RU2018109177A - A method for estimating the spatial size of an air target by the frequency extent of a Doppler portrait - Google Patents

A method for estimating the spatial size of an air target by the frequency extent of a Doppler portrait Download PDF

Info

Publication number
RU2018109177A
RU2018109177A RU2018109177A RU2018109177A RU2018109177A RU 2018109177 A RU2018109177 A RU 2018109177A RU 2018109177 A RU2018109177 A RU 2018109177A RU 2018109177 A RU2018109177 A RU 2018109177A RU 2018109177 A RU2018109177 A RU 2018109177A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air target
formula
informative
array
signal
Prior art date
Application number
RU2018109177A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2679396C2 (en
RU2018109177A3 (en
Inventor
Виталий Юрьевич Есин
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Владимир Геннадьевич Тулузаков
Алексей Владимирович Романенко
Николай Владимирович Силаев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2018109177A priority Critical patent/RU2679396C2/en
Publication of RU2018109177A publication Critical patent/RU2018109177A/en
Publication of RU2018109177A3 publication Critical patent/RU2018109177A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2679396C2 publication Critical patent/RU2679396C2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • 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
    • 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
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • 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
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target

Landscapes

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

Claims (4)

Способ оценки пространственного размера воздушной цели по частотной протяженности доплеровского портрета, заключающийся в том, что в направлении реальной воздушной цели с помощью радиолокационной станции излучают сверхвысокочастотные импульсные сигналы одинаковой несущей частоты сантиметрового диапазона, последовательно принимают отраженные от воздушной цели сигналы, переводят радиолокационную станцию после обнаружения воздушной цели в режим автоматического сопровождения по угловым координатам и дальности, определяют дальность R до воздушной цели, дискретизируют с помощью аналого-цифрового преобразователя с периодом дискретизации Δt, который на порядок меньше длительности импульса τи, и записывают в память электронно-вычислительной машины амплитуду Ai,s и фазу ϕi,s каждого s-го отраженного сигнала и просочившегося в приемный тракт излученного сигнала каждого i-го периода повторения, получая в каждом периоде повторения S дискретных отсчетов, при этом в пределах длительности зондирующего сигнала для каждого периода повторения будет укладываться J дискретных отсчетов, проводят свертку принятых отраженных от воздушной цели сигналов каждого i-го периода повторения с оцифрованным комплексно-сопряженным зондирующим сигналом этого же периода повторения для получения откликов согласованного цифрового фильтра по формулеA method for estimating the spatial size of an air target from the frequency length of a Doppler portrait, which consists in emitting microwave pulses of the same carrier frequency of the centimeter range using a radar station, receiving signals reflected from the air target in series, translating the radar station after detecting the air targets in the automatic tracking mode by angular coordinates and range, determine the range l R to an air target, they are sampled using an analog-to-digital converter with a sampling period Δt, which is an order of magnitude shorter than the pulse duration τ and , and the amplitude A i, s and the phase ϕ i, s of each s of the reflected signal and the emitted signal leaked into the receiving path of each i-th repetition period, receiving S discrete samples in each repetition period, while J discrete counts will fit within the duration of the probe signal for each repetition period couple, conduct a convolution of the received signals reflected from the air target of each i-th repetition period with a digitized complex conjugate probe signal of the same repetition period to obtain responses of a matched digital filter by the formula
Figure 00000001
Figure 00000001
 где i=1…I - номер периода повторения радиолокационной станции; s=1…(S-J);
Figure 00000002
- комплексные значения отражений, получаемые после сжатия отраженного сигнала цифровым фильтром, соответствующие s-му отсчету отраженного сигнала в i-м периоде повторения;
Figure 00000003
- значения амплитуды и фазы отраженного сигнала, соответствующие (s+j-1)-му отсчету продискретизированного отраженного сигнала в i-м периоде повторения импульсов;
Figure 00000004
- значения амплитуды и фазы излученного сигнала, соответствующие j-му отсчету продискретизированного зондирующего сигнала в i-м периоде повторения импульсов; I - количество периодов повторения зондирующего сигнала, укладывающееся на интервале регистрации данных, рассчитывают время прохождения излученного сигнала τвц до воздушной цели и обратно по формуле
Figure 00000005
, где с - скорость распространения электромагнитных волн, определяют предполагаемый номер отсчета g, на который при дальности R будет приходиться пик отраженного от воздушной цели сигнала по формуле
Figure 00000006
, где round(*) - операция округления значения аргумента * до целого числа, в памяти электронно-вычислительной машины радиолокационной станции формируют четырехстрочный массив отражений Hg, в первую строку которого записывают номера используемых при анализе отражений i-x периодов повторения, во вторую - амплитуды
Figure 00000007
g-x отсчетов сжатого сигнала, которые соответствуют пикам откликов отраженного от воздушной цели сигнала в i-x периодах повторения, в третью - фазы
Figure 00000008
g-x отсчетов сжатого сигнала, которые соответствуют пикам откликов отраженных сигналов в i-x периодах повторения, в четвертую - моменты времени ti=[(i-1)S+g+round(J/2)]Δt, соответствующие амплитудам
Figure 00000007
и фазам
Figure 00000008
сжатых отраженных от воздушной цели сигналов в i-x периодах повторения, формируют последовательность из амплитудных значений
Figure 00000007
массива Hg, которая графически представляет собой амплитудную отражательную характеристику воздушной цели, из созданной последовательности, начиная с первого отсчета, последовательно извлекают d-e выборки амплитуд отражений Cd, содержащие по N отсчетов, смещенные друг относительно друга на один отсчет амплитудной отражательной характеристики, причем
Figure 00000009
, где round0(*) - операция округления значения аргумента * до ближайшего предшествующего целого числа, Ти - период повторения импульсов, а Так - длительность интервала анализа корреляции, равная Так=0,5 с, для каждой полученной выборки Cd формируют автокорреляционную функцию и определяют величину интервала корреляции τк (момент времени, когда автокорреляционная функция первый раз становится равной нулю), выбирают минимальную среди всех интервалов корреляции τк величину τкmin, определяют оценочное время корреляции τоц, равное величине 0,5τкmin, нумеруют полученные автокорреляционные функции, определяют для каждой d-й выборки Cd коэффициент корреляции zd, соответствующий w-му отсчету автокорреляционной функции, где
Figure 00000010
, формируют в памяти электронно-вычислительной машины радиолокационной станции двухстрочный массив Hz, в первую строку которого записывают соответствующие d-e номера автокорреляционной функции, во вторую - соответствующие им оценочные коэффициенты корреляции zd, формируют последовательность из значений коэффициентов корреляции zd массива Hz, графически представляющую собой корреляционную характеристику отражений воздушной цели, проводят цифровым способом одним из известных методов, например, методом наименьших квадратов, сглаживание сформированной корреляционной характеристики, то есть устраняют локальные максимумы и минимумы, оставляя только глобальные, определяют в сглаженной корреляционной характеристике такой ее участок между смежными глобальными максимумом zdmax и минимумом zdmin, на котором максимальное zdmax и минимальное zdmin значения коэффициентов корреляции имеют наибольшее отличие, находят на этом участке точку корреляционной характеристики со значением коэффициента корреляции zd сред, которое наиболее точно соответствует величине
Figure 00000011
, используют эту точку как середину информативного интервала синтезирования длительностью Тии=0,5с, по номеру выборки d, соответствующей коэффициенту корреляции zd сред, определяют соответствующую d-ю выборку отражательной характеристики, находят отсчет, соответствующий середине d-й выборки и определяют его номер в отражательной характеристике по формуле
Figure 00000012
, принимают длительность Тии за длительность информативного интервала синтезирования Тс, вычисляют номера отсчетов в отражательной характеристике, которые являются началом iн и концом iк информативного интервала синтезирования по соответствующим формулам
Figure 00000013
,
Figure 00000014
, где round1(*) - операция округления значения аргумента * до ближайшего следующего целого числа, из массива Hg отражений извлекают амплитудные и фазовые значения, входящие в интервал синтезирования Тс, ограниченные номерами отсчета слева iн и справа iк, создают в памяти электронно-вычислительной машины радиолокационной станции четырехстрочный массив Ни, в первую строку которого записывают μ-е номера периодов повторения с 1-го по М-й, причем
Figure 00000015
, а μ-й номер в пределах массива Ни соответствует (iн+μ-1)-му номеру в исходной отражательной характеристике, во вторую - амплитуды
Figure 00000016
μ-х отсчетов участка отражательной характеристики, входящего в информативный интервал синтезирования, в третью - фазы
Figure 00000017
соответствующих μ-х отсчетов отражательной характеристики, принадлежащих информативному интервалу синтезирования, в четвертую - моменты времени tμ=(iн+μ-1)Ти, соответствующие амплитудам и фазам отраженных сигналов в μ-х периодах повторения, при этом первый элемент массива Ни соответствует началу информативного интервала синтезирования, то есть iн-му элементу массива Hg, а последний элемент массива Ни соответствует концу информативного интервала синтезирования, то есть iк-му элементу массива Hg, проводят операцию быстрого дискретного преобразования Фурье с комплексными значениями
Figure 00000018
выборки, состоящей из 8-ми первых отсчетов массива Ни, в результате которого получают начальный низкоинформативный доплеровский спектр, определяют в полученном начальном низкоинформативном доплеровском спектре частоту Доплера
Figure 00000019
, которая соответствует максимальной по амплитуде составляющей спектра, определяют радиальную скорость воздушной цели в начале информативного интервала синтезирования
Figure 00000020
по формуле
Figure 00000021
, где λ - длина волны излученного сигнала, проводят операцию быстрого дискретного преобразования Фурье с комплексными значениями выборки, состоящей из 8-ми последних отсчетов массива Ни, в результате которого получают конечный низкоинформативный доплеровский спектр, определяют в полученном конечном низкоинформативном доплеровском спектре частоту Доплера
Figure 00000022
, которая соответствует максимальной по амплитуде составляющей спектра, определяют радиальную скорость воздушной цели в конце информативного интервала синтезирования
Figure 00000023
по формуле
Figure 00000024
, определяют среднюю радиальную скорость
Figure 00000025
воздушной цели в пределах информативного интервала синтезирования по формуле
Figure 00000026
, определяют радиальное ускорение ар воздушной цели на выбранном информативном интервале синтезирования по формуле
Figure 00000027
, рассчитывают на основе полученных значений средней радиальной скорости
Figure 00000025
и ускорения ар величину компенсируемой фазы для каждого tμ-го момента времени, входящего в информативный интервал синтезирования по формуле
Figure 00000028
, проводят компенсацию фазового влияния радиального движения воздушной цели на информативном интервале синтезирования путем изменения фазы по формуле
Figure 00000029
, где знак «-» соответствует движению воздушной цели в направлении радиолокационной станции, т.е. приближению, а знак «+» соответствует удалению воздушной цели, создают в памяти электронно-вычислительной машины радиолокационной станции четырехстрочный массив Нс, в первую строку которого записывают номера периодов повторения с 1-го по М-й, во вторую - амплитуды
Figure 00000016
μ-х отсчетов отражательной характеристики, принадлежащих информативному интервалу синтезирования, в третью - скомпенсированные фазы
Figure 00000030
μ-х отсчетов отражательной характеристики, принадлежащих интервалу синтезирования, в четвертую - моменты времени tμ, соответствующие амплитудам и фазам отраженных сигналов в μ-х периодах повторения, для осуществления быстрого дискретного преобразования Фурье полученный массив дискретных отсчетов расширяют путем ввода новых элементов с нулевыми значениями амплитуд и фаз, добиваясь числа элементов массива Нс, равного Е=2m, где Е - ближайшее целое число, удовлетворяющее условию Е=2m и Е>М, m - целое число, проводят операцию быстрого дискретного преобразования Фурье с вектором комплексных величин
Figure 00000031
из массива Нс, получают массив Ндоп, содержащий Е комплексных значений спектра отраженного сигнала, который представляет собой доплеровский портрет воздушной цели, полученный на информативном интервале синтезирования Тс, в полученном массиве Ндоп, характеризующем доплеровский портрет, определяют крайний левый и крайний правый максимумы путем перебора и анализа амплитудных значений элементов массива Ндоп, записывают в память электронно-вычислительной машины радиолокационной станции номера отсчетов iнmax и iкmax из массива Ндоп, соответствующих начальному и конечному максимумам, вычисляют частотную ширину доплеровского портрета по формуле ΔF=(iкmax-iнmax)/Tc, считают, что все воздушные цели движутся с одинаковым курсовым углом γ и заранее известной путевой скоростью V, рассчитывают угловую скорость поворота воздушной цели относительно радиолокационной станции по формуле
Figure 00000032
, рассчитывают поперечный размер воздушной цели по формуле
Figure 00000033
,where i = 1 ... I is the number of the repetition period of the radar station; s = 1 ... (SJ);
Figure 00000002
- complex values of reflections obtained after compression of the reflected signal by a digital filter, corresponding to the s-th sample of the reflected signal in the i-th repetition period;
Figure 00000003
- the values of the amplitude and phase of the reflected signal corresponding to the (s + j-1) -th sample of the sampled reflected signal in the i-th pulse repetition period;
Figure 00000004
- the values of the amplitude and phase of the emitted signal corresponding to the j-th sample of the sampled probing signal in the i-th pulse repetition period; I - the number of repetition periods of the probe signal, falling on the data recording interval, calculate the transit time of the emitted signal τ CC to the air target and vice versa according to the formula
Figure 00000005
, where c is the propagation speed of electromagnetic waves, determine the estimated reference number g, which at a distance R will have the peak of the signal reflected from the air target by the formula
Figure 00000006
, where round (*) is the operation of rounding the value of the argument * to an integer, a four-line array of reflections H g is formed in the memory of the electronic computer of the radar station, the first line of which records the numbers of the ix repetition periods used in the analysis of reflections, and the second contains the amplitudes
Figure 00000007
gx samples of the compressed signal, which correspond to the response peaks of the signal reflected from the air target in ix repetition periods, in the third phase
Figure 00000008
gx samples of the compressed signal, which correspond to the response peaks of the reflected signals in ix repetition periods, in the fourth - time instants t i = [(i-1) S + g + round (J / 2)] Δt corresponding to the amplitudes
Figure 00000007
and phases
Figure 00000008
compressed signals reflected from the air target in ix repetition periods form a sequence of amplitude values
Figure 00000007
of the array H g , which graphically represents the amplitude reflection characteristic of an air target, from the created sequence, starting from the first reference, de samples of reflection amplitudes C d containing N samples, offset from each other by one reference of the amplitude reflection characteristic, are sequentially extracted, and
Figure 00000009
, where round0 (*) is the operation of rounding the value of the argument * to the nearest previous integer, T and is the pulse repetition period, and T ak is the duration of the correlation analysis interval equal to T ak = 0.5 s, for each obtained sample C d form autocorrelation function and determine the value for the correlation interval τ (the time when the autocorrelation function for the first time becomes equal to zero), the minimum is selected among all correlation intervals τ τ kmin value to determine an estimated correlation time τ est equal magnitude 0,5τ kmin , Numbered obtained autocorrelation function is determined for each d-th sample correlation coefficient C d z d, the appropriate w-th count autocorrelation function, where
Figure 00000010
form a two-line array H z in the memory of the electronic computer of the radar station, in the first line of which the corresponding de numbers of the autocorrelation function are written, in the second - the corresponding estimated correlation coefficients z d , form a sequence of correlation coefficients z d of the array H z , graphically which is a correlation characteristic of reflections of an air target, is carried out digitally using one of the known methods, for example, the least squares method, smoothing of the generated correlation characteristic, that is, eliminate local maxima and minima, leaving only global maxima, determine in the smoothed correlation characteristic its section between adjacent global maximum z dmax and minimum z dmin at which the maximum z dmax and minimum z dmin values of the correlation coefficients have the greatest difference, find in this section a point of correlation characteristic with the value of the correlation coefficient z d media , which most closely corresponds to the value
Figure 00000011
use this point as the middle of an informative synthesis interval of duration T i = 0.5 s, using the sample number d corresponding to the correlation coefficient z d media , determine the corresponding d-th sample of the reflection characteristic, find the reference corresponding to the middle of the d -th sample and determine it number in the reflective characteristic according to the formula
Figure 00000012
take the duration T i for the duration of the informative synthesis interval T s , calculate the numbers of samples in the reflection characteristic, which are the beginning i n and the end i to the informative synthesis interval according to the corresponding formulas
Figure 00000013
,
Figure 00000014
, where round1 (*) is the operation of rounding the value of the argument * to the nearest next integer, from the array of g g reflections, the amplitude and phase values included in the synthesis interval T c are limited, limited by reference numbers on the left i n and right i k , create in memory of the electronic computer of the radar station, a four-line array H and , in the first line of which the μth numbers of the repetition periods from 1st to Mth are recorded,
Figure 00000015
, and the μth number within the array N and corresponds to the (i n + μ-1) th number in the initial reflective characteristic, and in the second, the amplitudes
Figure 00000016
μ samples of the plot of the reflection characteristic included in the informative synthesis interval, in the third phase
Figure 00000017
the corresponding μ samples of the reflection characteristic, belonging to the informative synthesis interval, in the fourth - time instants t μ = (i n + μ-1) T and corresponding to the amplitudes and phases of the reflected signals in the μ repetition periods, while the first array element H corresponds to the beginning and informative synthesizing interval, i.e. n i -th array element H g, and the last element of the array corresponds to H and the end informative synthesizing interval, i.e. to the i -th array element H g, rapid operation is performed discretely th Fourier transform with complex values
Figure 00000018
a sample consisting of the first 8 samples of the H array, and as a result of which the initial low informative Doppler spectrum is obtained, the Doppler frequency is determined in the obtained initial low informative Doppler spectrum
Figure 00000019
, which corresponds to the maximum amplitude component of the spectrum, determine the radial speed of an air target at the beginning of an informative synthesis interval
Figure 00000020
according to the formula
Figure 00000021
where λ is the wavelength of the emitted signal, the operation of the fast discrete Fourier transform is performed with complex values of the sample consisting of the last 8 samples of the array N and , as a result of which the final low informative Doppler spectrum is obtained, the Doppler frequency is determined in the resulting final low informative Doppler spectrum
Figure 00000022
, which corresponds to the maximum amplitude component of the spectrum, determine the radial speed of the air target at the end of the informative synthesis interval
Figure 00000023
according to the formula
Figure 00000024
determine the average radial velocity
Figure 00000025
air targets within the informative synthesis interval according to the formula
Figure 00000026
determine the radial acceleration a p of the air target on the selected informative synthesis interval according to the formula
Figure 00000027
calculated on the basis of the obtained average radial velocity
Figure 00000025
and acceleration a p the magnitude of the compensated phase for each t μ th moment of time included in the informative synthesis interval according to the formula
Figure 00000028
carry out the compensation of the phase effect of the radial movement of the air target on the informative synthesis interval by changing the phase according to the formula
Figure 00000029
, where the “-" sign corresponds to the movement of an air target in the direction of the radar station, i.e. the approximation, and the “+” sign corresponds to the removal of the air target, create a four-line array Н с in the memory of the electronic computer of the radar station, in the first line of which the numbers of the repetition periods from the 1st to the Mth are recorded, in the second - the amplitudes
Figure 00000016
μ samples of the reflection characteristic, belonging to the informative synthesis interval, in the third - compensated phases
Figure 00000030
μ samples of the reflection characteristic, belonging to the synthesis interval, in the fourth - time points t μ , corresponding to the amplitudes and phases of the reflected signals in the μ repetition periods, to implement a fast discrete Fourier transform, the resulting array of discrete samples is expanded by introducing new elements with zero values amplitudes and phases, achieving the number of elements of the array H c equal to E = 2 m , where E is the nearest integer satisfying the condition E = 2 m and E> M, m is an integer, carry out a quick discrete operation Fourier transform with a vector of complex quantities
Figure 00000031
Solid H to receive an array of N dop comprising E complex values of the spectrum of the reflected signal which is a Doppler portrait aerial target obtained in the informative range synthesizing T s, in the resulting array N additional characterizing Doppler portrait determine the leftmost and rightmost the maximums by sorting and analyzing the amplitude values of the elements of the array N add , write into the memory of the electronic computer of the radar station the numbers of samples i нmax and i кmax from the array N add , s The appropriate initial and final maximums calculated Doppler frequency width portrait formula ΔF = (i -i Kmax Hmax) / T c, consider that all airborne targets are moving with the same angle γ foreign exchange and known beforehand ground speed V, calculated rotation angular velocity air targets relative to a radar station according to the formula
Figure 00000032
calculate the transverse size of the air target according to the formula
Figure 00000033
, отличающийся тем, что из сигналов канала угловой автоматики, пропорциональных углу места ε и азимуту β воздушной цели, с помощью соответствующих аналого-цифровых преобразователей в каждом i-м периоде повторения получают цифровые отсчеты угла места εi и азимута βi, а из сигналов системы измерения дальности, пропорциональных дальности до воздушной цели, с помощью аналого-цифрового преобразователя получают для каждого i-го периода повторения цифровое значение дальности Ri, для каждого периода повторения рассчитывают время прохождения излученного сигнала до воздушной цели и обратно по формуле
Figure 00000034
, на основании чего для каждого i-го периода повторения определяют номер отсчета gi оцифрованного отраженного сигнала, на который при дальности до воздушной цели Ri будет приходится пик отклика отраженного сигнала после согласованной фильтрации, применяя при этом формулу
Figure 00000035
, используют значение gi для расчета времени приема отраженного от воздушной цели сигнала в i-м периоде повторения по формуле ti=[(i-1)S+gi+round(J/2)]Δt, с помощью цифровой вычислительной системы по известным формулам сферические координаты воздушной цели 1-го и I-го периодов повторения пересчитывают в прямоугольные координаты х, у, z соответствующих периодов повторения x1, у1, z1 и xI, уI, zI, на основе чего рассчитывают расстояние r, которое преодолела воздушная цель за время регистрации отраженных сигналов по формуле
Figure 00000036
, с помощью цифровой вычислительной системы рассчитывают путевую скорость V воздушной цели по формуле
Figure 00000037
, рассчитывают курсовой угол γ воздушной цели по формуле
Figure 00000038
, выбирают значение дальности, соответствующее серединному отсчету в интервале регистрации данных, равное RI/2, на основе чего рассчитывают уточненное значение угловой скорости
Figure 00000039
поворота воздушной цели относительно радиолокационной станции по формуле
Figure 00000040
, на основе рассчитанных данных определяют пространственный размер Lпр воздушной цели по формуле
Figure 00000041
.characterized in that from the signals of the channel of angular automatics proportional to the elevation angle ε and azimuth β of the air target, using the corresponding analog-to-digital converters in each i-th repetition period, digital readings of the elevation angle ε i and azimuth β i are obtained, and from the system signals measuring distances proportional to the distance to an air target, using an analog-to-digital converter, for each i-th repetition period receive a digital range value R i , for each repetition period calculate the transit time the learned signal to the air target and back according to the formula
Figure 00000034
, on the basis of which, for each i-th repetition period, the reference number g i of the digitized reflected signal is determined, which at a distance to the air target R i will have the peak of the response of the reflected signal after the agreed filtering, applying the formula
Figure 00000035
, use the value of g i to calculate the time of reception of the signal reflected from the air target in the i-th repetition period according to the formula t i = [(i-1) S + g i + round (J / 2)] Δt, using a digital computing system according to well-known formulas, the spherical coordinates of the aerial target of the 1st and 1st repetition periods are converted to the rectangular coordinates x, y, z of the corresponding repetition periods x 1 , 1 , z 1 and x I , I , z I , based on which the distance r that the air target covered during the registration of reflected signals according to the formula
Figure 00000036
using the digital computer system calculate the ground speed V of the air target according to the formula
Figure 00000037
, calculate the course angle γ of the air target according to the formula
Figure 00000038
, select the range value corresponding to the average count in the data recording interval, equal to R I / 2 , on the basis of which the updated value of the angular velocity is calculated
Figure 00000039
rotation of an air target relative to a radar station according to the formula
Figure 00000040
, based on the calculated data, the spatial size L pr of the air target is determined by the formula
Figure 00000041
.
RU2018109177A 2018-03-14 2018-03-14 Aerial target spatial dimension evaluation method by the doppler image frequency span RU2679396C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109177A RU2679396C2 (en) 2018-03-14 2018-03-14 Aerial target spatial dimension evaluation method by the doppler image frequency span

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109177A RU2679396C2 (en) 2018-03-14 2018-03-14 Aerial target spatial dimension evaluation method by the doppler image frequency span

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018109177A true RU2018109177A (en) 2018-04-24
RU2018109177A3 RU2018109177A3 (en) 2018-10-09
RU2679396C2 RU2679396C2 (en) 2019-02-08

Family

ID=62044368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018109177A RU2679396C2 (en) 2018-03-14 2018-03-14 Aerial target spatial dimension evaluation method by the doppler image frequency span

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2679396C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111723335A (en) * 2020-05-21 2020-09-29 河海大学 Target symmetry axis detection method based on concentric circumference filter
CN115617820A (en) * 2022-12-19 2023-01-17 广东省气象公共服务中心(广东气象影视宣传中心) Method for making deep learning data set for position-dependent radar quantitative precipitation estimation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150714C1 (en) * 1999-05-17 2000-06-10 Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации Method of measurement of cross-sectional dimensions of radar objects in real time
US6680691B2 (en) * 2002-05-13 2004-01-20 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for accurate phase detection
US7046190B2 (en) * 2003-07-25 2006-05-16 Raytheon Company Process for phase-derived range measurements
US20100238066A1 (en) * 2005-12-30 2010-09-23 Valeo Raytheon Systems, Inc. Method and system for generating a target alert
RU92200U1 (en) * 2009-07-02 2010-03-10 Открытое акционерное общество "НПК "ТРИСТАН" MULTI-PROFILE DEVICE FOR CLASSIFICATION OF OBJECTS BY TOTAL SUMMARY OF SIGNS
RU2589737C1 (en) * 2015-07-06 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Method for extraction from doppler portraits of aerial objects identification features using superresolution method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111723335A (en) * 2020-05-21 2020-09-29 河海大学 Target symmetry axis detection method based on concentric circumference filter
CN111723335B (en) * 2020-05-21 2023-03-24 河海大学 Target symmetry axis detection method based on concentric circumference filter
CN115617820A (en) * 2022-12-19 2023-01-17 广东省气象公共服务中心(广东气象影视宣传中心) Method for making deep learning data set for position-dependent radar quantitative precipitation estimation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2679396C2 (en) 2019-02-08
RU2018109177A3 (en) 2018-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7576688B2 (en) Method and arrangement for detecting moving objects with a radar
CN101320086B (en) Echo signal processing equipment and method of Doppler speed measuring laser radar
US5835054A (en) Ultra wideband ground penetrating radar imaging of heterogeneous solids
US5659520A (en) Super short baseline navigation using phase-delay processing of spread-spectrum-coded reply signals
US7317659B2 (en) Measurement of air characteristics in the lower atmosphere
CN107132534B (en) Optimization method for high-speed radar target frequency domain detection
CN110568434B (en) Multi-channel uniform acceleration SAR moving target two-dimensional speed estimation method
CN110850384B (en) Method for generating broadband deskew echo based on sweep frequency data
US8760340B2 (en) Processing radar return signals to detect targets
RU2018109177A (en) A method for estimating the spatial size of an air target by the frequency extent of a Doppler portrait
RU2626380C1 (en) Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion
CN113009473B (en) Multi-beam staring radar low elevation target height measurement method, device and medium
RU2326402C1 (en) Method of measurement of radial speed of air target in the mode of frequency tuning from pulse to pulse
NL8006069A (en) METHOD FOR DETERMINING THE STATE OF THE SEA AND APPARATUS FOR APPLYING THE METHOD
CN111443333B (en) Multi-azimuth matching signal generation method based on spectrum synthesis
Marszal et al. Application of maximum length sequence in silent sonar
JP6779415B2 (en) Radar device and target distance calculation method
RU2815730C1 (en) Method for forming range portrait obtained based on use of signals with frequency tuning, from pulse to pulse, by constructing characteristic of changes in radial speed of air object
JP7286033B2 (en) Target distance estimation device, radio detection device, and target distance estimation method
RU2792196C1 (en) Method for measuring angular coordinates of moving objects with a doppler station
JP6610224B2 (en) Bistatic active sonar device and its receiver
JPH05146438A (en) Ultrasonic device and vector doppler method using its device
KR20150058682A (en) Method and Apparatus for a fast Linear Frequency Modulation target detection compensating Doppler effect according to the target speed
US20240012127A1 (en) Range-doppler keystone processing for direct sampled radar data from targets with long range and high velocity using waveforms with high bandwidth, high duty factor, and long dwell
CN112882008B (en) Beam internal dense multi-target super-resolution implementation method based on digital array radar