RU2285936C2 - Method for detecting sources of radio radiations with leap-like frequency alternation - Google Patents
Method for detecting sources of radio radiations with leap-like frequency alternation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285936C2 RU2285936C2 RU2004118131/09A RU2004118131A RU2285936C2 RU 2285936 C2 RU2285936 C2 RU 2285936C2 RU 2004118131/09 A RU2004118131/09 A RU 2004118131/09A RU 2004118131 A RU2004118131 A RU 2004118131A RU 2285936 C2 RU2285936 C2 RU 2285936C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- time
- wms
- radio
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в пассивных системах радиоконтроля для обнаружения и определения параметров (частотно-временная матрица, энергия сигнала, скорость скачкообразного изменения частоты, азимут и угол места) множества передатчиков со скачкообразным изменением частоты (СИЧ), одновременно попадающих в текущую полосу частот приема.The invention relates to radio engineering and can be used in passive radio monitoring systems for detecting and determining parameters (time-frequency matrix, signal energy, rate of frequency hopping, azimuth and elevation angle) of a plurality of frequency hopping transmitters (SICH) simultaneously falling into the current reception frequency band.
С появлением и совершенствованием систем связи, локации, управления и других, использующих сигналы с СИЧ, излучаемая мощность которых псевдослучайным образом распределяется в частотно-временной области, возникают проблемы их эффективного радиоконтроля.With the advent and improvement of communication systems, locations, control, and others, using signals with WMS, the radiated power of which is pseudo-randomly distributed in the time-frequency domain, problems arise of their effective radio monitoring.
Известен способ обнаружения источников радиоизлучений с СИЧ [1], включающий прием сигнала широкополосным радиоприемным устройством, перенос на промежуточную частоту и деление сигнала на L смежных частотных каналов с использованием "гребенки" полосовых фильтров, оценивание в каждом частотном канале мощности принимаемого сигнала, сравнение полученного значения мощности с заранее установленным порогом для формирования бинарного сигнала, импульс которого соответствует превышению порога, а пауза между импульсами при не превышении, суммирование сформированных бинарных сигналов в каждой из двух смежных групп по L/2 каналов и сравнение суммарных сигналов этих двух групп для определения присутствия сигнала с СИЧ посредством низкочастотной фильтрации в полосе, согласованной с ожидаемой скоростью переключения частот сигнала с СИЧ.A known method of detecting radio frequency sources with WMS [1], including receiving a signal with a broadband radio receiver, transferring to an intermediate frequency and dividing the signal into L adjacent frequency channels using a “comb” of bandpass filters, estimating the received signal power in each frequency channel, comparing the received value power with a predetermined threshold for generating a binary signal, the pulse of which corresponds to exceeding the threshold, and the pause between pulses when not exceeding, total formation of the generated binary signals in each of two adjacent groups by L / 2 channels and comparing the total signals of these two groups to determine the presence of a signal with WMS by means of low-pass filtering in a band that is consistent with the expected switching frequency of the signal from WMS.
Этот способ в качестве признака наличия сигнала с СИЧ использует интенсивность потока моментов смены состояний сигнала (излучение и пауза между излучениями) в анализируемой полосе частот и обеспечивает обнаружение сигнала с СИЧ только при условии априорного знания скорости переключения частот. Кроме того, из максимально возможной пространственно-частотно-временной информации о сигнале в этом способе используется только частотно-временная информация, что приводит к снижению эффективности обнаружения источников радиоизлучения с СИЧ. Более того, этот способ не обеспечивает определение числа одновременно работающих в полосе приема передатчиков с СИЧ и их параметров.This method, as a sign of the presence of a signal with a WMS, uses the intensity of the flow of moments of a change in signal states (radiation and the pause between emissions) in the analyzed frequency band and provides detection of a signal with a WMS only if the a priori knowledge of the frequency switching frequency. In addition, from the maximum possible spatial-frequency-time information about the signal in this method, only the time-frequency information is used, which leads to a decrease in the detection efficiency of radio frequency sources with WMS. Moreover, this method does not provide a determination of the number of transmitters with WMS operating simultaneously in the reception band and their parameters.
Известен более совершенный способ обнаружения источников радиоизлучений со скачкообразным изменением частоты [2], принятый за прототип и включающий:A better method for detecting sources of radio waves with a frequency change [2], adopted as a prototype and including:
1. Прием временных сигналов xn(t) опорной антенной и всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, где n=0, 1...N - номер антенны;1. Reception of temporary signals x n (t) by the reference antenna and all antennas included in the N-element array, where n = 0, 1 ... N is the antenna number;
2. Синхронное преобразование принятых сигналов xn(f) в цифровые сигналы xn(z), где z - номер временного отсчета сигнала;2. Synchronous conversion of the received signals x n (f) into digital signals x n (z), where z is the number of time reference signal;
3. Скользящее во времени преобразование цифровых сигналов xn(z) для восстановления с заданной дискретностью по времени и частоте комплексной спектральной плотности сигнала каждой антенны, где q - номер временного отрезка преобразования, 1≤q≤Q, a l - номер частотного канала, 1≤l≤L.3. Time-shifting conversion of digital signals x n (z) for reconstruction with a given discreteness in time and frequency of complex spectral density the signal of each antenna, where q is the number of the conversion time interval, 1≤q≤Q, al is the number of the frequency channel, 1≤l≤L.
Другими словами, входные сигналы на каждом временном интервале разбиваются на частотные каналы.In other words, the input signals at each time interval are divided into frequency channels.
В результате выполнения этой операции формируется частотно-временная матрица (ЧВМ) (N+1)-мерных векторов спектральных плотностей с элементами ;As a result of this operation, a time-frequency matrix (FMM) is formed (N + 1) -dimensional spectral density vectors with elements ;
4. Перемножение на каждой дискретной частоте l комплексно сопряженной спектральной плотности опорной антенны и спектральных плотностей остальных антенн для определения комплексной дискретной радиоголограммы сигнала, зарегистрированного в q-м временном интервале.4. Multiplication at each discrete frequency l of the complex conjugate spectral density of the reference antenna and spectral densities of the remaining antennas for determining a complex discrete radio hologram signal recorded in the qth time interval.
Эту операцию можно рассматривать как восстановление ЧВМ комплексных дискретных радиоголограмм , представляющих собой N-мерные векторы с элементами ;This operation can be considered as restoration complex discrete radio holograms representing N-dimensional vectors with elements ;
5. Определение комплексных коэффициентов пространственной взаимной корреляции радиоголограммы, полученной в каждом частотном канале, с радиоголограммами, полученными в остальных частотных каналах полосы приема в q-м временном интервале.5. Determination of the complex coefficients of spatial mutual correlation of the radio hologram obtained in each frequency channel with the radio holograms obtained in the remaining frequency channels of the reception band in the qth time interval.
В результате данной операции формируется блочная вектор-строка комплексных коэффициентов взаимной корреляции , элементы которой описываются , где - нормированные элементы вектор-строки с элементами , а - номер частотного канала, 1≤≤L, ≠. При этом использовано обозначение скалярного произведения и нормы N-мерных комплексных векторов в виде As a result of this operation, a block vector row is formed of complex cross-correlation coefficients whose elements are described where - normalized elements of a row vector with elements , but - number of the frequency channel, 1≤ ≤L ≠ . In this case, the notation of the scalar product and the norm of N-dimensional complex vectors is used in the form
6. Сравнение модулей коэффициентов корреляции с порогом и объединение сигналов с частотами, на которых превышен порог, i-й сигнал, который идентифицируется как обнаруженный одночастотный сигнал с полосой частот δƒi, если полоса δƒi, непрерывна, или как многочастотный сигнал с полосой частот δƒi, если полоса δƒi дискретно непрерывна, принадлежащий одному передатчику с полосой частот δƒi, где i=1...Р, а Р - число обнаруженных передатчиков, из числа одновременно попадающих в текущую полосу приема на отдельном временном интервале;6. Comparison of the modules of the correlation coefficients with a threshold and combining signals with frequencies at which the threshold is exceeded, the i-th signal, which is identified as a detected single-frequency signal with a frequency band δƒ i , if the band δƒ i , is continuous, or as a multi-frequency signal with a frequency band δƒ i , if the band δƒ i is discrete continuous, belonging to one transmitter with a frequency band δƒ i , where i = 1 ... P, and P is the number of transmitters detected, from the number simultaneously falling into the current reception band in a separate time interval;
7. Усреднение радиоголограммы i-го сигнала в полосе частот δƒi и получение усредненной радиоголограммы где аl - двоичные числа (0, 1), отличные от нуля в полосе частот δƒi, - индекс, соответствующий средней частоте сигнала с шириной спектра δƒi;7. Averaging the radio hologram of the ith signal in the frequency band δƒ i and obtaining the averaged radio hologram where a l are binary numbers (0, 1) other than zero in the frequency band δƒ i , - the index corresponding to the average frequency of the signal with the width of the spectrum δƒ i ;
8. Использование усредненной радиоголограммы i-го сигнала для определения реальной части его двумерного комплексного углового спектра где dn(m, k) - диаграмма направленности n-й антенны, m=0...М-1 - текущий номер узла сетки по азимуту, М - число узлов по азимуту, k=0...К-1 - текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места, К - число узлов по углу места, а - модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки;8. Using the averaged radio hologram ith signal to determine the real part of its two-dimensional complex angular spectrum where d n (m, k) is the radiation pattern of the nth antenna, m = 0 ... M-1 is the current number of the grid node in azimuth, M is the number of nodes in azimuth, k = 0 ... K-1 - the current node number of the grid pointing the lattice in elevation, K is the number of nodes in elevation, and - model phasing function, depending on the configuration of the antenna array;
9. Определение азимутального и угломестного пеленгов i-го сигнала, обнаруженного в полосе приема, по максимуму реальной части двумерного комплексного углового спектра.9. Determination of azimuthal and elevation bearings of the i-th signal detected in the reception band, to the maximum of the real part two-dimensional complex angular spectrum.
К недостаткам способа-прототипа относится:The disadvantages of the prototype method include:
- низкая эффективность обнаружения сигналов с СИЧ, одновременно попадающих в текущую полосу частот приема;- low detection efficiency of signals with WMS, simultaneously falling into the current frequency band of reception;
- низкая эффективность идентификации сигнала с СИЧ и измерения его адресных параметров (пеленга и частотно-временной матрицы переключения частот), обеспечивающих селекцию его сигнала на приемной стороне.- low efficiency of identifying the signal from the WMS and measuring its address parameters (bearing and time-frequency matrix of the frequency switching), providing selection of its signal on the receiving side.
Низкая эффективность обнаружения обусловлена тем, что способ-прототип обеспечивает локализацию априорно неизвестных сигналов только в частотной области. В то же время передатчик сигнала с СИЧ распределяет излучаемую мощность в двумерной, частотно-временной, области. В связи с этим из-за не согласованности приема наблюдаются потери мощности сигнала при обнаружении сигналов с СИЧ.The low detection efficiency is due to the fact that the prototype method provides the localization of a priori unknown signals only in the frequency domain. At the same time, a signal transmitter with WMS distributes the radiated power in a two-dimensional, time-frequency, region. In this regard, due to inconsistency in reception, signal power losses are observed when signals with WMS are detected.
Низкая эффективность идентификации сигнала с СИЧ и измерения его параметров обусловлена тем, что частотно-временная матрица переключения частот не определяется. Локализация неизвестных сигналов только в частотной области приводит к ошибкам идентификации сигналов с СИЧ, так как признак наличия распределенных по частоте максимумов присущ любому многочастотному сигналу. Кроме того, в результате операций взаимной корреляции одночастотных радиоголограмм все частотные составляющие полосы приема, имеющие близкие амплитудно-фазовые распределения или, что эквивалентно, имеющие близкие углы прихода, идентифицируются как сигнал, принадлежащий одному передатчику. При наличии нескольких передатчиков с совпадающим углом прихода также возникают ошибки идентификации.The low efficiency of identifying the signal from the WMS and measuring its parameters is due to the fact that the time-frequency frequency switching matrix is not determined. Localization of unknown signals only in the frequency domain leads to identification errors of signals with WMS, since the sign of the presence of frequency-distributed maxima is inherent in any multi-frequency signal. In addition, as a result of cross-correlation operations of single-frequency radio holograms, all frequency components of the reception band having close amplitude-phase distributions or, equivalently, having close angles of arrival, are identified as a signal belonging to one transmitter. If there are several transmitters with the same angle of arrival, identification errors also occur.
Повышение эффективности обнаружения и определения параметров источников радиоизлучений с СИЧ при использовании способа-прототипа можно обеспечить несколькими известными путями [2]:Improving the efficiency of detection and determination of parameters of sources of radio emissions from WMS when using the prototype method can be achieved in several well-known ways [2]:
1. Увеличением базы антенной решетки.1. An increase in the base of the antenna array.
2. Увеличением длительности интервала регистрации сигнала для повышения отношения сигнал/шум за счет накопления и выделения сигнала на фоне шумов.2. An increase in the duration of the signal registration interval to increase the signal-to-noise ratio due to the accumulation and separation of the signal against the background of noise.
Однако эти пути радикально не решают проблему, так как только частично повышают эффективность обнаружения и идентификации сигналов с СИЧ за счет улучшения разрешающей способности при корреляционном обнаружении нескольких сигналов и повышения отношения сигнал/шум только той части сигнала с СИЧ, которая попадает в один временной отрезок преобразования.However, these paths do not radically solve the problem, since they only partially increase the efficiency of detection and identification of signals with WMS due to improved resolution in the correlation detection of several signals and increase the signal-to-noise ratio of only that part of the signal with WMS that falls within one transformation time interval .
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения и определения параметров (частотно-временной матрицы, описывающей закон скачкообразного изменения частоты; средней энергии сигнала; наиболее вероятного значения длительности отдельных излучений; скорости скачкообразного изменения частоты, азимута и угла места передатчика) радиоизлучений множества передатчиков с СИЧ, одновременно попадающих в текущую полосу частот приема.The technical result of the invention is to increase the efficiency of detection and determination of parameters (time-frequency matrix describing the law of frequency hopping; average signal energy; the most probable value of the duration of individual emissions; speed of the frequency hopping, azimuth and elevation of the transmitter) of radio emissions from multiple transmitters with WMS, simultaneously falling into the current reception frequency band.
Повышение эффективности обнаружения и определения параметров источников радиоизлучений с СИЧ достигается применением вместо одномерной (частотной) двумерной (частотно-временной) корреляционной локализации сигналов, а также использованием дополнительных признаков идентификации сигналов с СИЧ: неизменности длительности и периода следования отдельных излучений и псевдослучайного закона скачков их частоты. Дополнительные признаки сигналов с СИЧ извлекаются восстановлением двумерной автокорреляционной функции (АКФ) и выборочных функций распределения длительностей (ФРД) и величины частотных скачков (ФРЧС) элементов сигнальной частотно-временной матрицы, предварительно выделенной из входного потока сигналов с использованием пространственных взаимных корреляционных связей между отдельными частотно-временными составляющими сигнала.An increase in the efficiency of detection and determination of parameters of sources of radio waves with WMS is achieved by using instead of one-dimensional (frequency) two-dimensional (time-frequency) correlation localization of signals, as well as by using additional signs of identification of signals from WMS: invariance of the duration and repetition period of individual emissions and the pseudorandom law of frequency jumps . Additional features of signals with WMS are extracted by reconstructing a two-dimensional autocorrelation function (ACF) and selective duration distribution functions (DFD) and frequency jumps (FRF) of the elements of the signal time-frequency matrix previously extracted from the input signal stream using spatial cross-correlation relationships between the individual frequency -time components of the signal.
Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения источников радиоизлучений со скачкообразным изменением частоты (СИЧ), включающем прием и синхронное преобразование в цифровую форму сигналов, принятых опорной антенной и всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, скользящее во времени преобразование цифровых сигналов для восстановления с заданной дискретностью по времени и частоте комплексной спектральной плотности сигнала каждой антенны, перемножение комплексно сопряженной спектральной плотности опорной антенны и спектральных плотностей остальных антенн для восстановления частотно-временной матрицы (ЧВМ) комплексных дискретных радиоголограмм, согласно изобретению формируют блочную ЧВМ комплексных коэффициентов корреляции восстановленных радиоголограмм, сравнивают модули коэффициентов корреляции с порогом, объединяют сигналы элементов ЧВМ, на которых превышен порог, в i-й обнаруженный сигнал и формируют бинарную частотно-временную матрицу (БЧВМ) его локализации, восстанавливают двумерную автокорреляционную функцию (АКФ) и выборочные функции распределения длительностей (ФРД) и частотных скачков (ФРЧС) элементов БЧВМ каждого i-го сигнала, определяют по степени концентрации АКФ и ФРД вблизи их максимальных значений, а также по степени размытости ФРЧС по частоте наличие источника с СИЧ в составе i-го сигнала, который предварительно идентифицируют как одиночный источник с СИЧ или входящий в состав группы источников других классов, а также находят по максимуму ФРД наиболее вероятное значение длительности его излучений, выделяют из БЧВМ i-го сигнала статистически связанные элементы измеренной длительности для получения БЧВМ локализации и идентификации излучений одиночного источника с СИЧ, усредняют одночастотные радиоголограммы в выделенной области локализации одиночного источника с СИЧ, преобразуют полученную многочастотную радиоголограмму по известному алгоритму для восстановления изображения двумерного углового спектра, по которому определяют угломестные и азимутальные координаты источника с СИЧ.The technical result is achieved by the fact that in the method of detecting radio frequency sources with frequency-hopping (SICH), which includes receiving and synchronizing digitally the signals received by the reference antenna and all antennas included in the N-element array, time-shifting conversion of digital signals for restoration with a given discreteness in time and frequency of the complex spectral density of the signal of each antenna, the multiplication of the complex conjugate spectral density of the reference ant data and spectral densities of the remaining antennas for reconstructing the time-frequency matrix (FWM) of complex discrete radio holograms, according to the invention form a block FWM of the complex correlation coefficients of the reconstructed radio holograms, compare the modules of the correlation coefficients with a threshold, combine the signals of the FWM elements at which the threshold is exceeded, in i- the detected signal and form a binary time-frequency matrix (BCHM) of its localization, restore the two-dimensional autocorrelation function (ACF) and selective The functions of the distribution of durations (DFD) and frequency jumps (DFPS) of the HFM elements of each i-th signal are determined by the degree of concentration of the ACF and HFD near their maximum values, as well as by the degree of fuzziness of the FFD in frequency, the presence of a source with MIS in the i-th signal , which is preliminarily identified as a single source with WMS or that is part of a group of sources of other classes, and also find the maximum probable value of the duration of its emissions from the maximum RDF, statistically related electrons are extracted from the I-th signal of the ith signal measures of the measured duration to obtain a BHFM localization and identification of radiation from a single source with WMS, average the single-frequency radio holograms in the selected region of localization of a single source with WMS, convert the resulting multi-frequency radio hologram according to the well-known algorithm for reconstructing the image of the two-dimensional angular spectrum, from which the source and azimuth coordinates of the source are determined from SICH.
Операции способа поясняются чертежами:The operation of the method is illustrated by drawings:
Фиг.1. Структурная схема устройства обнаружения источников радиоизлучений со скачкообразным изменением частоты.Figure 1. Block diagram of a device for detecting radio frequency sources with frequency hopping.
Фиг.2. Пример скользящего во времени восстановления комплексной спектральной плотности сигналов.Figure 2. An example of a time-moving reconstruction of the complex spectral density of signals.
Фиг.3. Структура блочной матрицы коэффициентов корреляции.Figure 3. The structure of the block matrix of correlation coefficients.
Фиг.4. Бинарные частотно-временные матрицы, описывающие частотно-временные области локализации сигналов:Figure 4. Binary time-frequency matrices describing time-frequency regions of signal localization:
а) передатчика с СИЧ;a) transmitter with WMS;
б) передатчика с СИЧ на фоне постоянно действующего передатчика с фиксированной частотой излучения.b) a transmitter with WMS against the background of a continuously operating transmitter with a fixed radiation frequency.
Фиг.5. Автокорреляционные функции бинарных частотно-временных матриц и их сечения:Figure 5. Autocorrelation functions of binary time-frequency matrices and their cross sections:
а), б), в) - передатчика с СИЧ;a), b), c) - a transmitter with WMS;
г), д), е) - передатчика с СИЧ на фоне постоянно действующего передатчика с фиксированной частотой излучения.d), e), f) - transmitter with WMS against the background of a constantly operating transmitter with a fixed radiation frequency.
Фиг.6. Выборочные функции распределения длительности и частотных скачков излучений:6. Selective functions of the distribution of duration and frequency jumps of radiation:
а), б) - передатчика с СИЧ;a), b) - transmitter with WMS;
в), г) - передатчика с СИЧ на фоне постоянно действующего передатчика.c), d) - a transmitter with WMS against the background of a constantly operating transmitter.
Согласно предлагаемому способу:According to the proposed method:
1. Принимают временные сигналы xn(t) опорной антенной и всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, где n=0, 1...N - номер антенны;1. Receive temporary signals x n (t) by the reference antenna and all antennas included in the N-element array, where n = 0, 1 ... N is the antenna number;
2. Синхронно преобразуют принятые сигналы xn(t) в цифровые сигналы xn(z), где z - номер временного отсчета сигнала;2. Synchronously convert the received signals x n (t) into digital signals x n (z), where z is the number of time reference signal;
3. Восстанавливают скользящим во времени преобразованием цифровых сигналов xn(z) с заданной дискретностью по времени и частоте комплексную спектральную плотность сигнала каждой антенны, где q - номер временного отрезка преобразования, 1≤q≤Q, a l - номер частотного отсчета, 1≤l≤L.3. Restore the digital spectral signals x n (z), moving in time, with a given discreteness in time and frequency, the complex spectral density the signal of each antenna, where q is the number of the conversion time interval, 1≤q≤Q, al is the number of the frequency reference, 1≤l≤L.
В результате выполнения этой операции формируется частотно-временная матрица (ЧВМ) (N+1)-мерных векторов спектральных плотностей с элементами .As a result of this operation, a time-frequency matrix (FMM) is formed (N + 1) -dimensional spectral density vectors with elements .
Восстановление спектральной плотности возможно применением гребенки цифровых фильтров или, что, как правило, более эффективно с вычислительной точки зрения, алгоритма БПФ, реализующего дискретное Фурье-преобразование q-го временного отрезка сигнала каждой антенны , где Ft{...} - оператор прямого дискретного Фурье-преобразования по времени.Spectral Density Recovery it is possible to use a comb of digital filters or, which, as a rule, is more efficient from a computational point of view, an FFT algorithm that implements a discrete Fourier transform of the qth time segment of the signal of each antenna , where F t {...} is the direct discrete Fourier transform operator in time.
Другими словами, на данном этапе входные сигналы разбиваются с заданной дискретностью по времени и частоте на частотные и временные каналы. Для обеспечения требуемой детальности восстановления спектральной плотности по времени q-й и (q+1)-й отрезки преобразования сигнала выбираются с необходимым перекрытием.In other words, at this stage, the input signals are divided with a given discreteness in time and frequency into frequency and time channels. To ensure the required detail in the reconstruction of the spectral density from time, the qth and (q + 1) th segments of the signal conversion are selected with the necessary overlap.
На фиг.2 представлена схема скользящего во времени восстановления комплексной спектральной плотности сигнала;Figure 2 presents a diagram of a time-moving reconstruction of the complex spectral density of the signal;
4. Перемножением комплексно сопряженной спектральной плотности опорной антенны и спектральных плотностей остальных антенн восстанавливают ЧВМ комплексных дискретных радиоголограмм представляющих собой N-мерные векторы с элементами 4. Multiplication of the complex conjugate spectral density of the reference antenna and spectral densities of the remaining antennas restore hvm complex discrete radio holograms representing N-dimensional vectors with elements
5. Формируют блочную ЧВМ комплексных коэффициентов корреляции восстановленных радиоголограмм размерностью Q2×L2. Для этого нормируют радиоголограммы используя которые формируют частотно-временную матрицу нормированных радиоголограмм и элементы блочной матрицы в виде скалярного произведения которое в развернутой форме имеет вид где 1≤q'≤Q, 1≤l'≤L, l≠l', q≠q'.5. Form a block computer frequency complex complex correlation coefficients of reconstructed radio holograms dimension Q 2 × L 2 . For this, radio holograms are normalized using which form the time-frequency matrix of normalized radio holograms and block matrix elements as a scalar product which in expanded form has the form where 1≤q'≤Q, 1≤l'≤L, l ≠ l ', q ≠ q'.
Структура блочной матрицы коэффициентов корреляции представлена на фиг.3а, а структура ее элементов приведена на фиг.3б;The structure of the block matrix of correlation coefficients is presented in figa, and the structure of its elements is shown in figb;
6. Сравнением модулей коэффициентов корреляции (элементов матриц ) с порогом объединяют сигналы элементов ЧВМ, на которых превышен порог, в i-й сигнал, где i=1...P, P - число обнаруженных сигналов, отличающихся угловыми координатами, и формируют бинарную (двоичные числа аq,l: 1 - соответствует наличию излучения, а 0 - соответствует отсутствию излучения) частотно-временную матрицу (БЧВМ) Bi(q, l) его локализации, описывающую закон изменения частоты сигнала во времени.6. Comparison of the modules of the correlation coefficients (matrix elements ) the threshold combines the signals of the elements of the HFM, at which the threshold is exceeded, into the i-th signal, where i = 1 ... P, P is the number of detected signals that differ in angular coordinates, and form a binary (binary numbers a q, l : 1 - corresponds to the presence of radiation, and 0 - corresponds to the absence of radiation) the time-frequency matrix (MFW) B i (q, l) of its localization, which describes the law of the frequency of the signal in time.
Учитывая, что формирование коэффициентов корреляции фактически сводится к корреляции пространственных амплитудно-фазовых распределений восстановленных спектральных плотностей, однозначно связанных с угловыми координатами приходящих сигналов, БЧВМ i-го сигнала может описывать частотно-временную область, занимаемую спектром сигнала одиночного передатчика или спектрами сигналов нескольких передатчиков с совпадающими угловыми координатами. Отсюда следует, что i-й сигнал в общем случае может быть групповым сигналом и содержать сигналы нескольких передатчиков, например, входящих в узел связи и функционирующих в различных режимах (режим СИЧ, непрерывное излучение на фиксированной частоте с различными видами узкополосной и широкополосной модуляции, импульсное излучение с ЛЧМ и т.д.).Given that the formation of correlation coefficients in fact, it comes down to correlation of spatial amplitude-phase distributions of the reconstructed spectral densities, which are uniquely associated with the angular coordinates of the incoming signals, the I-signal MFD can describe the time-frequency domain occupied by the signal spectrum of a single transmitter or the signal spectra of several transmitters with matching angular coordinates. It follows that the i-th signal in the general case can be a group signal and contain the signals of several transmitters, for example, entering a communication node and operating in various modes (WMS mode, continuous radiation at a fixed frequency with various types of narrowband and broadband modulation, pulse radiation with chirp, etc.).
Примеры БЧВМ одиночного передатчика с СИЧ и БЧВМ нескольких передатчиков с совпадающими угловыми координатами (передатчик с СИЧ и передатчик, излучающий сигнал на фиксированной частоте) приведены соответственно на фиг.4а и фиг.4б.Examples of a single-transmitter BCHM with a WICH and a BCHM of several transmitters with matching angular coordinates (a transmitter with a WMS and a transmitter emitting a signal at a fixed frequency) are shown in FIGS. 4a and 4b, respectively.
Таким образом, на данном этапе входной поток сигналов разделяется по пространственному признаку. В анализируемой частотно-временной области будут обнаружены и выделены все сигналы, отличающиеся угловыми координатами. Кроме того, будут восстановлены частотно-временные области, занятые каждым i-м, в общем случае групповым, сигналом, объединяющим сигналы одного или нескольких передатчиков с одинаковыми угловыми координатами.Thus, at this stage, the input signal stream is separated by a spatial attribute. In the analyzed time-frequency domain, all signals differing in angular coordinates will be detected and highlighted. In addition, the time-frequency regions occupied by each ith, generally group, signal combining the signals of one or more transmitters with the same angular coordinates will be restored.
Для идентификации сигналов передатчика с СИЧ, входящих в состав i-го обнаруженного сигнала, необходима последующая обработка с целью выявления признаков, характеризующих излучение с СИЧ.To identify the transmitter signals from the WMS, which are part of the i-th detected signal, subsequent processing is necessary to identify signs characterizing the radiation from the WMS.
В основу операций последующей обработки сигналов положен тот факт, что отдельные частотные элементы сигнала с СИЧ имеют одинаковую длительность и излучаются в равноотстоящие моменты времени на различных частотах, распределенных псевдослучайным образом.The operations of the subsequent signal processing are based on the fact that the individual frequency elements of the WMS signal are of equal duration and are emitted at equally spaced time instants at different frequencies distributed in a pseudo-random manner.
В связи с этим для идеального сигнала с СИЧ двумерная автокорреляционная функция (АКФ) элементов БЧВМ должна иметь вид, близкий к двумерной δ-функции, выборочная функция распределения длительностей (ФРД) элементов БЧВМ должна иметь вид, близкий к одномерной δ-функции, а выборочная функция распределения частотных скачков (ФРЧС) элементов БЧВМ должна быть близка к функции равномерного распределения;In this regard, for an ideal signal with WMS, the two-dimensional autocorrelation function (ACF) of the BFM elements should have the form close to the two-dimensional δ-function, the selective distribution function of the durations (FRE) of the BFM elements should have the form close to the one-dimensional δ-function, and the selective the distribution function of frequency jumps (PSF) of the elements of the HFM should be close to the function of uniform distribution;
7. Восстанавливают двумерную автокорреляционную функцию (АКФ) и выборочные функции распределения длительностей (ФРД) и частотных скачков (ФРЧС) элементов БЧВМ Bi(q, l) i-го сигнала.7. Restore the two-dimensional autocorrelation function (ACF) and the sample distribution function of the durations (DFD) and frequency jumps (FERF) of the elements of the HFMB i (q, l) of the i-th signal.
Автокорреляционная функция может быть восстановлена прямыми вычислениями по формуле или, что более эффективно, с применением быстрого алгоритма на основе БПФ.The autocorrelation function can be restored by direct calculations by the formula or, more efficiently, using a fast FFT algorithm.
Примеры двумерной АКФ и выборочных ФРД и ФРЧС БЧВМ сигнала передатчика с СИЧ и БЧВМ группового сигнала нескольких передатчиков представлены соответственно на фиг.5 и фиг.6;Examples of two-dimensional ACF and selective FRD and FFCH of the HFM of the transmitter signal from the WMS and HFM of the group signal of several transmitters are presented in FIG. 5 and 6, respectively;
8. Определяют по степени концентрации АКФ и ФРД вблизи их максимальных значений и по степени размытости ФРЧС по частоте наличие источника с СИЧ, который предварительно идентифицируют как одиночный или входящий в состав группы источников других классов.8. Determine by the degree of concentration of ACF and RDF near their maximum values and by the degree of fuzziness of the PSF by the frequency of the presence of a source with WMS, which is previously identified as a single source or as part of a group of sources of other classes.
Степень концентрации АКФ вблизи ее максимального значения или, что то же самое, близость формы АКФ к форме двумерной δ-функции, может быть установлена различными алгоритмами. Например, может быть использован следующий алгоритм:The degree of ACF concentration near its maximum value or, which is the same, the proximity of the ACF form to the shape of a two-dimensional δ-function, can be established by various algorithms. For example, the following algorithm may be used:
- получают срез двумерной АКФ на заданном пороговом уровне от максимума АКФ (см. фиг.5б и фиг.5д). Моделированием установлено, что пороговый уровень должен выбираться равным 0.25-0.3;- get a slice of two-dimensional ACF at a given threshold level from the maximum of the ACF (see fig.5b and fig.5d). Modeling established that the threshold level should be chosen equal to 0.25-0.3;
- анализируют форму среза, и при наличии среза в форме единственного эллипса, размеры которого удовлетворяют условиям Δτ≤δτ и Δρ≤δρ, принимается решение о наличии сигнала с СИЧ, где Δτ - ширина эллипса во временной области, Δρ - ширина эллипса в частотной области, δτ и δρ - пороговые значения, выбираемые исходя из характерных параметров отдельных излучений сигнала с СИЧ (см. фиг.5в и фиг.5е).- analyze the shape of the slice, and if there is a slice in the form of a single ellipse, the dimensions of which satisfy the conditions Δτ≤δ τ and Δρ≤δ ρ , a decision is made on the presence of a signal with WMS, where Δτ is the width of the ellipse in the time domain, Δρ is the width of the ellipse in frequency domain, δ τ and δ ρ are threshold values selected on the basis of the characteristic parameters of individual emissions of the signal with WMS (see Fig.5B and Fig.5E).
Близость выборочной ФРД к одномерной δ-функции можно установить по наличию единственного максимума, превышающего порог (см. фиг.6а и фиг.6в). Значение порога выбирается по уровню вероятности, равному 0.5.The proximity of the selective FRD to the one-dimensional δ-function can be determined by the presence of a single maximum exceeding the threshold (see Fig. 6a and Fig. 6c). The threshold value is selected by the probability level equal to 0.5.
Близость выборочной ФРЧС к равномерному распределению можно установить по наличию нескольких (например, трех и более) максимумов, превышающих порог (см. фиг.6б и фиг.6г). Значение порога выбирается на уровне 0.5 от значения максимума ФРЧС;The proximity of the sample PSF to a uniform distribution can be determined by the presence of several (for example, three or more) maxima that exceed the threshold (see Fig.6b and Fig.6d). The threshold value is selected at the level of 0.5 of the maximum value of the PSF;
9. Находят наиболее вероятное значение длительности излучений i-го сигнала, соответствующее локальному максимуму выборочной ФРД;9. Find the most probable value of the duration of the radiation of the i-th signal corresponding to the local maximum of the selective FRD;
10. Выделяют из БЧВМ i-го сигнала статистически связанные элементы измеренной длительности, что автоматически формирует БЧВМ (двоичные числа bq, l) локализации излучений j-го передатчика с СИЧ, где j=1...J, J - число обнаруженных передатчиков, функционирующих в режиме СИЧ.10. Statistically related elements of measured duration are extracted from the I-signal signal of the ith signal, which automatically generates the B-frequency computer (binary numbers b q, l ) of radiation localization of the j-th transmitter with WMS, where j = 1 ... J, J is the number of detected transmitters operating in the WMS mode.
Для выделения из БЧВМ i-го сигнала статистически связанных элементов можно формировать временной строб по заднему фронту импульсов и отбирать те импульсы, передний фронт которых попадет в строб. Можно также формировать суммарный поток излучений, проецируя БЧВМ на временную ось, и отбирать смежные импульсы равной длительности.In order to extract statistically related elements from the I-signal of the ith signal, it is possible to form a time gate along the trailing edge of pulses and select those pulses whose leading edge will fall into the strobe. It is also possible to form the total radiation flux by projecting the BFM onto the time axis, and select adjacent pulses of equal duration.
Временное стробирование или формирование суммарного потока состояний обеспечивает выделение частотно-временных признаков сигнала с СИЧ. Это обусловлено тем фактом, что отдельные элементы сигнала с СИЧ имеют фиксированную длительность и передаются на различных частотах в последовательные моменты времени. В связи с этим проецирование БЧВМ на временную ось в условиях отсутствия шумов и помех приводит к формированию суммарного потока импульсов с фиксированными длительностями и периодом следования. Длительность пауз между импульсами также одинакова и, как правило, не превышает 10% от длительности импульса.Temporary gating or the formation of a total stream of states provides the allocation of time-frequency characteristics of the signal with WMS. This is due to the fact that the individual elements of the signal with WMS have a fixed duration and are transmitted at different frequencies at consecutive times. In this regard, the projection of a BFM onto the time axis in the absence of noise and interference leads to the formation of a total pulse stream with fixed durations and a repetition period. The duration of pauses between pulses is also the same and, as a rule, does not exceed 10% of the pulse duration.
С учетом малой длительности пауз между смежными во времени излучениями на отдельных частотах по длительности излучений получают оценку периода и, соответственно, оценку скорости скачкообразного изменения частоты передатчика с СИЧ.Given the short duration of pauses between time-adjacent emissions at individual frequencies, the duration of the emissions is used to obtain an estimate of the period and, accordingly, an estimate of the rate of the frequency-hopping transmitter with WMS.
На данном этапе также получают оценку средней энергии сигнала j-го передатчика с СИЧ по формуле At this stage, they also get an estimate of the average signal energy of the j-th transmitter with WMS according to the formula
11. Усредняют одночастотные радиоголограммы в выделенной области локализации излучений j-го передатчика с СИЧ и получают усредненную многочастотную радиоголограмму ;11. Averaged single-frequency radio holograms in the selected area of localization of radiation of the j-th transmitter with WMS and get the averaged multi-frequency radio hologram ;
12. Преобразуют полученную многочастотную радиоголограмму по известному алгоритму для восстановления изображения двумерного углового спектра, по которому определяют угломестные и азимутальные координаты j-го передатчика с СИЧ.12. Transform the resulting multi-frequency radio hologram according to the well-known algorithm for reconstructing an image of a two-dimensional angular spectrum, which determines the elevation and azimuth coordinates of the j-th transmitter with WMS.
Изображение может быть восстановлено классическим алгоритмом формирования луча, описанным в [2], или алгоритмами, обеспечивающими повышенную разрешающую способность, например, алгоритмами, основанными на анализе собственных значений, MUSIC (multiple signal classification) и EV (eigenvector) [3], или алгоритмами, основанными на принципах регуляризации [4].The image can be reconstructed using the classical beamforming algorithm described in [2], or algorithms providing increased resolution, for example, algorithms based on the analysis of eigenvalues, MUSIC (multiple signal classification) and EV (eigenvector) [3], or algorithms based on the principles of regularization [4].
Таким образом, после повторения операций обработки сигналов по пунктам 7-12 из всех обнаруженных на этапах 1-6 сигналов (i=1...Р) будет идентифицированы все (j=1...J) передатчики с СИЧ, а также будут восстановлены их энергетические и адресные параметры. Другими словами, для каждого j-го передатчика с СИЧ будут определены: частотно-временная матрица (двоичные числа bq, l), описывающая закон скачкообразного изменения частоты; средняя энергия сигнала; наиболее вероятное значение длительности отдельных излучений; скорость скачкообразного изменения частоты, азимут и угол места передатчика.Thus, after repeating the signal processing operations in clauses 7-12, of all the signals (i = 1 ... P) detected at stages 1-6, all (j = 1 ... J) transmitters with WMS will be identified, and they will also be their energy and address parameters were restored. In other words, for each j-th transmitter with WMS, the following will be determined: the time-frequency matrix (binary numbers b q, l ), which describes the law of frequency hopping; average signal energy; the most probable duration of individual emissions; frequency hopping rate, azimuth and elevation angle of the transmitter.
Устройство, в котором реализуется предложенный способ, включает последовательно соединенные антенную систему 1, (N+1)-канальный преобразователь частоты 2, (N+1)-канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, вычислитель 4, блок корреляции 5, блок обнаружения 6, блок идентификации 7, блок измерения координат 8 и блок отображения 9. Второй вход блока 8 подключен к выходу блока 5.The device in which the proposed method is implemented includes a series-connected
Антенная система 1 содержит опорную антенну с номером n=0 и N антенн с номерами n=1...N, объединенных в решетку. Антенная решетка может быть произвольной пространственной конфигурации: плоской прямоугольной, плоской кольцевой или объемной, в частности конформной.The
Преобразователь частоты 2 выполнен с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика. Общий гетеродин обеспечивает многоканальный когерентный прием сигналов, что является основным условием интерферометрической (голографической) регистрации комплексных сигналов передатчиков.
Если разрядность и быстродействие АЦП достаточны для непосредственного аналого-цифрового преобразования входных сигналов, как, например, при построении радиоизображения в KB диапазоне, то вместо преобразователя 2 может использоваться частотно-избирательный полосовой фильтр и усилитель. Другими словами, аналоговая часть устройства, реализующего предлагаемый способ, может быть построена по принципу прямого усиления.If the resolution and speed of the ADC are sufficient for direct analog-to-digital conversion of the input signals, such as, for example, when constructing a radio image in the KB range, then a frequency-selective bandpass filter and amplifier can be used instead of
Кроме этого, преобразователь 2 обеспечивает калибровку по внутреннему источнику сигнала. При этом может быть использован генератор шума, выход которого также может подключаться вместо всех антенн для периодической калибровки каналов. Это необходимо в связи с тем, что восстановление дискретных радиоголограмм, комплексных коэффициентов корреляции восстановленных радиоголограмм и радиоизображения требует выполнения двух, типичных для интерферометрической обработки, условий:In addition, the
- должны быть известны точные (с точностью до малых долей минимальной длины волны рабочего диапазона частот) координаты антенных элементов решетки относительно опорного элемента;- the exact (with accuracy to small fractions of the minimum wavelength of the working frequency range) coordinates of the antenna elements of the array relative to the reference element must be known;
- должны быть учтены набеги фаз в фидерах, если они различаются электрической длиной, и неидентичность и изменение во времени частотных характеристик комплексных коэффициентов передачи приемных трактов.- phase incursions in feeders should be taken into account, if they differ in electric length, and the non-identity and time variation of the frequency characteristics of the complex transmission coefficients of the receiving paths.
Первое из этих условий легко выполняется путем простых измерений геометрии решетки. Второе условие может быть выполнено выравниванием характеристик фидеров и трактов на этапе изготовления устройства или путем специальных калибровочных процедур по специальному внутреннему или внешнему источнику сигнала в процессе его функционирования, что и реализовано в предлагаемом устройстве.The first of these conditions is easily satisfied by simple measurements of the geometry of the lattice. The second condition can be fulfilled by aligning the characteristics of the feeders and paths at the stage of manufacturing the device or by special calibration procedures for a special internal or external source of the signal during its operation, which is implemented in the proposed device.
Блоки 7 и 8 могут быть выполнены в одноканальном или многоканальном вариантах. Многоканальный вариант обеспечивает максимальное быстродействие благодаря параллельной обработке всех обнаруженных в полосе приема (i=1...Р) и идентифицированных как СИЧ (n=1...J) сигналов.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Многочастотные временные сигналы xn(t) с выхода антенной системы 1 от опорного антенного элемента с номером n=0 и от всех антенн с номерами n=1...N, входящих в решетку, поступают на входы преобразователя 2 в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика, и когерентно переносятся на более низкую частоту.Multi-frequency time signals x n (t) from the output of the
С помощью АЦП 3 преобразованные по частоте сигналы xn(t) синхронно преобразуются в цифровые сигналы xn(z), где n - номер антенного элемента, a z - номер временного отсчета сигнала.Using
В вычислителе 4 восстанавливается скользящим во времени преобразованием цифровых сигналов xn(z) с заданной дискретностью по времени и частоте комплексная спектральная плотность сигнала каждой антенны, где q - номер временного отрезка преобразования, 1≤q≤Q, a l - номер частотного канала, 1≤l≤L. Для обеспечения требуемой детальности восстановления спектральной плотности по времени q-й и (q+1)-й отрезки преобразования сигнала выбираются с необходимым перекрытием. Восстановление спектральной плотности выполняется с применением алгоритма БПФ, реализующего дискретное Фурье-преобразование q-го временного отрезка сигнала каждой антенны.In the calculator 4, the complex spectral density is reconstructed by a time-shifting conversion of digital signals x n (z) with a given discreteness in time and frequency the signal of each antenna, where q is the number of the conversion time interval, 1≤q≤Q, al is the number of the frequency channel, 1≤l≤L. To ensure the required detail in the reconstruction of the spectral density from time, the qth and (q + 1) th segments of the signal conversion are selected with the necessary overlap. Spectral Density Recovery performed using the FFT algorithm that implements the discrete Fourier transform of the qth time segment of the signal of each antenna.
В результате выполнения этой операции формируется частотно-временная матрица (ЧВМ) (N+1)-мерных векторов спектральных плотностей. Полученные в вычислителе 4 спектральные плотности передаются в блок 5.As a result of this operation, a time-frequency matrix (FWM) of (N + 1) -dimensional spectral density vectors is formed. The spectral densities obtained in calculator 4 are transmitted to block 5.
В блоке корреляции 5 перемножением комплексно сопряженной спектральной плотности опорной антенны и спектральных плотностей остальных антенн восстанавливается ЧВМ одночастотных комплексных дискретных радиоголограмм. Радиоголограммы передаются в блок 8.In
Кроме того, радиоголограммы нормируются, после чего формируются частотно-временная матрица нормированных радиоголограмм и элементы блочной ЧВМ комплексных коэффициентов корреляции восстановленных радиоголограмм, которые поступают в блок 6.In addition, the radio holograms are normalized, after which the time-frequency matrix of normalized radio holograms and the elements of the block frequency modular complex correlation coefficients of the reconstructed radio holograms, which enter
В блоке 6 сравнением модулей коэффициентов корреляции с порогом объединяются сигналы элементов ЧВМ, на которых превышен порог, в i-й обнаруженный сигнал, и формируется бинарная частотно-временная матрица (двоичные числа аq, l), описывающая закон скачкообразного изменения частоты i-го сигнала во времени, где i=1...Р, Р - число обнаруженных сигналов, отличающихся угловыми координатами.In
В блоке 7 выполняется параллельная обработка всех i=1...P обнаруженных сигналов. При этом с использованием полученных в блоке 6 бинарных частотно-временных матриц для каждого i-го сигнала:In block 7, parallel processing of all i = 1 ... P detected signals is performed. Moreover, using the binary time-frequency matrices obtained in
- восстанавливаются двумерная автокорреляционная функция и выборочные функции распределения длительностей и частотных скачков элементов бинарной частотно-временной матрицы;- the two-dimensional autocorrelation function and selective distribution functions of the durations and frequency jumps of the elements of the binary time-frequency matrix are restored;
- принимается решение о наличии сигнала с СИЧ, если одновременно выполняют три условия:- a decision is made about the presence of a signal with WMS if three conditions are simultaneously met:
форма среза двумерной автокорреляционной функции на заданном пороговом уровне имеет форму эллипса с размерами, удовлетворяющими условиям Δτ≤δτ и Δρ≤δρ;a slice shape of a two-dimensional autocorrelation function at a given threshold level has an ellipse shape with dimensions satisfying the conditions Δτ≤δ τ and Δρ≤δ ρ ;
в выборочной функции распределения длительностей имеется единственный максимум, превышающий порог;in the sampling function of the distribution of durations, there is a single maximum exceeding the threshold;
в выборочной функции распределения частотных скачков имеется более трех максимумов, превышающих порог;in the selective distribution function of the frequency jumps, there are more than three maxima that exceed the threshold;
- находится наиболее вероятное значение длительности излучений i-го сигнала, соответствующее локальному максимуму выборочной функции распределения длительностей;- the most probable value of the radiation duration of the i-th signal is found, corresponding to the local maximum of the sample duration distribution function;
- выделяются из бинарной частотно-временной матрицы i-го сигнала статистически связанные элементы измеренной длительности, то есть формируется бинарная частотно-временная матрица (двоичные числа bq, l), описывающая закон скачкообразного изменения частоты j-го передатчика с СИЧ, где j=1...J, J - число обнаруженных передатчиков, функционирующих в режиме СИЧ. Анализируя полученную бинарную матрицу, находят оценки периода и скорости скачкообразного изменения частоты j-го передатчика с СИЧ.- statistically related elements of measured duration are extracted from the binary time-frequency matrix of the ith signal, that is, a binary time-frequency matrix is formed (binary numbers b q, l ), which describes the law of the frequency-hopping transmitter of the j-th transmitter with WMS, where j = 1 ... J, J is the number of detected transmitters operating in the WMS mode. By analyzing the obtained binary matrix, estimates of the period and rate of the frequency-hopping transmitter of the jth transmitter with WMS are found.
В блоке 8 выполняется параллельная обработка всех j=1...J обнаруженных передатчиков, функционирующих в режиме СИЧ. При этом используются одночастотные радиоголограммы , полученные в блоке 5, и бинарная частотно-временная матрица (двоичные числа bq, l) j-го передатчика с СИЧ, полученная в блоке 7. Для каждого j-го передатчика с СИЧ:In
- получают оценку средней энергии Еj сигнала;- get an estimate of the average energy E j signal;
- усредняются в выделенной области локализации сигнала передатчика одночастотные радиоголограммы для получения усредненной многочастотной радиоголограммы ;- single-frequency radio holograms are averaged in the selected localization region of the transmitter signal to obtain an averaged multi-frequency radio hologram ;
- преобразуется радиоголограмма по известному алгоритму для восстановления изображения двумерного углового спектра, по которому определяются угломестные и азимутальные координаты j-го передатчика.- the radio hologram is converted according to the well-known algorithm for reconstructing an image of a two-dimensional angular spectrum, according to which the elevation and azimuth coordinates of the jth transmitter are determined.
В блоке 9 для повышения информативности отображаются параметры обнаруженных передатчиков с СИЧ, включая частотно-временную матрицу излучаемого сигнала и его энергию, скорость скачкообразного изменения частоты, а также азимут и угол места передатчика с использованием географической карты местности.In block 9, to increase the information content, the parameters of the detected transmitters with WMS are displayed, including the time-frequency matrix of the emitted signal and its energy, the frequency hopping rate, as well as the azimuth and elevation angle of the transmitter using a geographical map of the area.
Таким образом, способ обнаружения источников радиоизлучений с СИЧ за счет использования дополнительных признаков сигналов с СИЧ, извлекаемых благодаря восстановлению двумерной автокорреляционной функции и выборочных функций распределения длительностей и частотных скачков элементов частотно-временной матрицы сигнала, предварительно выделенных из входного потока сигналов с использованием взаимных корреляционных связей между отдельными частотно-временными элементами сигнала, позволяет повысить:Thus, the method for detecting sources of radio waves with WMS through the use of additional features of signals from WMS extracted due to the restoration of the two-dimensional autocorrelation function and selective distribution functions of the durations and frequency jumps of the elements of the time-frequency matrix of the signal previously extracted from the input signal stream using mutual correlation relationships between the individual time-frequency elements of the signal, allows to increase:
- эффективность обнаружения и различения множества сигналов, одновременно попадающих в текущую полосу частот приема;- the efficiency of detection and discrimination of multiple signals simultaneously falling into the current frequency band of reception;
- эффективность идентификации источников сигналов с СИЧ и измерения их адресных и энергетических параметров (частотно-временная матрица излучаемого сигнала и его энергия, скорость скачкообразного изменения частоты, длительность передачи, азимут и угол места передатчика).- the efficiency of identifying signal sources from WMS and measuring their address and energy parameters (frequency-time matrix of the emitted signal and its energy, frequency hopping rate, transmission duration, azimuth and transmitter elevation angle).
Источники информацииInformation sources
1. US, патент, 4956644, кл. G 01 S 3/02, 1990 г.1. US patent, 4956644, cl. G 01
2. RU, патент, 2190236, кл. G 01 S 5/04, 2002 г.2. RU, patent, 2190236, cl. G 01
3. Джонсон Д.Х. Применение методов спектрального оценивания к задачам определения угловых координат источников излучения // ТИИЭР. - 1982. - Т.70. №9. - С.126.3. Johnson D.H. Application of spectral estimation methods to problems of determining the angular coordinates of radiation sources // TIIER. - 1982. - T. 70. No. 9. - S.126.
4. Шевченко В.Н. Оценивание углового положения источников когерентных сигналов на основе методов регуляризации // Радиотехника. - 2003. - №9. - С.3-10.4. Shevchenko V.N. Estimation of the angular position of sources of coherent signals based on regularization methods // Radio Engineering. - 2003. - No. 9. - C.3-10.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118131/09A RU2285936C2 (en) | 2004-06-15 | 2004-06-15 | Method for detecting sources of radio radiations with leap-like frequency alternation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118131/09A RU2285936C2 (en) | 2004-06-15 | 2004-06-15 | Method for detecting sources of radio radiations with leap-like frequency alternation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004118131A RU2004118131A (en) | 2005-12-10 |
RU2285936C2 true RU2285936C2 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=35868424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004118131/09A RU2285936C2 (en) | 2004-06-15 | 2004-06-15 | Method for detecting sources of radio radiations with leap-like frequency alternation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285936C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498324C1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of detecting harmonic components and frequencies thereof in discrete signals |
RU2535929C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Method of processing multicarrier signal in radar stations with external illumination |
-
2004
- 2004-06-15 RU RU2004118131/09A patent/RU2285936C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498324C1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of detecting harmonic components and frequencies thereof in discrete signals |
RU2535929C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Method of processing multicarrier signal in radar stations with external illumination |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004118131A (en) | 2005-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yoon et al. | High-resolution through-the-wall radar imaging using beamspace MUSIC | |
US5990834A (en) | Radar angle determination with music direction finding | |
US8121222B2 (en) | Systems and methods for construction of time-frequency surfaces and detection of signals | |
US11131741B2 (en) | Method and apparatus for providing a passive transmitter based synthetic aperture radar | |
RU2466419C1 (en) | Method of classifying sonar echo signal | |
RU2413236C1 (en) | Searching method of composite signals | |
RU2696093C1 (en) | Method for adaptive identification of spectral components as belonging to signal of one radio-frequency source | |
RU2524401C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of mobile objects | |
RU2286583C1 (en) | Method for detection and localization of composite signals | |
RU2285936C2 (en) | Method for detecting sources of radio radiations with leap-like frequency alternation | |
RU2571950C1 (en) | Method for radio monitoring of radio-silent objects | |
RU2696022C1 (en) | Method for adaptive spatial-multichannel detection of spectral components of signals of radio-frequency radiation sources | |
US20220392347A1 (en) | Wireless mapping in real-time for autonomous vehicles using correlative passive receiver | |
Dubrovinskaya et al. | Underwater direction of arrival estimation using wideband arrays of opportunity | |
RU2316018C1 (en) | Method for detection of composite signals | |
RU2528391C1 (en) | Method of searching for low-signature mobile objects | |
RU2309423C2 (en) | Method of detection and direction finding of objects from radiation of their transmitters | |
McWhorter et al. | Passive multi-channel detection: A general first-order statistical theory | |
RU2319976C1 (en) | Method for search of composite signal transmitters | |
RU2316015C1 (en) | Method for computer-interferometer localization of complex signals | |
Wu et al. | Switched-element direction finding | |
RU2190236C2 (en) | Method for detection and determination of two- dimensional bearing and frequency of radio emission sources | |
RU2733938C1 (en) | Hydroacoustic information displaying method | |
RU2158002C1 (en) | Method for radio monitoring | |
Riley et al. | Power-aware acoustic processing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130506 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140616 |