on particular hypotheses by comparing the sufficient statistics Z u with the corresponding threshold statistics according to (12).
Принятие решения о присутствии или отсутствии цели в строке sk матрицы дальность - радиальная скорость по (2).Making a decision on the presence or absence of a target in the row sk of the matrix range - radial velocity according to (2).
Эффективность предлагаемого способа, в части дальности обнаружения целей, аналогична эффективности способа, выбранного в качестве наиболее близкого аналога.The efficiency of the proposed method, in terms of target detection range, is similar to the efficiency of the method selected as the closest analogue.
Заявленный технический результат подтвержден результатами, полученными методом имитационного компьютерного моделирования системы обнаружения, реализующей предложенный способ.The claimed technical result is confirmed by the results obtained by the method of computer simulation of the detection system that implements the proposed method.
Моделирование выполнено при следующих исходных данныхModeling was performed with the following initial data
Обнаружение движущейся воздушной цели 2-координатной РЛС в азимутальном секторе 90° в диапазоне наклонных дальностей от 20 до 150 км. Время накопления обнаруженных отметок - 260 циклов обзора. Порядок обнаружителя - 4. Число элементов разрешения по азимуту - 90, по дальности - 500. Темп обзора - 6 с. Скорость цели - от 10 до 500 м/с. Вероятность ложной тревоги - 2⋅10-3. Отношение сигнал/шум для цели на дальности 100 км - 5,5 дБ.Detection of a moving air target by a 2-coordinate radar in the azimuth sector of 90 ° in the range of slant ranges from 20 to 150 km. The accumulation time of the detected marks is 260 review cycles. Detector order - 4. Number of resolution elements in azimuth - 90, in range - 500. Rate of view - 6 s. Target speed - from 10 to 500 m / s. The probability of a false alarm is 2⋅10 -3 . The signal-to-noise ratio for a target at a distance of 100 km is 5.5 dB.
Результаты моделирования известного и предлагаемого способов для случая наблюдения цели, скорость которой составляет 200 м/с, приведены на фиг. 3 и 4. Приведенные результаты моделирования демонстрируют достижение заявленного технического результата, заключающего в снижении числа ложных отметок при наблюдении мощных сигналов целей, а так же при воздействии на приемник РЛС однократных импульсных помех.The simulation results of the known and proposed methods for the case of observing a target with a speed of 200 m / s are shown in Fig. 3 and 4. The above simulation results demonstrate the achievement of the claimed technical result, which consists in reducing the number of false marks when observing powerful target signals, as well as when the radar receiver is exposed to single pulse interference.
ЛитератураLiterature
1. Справочник по радиолокации под ред. М.И. Сколника. Пер. с англ. Под общей ред. B.C. Вербы. Книга 2. М.: Техносфера, 2014.1. Handbook on radar, ed. M.I. Skolnik. Per. from English. Ed. B.C. Willows. Book 2.M .: Technosphere, 2014.
2. Пат. 2694809 Российская Федерация, МПК G01S 3/02. Способ некогерентного экстремального накопления-обнаружения сигнала в импульсно-доплеровской РЛС / Колбаско И.В. - №2019101558, заявл. 21.01.19, опубл. 17.07.19, Бюл. №20.2. Pat. 2694809 Russian Federation,
3. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. - М.: «Советское радио», 1970.3. Theoretical foundations of radar. Ed. Shirman Y.D. - M .: "Soviet radio", 1970.
4. Гумбель Э. Статистика экстремальных значений. Перевод с англ., М.: Мир, 1965. с.4. Gumbel E. Statistics of extreme values. Translated from English, Moscow: Mir, 1965, p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126236A RU2730182C1 (en) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126236A RU2730182C1 (en) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2730182C1 true RU2730182C1 (en) | 2020-08-19 |
Family
ID=72086438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019126236A RU2730182C1 (en) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2730182C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116840804A (en) * | 2023-08-28 | 2023-10-03 | 中国人民解放军空军预警学院 | Speed false target suppression method and device based on dual carrier frequency pulse |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0535957A2 (en) * | 1991-10-04 | 1993-04-07 | General Electric Company | Noise correction in radars for diffuse targets |
RU2282873C1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-08-27 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Method for detection of signals reflected from maneuvering target |
RU2348053C1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-02-27 | Дмитрий Геннадьевич Митрофанов | Method of false air target identification |
RU2646857C1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Техника дела" | Method of moving target selection |
CN107942324A (en) * | 2017-11-06 | 2018-04-20 | 西安电子科技大学 | Multi-frame joint Small object double check method based on Doppler's guiding |
CN109001708A (en) * | 2018-08-05 | 2018-12-14 | 中国人民解放军海军航空大学 | The quick process of refinement method of radar maneuvering target based on classification integration detection |
WO2019119223A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Radar-based ranging processing method and device, and unmanned aerial vehicle |
RU2694809C1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-07-17 | Иван Васильевич Колбаско | Method for incoherent extreme accumulation-detection of a signal in pulse-doppler radar |
-
2019
- 2019-08-19 RU RU2019126236A patent/RU2730182C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0535957A2 (en) * | 1991-10-04 | 1993-04-07 | General Electric Company | Noise correction in radars for diffuse targets |
RU2282873C1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-08-27 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Method for detection of signals reflected from maneuvering target |
RU2348053C1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-02-27 | Дмитрий Геннадьевич Митрофанов | Method of false air target identification |
RU2646857C1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Техника дела" | Method of moving target selection |
CN107942324A (en) * | 2017-11-06 | 2018-04-20 | 西安电子科技大学 | Multi-frame joint Small object double check method based on Doppler's guiding |
WO2019119223A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Radar-based ranging processing method and device, and unmanned aerial vehicle |
CN109001708A (en) * | 2018-08-05 | 2018-12-14 | 中国人民解放军海军航空大学 | The quick process of refinement method of radar maneuvering target based on classification integration detection |
RU2694809C1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-07-17 | Иван Васильевич Колбаско | Method for incoherent extreme accumulation-detection of a signal in pulse-doppler radar |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НЕУЙМИН А.С., ЖУК С.Я. Обнаружение цели в импульсно-доплеровской РЛС на основе многообзорного накопления сигналов / Вiсник нацiонального технiчного унiверситету украϊни Киϊвський полiтехнiчний iнститут. Серiя: Радiотехнiка. Радiоапаратобудування. N 53, 2013 г., сс. 89-97. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116840804A (en) * | 2023-08-28 | 2023-10-03 | 中国人民解放军空军预警学院 | Speed false target suppression method and device based on dual carrier frequency pulse |
CN116840804B (en) * | 2023-08-28 | 2023-11-10 | 中国人民解放军空军预警学院 | Speed false target suppression method and device based on dual carrier frequency pulse |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Capraro et al. | Implementing digital terrain data in knowledge-aided space-time adaptive processing | |
US6466155B2 (en) | Method and apparatus for detecting a moving object through a barrier | |
WO2008093036A2 (en) | Adaptive radar | |
KR101387664B1 (en) | A terrain-aided navigation apparatus using a radar altimeter based on the modified elevation model | |
Fiche et al. | Analysis of X-band SAR sea-clutter distributions at different grazing angles | |
CN110146873B (en) | Target position and speed estimation method of distributed non-coherent radar | |
RU2704789C1 (en) | Method for adaptive signal processing in survey coherent-pulse radar stations | |
Budillon et al. | Along-track interferometric SAR systems for ground-moving target indication: Achievements, potentials, and outlook | |
RU2633962C1 (en) | Method for determining location of scanning radar station with passive multilayer pelengator | |
Hamdollahzadeh et al. | Moving target localization in bistatic forward scatter radars: Performance study and efficient estimators | |
Sintes et al. | Coherent probabilistic error model for interferometric sidescan sonars | |
RU2730182C1 (en) | Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode | |
RU2694809C1 (en) | Method for incoherent extreme accumulation-detection of a signal in pulse-doppler radar | |
Jackson et al. | Sonar evidence for methane ebullition in Eckernförde Bay | |
Capraro et al. | Improved STAP performance using knowledge-aided secondary data selection | |
RU2337378C1 (en) | Method for defining air target path parameters in surveillance rls | |
RU2419107C1 (en) | Method of selecting moving targets in pulse-wise carrier frequency tuning | |
Kemkemian et al. | Sea clutter modelling for space-time processing | |
Kraeutner et al. | Principal components array processing for swath acoustic mapping | |
RU2291466C1 (en) | Mode of measuring an object's angular coordinates and a radar station for its realization | |
RU119126U1 (en) | DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM | |
Tashlykov et al. | Ground clutter deducting technique for Irkutsk incoherent scatter radar | |
RU2392640C1 (en) | Method for identification of parametres of trajectory instabilities of small-sized flying object in form of radial acceleration of motion for accompaniment mode with help of signals with per pulse carrier frequency tuning | |
Sanjuan-Ferrer | Detection of coherent scatterers in SAR data: Algorithms and applications | |
De Carlo et al. | Wave groups and small scale variability of wave heights observed by altimeters |