RU2316018C1 - Способ обнаружения сложных сигналов - Google Patents

Способ обнаружения сложных сигналов Download PDF

Info

Publication number
RU2316018C1
RU2316018C1 RU2006123309/09A RU2006123309A RU2316018C1 RU 2316018 C1 RU2316018 C1 RU 2316018C1 RU 2006123309/09 A RU2006123309/09 A RU 2006123309/09A RU 2006123309 A RU2006123309 A RU 2006123309A RU 2316018 C1 RU2316018 C1 RU 2316018C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
complex
frequency
time
arrival
Prior art date
Application number
RU2006123309/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Николаевич Шевченко
Геннадий Саулович Емельянов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бриг" (ЗАО "НПП "Бриг")
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 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бриг" (ЗАО "НПП "Бриг") filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бриг" (ЗАО "НПП "Бриг")
Priority to RU2006123309/09A priority Critical patent/RU2316018C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2316018C1 publication Critical patent/RU2316018C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в для пассивного обнаружения и локализации энергии сложных сигналов. Техническим результатом изобретения является повышение информативности обнаружения и пеленгования сложных сигналов по одной реализации входных данных. Повышение информативности достигнуто благодаря дополнительной информации, извлекаемой из дополнительно формируемой комплексной взаимной корреляционной функции, зависящей от частотного сдвига принимаемых сигналов и обеспечивающей восстановление временного положения обнаруженных сигналов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в для пассивного обнаружения и локализации энергии сложных сигналов по частоте, времени и пространству в условиях априорной неопределенности относительно свойств и параметров сигналов, шумов и помех.
Решение задачи обнаружения и локализации по частоте времени и направлению прихода непрерывно возрастающего количества и видов сложных сигналов (одночастотные шумоподобные сигналы (ШПС), многочастотные сигналы со скачкообразным изменением частоты (СИЧ), сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и их комбинации), обладающих низкой спектральной плотностью мощности и предназначенных для обеспечения работы нескольких передатчиков в одной полосе частот, является важнейшим условием обеспечения эффективности широкого парка существующих и перспективных радиосистем.
Известен способ обнаружения сложных сигналов [1], при котором из выходных сигналов каждого элемента антенной решетки выделяются цифровые сигналы, характеризующие спектры принятых сигналов, и для каждой выбранной частоты в полосе приема, используя фазу сигналов, производится прямое вычисление пространственного ряда Фурье, дискретно описывающего угловой спектр мощности на выбранной частоте. После восстановления углового спектра на всех частотах определяется пеленг каждого источника, излучающего сигналы на частотах в пределах текущей полосы приема. Этот способ использует только фазовую информацию и обладает низкой эффективностью при обнаружении подавляющего большинства типов сложных сигналов.
Известен более совершенный способ обнаружения сложных сигналов [2], принятый за прототип и включающий:
- когерентный прием сигналов двумя пространственно разнесенными приемными каналами;
- формирование сигнала, описывающего взаимную корреляционную функцию (ВКФ), зависящую от временного сдвига сигналов, принятых парой приемных каналов;
- выделение центральной части ВКФ;
- преобразование выделенной центральной части ВКФ в комплексную взаимную спектральную плотность (ВСП) принятого сигнала;
- сравнение модуля комплексной ВСП с порогом для обнаружения радиосигнала и локализации области частот, занимаемой его спектром, определение ширины спектра сигнала и его положения на частотной оси;
- измерение угла линии фазового наклона комплексной ВСП в локализованной области частот для определения направления прихода принятого сигнала;
- индикацию результатов обнаружения, частотной локализации и пеленгования сигналов.
Способ-прототип основан на формировании и преобразовании ВКФ, зависящей от временного сдвига сигналов, принимаемых двумя пространственно разнесенными каналами. Этот способ эффективно решает задачу обнаружения и частотно-пространственной локализации только одной группы сложных сигналов - непрерывных во времени радиосигналов типа ШПС, при условии малого временного сдвига между принимаемыми сигналами. Это соответствует узкому сектору углов прихода сигналов вблизи нормали к линии положения антенн двух приемных каналов и приводит к ограничению информативности обнаружения и пеленгования. Кроме того, данный способ перед обнаружением и измерением направления прихода сигналов обеспечивает формирование распределения их энергии только по частоте. В результате, мощность шумов в паузах между прерывистыми во времени излучениями, например, в случае импульсных и пакетных сигналов ШПС или сигналов СИЧ, не отфильтровывается и при большой скважности излучений существенно снижает выходное отношение сигнал/шум. Это также приводит к снижению информативности обнаружения и пеленгования. Таким образом, из-за узкого рабочего сектора углов и невозможности измерения распределения энергии сигналов по времени, способ-прототип обладает ограниченной информативностью при обнаружении и пеленговании широкого класса сложных сигналов.
Техническим результатом изобретения является повышение информативности обнаружения и пеленгования сложных сигналов по одной реализации входных данных.
Повышение информативности достигнуто благодаря дополнительной информации, извлекаемой из комплексной взаимной корреляционной функции, зависящей от частотного сдвига принимаемых сигналов и обеспечивающей восстановление распределения энергии сигналов по времени. Это в сочетании с информацией о распределении энергии сигналов по частоте, извлекаемой в прототипе из корреляционной функции, зависящей от временного сдвига принимаемых сигналов, обеспечивает повышение информативности обнаружения и пеленгования нескольких сложных сигналов по одной реализации входных данных.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ обнаружения сложных сигналов, включающий когерентный прием сигналов двумя пространственно разнесенными приемными каналами, отличающийся тем, что
синхронно преобразуют принятые сигналы в комплексные цифровые сигналы,
запоминают комплексные цифровые сигналы,
из запомненных комплексных цифровых сигналов пары каналов формируют комплексную взаимную корреляционную функцию, зависящую от временного сдвига, (ВКФВ) и комплексную взаимную корреляционную функцию, зависящую от частотного сдвига, (ВКФЧ) принятых сигналов,
сдвигают по времени на соответствующую каждому ожидаемому направлению прихода величину комплексные ВКФВ и ВКФЧ,
выделяют центральные части каждой сдвинутой комплексной ВКФВ и ВКФЧ,
преобразуют выделенную центральную часть каждой комплексной ВКФВ в комплексную взаимную спектральную плотность (ВСП), а каждой комплексной ВКФЧ в комплексную огибающую (ОГБ),
используют комплексные ВСП и ОГБ для обнаружения и локализации сигналов по частоте, времени и направлению прихода, индицируют результаты обнаружения и локализации сигналов.
Возможен частный случай осуществления способа, в котором:
Обнаружение и локализацию сигналов по частоте, времени и направлению прихода осуществляют путем
сравнения модуля каждой комплексной ВСП с порогом для выбора частотных областей, в которых превышен порог, в качестве частотных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений комплексных ВСП для каждого ожидаемого направления прихода,
сравнения модуля каждой комплексной ОГБ с порогом для выбора временных областей, в которых превышен порог, в качестве временных областей локализации сигналов и соответствующих им значений комплексных ОГБ для каждого ожидаемого направления прихода,
сравнения перекрывающихся в частотной области сигналов разных ВСП и идентификации в каждой перекрывшейся по частоте группе сигнала с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона как обнаруженного в частотной области сигнала и фиксации его направления прихода и частотной области локализации,
сравнения перекрывающихся во временной области сигналов разных ОГБ и идентификации в каждой перекрывшейся по времени группе сигнала с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона как обнаруженного во временной области сигнала и фиксации его направления прихода и временной области локализации,
идентификации сигналов с совпадающими направлениями прихода в частотной или временной, или в частотной и временной областях как достоверно обнаруженные сигналы.
Это повышает эффективность обнаружения и локализации нескольких сигналов по частоте, времени и направлению прихода.
Операции способа поясняются чертежами:
Фиг.1. Структурная схема устройства обнаружения сложных сигналов.
Фиг.2. Особенности формирования комплексной огибающей и комплексной взаимной спектральной плотности принятых сигналов.
Фиг.3. Особенности формирования областей локализаций принятых сигналов по времени, частоте и направлению прихода.
Фиг.4 и фиг.5. Особенности обнаружения и локализации сигналов по времени, частоте и направлению прихода.
Фиг.6 и фиг.7. Особенности идентификации достоверно обнаруженных сигналов.
Способ обнаружения сложных сигналов осуществляется следующим образом:
1. Когерентно принимают сигналы двумя пространственно разнесенными приемными каналами. В результате формируются сигналы xn(t), зависящие от времени t, где n=1, 2 - номер приемного канала;
2. Синхронно преобразуют принятые сигналы x1(t) и x2(t) в комплексные цифровые сигналы
Figure 00000002
и
Figure 00000003
где z - номер временного отсчета сигнала.
Комплексные цифровые сигналы
Figure 00000004
и
Figure 00000005
формируют различными способами, например, преобразованием Гильберта [3, стр.64] или квадратурной дискретизацией [3, стр.168]. При этом возможно применение комбинированного аналого-цифрового или цифрового способов формирования комплексных цифровых сигналов
Figure 00000006
и
Figure 00000007
Значение периода дискретизации Td, должно быть много меньше минимального значения задержки между моментами прихода сигналов на две антенны, то есть
Figure 00000008
где d - расстояние между антеннами, Δ - шаг по углу, с - скорость света. Так при d=1000 м и Δ=0,1 градуса получаем
Figure 00000009
что соответствует частоте с дискретизации 200 МГц. Отметим, что на современной элементной базе реализуемы частоты дискретизации, превышающие значение 1 ГГц.
3. Синхронно регистрируют комплексные цифровые сигналы
Figure 00000010
и
Figure 00000011
на заданном временном интервале.
4. Из комплексных цифровых сигналов пары каналов
Figure 00000012
и
Figure 00000013
формируют комплексную ВКФВ
Figure 00000014
и комплексную ВКФЧ
Figure 00000015
Формирование
Figure 00000016
и
Figure 00000017
выполняют во временной или в частотной областях известными способами.
В первом случае, используя комплексные сигналы
Figure 00000018
и
Figure 00000019
выполняют вычисления по формулам [4, стр.243, стр.247]:
Figure 00000020
Figure 00000021
Во втором случае, более эффективном с вычислительной точки зрения, из комплексных сигналов
Figure 00000022
и
Figure 00000023
получают комплексные временные спектры
Figure 00000024
и
Figure 00000025
где
Figure 00000026
- оператор дискретного преобразования Фурье (ДПФ) по времени, a k=0, ..., K-1 - номер частотного отсчета, после чего выполняют вычисления по следующим формулам:
Figure 00000027
Figure 00000028
где ωk - частота, соответствующая k-му частотному отсчету.
5. Сдвигают по времени комплексные ВКФВ и ВКФЧ на величину τ(m), соответствующую каждому ожидаемому направлению прихода m=1, ..., М принятых сигналов.
Значения временных сдвигов, соответствующие каждому ожидаемому направлению прихода m сигналов вычисляют по следующей формуле:
Figure 00000029
где d - расстояние между антеннами приемных каналов.
Сдвиг выполняют следующим образом:
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
где
Figure 00000034
Figure 00000035
- операторы прямого и обратного ДПФ.
В результате выполнения описанных операций получают М комплексных ВКФВ
Figure 00000036
и ВКФЧ
Figure 00000037
6. Выделяют центральные части каждой сдвинутой комплексной ВКФВ
Figure 00000038
и ВКФЧА
Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
Параметры Δ и Θ выбирают исходя из необходимости подавления шумов и побочных пиков функции рассогласования, определяющих уровень взаимных помех, а также исходя из допустимого уровня искажения фронтов импульсов полезного сигнала.
Данную операцию можно рассматривать как операцию фильтрации в корреляционной области путем применения одномерного окна к комплексным ВКФВ
Figure 00000044
и ВКФЧ
Figure 00000045
Применение окна к комплексной ВКФВ
Figure 00000046
эквивалентно фильтрации комплексной взаимной спектральной плотности, формируемой на следующем этапе. Кроме того, применение окна к комплексной ВКФЧ
Figure 00000047
эквивалентно фильтрации комплексной огибающей принятого сигнала, также формируемой на следующем этапе.
7. Преобразуют выделенную центральную часть каждой комплексной ВКФВ
Figure 00000048
в комплексную взаимную спектральную плотность (ВСП)
Figure 00000049
а каждой комплексной ВКФЧ
Figure 00000050
комплексную огибающую (ОГБ)
Figure 00000051
где
Figure 00000052
- оператор обратного ДПФ.
В результате выполнения описанных операций получают М комплексных ВСП
Figure 00000053
и М комплексных ОГБ
Figure 00000054
Понятно, что дополнительная по сравнению с прототипом информация содержится в дополнительно формируемых (M-1) комплексной ВСП
Figure 00000055
и М комплексных ОГБ
Figure 00000056
Отметим, что при фиксированном m модуль
Figure 00000057
комплексной ВСП
Figure 00000058
описывает распределение энергии сигналов по частоте, а модуль
Figure 00000059
комплексной ОГБ
Figure 00000060
отражает распределение энергии сигналов по времени.
На фиг.2 представлены результаты моделирования, подтверждающие эффективность применения описанных операций на примере входной реализации, содержащей два импульсных сигнала, отличающихся направлениями прихода и областями локализации по времени (фиг.2а) и по частоте (фиг.2б). Полученные в результате обработки входной реализации с применением операций выделения центральных частей комплексных ВКФВ и ВКФЧ модуль и аргумент комплексной ОГБ показаны на фиг.2в и фиг.2д, а модуль и аргумент комплексной ВСП приведены на фиг.2г и фиг.2е. Для сравнения на фиг.2ж и фиг.2и показаны модуль и аргумент комплексной ОГБ, а на фиг.2з и фиг.2к модуль и аргумент комплексной ВСП, полученные без применения операций выделения центральных частей комплексных ВКФВ и ВКФЧ, то есть с использованием формул
Figure 00000061
и
Figure 00000062
Сравнение фиг.2в и фиг.2ж, а также фиг.2г и фиг.2з показывает, что операции выделения центральных частей комплексных ВКФВ и ВКФЧ обеспечивают повышение отношения сигнал/шум модуля комплексной ОГБ (см. фиг.2в) и модуля комплексной ВСП (см. фиг.2г). Это повышает качество обнаружения сигналов и их локализации по времени, частоте и направлению прихода. Кроме того, из сравнения фиг.2д и фиг.2и, а также фиг.2е и фиг.2к следует, что предложенные операции также обеспечивают повышение отношения сигнал/шум аргумента комплексной ОГБ во временной области локализации сигналов (см. фиг.2д) и аргумента комплексной ВСП в частотной области локализации сигналов (см. фиг.2е), что дополнительно улучшает качество локализации сигналов по направлению прихода.
8. Используют комплексные ВСП
Figure 00000063
и ОГБ
Figure 00000064
для обнаружения и локализации сигналов по частоте, времени и направлению прихода.
При этом обнаружение и локализацию сигналов по частоте, времени и направлению прихода осуществляют следующим образом:
- сравнивают модуль
Figure 00000065
каждой комплексной ВСП
Figure 00000066
с порогом С0 для выбора частотных областей, в которых превышен порог С0, в качестве частотных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений ВСП
Figure 00000067
где l=1, ..., L, a L - число выбранных частотных областей локализации, для каждого ожидаемого направления прихода m;
- сравнивают модуль
Figure 00000068
каждой комплексной ОГБ
Figure 00000069
с порогом А0 для выбора временных областей, в которых превышен порог А0, в качестве временных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений комплексных ОГБ
Figure 00000070
где р=1, ..., Р, а Р - число выбранных временных областей локализации, для каждого ожидаемого направления прихода m. Пороги С0 и А0 выбирают исходя из заданной вероятности ложной тревоги;
В качестве примера на фиг.3а и фиг.3б для угловых направлений с номерами m=0, 1, ...,20 показаны модули комплексных ОГБ
Figure 00000071
и комплексных ВСП
Figure 00000072
, полученные из входной реализации, содержащей ЛЧМ радиоимпульс с направлением прихода m=0 и смещенных по частоте два фазоманипулированных радиоимпульса с направлением прихода m=20. Области локализации радиоимпульсов по времени и по частоте, полученные сравнением модулей комплексных ОГБ
Figure 00000073
и комплексных ВСП
Figure 00000074
с порогами, равными соответственно А0=-10 дБ и С0=-10 дБ, показаны соответственно на фиг.3в и фиг.3г;
- сравнивают перекрывающиеся в частотной области сигналы разных ВСП
Figure 00000075
полученные для всех М направлений, и в каждой перекрывшейся по частоте группе идентифицируют сигнал с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона комплексной ВСП
Figure 00000076
как обнаруженный в частотной области сигнал и фиксируют его направление прихода и частотную область локализации;
- сравнивают перекрывающиеся во временной области сигналы разных ОГБ
Figure 00000077
полученные для всех М направлений, и в каждой перекрывшейся по времени группе идентифицируют сигнал с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона комплексной ОГБ
Figure 00000078
как обнаруженный во временной области сигнал и фиксируют его направление прихода и временную область локализации.
Физически две последние операции можно рассматривать как операции наведения двухэлементной антенной решетки в угловые управления, соответствующие нулевому, с точностью до фазы несущей частоты сигнала, значению времени относительного запаздывания сигнала и, соответственно, максимуму его приема.
При фиксации направления прихода сигнала используют однозначную связь выбранного сигнала с соответствующей функцией
Figure 00000079
или
Figure 00000080
а также связь номера m этой функции с ожидаемыми угловыми направлениями прихода m=1, ..., М, которые являются направлениями наведения антенной решетки. Для этого определяют энергию сигнала путем суммирования квадратов модулей комплексной ВСП в полосе частот или комплексной ОГБ во временной области его локализации. После этого сравнивают полученные суммы квадратов модулей комплексных ВСП или комплексных ОГБ и выбирают сигнал с максимальной суммой. Угол фазового наклона вычисляют по аргументам комплексных ВСП в полосе частот локализации сигнала и по аргументам комплексных ОГБ во временном интервале локализации сигнала. Степень приближения угла фазового наклона взаимной спектральной плотности к нулю определяют известными способами, например, способом наименьших квадратов.
Операции идентификации сигналов с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона иллюстрируются примерами, представленными на фиг.4 и фиг.5. На фиг.4 представлены модули комплексной ОГБ (фиг.4а) и комплексной ВСП (фиг.4б), а также аргументы комплексной ОГБ (фиг.4в) и комплексной ВСП (фиг.4г) для направления с номером m=4, которое не совпадает с направлениями прихода принятых сигналов. В отличие от этого на фиг.5 представлены модули комплексной ОГБ (фиг.5а) и комплексной ВСП (фиг.5б), а также аргументы комплексной ОГБ (фиг.5в) и комплексной ВСП (фиг.5г) для направления с номером m=0. Это направление соответствует направлению прихода сигнала с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона. Понятно, что этот сигнал будет идентифицирован как обнаруженный и локализованный по частоте, времени и направлению прихода сигнал (см. для сравнения области локализации ЛЧМ радиоимпульса при m=0 на фиг.3а и фиг.3б);
- идентифицируют сигналы с совпадающими направлениями прихода в частотной или временной области, или в частотной и временной областях как достоверно обнаруженные сигналы.
Данная операция является ключевой для повышения достоверности обнаружения и пеленгования сложных сигналов в наиболее типичных для практики условиях низкого отношения сигнал/шум и наличия помех, перекрывающихся с полезным сигналом по времени (см. фиг.6) или по частоте (см. фиг.7). При этом использован тот факт, что достоверность обнаружения и пеленгования сигналов возрастает при наличии повторяемости значений параметров локализованных сигналов.
Рассмотрим несколько примеров. В примере, представленном на фиг.6б и фиг.6г, совпадают углы фазового наклона сигналов 1 и 2. Отсюда следует, что сигналы 1 и 2 могут быть идентифицированы как достоверно обнаруженные и принадлежащие отдельному передатчику, излучающему многочастотный сигнал. В примере, представленном на фиг.7а и фиг.7в, совпадают углы фазового наклона сигналов 1 и 3. В связи с этим сигналы 1 и 3 могут быть идентифицированы как достоверно обнаруженные и принадлежащие отдельному передатчику, излучающему последовательность импульсных сигналов. В примере, представленном на фиг.5, для локализованного ЛЧМ сигнала наблюдается совпадение углов фазового наклона во временной (аргумент комплексной ОГБ, фиг.5в) и в частотной (аргумент комплексной ВСП, фиг.5г) областях. Это подтверждает реализуемость идентификации достоверно обнаруженных сигналов и в случаях приема одиночного радиоимпульса или непрерывного сигнала.
9. Индицируют результаты обнаружения и локализации сигналов по частоте, времени и направлению прихода.
Устройство (фиг.1), в котором реализуется предложенный способ, включает последовательно соединенные антенную решетку (АР) 1, двухканальный преобразователь частоты 2, двухканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, формирователь комплексных сигналов 4, формирователь ВКФВ 5, устройств сдвига 6, устройство формирования ВСП 7, устройство частотной и пространственной локализации сигналов 8, устройство идентификации 9, устройство отображения 10, устройство временной и пространственной локализации сигналов 11, устройство формирования ОГБ 12, устройство сдвига 13, формирователь ВКФЧ 14. В свою очередь устройство формирования ВСП 7 и устройство формирования ОГБ 12 включают М параллельных формирователей.
Антенная решетка 1 содержит две антенны. Для устранения неоднозначности пеленгования используются антенны с кардиоидной или более острой диаграммой направленности. Двухканальный преобразователь 2 выполнен с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, обеспечивающей одновременный прием множества сложных сигналов. Общий гетеродин обеспечивает двухканальный когерентный прием радиосигналов. Если разрядность и быстродействие АЦП достаточны для непосредственного аналого-цифрового преобразования входных сигналов, как, например, при построении изображения в KB диапазоне, то вместо преобразователя частоты 2 могут использоваться частотно избирательный полосовой фильтр и усилитель. Формирователь 4 выполнен в виде вычислительного устройства и в цифровом виде обеспечивает формирование квадратурных составляющих принятых сигналов и их запоминание.
Устройство, реализующее способ обнаружения сложных сигналов, работает следующим образом.
Радиосигналы передатчиков принимаются антеннами решетки 1. Принятый каждой антенной решетки 1 зависящий от времени z радиосигнал xn(t) в преобразователе 2 когерентно переносится на более низкую частоту.
Сформированные в преобразователе 2 сигналы x1(t) и x2(t) синхронно преобразуются с помощью АЦП 3 в цифровые сигналы x1(z) и x2(z), которые поступают в формирователь комплексных сигналов 4. В формирователе 4 цифровые сигналы x1(z) и x2(z) преобразуются в комплексные цифровые сигналы
Figure 00000081
и
Figure 00000082
которые синхронно регистрируется на заданном временном интервале.
Из зарегистрированных цифровых сигналов пары каналов
Figure 00000083
и
Figure 00000084
одновременно вычисляются комплексная ВКФВ
Figure 00000085
в формирователе 5 и комплексная ВКФЧ
Figure 00000086
в формирователе 14. Полученная в формирователе 5 комплексная ВКФВ
Figure 00000087
поступает на вход устройства сдвига 6, где вычисляется множество сдвинутых по времени комплексных ВКФВ
Figure 00000088
Сдвинутые по времени комплексные ВКФВ
Figure 00000089
поступают в устройство 7. Одновременно полученная в формирователе 14 комплексная ВКФЧ
Figure 00000090
поступает на вход устройства сдвига 13, где вычисляется множество сдвинутых по времени комплексных ВКФЧ
Figure 00000091
Сдвинутые во времени комплексные ВКФЧ поступают в устройство 12.
В каждом из формирователей 7-1, ..., 7-М устройства 7 выделяется центральная часть сдвинутой комплексной ВКФВ
Figure 00000092
которая преобразуется в комплексную ВСП
Figure 00000093
Путем сравнения каждого модуля
Figure 00000094
с порогом осуществляется выбор частотных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений ВСП
Figure 00000095
для каждого ожидаемого направления прихода m. Полученные в устройстве 7 комплексные ВСП
Figure 00000096
принадлежащие найденным частотным областям локализации отдельных сигналов, подаются на вход устройства 8.
В устройстве 8 сравниваются перекрывающиеся в частотной области сигналы ВСП
Figure 00000097
полученные для всех М направлений. После этого в устройстве 8 в каждой перекрывшейся по частоте группе идентифицируется сигнал с максимальной энергией и нулевым углом фазового наклона как обнаруженный в частотной области сигнал и фиксируется его направление прихода и частотная область локализации.
Одновременно, в каждом из формирователей 12-1, ..., 12-М устройства 12 выделяется центральная часть сдвинутой комплексной ВКФЧ
Figure 00000098
которая преобразуется в комплексную ОГБ
Figure 00000099
Путем сравнения каждого модуля
Figure 00000100
с порогом осуществляется выбор временных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений комплексных ОГБ
Figure 00000101
для каждого ожидаемого направления прихода m. Полученные в устройстве 12 ОГБ
Figure 00000102
принадлежащие найденным временным областям локализации отдельных сигналов, подаются на вход устройства 11.
В устройстве 11 сравниваются перекрывающиеся во временной области сигналы ОГБ
Figure 00000103
полученные для всех М направлений. После этого в устройстве 11 в каждой перекрывшейся по времени группе идентифицируется сигнал с максимальной энергией и нулевым углом фазового наклона как обнаруженный во временной области сигнал, и фиксируется его направление прихода и временная область локализации. С выходов устройства 8 и устройства 11 локализованные по частоте, времени и направлению прихода сигналы поступают на вход устройства 9.
В устройстве 9 сигналы с совпадающими направлениями прихода в частотной или временной, или в частотной и временной областях идентифицируются как достоверно обнаруженные.
В устройстве 10 индицируются результаты обнаружения и локализации по частоте, времени и направлению прихода всего множества сигналов, одновременно попадающих в частотно-временную область приема.
Таким образом, за счет получения дополнительной информации, извлекаемой из одной реализации входных данных, благодаря введению операций:
- формирования для всех ожидаемых направлений прихода сигналов комплексной взаимной корреляционной функции, зависящей от временного сдвига принятых сигналов, и комплексной взаимной корреляционной функции, зависящей от частотного сдвига принятых сигналов;
- получения для каждого ожидаемого направления прихода сигналов комплексных взаимных спектральных плотностей и комплексных огибающих сигналов;
- идентификации частотных и временных областей локализации сигналов для каждого ожидаемого направления их прихода;
- идентификации сигналов с совпадающими направлениями прихода в частотной или временной, или в частотной и временной областях в качестве достоверно обнаруженных сигналов,
удается решить поставленную задачу с достижением технического результата.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. US патент 4626859, кл. G01S 5704, 1986 г.
2. US патент 5955993, кл. G01S 3/02, 1999 г.
3. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006.
4. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981.

Claims (2)

1. Способ обнаружения сложных сигналов, включающий когерентный прием сигналов двумя пространственно разнесенными приемными каналами, отличающийся тем, что синхронно преобразуют принятые сигналы в комплексные цифровые сигналы, запоминают комплексные цифровые сигналы, из запомненных комплексных цифровых сигналов пары каналов формируют комплексную взаимную корреляционную функцию, зависящую от временного сдвига (ВКФВ), и комплексную взаимную корреляционную функцию, зависящую от частотного сдвига (ВКФЧ) принятых сигналов, сдвигают по времени комплексные ВКФВ и ВКФЧ на соответствующую каждому ожидаемому направлению прихода величину, выделяют центральные части каждой сдвинутой комплексной ВКФВ и ВКФЧ, преобразуют выделенную центральную часть каждой комплексной ВКФВ в комплексную взаимную спектральную плотность (ВСП), а каждой комплексной ВКФЧ в комплексную огибающую (ОГБ), используют комплексные ВСП и ОГБ для обнаружения и локализации сигналов по частоте, времени и направлению прихода, индицируют результаты обнаружения и локализации сигналов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обнаружение и локализацию сигналов по частоте, времени и направлению прихода осуществляют путем сравнения модуля каждой комплексной ВСП с порогом для выбора частотных областей, в которых превышен порог, в качестве частотных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений комплексных ВСП для каждого ожидаемого направления прихода, сравнения модуля каждой комплексной ОГБ с порогом для выбора временных областей, в которых превышен порог, в качестве временных областей локализации отдельных сигналов и соответствующих им значений комплексных ОГБ для каждого ожидаемого направления прихода, сравнения перекрывающихся в частотной области сигналов разных ВСП и идентификации в каждой перекрывшейся по частоте группе сигнала с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона как обнаруженный в частотной области сигнал и фиксации его направления прихода и частотной области локализации, сравнения перекрывающихся во временной области сигналов разных ОГБ и идентификации в каждой перекрывшейся по времени группе сигнала с максимальной взаимной энергией и нулевым углом фазового наклона как обнаруженный во временной области сигнал и фиксации его направления прихода и временной области локализации, идентификации сигналов с совпадающими направлениями прихода в частотной или временной или в частотной и временной областях как достоверно обнаруженные сигналы.
RU2006123309/09A 2006-06-29 2006-06-29 Способ обнаружения сложных сигналов RU2316018C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123309/09A RU2316018C1 (ru) 2006-06-29 2006-06-29 Способ обнаружения сложных сигналов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123309/09A RU2316018C1 (ru) 2006-06-29 2006-06-29 Способ обнаружения сложных сигналов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2316018C1 true RU2316018C1 (ru) 2008-01-27

Family

ID=39110116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123309/09A RU2316018C1 (ru) 2006-06-29 2006-06-29 Способ обнаружения сложных сигналов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2316018C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471199C1 (ru) * 2011-06-27 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") Способ пассивного обнаружения подвижных объектов
RU2471200C1 (ru) * 2011-06-27 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") Способ пассивного обнаружения и пространственной локализации подвижных объектов
RU2472176C1 (ru) * 2011-06-24 2013-01-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ"Связь") Способ пассивного обнаружения воздушных объектов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472176C1 (ru) * 2011-06-24 2013-01-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ"Связь") Способ пассивного обнаружения воздушных объектов
RU2471199C1 (ru) * 2011-06-27 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") Способ пассивного обнаружения подвижных объектов
RU2471200C1 (ru) * 2011-06-27 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") Способ пассивного обнаружения и пространственной локализации подвижных объектов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6177467B1 (ja) ドップラー能力を高めたレーダー動作
Cohen et al. Sub-Nyquist radar systems: Temporal, spectral, and spatial compression
KR102166575B1 (ko) Rf를 사용하여 위치 파악하기 위한 부분적으로 동기화된 다변측량 또는 삼변측량 방법 및 시스템
US10649080B2 (en) Passive non-linear synthetic aperture radar and method thereof
CN111095015B (zh) 一种用于通过利用每载波多信道施照器源的一无源雷达系统检测一目标的方法及系统
US20190018127A1 (en) Radar system
US9568601B1 (en) Successive-MFCW modulation for ultra-fast narrowband radar
US20160131754A1 (en) Device for detecting electromagnetic signals
RU2316018C1 (ru) Способ обнаружения сложных сигналов
CN114545342B (zh) 利用多通道侦察接收机的雷达脉冲信号参数测量方法
JP2019090791A (ja) 単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ｆｏａ）を使用する、エミッタの場所決定
Piccinni et al. Narrowband distance evaluation technique for indoor positioning systems based on Zadoff-Chu sequences
Cyganski et al. A multi-carrier technique for precision geolocation for indoor/multipath environments
Jin et al. Automotive radar interference mitigation with fast-time-frequency mode retrieval
RU2413236C1 (ru) Способ поиска сложных сигналов
RU2316015C1 (ru) Способ компьютерно-интерферометрической локализации сложных сигналов
US12020573B2 (en) Wireless mapping in real-time for autonomous vehicles using correlative passive receiver
RU2296345C2 (ru) Способ разрешения целей по дальности радиолокационной станцией и импульсная радиолокационная станция со сжатием импульсов и восстановлением сигналов
RU2319976C1 (ru) Способ поиска передатчиков сложных сигналов
Mulinde et al. Experimental validation of direction of arrival estimation for high chirp‐rate linear frequency modulated radar signals
ITRM20130290A1 (it) Radar coerente
RU2309423C2 (ru) Способ обнаружения и пеленгования объектов по излучениям их передатчиков
RU2471199C1 (ru) Способ пассивного обнаружения подвижных объектов
Shome et al. Moving target detection and Doppler extraction using digital spread spectrum radar
Cattenoz et al. Adaptive processing methods for MIMO radar experimental signals

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090630