RU2226704C2 - Method of space processing of signal (variants) - Google Patents
Method of space processing of signal (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2226704C2 RU2226704C2 RU2001106565/09A RU2001106565A RU2226704C2 RU 2226704 C2 RU2226704 C2 RU 2226704C2 RU 2001106565/09 A RU2001106565/09 A RU 2001106565/09A RU 2001106565 A RU2001106565 A RU 2001106565A RU 2226704 C2 RU2226704 C2 RU 2226704C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- modulation
- antenna
- aperture
- side lobes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в перспективных РЛС, например, при сопровождении объектов.The invention relates to the field of radar and can be used in promising radars, for example, when tracking objects.
Известен способ формирования диаграммы направленности антенны (ДНА), оптимальный с точки зрения отношения сигнал/шум, заключающийся в равномерном суммировании энергии колебания, падающей на любой участок раскрыва антенны. Способ основан на использовании закона равномерного амплитудного распределения поля в раскрыве вида f(х)=1 (Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б.Х.Кривицкого. Т.2. - М.: Энергия, 1979, с.85, табл.7-2).A known method of generating a radiation pattern of the antenna (BOTTOM), optimal from the point of view of signal-to-noise ratio, which consists in uniformly summing the vibration energy incident on any part of the antenna aperture. The method is based on the use of the law of uniform amplitude field distribution in aperture of the form f (x) = 1 (Handbook of electronic systems. Edited by B.Kh. Krivitsky. T.2. - M .: Energy, 1979, p. 85, tab. .7-2).
Недостаток этого способа состоит в том, что наибольший уровень бокового лепестка (УБЛ) ДНА лишь на 13,2 до ниже уровня основного, что приводит при большом уровне сигнала к ложному обнаружению объектов.The disadvantage of this method is that the highest level of the side lobe (SBL) of the bottom is only 13.2 to below the level of the main one, which leads to a false detection of objects with a high signal level.
Известен способ снижения УБЛ, основанный на использовании закона амплитудного распределения поля в раскрыве антенны f(х)≠1, т.е. отличного от равномерного (там же).There is a known method for reducing SLL based on the use of the law of the amplitude field distribution in the aperture of the antenna f (x) ≠ 1, i.e. different from uniform (ibid.).
Отличие состоит в том, что суммируют энергию колебания, падающую на участки раскрыва антенны, с различным весом, как правило, уменьшающимся от центра к краю раcкрыва.The difference is that they summarize the vibrational energy incident on the sections of the antenna aperture, with different weights, usually decreasing from the center to the edge of the opening.
Чаще всего используют функцию f(х) с пьедесталом Δ (там же):Most often, use the function f (x) with a pedestal Δ (ibid.):
При изменении Δ от 1 до 0,08 уровень бокового лепестка уменьшается на 30 дБ при расширении главного лепестка в 1,5 раза и уменьшении его уровня на 1,34 дБ (там же).With a change in Δ from 1 to 0.08, the level of the side lobe decreases by 30 dB with the expansion of the main lobe by 1.5 times and a decrease in its level by 1.34 dB (ibid.).
Таким образом, изменяя один параметр Δ в амплитудном распределении вида (I), можно в широких пределах изменять УБД при незначительных изменениях уровня главного лепестка ДНА.Thus, by changing one parameter Δ in the amplitude distribution of type (I), it is possible to widely vary the UBD with insignificant changes in the level of the main lobe of the bottom.
Недостаток этого способа пространственной обработки состоит в том, что ложное обнаружение объектов за счет действия боковых лепестков по-прежнему не может быть исключено для больших уровней сигнала, хотя оно и возникает при значительно больших его значениях, чем прежде.The disadvantage of this method of spatial processing is that the false detection of objects due to the action of the side lobes still cannot be excluded for large signal levels, although it occurs at significantly higher values than before.
Наиболее близким является способ пространственной обработки сигнала, основанный на изменении веса суммирования энергии двух полей, имеющих амплитудные распределения поля в раскрыве антенны вида f(х)≠1 и 1-f(х), с частотой, превышающей ширину спектра сигнала, и на принятии решения об обнаружении сигнала, если глубина модуляции сигнала не превышает порогового значения (патент №2121156 RU, п.3).The closest is a spatial signal processing method based on changing the weight of the summation of the energy of two fields having amplitude field distributions in the antenna aperture of the form f (x) ≠ 1 and 1-f (x), with a frequency exceeding the signal spectrum width, and on taking decisions on detecting the signal if the depth of the modulation of the signal does not exceed the threshold value (patent No. 2121156 RU, p. 3).
Суть способа состоит в том, что изменение (модуляция) веса суммирования энергии двух полей эквивалентна модуляции величины Δ в (1) ( т.к. величина Δ и является весом суммирования двух функций).The essence of the method is that changing (modulating) the weight of summing the energy of two fields is equivalent to modulating the value Δ in (1) (since the value Δ is the weight of the summation of two functions).
В результате модуляции Δ в процессе приема сигнала принятый сигнал будет модулирован по амплитуде. При этом уровень модуляции будет зависеть от пределов изменения Δ и величины угла между направлением на объект и положением луча ДНА. Так, если Δ изменять от 1 до 0,08, то глубина модуляции принятого лучом ДНА сигнала будет соответствовать значению 1,34 дБ, а его боковым лепестком 30 дБ и более. На этом и основано подавление приема сигнала в области боковых лепестков ДНА.As a result of modulation Δ in the process of receiving a signal, the received signal will be modulated in amplitude. In this case, the modulation level will depend on the limits of change Δ and the magnitude of the angle between the direction of the object and the position of the bottom beam. So, if Δ is changed from 1 to 0.08, then the modulation depth of the signal received by the beam of the DND will correspond to a value of 1.34 dB, and its side lobe is 30 dB or more. This is the basis for the suppression of signal reception in the area of the side lobes of the bottom.
Преимущество способа-прототипа состоит в том, что для случая, когда можно реализовать функции распределения f(х) и 1-f(x), модуляция распределения поля в раскрыве антенны достигается путем модуляции веса суммирования двух сигналов, что может быть обеспечено не в антенне, а на промежуточной частоте в приемном канале.The advantage of the prototype method is that for the case when the distribution functions f (x) and 1-f (x) can be implemented, the modulation of the field distribution in the aperture of the antenna is achieved by modulating the weight of the summation of the two signals, which can be provided not in the antenna , and at an intermediate frequency in the receiving channel.
Недостатки способа-прототипа состоят в следующем.The disadvantages of the prototype method are as follows.
1. Трудно обеспечить требуемую частоту модуляции при использовании широкополосного сигнала.1. It is difficult to provide the required modulation frequency when using a broadband signal.
2. В некоторых видах базированных антенных решетках (ФАР) трудно реализовать функции амплитудного распределения поля в раскрыве антенны вида 1(х)=1 и 1-f(x).2. In some types of based antenna arrays (PAR), it is difficult to realize the functions of the amplitude field distribution in the antenna aperture of the form 1 (x) = 1 and 1-f (x).
В этих случаях не обеспечивается подавление боковых лепестков антенны, причем во 2-м случае ни для узкополосного, ни для широкополосного сигнала.In these cases, suppression of the side lobes of the antenna is not provided, and in the 2nd case, neither for narrowband nor for broadband signal.
Решаемой задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно обеспечение подавления приема сигналов в области боковых лепестков ДНА.The object of the invention is to eliminate the noted drawbacks, namely, providing suppression of signal reception in the area of the side lobes of the bottom of the bottom.
Эта задача решается на основе совместного использования результатов пространственной и частотной весовой обработки сигнала.This problem is solved by sharing the results of spatial and frequency weighted signal processing.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе пространственной обработки сигнала, основанном на модуляции веса суммирования энергии двух полей, имеющих амплитудные распределения вида f(х)(1 и 1-f(х), согласно изобретению длину волны модулирующего колебания берут меньшей длительности сигнала, принимают решение об обнаружении сигнала, если относительный уровень боковых лепестков сжатого сигнала, образующихся за счет модуляции, не превышает порогового значения.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of spatial signal processing based on modulation of the weight of the summation energy of two fields having amplitude distributions of the form f (x) (1 and 1-f (x), according to the invention, the wavelength of the modulating oscillation is taken shorter signal, decide on detecting the signal if the relative level of the side lobes of the compressed signal generated by modulation does not exceed a threshold value.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе пространственной обработки сигнала, основанном на модуляции распределения поля в раскрыве антенны, согласно изобретению длину волны модулирующего колебания берут меньшей длительности сигнала, принимают решение об обнаружении сигнала, если относительный уровень боковых лепестков сжатого сигнала, образующихся за счет модуляции, не превышает порогового значения, а также тем, что модуляцию распределения поля в раскрыве дозированной антенной решетки осуществляют путем модуляции фазовых сдвигов в фазовращателях или коэффициента усиления в приемных модулях антенны.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of spatial signal processing, based on modulation of the field distribution in the aperture of the antenna, according to the invention, the wavelength of the modulating oscillations is taken to be shorter than the signal duration, a decision is made to detect the signal if the relative level of the side lobes of the compressed signal formed for the modulation count does not exceed the threshold value, and also because the modulation of the field distribution in the aperture of the metered antenna array is carried out by By modulating phase shifts in the phase shifters or gain in the receiving modules of the antenna.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе пространственной обработки сигнала, основанном на модуляции распределения поля в раскрыве антенны с частотой, превышающий ширину спектра сигнала, на принятии решения об обнаружении сигнала, если глубина модуляции сигнала не превышает порогового значения, согласно изобретению модуляцию распределения осуществляют путем модуляции разовых сдвигов в фазовращателях или коэффициента усиления в приемных модулях антенны.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of spatial signal processing based on modulation of the distribution of the field in the aperture of the antenna with a frequency exceeding the spectral width of the signal, on the decision to detect the signal if the depth of the modulation of the signal does not exceed the threshold value, according to the invention, the distribution modulation carried out by modulating single shifts in the phase shifters or gain in the receiving modules of the antenna.
Предлагаемое первое техническое решение основано на следующем. Известно, что если огибающая спектра шириной В широкополосного сигнала имеет n>1 выбросов амплитуды или фазы с относительной величиной an, то после его частотной весовой обработки будет получено три немодулированных импульса: основной сигнал и два его лепестка с относительным уровнем, равным аn/2 и отстоящим по временной оси от него на величину ±n/B (Справочник по радиолокации. Под ред. М.Окопника. Т.3. - М.: Сов. радио, 1979, с.430, 3-й абз., с.438, последний абз.)The proposed first technical solution is based on the following. It is known that if the spectral envelope of width B of a broadband signal has n> 1 outliers of amplitude or phase with a relative value of a n , then after its frequency weight processing three unmodulated pulses will be received: the main signal and its two lobes with a relative level equal to a n / 2 and spaced in the time axis from it by ± n / B (Handbook of Radar. Edited by M. Okopnik. T.3. - M .: Sov. Radio, 1979, p. 430, 3rd Abs., p. 438, the last paragraph.)
Таким образом, информация об уровне модуляции амплитуды широкополосного сигнала содержится в относительном уровне появляющихся после сжатия сигнала в результате этой модуляции боковых лепестков.Thus, information about the level of modulation of the amplitude of the broadband signal is contained in the relative level of side lobes that appear after compression of the signal as a result of this modulation.
Отсюда, если изменять величину Δ в функции (1) амплидудного распределения, поля в раскрыве антенны в диапазоне от 1 до 0,08, то относительный уровень боковых лепестков сжатого сигнала составит величину порядка 0,04, если сигнал принят лучом ДНА, и порядка 0,5, если его боковым лепестком. Таким образом, уровень бокового лепестка сжатого сигнала несет информацию о положении луча ДHА, относительно направления на объект, т.е. появление бокового лепестка (превышающего пороговый уровень) в результате частотной весовой обработки сигнала означает, что его прием осуществлен боковым лепестком ДНА, появившимся в результате пространственной обработки.Hence, if you change the value Δ in the function (1) of the amplitude distribution, the field in the aperture of the antenna is in the range from 1 to 0.08, then the relative level of the side lobes of the compressed signal will be of the order of 0.04 if the signal is received by the BOTTOM beam, and of the order of 0 5 if its side lobe. Thus, the level of the side lobe of the compressed signal carries information about the position of the beam of the DNA, relative to the direction to the object, i.e. the appearance of a side lobe (exceeding the threshold level) as a result of frequency weighted processing of the signal means that it was received by the side lobe of the bottom beam, which appeared as a result of spatial processing.
Второе, третье и четвертое заявленные изобретения также направлены на обеспечение возможности подавления приема сигнала в области боковых лепестков ДНА в случаях, когда нет возможности реализовать функции амплитудного распределения вида f(х)≠1 и 1-f(х).The second, third and fourth claimed inventions are also aimed at providing the possibility of suppressing signal reception in the area of the side lobes of the DND in cases where it is not possible to realize the amplitude distribution functions of the form f (x) ≠ 1 and 1-f (x).
В них предусматривается использовать управление распределением поля во всем раскрыве антенны (а не весом суммирования двух полей с неуправляемыми распределениями).They provide for the use of field distribution control in the entire aperture of the antenna (and not the weight of the summation of two fields with uncontrolled distributions).
При этом за счет изменения фазовых сдвигов в фазовращателях можно изменять как фазовое, так и амплитудное распределение поля. Так, коэффициентом передачи фазовращателей можно управлять за счет сдвига фазы на ±Δφ в двух параллельно включенных фазосдвигающих цепях или в симметрично расположенных фазовращателях.Moreover, due to changes in phase shifts in the phase shifters, it is possible to change both the phase and amplitude distribution of the field. Thus, the transfer coefficient of the phase shifters can be controlled by a phase shift of ± Δφ in two parallel phase shifting circuits or in symmetrically positioned phase shifters.
Последнее техническое решение предлагается для случая, когда используется узкополосный сигнал.The last technical solution is proposed for the case when a narrowband signal is used.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001106565/09A RU2226704C2 (en) | 2001-03-11 | 2001-03-11 | Method of space processing of signal (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001106565/09A RU2226704C2 (en) | 2001-03-11 | 2001-03-11 | Method of space processing of signal (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001106565A RU2001106565A (en) | 2003-02-10 |
| RU2226704C2 true RU2226704C2 (en) | 2004-04-10 |
Family
ID=32464815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001106565/09A RU2226704C2 (en) | 2001-03-11 | 2001-03-11 | Method of space processing of signal (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2226704C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599257C1 (en) * | 2015-11-30 | 2016-10-10 | Борис Николаевич Горевич | Method of radio signals spatial processing |
| RU2608360C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-01-18 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determining bearing at source of continuous jamming and radar device for its implementation |
| RU2774864C1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-06-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Method for increasing the energy potential of a single-position radar station |
-
2001
- 2001-03-11 RU RU2001106565/09A patent/RU2226704C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Теоретические основы радиолокации. /Под ред. Я.Д. ШИРМАНА, - М.: Советское радио, 1970, с.431-435. Справочник по радиолокации. /Под ред. М. СКОЛНИК, - М.: Советское радио, т.2, 1977, с.132, 208; т.3, 1979, с.430. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599257C1 (en) * | 2015-11-30 | 2016-10-10 | Борис Николаевич Горевич | Method of radio signals spatial processing |
| RU2608360C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-01-18 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determining bearing at source of continuous jamming and radar device for its implementation |
| RU2774864C1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-06-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Method for increasing the energy potential of a single-position radar station |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11131764B2 (en) | Radar device | |
| US10890652B2 (en) | Radar apparatus | |
| US11061109B2 (en) | Radar device | |
| US8559823B2 (en) | Multi-aperture three-dimensional beamforming | |
| US7737879B2 (en) | Split aperture array for increased short range target coverage | |
| US6121917A (en) | FM-CW radar | |
| EP0859241B1 (en) | Time-sharing radar system | |
| EP0965859A1 (en) | A radar | |
| US20050184903A1 (en) | FM-CW radar system | |
| US20080100510A1 (en) | Method and apparatus for microwave and millimeter-wave imaging | |
| EP1580572A1 (en) | Digital beamforming radar apparatus | |
| US8427362B2 (en) | Radar apparatus for radiating and receiving electric waves having grating lobes | |
| RU2507647C1 (en) | Controlled beamwidth phased antenna array | |
| US6473362B1 (en) | Narrowband beamformer using nonlinear oscillators | |
| EP0098339A1 (en) | An adaptive system for the attenuation of an intentional disturbance applied to a phased array type radar with mechanical scanning | |
| IL144486A (en) | Radar system comprising a system for use in a monopulse radar | |
| RU2226704C2 (en) | Method of space processing of signal (variants) | |
| JP2016205821A (en) | Radar system | |
| EP0358342A1 (en) | A microwave radiometer | |
| RU2117960C1 (en) | Method of target tracking by monopulse radar | |
| RU2638317C2 (en) | Method of pelengation of repeater jamming and radar installation for its implementation | |
| RU2608360C1 (en) | Method of determining bearing at source of continuous jamming and radar device for its implementation | |
| RU97105516A (en) | METHOD OF GUARANTEEING THE PURPOSE OF A MONOPULSE RADAR STATION | |
| RU2278397C2 (en) | Method and device for selection of signals from above-water target in mono-impulse radiolocation station | |
| Ryndyk et al. | Estimation of coordinates of ground targets in multi-static forward scattering radar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111216 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160312 |