RU119126U1 - DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM - Google Patents

DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU119126U1
RU119126U1 RU2012100883/07U RU2012100883U RU119126U1 RU 119126 U1 RU119126 U1 RU 119126U1 RU 2012100883/07 U RU2012100883/07 U RU 2012100883/07U RU 2012100883 U RU2012100883 U RU 2012100883U RU 119126 U1 RU119126 U1 RU 119126U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
decision
difference
output
received
Prior art date
Application number
RU2012100883/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Кузьмин
Александр Михайлович Лаврентьев
Юрий Николаевич Маринцев
Евгений Ефимович Цубанов
Original Assignee
Сергей Александрович Кузьмин
Александр Михайлович Лаврентьев
Юрий Николаевич Маринцев
Евгений Ефимович Цубанов
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 Сергей Александрович Кузьмин, Александр Михайлович Лаврентьев, Юрий Николаевич Маринцев, Евгений Ефимович Цубанов filed Critical Сергей Александрович Кузьмин
Priority to RU2012100883/07U priority Critical patent/RU119126U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU119126U1 publication Critical patent/RU119126U1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Устройство повышения углового разрешения амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы, содержащее процессор обработки сигналов и устройство принятия решения, отличающееся тем, что процессор обработки сигналов выполнен в виде устройства перемножения, на вход которого поступают формируемые приемным устройством радиолокационной станции аналоговые радиочастотные сигналы суммы и разности, которые после обработки поступают на делительное устройство; квадратичного амплитудного детектора, на вход которого поступает аналоговый радиочастотный сигнал разности и с выхода которого сигнал направлен на делительное устройство, с которого поступает в фильтр нижних частот, которое формирует сигнал на устройство вычисления модуля, сигнал с которого далее поступает на устройство дискретизации, а затем - на некогерентный накопитель, который формирует сигнал, поступающий в буферное запоминающее устройство, выходной сигнал которого, в свою очередь, поступает обратно на некогерентный накопитель и далее - в устройство принятия решения, на выходе которого в соответствии с используемым значением вероятности ложной тревоги согласно критерию Неймана-Пирсона по результатам сравнения поступающего на устройство принятия решения порогового сигнала принимается решение о наличии или отсутствии эхо-сигнала в анализируемом элементе разрешения. A device for increasing the angular resolution of an amplitude sum-difference monopulse system, containing a signal processing processor and a decision-making device, characterized in that the signal processing processor is made in the form of a multiplication device, to the input of which the analog radio frequency signals of the sum and the difference generated by the receiving device of the radar station are received, which after processing, they enter the dividing device; square-law amplitude detector, at the input of which an analog radio-frequency signal of the difference is received and from the output of which the signal is directed to a divider device, from which it enters a low-pass filter, which generates a signal to a module calculating device, the signal from which is then fed to a sampling device, and then - to an incoherent storage device, which generates a signal entering the buffer memory, the output signal of which, in turn, goes back to the incoherent storage device and then to the decision-making device, at the output of which, in accordance with the used value of the false alarm probability according to the Neumann criterion, Pearson, based on the results of comparing the threshold signal arriving at the decision-making device, a decision is made on the presence or absence of an echo signal in the analyzed resolution element.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в моноимпульсных радиолокационных системах с фазированной антенной решеткой, осуществляющих поиск и сопровождение по угловым координатам радиолокационных объектов в условиях воздействия преднамеренных шумовых помех.The proposed utility model relates to the field of radio engineering and can be used in monopulse radar systems with a phased antenna array, searching and tracking along the angular coordinates of radar objects under the influence of intentional noise interference.

Данное устройство позволяет повысить угловую разрешающую способность амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы.This device allows to increase the angular resolution of the amplitude total-difference monopulse system.

Известно [1], что решение задачи разрешения по угловой координате двух равноудаленных объектов может рассматриваться как процедура обнаружения одного из них в условиях мешающего влияния другого. При этом разрешающая способность пеленгатора может быть определена как минимальный угол между направлениями на мешающий и обнаруживаемый с требуемыми показателями качества объект.It is known [1] that the solution of the problem of resolving the angular coordinate of two equidistant objects can be considered as a procedure for detecting one of them under the influence of the other. In this case, the resolving power of the direction finder can be determined as the minimum angle between the directions to the object that interferes with and is detected with the required quality indicators.

Для пеленгатора рассматриваемого типа угловую разрешающую способность принято характеризовать значением примерно равным 1,5·θ0,5p [2]. Здесь θ0,5р - ширина диаграммы направленности антенны по уровню половинной мощности.For the direction finder of the type under consideration, it is customary to characterize the angular resolution approximately equal to 1.5 · θ 0.5p [2]. Here θ 0.5r is the width of the antenna pattern at half power.

Использование устройства, предлагаемого в данной работе в составе типовой обзорной моноимпульсной радиолокационной станции (РЛС), при пеленговании источника импульсного сигнала на фоне интенсивной шумовой помехи по главному лепестку диаграммы направленности антенны может обеспечить существенное повышение углового разрешения. В частности, при условии, когда разность угловых координат источников составляет доли ширины луча, а интенсивность помехи на 10-20дБ превышает интенсивность полезного сигнала, обнаружение его на фоне помехи возможно с достаточной достоверностью и надежностью.The use of the device proposed in this work as part of a typical survey monopulse radar station (radar), when direction finding a pulse signal source against the background of intense noise interference along the main lobe of the antenna radiation pattern can provide a significant increase in angular resolution. In particular, provided that the difference in the angular coordinates of the sources is a fraction of the beam width, and the interference intensity is 10–20 dB higher than the intensity of the useful signal, it can be detected against the background of interference with sufficient reliability and reliability.

Это означает возможность оценки дальности до прикрываемой помехой цели с точностью до элемента разрешения, а также оценку пеленга с погрешностью, зависящей от угловой базы группы «постановщик-цель» и интенсивности их излучений. При отношении сигнал-помеха (энергии сигнала к спектральной плотности мощности помехи) близком к единице предлагаемое устройство формирует двухпиковую функцию угловой координаты. Это позволяет с относительно высокой точностью (с погрешностью 0,1 и менее от ширины луча) оценить пеленги помехопостановщика и прикрываемой им цели.This means that it is possible to estimate the range to the target covered by the interference with an accuracy to the resolution element, as well as the bearing estimate with an error depending on the angular base of the director-goal group and the intensity of their radiation. When the signal-to-noise ratio (signal energy to spectral density of the interference power) is close to unity, the proposed device generates a two-peak angular coordinate function. This makes it possible to evaluate bearings of the jammer and the target covered by it with relatively high accuracy (with an error of 0.1 or less on the beam width).

Кроме того, в процессе обзора пространства при работе по одиночному источнику излучения (импульсного сигнала или непрерывной шумовой помехи) обеспечивается значительное уменьшение длительности огибающей по угловой координате принятого колебания, что создает условия для существенного повышения точности пеленга и в этом случае.In addition, during the review of space when working on a single radiation source (pulse signal or continuous noise interference), a significant reduction in the envelope duration along the angular coordinate of the received oscillation is provided, which creates conditions for a significant increase in the bearing accuracy in this case as well.

Технический эффект в предлагаемом устройстве достигается за счет дополнительной функциональной обработки выходных сигналов приемника. Он получен путем использования информации, содержащейся в значении отношения комплексных амплитуд суммарного и разностного сигналов, в частности, величины обратной нормированному разностному сигналу (нормированному сигналу угловой ошибки), формируемому моноимпульсным пеленгатором.The technical effect in the proposed device is achieved due to additional functional processing of the output signals of the receiver. It is obtained by using the information contained in the ratio of the complex amplitudes of the total and difference signals, in particular, the inverse of the normalized difference signal (normalized angular error signal) generated by the monopulse direction finder.

Как показали результаты имитационного моделирования, более высокими показателями качества решения задачи по повышению углового разрешения обладает устройство, которое вычисляет нормированное значение огибающей не суммарного сигнала, а квадратурной (относительно сигнала суммарного канала) составляющей разностного сигнала. Нормировка данного сигнала осуществляется путем выполнения операции деления, т.е. вычисления частного от деления значений дискретных отсчетов квадратурной угловой ошибки на дисперсию сигнала разностного канала.As the results of simulation, the device that calculates the normalized envelope value not of the total signal, but the quadrature (relative to the signal of the total channel) component of the difference signal has higher quality indicators of solving the problem of increasing the angular resolution. This signal is normalized by performing a division operation, i.e. computing the quotient of dividing the values of the quadrature angular error by the variance of the signal of the difference channel.

Реализация предлагаемой полезной модели не требует существенных конструктивных изменений в аппаратуре типового варианта обзорной моноимпульсной РЛС и сводится к введению в ее состав дополнительного устройства обработки, подключаемого к выходу приемных каналов суммы и разности, что не нарушает нормальной работы аппаратуры в штатном режиме.The implementation of the proposed utility model does not require significant structural changes in the equipment of a typical version of the survey monopulse radar and is reduced to the introduction of an additional processing device connected to the output of the receiving channels of the sum and difference, which does not violate the normal operation of the equipment in normal mode.

В настоящее время известен ряд работ, посвященных анализу устройств, предназначенных для повышения угловой разрешающей способности по группе источников некогерентного излучения и использующих функциональную обработку сигналов. К их числу относится работа [3 с.165]. Принцип работы этого устройства основан на формировании оценок корреляционных и взаимных корреляционных функций сигналов, принимаемых многоканальной антенной, и последующем решении систем уравнений, описывающих эти функции.Currently, there are a number of works devoted to the analysis of devices designed to increase the angular resolution for a group of incoherent radiation sources and using functional signal processing. Among them is the work [3 p.165]. The principle of operation of this device is based on the formation of estimates of the correlation and mutual correlation functions of the signals received by the multichannel antenna, and the subsequent solution of systems of equations describing these functions.

Рассмотренные в данной работе варианты решения задачи носят общетеоретический характер и не учитывают многих особенностей их практической реализации. При этом наиболее существенным является то, что предлагаемое связано с необходимостью использования специальной (нетиповой) многоканальной антенной системы, что в случае практической реализации вызовет трудности в обеспечении идентичности и стабильности характеристик приемных каналов [2].The options for solving the problem considered in this paper are of a general theoretical nature and do not take into account many features of their practical implementation. Moreover, the most significant is that the proposed one is associated with the need to use a special (atypical) multi-channel antenna system, which in case of practical implementation will cause difficulties in ensuring the identity and stability of the characteristics of the receiving channels [2].

Применительно к группе источников когерентного излучения известны способ и структурная схема устройства повышения угловой разрешающей способности моноимпульсной РЛС с использованием принципа стробирования по угловой координате [2, с.109]. Основным элементом данного измерительного устройства, соответствующим одной плоскости пеленгации, является антенна с двумя рупорными облучателями, формирующими в пространстве две парциальные диаграммы направленности, которые возбуждаются одновременно соответствующими передатчиками, работающими на разнесенных частотах. Для приема отраженных сигналов использованы два приемника. Каждый из них построен по типовой двухканальной (соответственно для суммарного и разностного сигналов) схеме. Благодаря частотному разносу, фазовые детекторы приемных каналов формируют независимые напряжения сигнала угловой ошибки, которые содержат информацию об угловом положении групповой цели. С помощью специально вводимого суммарно-разностного устройства осуществляется формирование результирующего напряжения угловых ошибок. Нулевой сигнал ошибки служит критерием для решения о присутствии в контролируемом пространстве одиночной цели. При наличии в неразрешаемом объеме пространства двух целей равенство нулю сигнала на выходе системы становится невыполнимым. Это является признаком наличия в зоне пеленгования групповой цели [2]. Принятие решения о характере цели осуществляется оператором на основе анализа флюктуации сигнала ошибки, наблюдаемых на экране осциллографа.In relation to a group of coherent radiation sources, a method and a block diagram of a device for increasing the angular resolution of a monopulse radar using the principle of gating along an angular coordinate are known [2, p. 109]. The main element of this measuring device, corresponding to one direction-finding plane, is an antenna with two horn irradiators, forming two partial radiation patterns in space, which are simultaneously excited by corresponding transmitters operating at separated frequencies. Two receivers were used to receive the reflected signals. Each of them is built according to a typical two-channel (respectively, for the total and difference signals) scheme. Due to the frequency spacing, the phase detectors of the receiving channels generate independent angular error signal voltages that contain information about the angular position of the group target. Using a specially introduced sum-difference device, the resulting voltage of angular errors is generated. A zero error signal serves as a criterion for deciding the presence of a single target in a controlled space. If there are two targets in the unresolvable volume of space, the equalization of the signal at the system output becomes zero impossible. This is a sign of the presence of a group target in the direction finding zone [2]. The decision on the nature of the goal is made by the operator based on the analysis of fluctuations of the error signal observed on the oscilloscope screen.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции (необходимость введения в РЛС дополнительного канала приемо-передающей аппаратуры), отсутствие четкого количественного критерия обнаружения, а также субъективность оператора в принятии решения. Кроме того, система работоспособна только в следящем режиме, при условии точного совмещения оптической оси антенны с энергетическим центром отслеживаемой цели.The disadvantages of this device are the design complexity (the need to introduce an additional channel of transceiver equipment into the radar), the lack of a clear quantitative detection criterion, and the operator’s subjectivity in making decisions. In addition, the system is operational only in the tracking mode, provided that the optical axis of the antenna is precisely aligned with the energy center of the target being tracked.

Наиболее близким по характеру решаемой задачи и принципу функционирования является устройство, предложенное в работе [4]. Рассмотренный в ней вариант решения позволяет пеленгатору следящего типа обеспечить обнаружение импульсного сигнала на фоне шумовой помехи и с точностью до элемента разрешения оценить дальность до его источника. Что касается угловой координаты, то она при использовании этого устройства приближенно может быть принята равной оценке пеленга постановщика помехи.The closest in nature to the problem being solved and the principle of functioning is the device proposed in [4]. The solution option considered in it allows the tracking type direction finder to ensure the detection of a pulse signal against a background of noise interference and to estimate the range to its source with accuracy to the resolution element. As for the angular coordinate, when using this device, it can approximately be taken equal to the estimate of the bearing of the interference director.

Основной целью предлагаемой полезной модели является повышение угловой разрешающей способности амплитудной суммарно-разностной обзорной моноимпульсной системы, обеспечивающей в условиях действия шумовой помехи обнаружение импульсного сигнала при условии, когда угловое положение его источника относительно источника помехи составляет доли ширины луча антенны. При этом с точностью до элемента разрешения будет обеспечено получение оценки дальности до источника сигнала, а при определенных условиях и оценки его пеленга. В конечном итоге это позволит РЛС с помощью предлагаемого устройства обеспечить большую объективность в оценке воздушной и помеховой обстановки.The main purpose of the proposed utility model is to increase the angular resolution of the amplitude total-difference overview monopulse system, which provides noise detection under the condition of noise interference, provided that the angular position of its source relative to the interference source is a fraction of the antenna beam width. Moreover, accurate to the resolution element, an estimate of the distance to the signal source, and under certain conditions, estimates of its bearing will be provided. Ultimately, this will allow the radar with the help of the proposed device to provide greater objectivity in assessing the air and interference conditions.

Поставленная цель достигается тем, что в приемное устройство типовой амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы (см., например, в [2, с.75]), дополнительно введено специализированное вычислительное устройство, в состав которого включены процессор обработки сигналов и устройство принятия решения (фиг.1). На входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) приемного устройства типовой амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы поступают радиочастотные сигналы с выходов усилителей промежуточной частоты (УПЧ) каналов суммы и разности антенны. АЦП осуществляет преобразование входных сигналов в соответствующие цифровые двоичные коды, которые затем используются в предлагаемом вычислительном устройстве согласно разработанному алгоритму.This goal is achieved by the fact that in the receiver of a typical amplitude total-difference monopulse system (see, for example, [2, p.75]), a specialized computing device is added, which includes a signal processing processor and a decision-making device ( figure 1). The inputs of the analog-to-digital converter (ADC) of the receiver of a typical amplitude total-difference monopulse system receive radio frequency signals from the outputs of the amplifiers of the intermediate frequency (UPC) of the sum and difference channels of the antenna. The ADC converts the input signals into the corresponding digital binary codes, which are then used in the proposed computing device according to the developed algorithm.

Структурная схема аналогово-цифрового варианта устройства, поясняющая алгоритм работы спецвычислителя, показана на фиг.1.The block diagram of the analog-digital version of the device, explaining the operation algorithm of the special calculator, is shown in figure 1.

Его состав содержит устройство перемножения (1), квадратичный амплитудный детектор (2), делительное устройство (3), фильтр нижних частот (4), устройство вычисления модуля (5), устройство дискретизации сигнала (6), некогерентный накопитель (7), буферное запоминающее устройство (8), устройство принятия решения (9).Its composition includes a multiplication device (1), a quadratic amplitude detector (2), a dividing device (3), a low-pass filter (4), a module calculation device (5), a signal sampling device (6), an incoherent storage device (7), a buffer storage device (8), decision making device (9).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предположим, что рассматриваемая РЛС в качестве зондирующего использует сигнал, соответствующий модели одиночного прямоугольного радиоимпульса. РЛС путем перемещения луча антенны осуществляет по угловой координате линейный обзор пространства. В секторе обзора под прикрытием непрерывной шумовой помехи находится не наблюдаемый, но подлежащий обнаружению, источник импульсного эхо-сигнала. Полагается, что по результатам обзора, реализуемого в штатном режиме, определен пеленг источника помехи. Тогда для обнаружения источника импульсного сигнала используется предлагаемое устройство. С этой целью луч антенны в секторе, биссектриса которого соответствует пеленгу источника помехи, скачкообразно перемещается с дискретностью ∆θд.Suppose that the radar in question uses a signal corresponding to the model of a single rectangular radio pulse as a probing radar. The radar by moving the beam of the antenna provides a linear overview of the space along the angular coordinate. In the field of view, under the cover of continuous noise interference, there is not an observable but detectable source of a pulsed echo signal. It is believed that according to the results of the review, implemented in normal mode, the bearing of the interference source is determined. Then, to detect the source of the pulse signal, the proposed device is used. For this purpose, the antenna beam in the sector, the bisector of which corresponds to the bearing of the interference source, jumps in discontinuity with discreteness ∆θ d .

Величина угловой дискреты ∆θд выбирается из условия ∆θд≤θ0,5p где θ0,5p угловой размер главного лепестка пеленгационного рельефа, полученного с помощью рассматриваемого устройства в случае одиночного источника помехи. Размер сектора ∆θобз целесообразно выбрать равным (1-1,5)-θ0,5р, т.е. равным угловому размеру импульсного объема РЛС.The value of the angular discrete ∆θ d is selected from the condition ∆θ d ≤θ 0.5p where θ 0.5p is the angular size of the main lobe of the direction finding relief obtained using the device in question in the case of a single interference source. It is advisable to choose the sector size Δθ obz equal to (1-1.5) -θ 0.5r , i.e. equal to the angular size of the radar pulse volume.

В процессе обзора пространства формируемые приемным устройством РЛС аналоговые радиочастотные сигналы (на частоте f0пч, где f0пч - среднее значение частоты полосы пропускания приемника на промежуточной частоте) суммы и разности поступают на входы рассматриваемого устройства (фиг.1). Входной сигнал канала суммы в качестве опорного поступает на устройство перемножения (1), на второй (основной) вход которого подается сигнал разностного канала . Перемножитель (1) формирует оценку текущего мгновенного значения сигнала разностного канала (мгновенного значения угловой ошибки). Эта оценка в качестве делимого поступает на первый вход делительного устройства (3). В качестве делителя используется оценка квадрата текущего значения сигнала разности, снимаемая с выхода квадратичного амплитудного детектора (2). Этот сигнал поступает на второй вход делительного устройства (3). Фильтр нижних частот (4) обеспечивает согласованную фильтрацию результата деления, т.е. выделения низкочастотных флюктуации полученного колебания, соответствующих спектру полезного сигнала, а также подавление высокочастотных составляющих спектра. Выходной низкочастотный сигнал фильтра представляет собой непрерывный случайный процесс. Среднее значение его огибающей является оценкой угловой ошибки, отнормированной к величине среднего квадратического значения сигнала разностного канала. В то же время, среднее значение огибающей выходных флюктуации фильтра является обратной величиной оценки угловой ошибки, формируемой пеленгатором.During the space survey, the analogue radio-frequency signals generated by the radar receiver (at a frequency f 0pch , where f 0pch is the average value of the receiver bandwidth at an intermediate frequency) are and differences arrive at the inputs of the device in question (figure 1). The input channel signal of the sum as a reference goes to the multiplication device (1), the second (main) input of which is fed the signal of the difference channel . The multiplier (1) generates an estimate of the current instantaneous value of the difference channel signal (instantaneous value of the angular error). This assessment as a dividend is fed to the first input of the dividing device (3). As a divisor, an estimate of the square of the current value of the difference signal taken from the output of the quadratic amplitude detector (2) is used. This signal is fed to the second input of the dividing device (3). The low-pass filter (4) provides consistent filtering of the division result, i.e. highlighting the low-frequency fluctuations of the obtained oscillations corresponding to the spectrum of the useful signal, as well as the suppression of high-frequency components of the spectrum. The output low-pass filter signal is a continuous random process. The average value of its envelope is an estimate of the angular error, normalized to the value of the mean square value of the signal of the difference channel. At the same time, the average envelope value of the output filter fluctuations is the inverse of the angular error estimate generated by the direction finder.

Устройством вычисления модуля (5) выходной сигнал фильтра преобразуется в однополярное напряжение, которое в устройстве (6) преобразуется в цифровой сигнал (подвергается временной дискретизации и квантованию по уровню). Период временной дискретизации ∆tд выбран как минимум на порядок меньшим длительности полезного импульсного сигнала τи. В некогерентном накопителе (7) по результатам каждого зондирования на интервале времени равном длительности импульса τи по совокупности дискретных отсчетов формируется оценка среднего значения нормированной угловой ошибки α. Эти оценки по каждой ячейке дальности записываются в память буферного запоминающего устройства (8).The device for calculating the module (5) converts the output signal of the filter into a unipolar voltage, which in the device (6) is converted to a digital signal (subjected to temporal sampling and quantization by level). The period of time sampling Δt d is chosen at least an order of magnitude shorter than the duration of the useful pulse signal τ and . In the incoherent storage medium (7), an average value of the normalized angular error α is formed from the results of each sounding over a time interval equal to the pulse duration τ and from a set of discrete samples. These estimates for each cell of the range are recorded in the memory of the buffer storage device (8).

Некогерентный накопитель (7) совместно с буферным запоминающим устройством (8) за время прямого хода луча антенны РЛС по совокупности результатов из N зондирований в каждом фиксированном угловом направлении контролируемого сектора обзора ∆θобз0,5p осуществляет по всем элементам разрешения по дальности формирование средних статистических значений оценок нормированной угловой ошибки, т.е. , где М[α] - математическое ожидание α. В результате этого в буферном запоминающем устройстве (8) формируется зона памяти, которую можно рассматривать как двумерную совокупность ячеек, соответствующих участку зоны обзора (фиг.2). В ячейках этой зоны содержится информация, характеризующая в координатах «угол-дальность» оценки среднего значения нормированной угловой ошибки или двумерный пеленгационный рельеф пространства в пределах сектора обзора. При этом процесс записи информации организован так, что каждому фиксированному угловому положению луча антенны соответствует свой столбец зоны памяти. В ячейки этого столбца по результатам зондирования в данном направлении записываются оценки для каждого элемента разрешения по дальности.The incoherent drive (7) together with the buffer storage device (8) during the direct path of the radar antenna beam using the set of results from N soundings in each fixed angular direction of the monitored viewing sector Δθ obz = θ 0.5p implements the formation of all range resolution elements the average statistical values of the estimates of the normalized angular error, i.e. where M [α] is the mathematical expectation of α. As a result of this, a memory zone is formed in the buffer storage device (8), which can be considered as a two-dimensional collection of cells corresponding to a portion of the field of view (Fig. 2). The cells of this zone contain information characterizing in the "angle-range" coordinates the estimates of the average value of the normalized angular error or two-dimensional directional relief of space within the field of view. In this case, the process of recording information is organized so that each fixed angular position of the antenna beam corresponds to its own column in the memory zone. Based on the results of sounding in this direction, estimates are recorded in the cells of this column. for each range resolution element.

Таким образом, каждому угловому направлению в буферном запоминающем устройстве (8) соответствует свой столбец зоны памяти. Тогда в ячейках одной строки для фиксированной зоны разрешения по дальности оказываются записанными отсчеты рельефа по всем угловым направлениям просматриваемого сектора.Thus, each angular direction in the buffer memory (8) corresponds to its own column of the memory zone. Then, in the cells of one row for a fixed range resolution range, the relief readings appear in all angular directions of the sector being recorded.

Для принятия решения о наличии или отсутствии в контролируемом пространстве маскируемого помехой источника эхо-сигнала информация с буферного запоминающего устройства (8) поступает на устройство принятия решения (9).To make a decision about the presence or absence in the controlled space of an echo-signal source masked by interference, information from the buffer storage device (8) is sent to the decision-making device (9).

При цифровой обработке сигналов процедура принятия решения в устройстве принятия решения (9) может быть организована следующим образом.In digital signal processing, the decision-making procedure in the decision-making device (9) can be organized as follows.

Устройство принятия решения (9) последовательно реализует. двухэтапное сравнение поступившей из некогерентного накопителя информации с соответствующим пороговым уровнем.The decision making device (9) sequentially implements. two-stage comparison of information received from an incoherent storage device with the corresponding threshold level.

На первом этапе осуществляется считывание информации из буферного запоминающего устройства (8). Считывание при этом проводится по строкам зоны памяти буферного запоминающего устройства (8), т.е. для каждой ячейки дальности формируется массив отсчетов по всем угловым элементам сектора. В процессе считывания элементы массива каждой строки нормируются к максимальному значению отсчета этой строки (). Затем массив нормированных отсчетов подвергается операции бинарного (однопорогового) квантования по уровню (амплитуде). Значение порогового уровня выбирается исходя из условий обеспечения наилучших показателей обнаружения. Допустим, это уровень -10дБ. При превышении этого уровня пороговое устройство выдает импульс стандартной амплитуды и длительности (единицу) или пропуск (ноль) в противном случае.At the first stage, information is read from the buffer storage device (8). The reading is carried out along the lines of the memory zone of the buffer storage device (8), i.e. for each range cell, an array of samples is generated for all the corner elements of the sector. In the process of reading, the array elements of each row are normalized to the maximum value of the count of this row ( ) Then the array of normalized samples is subjected to the operation of binary (single-threshold) quantization by level (amplitude). The threshold level value is selected based on the conditions for ensuring the best detection performance. Let's say this level is -10dB. If this level is exceeded, the threshold device generates a pulse of standard amplitude and duration (unit) or a gap (zero) otherwise.

На втором этапе сравнения с порогом, учитывая пачечный характер сигнала на выходе каскада бинарного квантования (в виде последовательности единиц и нулей), процедура принятия решения сводится к оценке длительности пачки импульсов и сравнении ее с пороговым значением, соответствующим заданному значению ложной тревоги. В результате решения этой задачи согласно критерию Неймана-Пирсона принимается решение о наличии или отсутствии в анализируемой строке (элементе разрешения по времени) эхо-сигнала.At the second stage of comparison with the threshold, taking into account the bursty nature of the signal at the output of the binary quantization cascade (in the form of a sequence of ones and zeros), the decision-making procedure is reduced to estimating the duration of the pulse train and comparing it with a threshold value corresponding to a given value of false alarm. As a result of solving this problem, according to the Neumann-Pearson criterion, a decision is made about the presence or absence of an echo signal in the analyzed line (time resolution element).

В простейшем случае при аналоговом варианте реализации устройство принятия решения может быть выполнено с использованием типового осциллографического индикатора с растровой разверткой луча и яркостной отметкой. Качественно вид экрана такого индикатора показан на фиг.3. Растровая развертка индикатора.«дальность-угол» («r-θ») формируется синхронно с опросом ячеек БЗУ. В частности, строчная развертка луча индикатора осуществляется синхронно с опросом ячеек соответствующей строки зоны памяти БЗУ (соответствующей конкретной зоне разрешения по дальности). Синхронизация кадровой развертки согласована с началом опроса всей зоны памяти БЗУ. Оператор РЛС по результатам сравнительного анализа усредненного значения углового размера полосы засветки помехи и размера отметки в конкретной зоне разрешения по дальности принимает решение о наличии или отсутствии в ней источника эхо-сигнала (цели).In the simplest case, with the analog embodiment, the decision-making device can be performed using a typical oscillographic indicator with a raster scan of the beam and a brightness mark. Qualitatively, the screen view of such an indicator is shown in figure 3. Raster scan of the indicator. "Range-angle" ("r-θ") is formed synchronously with the interrogation of cells of the CCD. In particular, the horizontal scanning of the indicator beam is carried out synchronously with the interrogation of the cells of the corresponding row of the memory zone of the CCD (corresponding to a specific range resolution range). The frame scan synchronization is coordinated with the beginning of the survey of the entire memory zone of the ROM. The radar operator, based on the results of a comparative analysis of the average value of the angular size of the interference illumination band and the size of the mark in a specific range resolution range, makes a decision on the presence or absence of an echo signal (target) in it.

В случае раздвоения отметки по угловой координате, что может иметь место в случае соизмеримых интенсивностей помехи и сигнала (фиг.4), возможна оценка пеленга источников излучения. В случае если отметка не разделяется, то наличие смещения ее центра «тяжести» относительно пеленга источника помехи характеризует относительное угловое положение источника эхо-сигнала.In the case of bifurcation of the mark in the angular coordinate, which may occur in the case of comparable intensities of interference and signal (Fig. 4), it is possible to estimate the bearing of radiation sources. If the mark is not divided, then the presence of a displacement of its center of gravity relative to the bearing of the source of interference characterizes the relative angular position of the source of the echo signal.

Таким образом, устройство повышения углового разрешения амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы может быть изготовлено на известном оборудовании и известными промышленными средствами.Thus, the device for increasing the angular resolution of the amplitude total-difference monopulse system can be manufactured using known equipment and known industrial means.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. - М.: Сов. радио, 1974.1. Shirman Y.D. Resolution and compression of signals. - M .: Owls. Radio, 1974.

2. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 312 с., ил.2. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Radio and communications, 1984. - 312 p., Ill.

3. Царьков Н.М. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. радио, 1980, 192 с.3. Tsarkov N.M. Multichannel radar meters. - M .: Owls. Radio, 1980, 192 p.

4. Пат. №102390 РФ. Устройство обнаружения импульсного эхо-сигнала в условиях воздействия шумовой помехи по главному лепестку диаграммы направленности антенны моноимпульсной РЛС./С.А.Кузьмин, A.M.Лаврентьев, Е.Е.Цубанов. Приоритет 23.08.2010 г.4. Pat. No. 102390 of the Russian Federation. A device for detecting a pulsed echo signal under conditions of noise interference along the main lobe of the radiation pattern of a monopulse radar. / S.A. Kuzmin, A.M. Lavrentiev, E.E. Tsubanov. Priority August 23, 2010

5. Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. М., «Сов. радио», 1974.5. Kuzmin S.Z. Fundamentals of the theory of digital processing of radar information. M., "Owls. the radio, 1974.

Claims (1)

Устройство повышения углового разрешения амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы, содержащее процессор обработки сигналов и устройство принятия решения, отличающееся тем, что процессор обработки сигналов выполнен в виде устройства перемножения, на вход которого поступают формируемые приемным устройством радиолокационной станции аналоговые радиочастотные сигналы суммы и разности, которые после обработки поступают на делительное устройство; квадратичного амплитудного детектора, на вход которого поступает аналоговый радиочастотный сигнал разности и с выхода которого сигнал направлен на делительное устройство, с которого поступает в фильтр нижних частот, которое формирует сигнал на устройство вычисления модуля, сигнал с которого далее поступает на устройство дискретизации, а затем - на некогерентный накопитель, который формирует сигнал, поступающий в буферное запоминающее устройство, выходной сигнал которого, в свою очередь, поступает обратно на некогерентный накопитель и далее - в устройство принятия решения, на выходе которого в соответствии с используемым значением вероятности ложной тревоги согласно критерию Неймана-Пирсона по результатам сравнения поступающего на устройство принятия решения порогового сигнала принимается решение о наличии или отсутствии эхо-сигнала в анализируемом элементе разрешения.
Figure 00000001
A device for increasing the angular resolution of the amplitude total-difference monopulse system, comprising a signal processing processor and a decision-making device, characterized in that the signal processing processor is made in the form of a multiplication device, to the input of which analog radio-frequency signals of the sum and difference, which are generated by the receiving device of the radar station, are received, which after processing, they enter the dividing device; a quadratic amplitude detector, to the input of which an analog radio frequency difference signal is received and from the output of which the signal is directed to a dividing device, from which it enters the low-pass filter, which generates a signal to the module calculating device, the signal from which is then sent to the sampling device, and then to an incoherent storage device, which generates a signal entering the buffer storage device, the output signal of which, in turn, is fed back to the incoherent storage device and further, to the decision-making device, at the output of which, in accordance with the used false alarm probability value according to the Neumann-Pearson criterion, a decision is made about the presence or absence of an echo signal in the analyzed resolution element according to the comparison of the threshold signal received by the decision-making device.
Figure 00000001
RU2012100883/07U 2012-01-11 2012-01-11 DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM RU119126U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100883/07U RU119126U1 (en) 2012-01-11 2012-01-11 DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100883/07U RU119126U1 (en) 2012-01-11 2012-01-11 DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU119126U1 true RU119126U1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46850063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012100883/07U RU119126U1 (en) 2012-01-11 2012-01-11 DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU119126U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2583849C1 (en) * 2015-04-13 2016-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for digital signal processing in surveillance monopulse amplitude integral-differential direction finding using antenna array (versions) and surveillance monopulse amplitude integral-differential direction finder using antenna array and digital signal processing
RU2625349C1 (en) * 2016-06-28 2017-07-13 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" Method for determination of spatial angular coordinates of radio signal in amplitude monopulse pelengage systems
CN113640762A (en) * 2021-07-23 2021-11-12 北京理工大学 Radar target azimuth super-resolution estimation method based on multi-dimensional parameter space self-focusing

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2583849C1 (en) * 2015-04-13 2016-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for digital signal processing in surveillance monopulse amplitude integral-differential direction finding using antenna array (versions) and surveillance monopulse amplitude integral-differential direction finder using antenna array and digital signal processing
RU2625349C1 (en) * 2016-06-28 2017-07-13 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" Method for determination of spatial angular coordinates of radio signal in amplitude monopulse pelengage systems
CN113640762A (en) * 2021-07-23 2021-11-12 北京理工大学 Radar target azimuth super-resolution estimation method based on multi-dimensional parameter space self-focusing
CN113640762B (en) * 2021-07-23 2024-02-09 北京理工大学 Radar target azimuth super-resolution estimation method based on multidimensional parameter space self-focusing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10429488B1 (en) System and method for geo-locating and detecting source of electromagnetic emissions
US10054668B2 (en) Probabilistic signal, detection, and track processing architecture and system
RU2732505C1 (en) Method for detection and azimuth direction finding of ground-based radio-frequency sources from a flight-lifting means
RU2557808C1 (en) Method of determining inclined range to moving target using passive monostatic direction-finder
RU119126U1 (en) DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM
RU2315332C1 (en) Radiolocation station
RU2275649C2 (en) Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources
CN113093125B (en) Radar interference source positioning method, radar interference source positioning system, signal processing equipment and storage medium
RU102390U1 (en) PULSE ECHO SIGNAL DETECTION DEVICE UNDER CONDITIONS OF INFLUENCE OF NOISE INTERFERENCE ON THE MAIN PETAL OF THE DIRECTION DIAGRAM OF THE ANTENNA OF THE PULSE RADAR
RU2341024C1 (en) Radio-electronic equipment detection method
RU2496118C2 (en) Method of identifying radio signals of controlled object and determining position of source
US3991418A (en) Electromagnetic wave direction finding using Doppler techniques
RU2768011C1 (en) Method for single-step adaptive determination of coordinates of radio-frequency sources
RU2294546C2 (en) Method for identification of radio-radiation
RU136191U1 (en) DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF MONOPULSE RADAR UNDER CONDITIONS OF EXPOSURE OF NOISE INTERFERENCE
RU2523650C2 (en) Method for single-step location of short-wave radiation source
RU2581898C1 (en) Method of measuring angular coordinates of target
RU38509U1 (en) SYSTEM OF MULTIPOSITIONAL DETERMINATION OF COORDINATES OF COUNTERBORNE OBJECTS BY RADIATION OF THEIR RADAR STATIONS
Sedivy et al. Doppler frequency estimation using moving target detection filter bank
RU2362182C1 (en) Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation
RU2263926C2 (en) Method of direction finding of radiosignal source
RU2800494C1 (en) Device for digital signal processing in pulsed-doppler radar with compensation of target migration by range and fm doppler signals in one period of radiating and receiving radio pulses
RU2284545C2 (en) Radio inspection naval system
RU100293U1 (en) DEVICE FOR DETECTING A GROUP OF TWO SOURCES OF CONTINUOUS NOISE RADIATION IN THE BEAM OF THE AMPLITUDE SUMMARY-DIFFERENT MONOPULSE SYSTEM
RU2649880C1 (en) Method of target angular coordinates measuring

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130112