RU2414721C1 - Method for radar measurement of speed of an object - Google Patents

Method for radar measurement of speed of an object Download PDF

Info

Publication number
RU2414721C1
RU2414721C1 RU2009123962/28A RU2009123962A RU2414721C1 RU 2414721 C1 RU2414721 C1 RU 2414721C1 RU 2009123962/28 A RU2009123962/28 A RU 2009123962/28A RU 2009123962 A RU2009123962 A RU 2009123962A RU 2414721 C1 RU2414721 C1 RU 2414721C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
pulse
frequency
signals
speed
Prior art date
Application number
RU2009123962/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009123962A (en
Inventor
Владимир Николаевич Трофимов (RU)
Владимир Николаевич Трофимов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем"
Priority to RU2009123962/28A priority Critical patent/RU2414721C1/en
Publication of RU2009123962A publication Critical patent/RU2009123962A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2414721C1 publication Critical patent/RU2414721C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention can be used in radar stations of different types to determine the speed of the radar set carrier relative the underlying surface, as well as measuring radial speed of observed objects. The disclosed method also enables its realisation in a multifunctional radar set as one of the operating modes.
EFFECT: high accuracy of measuring speed compared to the method of measuring radial speed based on Doppler filtration for different values of accumulation time of radar signals reflected from the observed object owing to use of wideband probing signals and correlation processing of the obtained range profiles of objects.
3 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) различных типов для определения собственной скорости носителя РЛС относительно подстилающей поверхности, а также измерения радиальной скорости объектов наблюдения.The invention relates to radar and can be used in various types of radar stations (radar) to determine the own speed of the radar carrier relative to the underlying surface, as well as to measure the radial speed of objects of observation.

Известен способ радиолокационного (РЛ) определения скорости объектов наблюдения относительно носителя РЛС путем измерения доплеровского сдвига частоты РЛ сигналов, отраженных от объекта. Способ применяют для измерения собственной скорости летательного аппарата (ЛА) относительно подстилающей поверхности [1, с.294-297], а также для определения радиальной скорости объектов наблюдения в РЛС различных типов, например бортовых многофункциональных РЛС [2, с.69-106].A known method of radar (RL) to determine the speed of the observed objects relative to the radar carrier by measuring the Doppler frequency shift of the radar signals reflected from the object. The method is used to measure the aircraft’s own speed relative to the underlying surface [1, p. 294-297], as well as to determine the radial speed of objects of observation in radars of various types, for example, onboard multi-function radars [2, p. 69-106] .

Данный способ основан на излучении когерентной РЛС зондирующих РЛ сигналов в направлении объекта, которым может быть участок подстилающей поверхности или любой другой объект, приеме отраженных от объекта РЛ сигналов и измерении доплеровского сдвига частоты FD=2Vr/λ, где λ - длина волны зондирующих сигналов, Vr - радиальная составляющая относительной скорости объекта.This method is based on the emission of coherent radar from the probing radar signals in the direction of the object, which may be a portion of the underlying surface or any other object, receiving the signals reflected from the radar object and measuring the Doppler frequency shift F D = 2V r / λ, where λ is the wavelength of the probing signals, V r is the radial component of the relative speed of the object.

В доплеровских измерителях собственной скорости (ДИС) обычно применяют три или четыре луча с некомпланарными продольными осями. По каждому лучу измеряют свое значение Vr=FDλ/2 с использованием данных бортовой навигационной системы находят полный вектор скорости ЛА.Three or four beams with non-coplanar longitudinal axes are usually used in Doppler self-velocity meters (DIS). For each beam measure its value V r = F D λ / 2 using the data from the on-board navigation system find the full speed vector of the aircraft.

В современных цифровых РЛС измерение доплеровского сдвига производится с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ). При этом точность измерения частоты примерно равна ширине фильтра БПФ - ΔFD. Точность измерения скорости ΔVr определяется точностью измерения доплеровского сдвига частоты ΔFD In modern digital radars, Doppler shift measurement is performed using the fast Fourier transform (FFT). Moreover, the accuracy of the frequency measurement is approximately equal to the width of the FFT filter - ΔF D. The accuracy of measuring the velocity ΔV r is determined by the accuracy of measuring the Doppler frequency shift ΔF D

ΔVr=ΔFDλ/2.ΔV r = ΔF D λ / 2.

В свою очередь ширина фильтра БПФ обратно пропорциональна времени накопления Тн массива РЛ сигналов, необходимого для выполнения каждой операции БПФ (ΔFD=1/Tн).In turn, the width of the FFT filter is inversely proportional to the accumulation time T of the RL array of signals needed to complete each FFT operation (ΔF D = 1 / Tн).

Таким образом, точность измерения скорости пропорциональна времени накопления сигналов, но ограничивается различными флуктуационными погрешностями отраженных РЛ сигналов, которые определяются характеристиками самой РЛС, а также свойствами облучаемого объекта - его диаграммой обратного рассеяния.Thus, the accuracy of the velocity measurement is proportional to the signal accumulation time, but is limited by various fluctuation errors of the reflected radar signals, which are determined by the characteristics of the radar itself, as well as by the properties of the irradiated object — its backscattering diagram.

Наиболее близким способом-прототипом является корреляционный способ измерения собственной скорости ЛА относительно подстилающей поверхности. В корреляционном измерителе скорости (КИС) использует пространственно-временной способ обработки РЛ сигналов, принимаемых одновременно тремя-четырьмя разнесенными вдоль базовой линии антеннами с широкими диаграммами направленности, оси которых ориентированы в окрестности нормали [1, с.297-299]. При этом базовую линию ориентируют по вектору скорости ЛА. В КИС собственную скорость ЛА определяют путем поиска максимума корреляционной функции сигналов, принимаемых парами разнесенных антенн.The closest prototype method is a correlation method for measuring the aircraft’s own speed relative to the underlying surface. In the correlation speed meter (CIS) uses a spatio-temporal method for processing radar signals received simultaneously by three or four antennas spaced along the baseline with wide radiation patterns, the axes of which are oriented in the vicinity of the normal [1, pp. 297-299]. In this case, the baseline is oriented along the velocity vector of the aircraft. In CIS, the aircraft’s own speed is determined by searching for the maximum correlation function of the signals received by pairs of diversity antennas.

Экспериментально доказано [3], что корреляционный способ может иметь более высокую точность, чем доплеровский способ измерения скорости. Однако его применение ограничено техническими сложностями, связанными с необходимостью использования системы ориентации базовой линии по вектору скорости ЛА. Кроме того, для этого способа требуется собственная антенная система, поэтому его сложно реализовать в многофункциональных РЛС в качестве одного из режимов работы.It was experimentally proved [3] that the correlation method can have higher accuracy than the Doppler method of measuring velocity. However, its use is limited by technical difficulties associated with the need to use a baseline orientation system for the aircraft velocity vector. In addition, this method requires its own antenna system, so it is difficult to implement it in multifunctional radars as one of the operating modes.

Задачей изобретения является разработка способа радиолокационного измерения радиальной скорости, совмещающего свойства доплеровского и корреляционного измерителей скорости, имеющего более высокую точность измерения, чем у доплеровского способа, и возможность реализации в составе многофункциональных РЛС в качестве одного из режимов работы.The objective of the invention is to develop a method of radar measurement of radial velocity, combining the properties of Doppler and correlation speed meters, having a higher measurement accuracy than the Doppler method, and the possibility of implementation as part of multi-function radar as one of the operating modes.

Сущность изобретения заключается в том, что для измерения радиальной скорости объекта Vr в направлении объекта через передающую антенну РЛС излучают первую и вторую последовательности по N радиоимпульсов, имеющих длительность τ, одинаковые и постоянные начальные фазы, период следования Тр. В каждой последовательности частоту заполнения радиоимпульсов дискретно изменяют по линейному закону от импульса к импульсу с шагом Δf=1/τ, но с разными знаками так, что радиоимпульсы одной из последовательностей (либо первой, либо второй) имеют возрастающую частоту заполнения fa(n)=fo+Δf(n-(N-1)/2), а радиоимпульсы другой последовательности имеют убывающую частоту заполнения fb(n)=fo-Δf(n-(N-1)/2), где n - номера импульсов последовательностей (n=0, 1, 2, …, N-1), fo - средняя частота заполнения радиоимпульсов fo=(f(0)+f(N-1))/2.The essence of the invention lies in the fact that to measure the radial velocity of the object V r in the direction of the object through the transmitting radar antenna emit the first and second sequences of N radio pulses having a duration τ, the same and constant initial phases, the period T p . In each sequence, the filling frequency of the radio pulses is discretely linearly changed from pulse to pulse in increments of Δf = 1 / τ, but with different signs so that the radio pulses of one of the sequences (either the first or second) have an increasing filling frequency f a (n) = f o + Δf (n- (N-1) / 2), and the radio pulses of another sequence have a decreasing filling frequency f b (n) = f o -Δf (n- (N-1) / 2), where n - pulse numbers of sequences (n = 0, 1, 2, ..., N-1), f o - average frequency of filling of radio pulses f o = (f (0) + f (N-1)) / 2.

При этом начало второй последовательности задерживают относительно начала первой последовательности на время Tc=NTp (излучают вторую последовательность после окончания первой) или Tcр/2 (каждый n-й импульс второй последовательности излучают после n-го импульса первой).The beginning of the second sequence is delayed relative to the beginning of the first sequence for the time T c = NT p (emit the second sequence after the end of the first) or T c = T p / 2 (every n-th pulse of the second sequence is emitted after the n-th pulse of the first).

После излучения каждого радиоимпульса через приемную антенну РЛС в выбранном временном интервале принимают отраженные от облучаемого объекта радиолокационные сигналы. Причем начало этого интервала задерживают относительно начала излученного импульса на время t0>τ, а конец интервала задерживают на время t1р, если задают Tc=NTp или t1р/2, если задают Тср/2. При этом величину t0 выбирают одинаковой для всех импульсов обеих последовательностей.After the emission of each radio pulse through the receiving antenna of the radar in the selected time interval receive radar signals reflected from the irradiated object. Moreover, the beginning of this interval is delayed relative to the beginning of the emitted pulse for a time t 0 > τ, and the end of the interval is delayed for a time t 1 <T p if T c = NT p is set or t 1 <T p / 2 if T c = T p / 2. The value of t 0 choose the same for all pulses of both sequences.

Принятые сигналы с высокой частоты заполнения импульсов fa(n) и fb(n) переносят на нулевую частоту с одновременным преобразованием в комплексную форму и оцифровывают полученные сигналы с временным дискретом Δt, который не превышает длительности радиоимпульса τ. Полученные цифровые отсчеты записывают в двумерные массивы комплексных отсчетов входных сигналов sa(m,n) для последовательности с возрастающей частотой заполнения импульсов fa(n) и sb(m,n) для последовательности с убывающей частотой заполнения импульсов fb(n), где m - номера отсчетов (m=0, 1, 2, …, М-1). Число таких отсчетов выбирают из условия М=(t1-t0)/Δt, а первые отсчеты (m=0) соответствуют моментам времени t0.The received signals with a high pulse filling frequency f a (n) and f b (n) are transferred to the zero frequency with simultaneous conversion to a complex form and the received signals are digitized with a time discrete Δt, which does not exceed the duration of the radio pulse τ. The obtained digital samples are recorded in two-dimensional arrays of complex samples of input signals s a (m, n) for a sequence with increasing pulse filling frequency f a (n) and s b (m, n) for a sequence with decreasing pulse filling frequency f b (n) , where m are the numbers of samples (m = 0, 1, 2, ..., M-1). The number of such samples is selected from the condition M = (t 1 -t 0 ) / Δt, and the first samples (m = 0) correspond to time instants t 0 .

Затем с использованием полученных массивов sa(m,n) и sb(m,n) определяют значение радиальной скорости Vr путем выбора этого значения скорости Vr из интервала Vmin÷Vmax возможных значений искомой скорости Vr по экстремуму модуля корреляционной функцииThen, using the obtained arrays s a (m, n) and s b (m, n), the radial velocity V r is determined by selecting this velocity V r from the interval V min ÷ V max of possible values of the desired velocity V r according to the extremum of the correlation module the functions

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Fb(m,k) - массив комплексно сопряженный массиву Fb(m,k),where F b (m, k) is the complex conjugate array F b (m, k),

при этом Fa(m,k)=Ф{ua(m,n)} и Fb(m,k)=Ф{ub(m,n)}, где k=0,1,2,...,N-1; Ф{} - дискретное преобразование Фурье, ua(m,n)=sa(m,n)eiφ(n) и ub(m, n)=sb(m,N-n-1)eiφ(N-n-1), причем значения фазовых коэффициентов φ(n) вычисляют для каждого выбранного значения скорости V по формуле φ(n)=-4πТр(V/c)(n+1/2)(fo+Δf(n-(N-1)/2)), где c - скорость распространения радиоволн в пространстве.moreover, F a (m, k) = Ф {u a (m, n)} and F b (m, k) = Ф {u b (m, n)}, where k = 0,1,2 ,. .., N-1; Ф {} is the discrete Fourier transform, u a (m, n) = s a (m, n) e iφ (n) and u b (m, n) = s b (m, Nn-1) e iφ (Nn -1) , and the values of the phase coefficients φ (n) are calculated for each selected value of the velocity V according to the formula φ (n) = - 4πТ p (V / c) (n + 1/2) (f o + Δf (n- ( N-1) / 2)), where c is the speed of propagation of radio waves in space.

Техническим результатом предложенного способа радиолокационного измерения радиальной скорости объекта является повышение точности ее измерения по сравнению со способом измерения радиальной скорости на основе доплеровской фильтрации при равных значениях времени накопления РЛ сигналов, отраженных от объекта наблюдения, за счет использования широкополосных зондирующих сигналов и корреляционной обработки получаемых дальностных профилей объектов.The technical result of the proposed method of radar measurement of the radial velocity of an object is to increase the accuracy of its measurement compared to the method of measuring radial velocity based on Doppler filtering at equal values of the accumulation time of the radar signals reflected from the object of observation, through the use of broadband probing signals and correlation processing of the obtained long-range profiles objects.

Используемые в предлагаемом способе зондирующие РЛ сигналы относятся к широкополосным сигналам типа дискретных частотных последовательностей (ДЧП) и описаны в [4, с.289-307]. Сигналы типа ДЧП представляют собой последовательности (пачки) по N радиоимпульсов длительностью τ. Каждый n-й импульс ДЧП (n=0, 1, 2 …, N-1) имеет собственную частоту заполнения, выбираемую из частотного ряда, имеющего шаг Δf=1/τ, и среднее значение частоты fo. В общем случае порядок перебора частот в ДЧП от импульсу к импульсу может быть любым, но этот порядок необходимо учитывать при обработке принятых РЛ сигналов. При этом прием отраженных от объекта наблюдения РЛ сигналов осуществляется в промежутках между излучаемыми радиоимпульсами ДЧП.The probing radar signals used in the proposed method belong to broadband signals of the type of discrete frequency sequences (PDP) and are described in [4, pp. 289-307]. Signals of the PDP type are sequences (bursts) of N radio pulses of duration τ. Each n-th pulse of the PDP (n = 0, 1, 2 ..., N-1) has its own filling frequency, selected from a frequency series having a step Δf = 1 / τ, and an average frequency value f o . In the general case, the order of sorting frequencies in the PDP from pulse to pulse can be any, but this order must be taken into account when processing the received radar signals. In this case, the reception of radar signals reflected from the object of observation is carried out in the gaps between the emitted radio pulses of the PDP.

Период следования радиоимпульсов Тр выбирается исходя из необходимой однозначной дальности РЛ наблюдения. Полная длительность одной ДЧП Тдчп=NTp.The period of the following radio pulses T p is selected based on the required unique range of the radar observation. The total duration of one DCH T dchp = NT p .

Отдельный импульс ДЧП позволяет получить разрешение по дальности ΔR=с τ/2. Специальная обработка всей ДЧП (сжатие по дальности) с помощью согласованного фильтра [4] обеспечивает разрешение по дальности Δr=сτ/(2N).A separate pulse of the PDP allows one to obtain a range resolution ΔR = s τ / 2. Special processing of the entire PDP (range compression) using a matched filter [4] provides a range resolution Δr = cτ / (2N).

Высокое разрешение позволяет получать дальностные профили (ДП) протяженных объектов, которыми является участки подстилающей поверхности, попадающие в раскрыв антенного луча, и другие объекты. ДП представляет собой последовательность значений амплитуд и фаз сигналов, отраженных от элементов объекта, отстоящих друг от друга на расстояние Δr вдоль линии наклонной дальности.High resolution allows you to get long-range profiles (DP) of extended objects, which are areas of the underlying surface that fall into the opening of the antenna beam, and other objects. DP is a sequence of amplitudes and phases of the signals reflected from the elements of the object, spaced from each other by a distance Δr along the line of oblique range.

Сигналы типа ДЧП и алгоритмы их обработки имеют свойство, которое заключается в том, что если объект наблюдения на временном интервале Тдчп перемещается вдоль линии дальности относительно ЛА с постоянной скоростью Vr, а закон изменения частоты заполнения импульсов ДЧП линейный, то происходит смещение объекта наблюдения по дальности в выходном ДП относительно истинной дальности. Это свойство является следствием доплеровского смещения частоты РЛ сигналов.Signals of the type of PDP and their processing algorithms have the property that if the object of observation in the time interval T of the PDP moves along the range line relative to the aircraft with a constant speed V r , and the law of change in the frequency of filling pulses of the PDP is linear, then the observation object is shifted range in the output DP relative to the true range. This property is a consequence of the Doppler frequency shift of the radar signals.

Направление этого смещения определяется как знаком радиальной скорости объекта, так и знаком линейной перестройки частоты импульсов в ДЧП. Поэтому, если объект имеет некоторую скорость Vr того или иного знака, то в выходном ДП для ДЧП с возрастающей частотой заполнения от импульса к импульсу изображение объекта сместится по дальности в одну сторону, а для ДЧП с убывающей частотой заполнения в противоположенную. При этом смещение изображения объекта относительно его истинного положения на линии дальности, которое было бы при отсутствии движения, пропорционально величине Vr.The direction of this displacement is determined by both the sign of the radial velocity of the object and the sign of the linear tuning of the frequency of the pulses in the PDP. Therefore, if an object has a certain velocity V r of one or another sign, then in the output DP for an PDP with an increasing frequency of filling from pulse to pulse, the image of the object will shift in range in one direction, and for a PDP with a decreasing filling frequency in the opposite direction. Moreover, the displacement of the image of the object relative to its true position on the range line, which would be in the absence of movement, is proportional to the value of V r .

Если значение скорости Vr измеряют каким-либо иным способом, например, с помощью навигационной системы, то это смещение объекта по дальности в ДП может быть скомпенсировано в процессе обработки путем фазовой коррекции принимаемых РЛ сигналов. Указанное свойство РЛ сигналов типа ДЧП заложено в основу нового радиолокационного способа измерения радиальной скорости объектов наблюдения.If the value of speed V r is measured in some other way, for example, using a navigation system, then this distance shift of the object in the DP can be compensated during processing by phase correction of the received radar signals. The indicated property of radar signals of the type of PDP is laid in the basis of a new radar method for measuring the radial velocity of objects of observation.

В предлагаемом способе зондирующий сигнал представляет собой две практически одновременно излучаемые ДЧП, в которых частоту заполнения радиоимпульсов линейно изменяют от импульса к импульсу, с постоянным дискретом Δf=1/τ, но с разными знаками. При этом радиоимпульсы одной последовательности имеют возрастающую частоту заполнения (прямая ДЧП), равную fa(n)=fo+Δf(n-(N-1)/2), где n=0, 1, 2, … N-1, fo - средняя частота заполнения радиоимпульсов fo=(f(0)+f(N-1))/2.In the proposed method, the probe signal is two practically simultaneously emitted PDPs in which the frequency of filling of the radio pulses is linearly changed from pulse to pulse, with a constant discrete Δf = 1 / τ, but with different signs. Moreover, the radio pulses of one sequence have an increasing frequency of filling (direct PDP) equal to f a (n) = f o + Δf (n- (N-1) / 2), where n = 0, 1, 2, ... N-1 , f o - average frequency of filling of radio pulses f o = (f (0) + f (N-1)) / 2.

Радиоимпульсы другой последовательности имеют убывающую частоту заполнения (обратная ДЧП), равную fb(n)=fo-Δf(n-(N-1)/2). Причем для измерения скорости достаточно излучения и обработки одной пары ДЧП - прямой и обратной. Относительный порядок следования прямой и обратной ДЧП в паре не имеет значения.Radio pulses of a different sequence have a decreasing filling frequency (reverse PDP) equal to f b (n) = f o -Δf (n- (N-1) / 2). Moreover, to measure the speed, there is enough radiation and processing of one pair of AFP - direct and reverse. The relative order of the forward and reverse PDPs in the pair does not matter.

В способе можно использовать два варианта излучения пар ДЧП (см. фиг.1). В первом варианте вторую ДЧП излучают сразу после окончания первой через время, равное Тр (пара последовательных ДЧП). Во втором варианте каждый n-й импульс второй ДЧП излучают после n-го импульса первой ДЧП через время, равное Тр/2 (пара вложенных ДЧП). Знак линейной частотной модуляции первой ДЧП может быть любым, а знак второй ДЧП должен быть противоположен знаку первой. Точность измерения скорости в обоих вариантах излучения ДЧП при равных значениях Тр одинакова, но в первом варианте (последовательные ДЧП) общее время, необходимое для измерения скорости, в два раза больше, чем во втором варианте.In the method, you can use two options for the emission of pairs of PDPs (see figure 1). In the first embodiment, the second PPP is emitted immediately after the end of the first one after a time equal to T p (a pair of successive PPPs). In the second embodiment, every nth pulse of the second PPP is emitted after the nth pulse of the first PPP after a time equal to T p / 2 (a pair of embedded PPPs). The sign of the linear frequency modulation of the first PDP can be any, and the sign of the second PDP must be opposite to the sign of the first. The accuracy of measuring the speed in both variants of the radiation of PDP at equal values of T p is the same, but in the first version (successive PDPs), the total time required to measure the speed is two times longer than in the second version.

После излучения каждого зондирующего радиоимпульса с помощью приемной антенны РЛС принимают отраженные от облучаемого объекта РЛ сигналы. В обеих ДЧП временной интервал приема РЛ сигналов имеет фиксированное и одинаковое положение относительно зондирующих импульсов. Начало интервала приема РЛ сигналов задерживают относительно начала излученного импульса на время t0>τ, а конец на время t1р, если используют последовательные ДЧП (Tc=NTp) и t1р/2, если используют вложенные ДЧП (Тср/2). Причем значения t0 и t1 должны быть постоянны для всех импульсов в паре ДЧП. Длительность интервала приема определяет длину ДП, в пределах которого располагается объект или его часть.After the radiation of each probe radio pulse, signals are reflected from the irradiated object by the receiving radar antenna. In both PDPs, the time interval for the reception of radar signals has a fixed and identical position relative to the probe pulses. The beginning of the interval of reception of radar signals is delayed relative to the beginning of the emitted pulse for a time t 0 > τ, and the end for a time t 1 <T p if sequential PDPs are used (T c = NT p ) and t 1 <T p / 2 if nested DCP (T s = T p / 2). Moreover, the values of t 0 and t 1 must be constant for all pulses in a pair of AFP. The duration of the reception interval determines the length of the DP within which the object or its part is located.

При этом если предлагаемый способ используют для измерения собственной скорости ЛА и объектом наблюдения является участок подстилающей поверхности, то для повышения точности измерения скорости выбирают по возможности большую длительность интервала приема. В тоже время для экономии вычислительных операций нецелесообразно, чтобы получаемый ДП, соответствующий интервалу приема, выходил за пределы антенного пятна на подстилающей поверхности. При наблюдении и измерении скорости воздушных объектов значения t0 и tи выбирают таким образом, чтобы на интервале приема находился только тот объект, скорость которого измеряют.Moreover, if the proposed method is used to measure the aircraft’s own speed and the object of observation is a portion of the underlying surface, then as long as possible the reception interval is selected to increase the accuracy of the speed measurement. At the same time, in order to save computational operations, it is impractical for the resulting DP corresponding to the reception interval to go beyond the antenna spot on the underlying surface. In the observation and measurement of air objects rate value t 0 and t and is selected so that the reception was in the range of only the object which velocity is measured.

Принимаемые РЛ сигналы переносят с высокой частоты заполнения импульсов fa(n) и fb(n) на нулевую частоту с одновременным преобразованием в комплексную форму. Далее полученные сигналы преобразуют из аналоговой формы в цифровую помощью двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), имеющего время преобразования (такт) Δt, значение которого выбирают не более длительности радиоимпульса τ. Для каждого интервала приема получают М комплексных отсчетов сигнала с номерами m=0, 1, 2, …, М-1, где М=(t1-t0)/Δt. Причем первые отсчеты (m=0) соответствуют моментам времени t0.Received radar signals are transferred from a high pulse filling frequency f a (n) and f b (n) to zero frequency with simultaneous conversion to a complex form. Next, the received signals are converted from analog form to digital using a two-channel analog-to-digital converter (ADC) having a conversion time (cycle) Δt, the value of which is chosen no more than the duration of the radio pulse τ. For each reception interval receive M complex samples of the signal with numbers m = 0, 1, 2, ..., M-1, where M = (t 1 -t 0 ) / Δt. Moreover, the first samples (m = 0) correspond to time instants t 0 .

Полученные цифровые отсчеты запоминают в виде двумерных массивов отдельно для каждой ДЧП. При этом РЛ сигналы для ДЧП, в которой частота заполнения радиоимпульсов возрастает от импульса к импульсу (fa(n)) запоминают в массиве sa(m,n). РЛ сигналы другой ДЧП из пары, в которой частота заполнения убывает от импульса к импульсу (fb(n)), записывают в массиве sb(m,n).The obtained digital samples are stored in the form of two-dimensional arrays separately for each PP. In this case, the radar signals for the PDP, in which the frequency of filling of the radio pulses increases from pulse to pulse (f a (n)), are stored in the array s a (m, n). The radar signals of another PPP from a pair in which the filling frequency decreases from pulse to pulse (f b (n)) are recorded in the array s b (m, n).

После записи всех отсчетов РЛ сигналов (для n=0, 1, 2, …, N-1 и m=0, 1, 2, …, М-1) в массивах sa(m,n) и sb(m,n) для одной пары ДЧП определяют значение радиальной скорости Vr.After recording all the samples of the radar signals (for n = 0, 1, 2, ..., N-1 and m = 0, 1, 2, ..., M-1) in the arrays s a (m, n) and s b (m , n) for one pair of PDPs determine the value of the radial velocity V r .

В соответствии с описанным выше свойством сигналов ДЧП истинным значением скорости будет такое, при котором после проведения фазовой коррекции входных РЛ сигналов выходные сигналы в ДП для прямой и обратной ДЧП будут идентичны с точностью до шумов. Различие начальных случайных фаз отраженных от объекта РЛ сигналов для прямой и обратной ДЧП не имеет значения для работы способа.In accordance with the property of the PDP signals described above, the true value of the speed will be such that, after the phase correction of the input radar signals, the output signals in the PD for the forward and reverse PDPs will be identical with accuracy to noise. The difference between the initial random phases of the signals reflected from the radar object for the forward and reverse PDPs does not matter for the operation of the method.

Для определения искомой скорости Vr на заранее известном интервале Vmin÷Vmax всех возможных значений скорости Vr находят такое значение скорости V, для которого модуль корреляционной функции

Figure 00000001
будет иметь свой экстремум (Fb(m,k) - массив комплексно сопряженный массиву Fb(m,k)).To determine the desired speed V r on a predetermined interval V min ÷ V max of all possible values of speed V r find a value of speed V for which the module of the correlation function
Figure 00000001
will have its extremum (F b (m, k) is an array complex conjugate to the array F b (m, k)).

Это значение скорости V принимают за истинное значение скорости Vr (наиболее близкое к нему). Экстремум функции C(V) на интервале Vmin÷Vmax единственен.This value of speed V is taken as the true value of speed V r (closest to it). The extremum of the function C (V) on the interval V min ÷ V max is unique.

Для расчета значения функции C(V) для каждого значения V при поиске ее экстремума используют выходные массивы комплексных отсчетов сигналов Fa(m,k) и Fb(m,k). Причем выходные массивы Fa(m,k) и Fb(m,k) для каждого значения V получают с помощью дискретного преобразования Фурье отсчетов сигналов, записанных в строках промежуточных массивов ua(m,n) и ub(m,n):To calculate the value of the function C (V) for each value of V, when searching for its extremum, output arrays of complex samples of signals F a (m, k) and F b (m, k) are used. Moreover, the output arrays F a (m, k) and F b (m, k) for each value of V are obtained using the discrete Fourier transform of the samples of signals recorded in the rows of the intermediate arrays u a (m, n) and u b (m, n ):

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
где k=0, 1, …, N-1.
Figure 00000003
where k = 0, 1, ..., N-1.

При этом необходимые для получения выходных массивов промежуточные массивы ua(m,n) и ub(m,n) предварительно получают путем фазовой коррекции входных массивов сигналов с помощью выражений ua(m,n)=sa(m,n)eiφ(n) и ub(m,n)=sb(m,N-n-1)eiφ(N-n-1).In this case, the intermediate arrays u a (m, n) and u b (m, n) necessary for obtaining output arrays are preliminarily obtained by phase correction of the input signal arrays using the expressions u a (m, n) = s a (m, n) e iφ (n) and u b (m, n) = s b (m, Nn-1) e iφ (Nn-1) .

Используемые в приведенных выражениях фазовые коэффициенты φ(n) вычисляют для выбранного значения скорости V по формулеThe phase coefficients φ (n) used in the above expressions are calculated for the selected value of velocity V by the formula

φ(n)=-4πTp(V/с)(n+1/2)(fo+Δf(n-(N-1)/2)), где с - скорость распространения радиоволн в пространстве.φ (n) = - 4πT p (V / s) (n + 1/2) (f o + Δf (n- (N-1) / 2)), where c is the speed of propagation of radio waves in space.

Поиск экстремума выполняют пошагово с использованием какого-либо алгоритма поиска экстремума функции (последовательный перебор, метод последовательных приближений и т.п.). При этом необходимо учитывать, что метод поиска экстремума оказывает влияние на точность определения скорости.The search for an extremum is performed step by step using some algorithm for searching for an extremum of a function (sequential search, the method of successive approximations, etc.). It should be borne in mind that the extremum search method affects the accuracy of determining the speed.

Используемые в процессе обработки выходные массивы Fa(m,k) и Fb(m,k) содержат по М частных ДП по N отсчетов дальности в каждом. Для всех отсчетов АЦП строятся свои частные ДП, которые могут частично перекрываться по дальности, если такт преобразования Δt<τ.The output arrays F a (m, k) and F b (m, k) used in the processing process contain M private DPs with N range samples in each. For all ADC readings, their private DPs are constructed, which can partially overlap in range if the conversion cycle is Δt <τ.

Точность рассматриваемого способа измерения скорости пропорциональна длительности ДЧП, используемой для облучения объекта, то есть величине NTп, что аналогично времени накопления в ДИС. В тоже время в способе используют корреляционную обработку массивов выходных сигналов Fa(m,k) и Fb(m,k), представляющих собой дальностные профили объектов высокого разрешения, что повышает точность определения скорости.The accuracy of the considered method of measuring the speed is proportional to the duration of the PDP used to irradiate the object, that is, the value of NT p , which is similar to the accumulation time in the DIS. At the same time, the method uses correlation processing of arrays of output signals F a (m, k) and F b (m, k), which are long-range profiles of high-resolution objects, which increases the accuracy of determining the speed.

При измерении собственной скорости ЛА объектами наблюдения являются участки подстилающей поверхности, которые имеют большую протяженность (сотни и тысячи метров). Их ДП состоят из большого числа элементов (сотни и тысячи при разрешении по дальности порядка одного метра), что способствует повышению точности измерения скорости.When measuring the aircraft’s own speed, the objects of observation are sections of the underlying surface, which have a large extent (hundreds and thousands of meters). Their DPs consist of a large number of elements (hundreds and thousands with a range resolution of about one meter), which improves the accuracy of speed measurements.

Рассматриваемый способ измерения радиальной скорости объекта может быть использован в многофункциональной РЛС с цифровой обработкой сигналов.The considered method of measuring the radial velocity of an object can be used in a multifunctional radar with digital signal processing.

На фиг.1 показаны временные диаграммы одной пары зондирующих сигналов типа ДЧП (а - последовательные ДЧП, б - вложенные ДЧП). На фиг.2 представлена функциональная схема РЛС, реализующая предлагаемый способ. На фиг.3 представлен алгоритм обработки РЛ сигналов в процессоре сигналов РЛС.Figure 1 shows the timing diagrams of one pair of probing signals of the type of PDP (a - sequential PDP, b - embedded PDP). Figure 2 presents the functional diagram of the radar that implements the proposed method. Figure 3 presents the algorithm for processing radar signals in the radar signal processor.

На схеме фиг.2 показаны приемопередатчик 1 РЛС (ППРЛС), синтезатор 1 частоты (СЧ), два АЦП (соответственно 3 и 4), буферное оперативное запоминающее устройство 5 (БОЗУ) и процессор 6 радиолокационных сигналов (ПРЛС).The diagram of figure 2 shows the radar transceiver 1 (PRLS), frequency synthesizer 1 (MF), two ADCs (3 and 4, respectively), buffer random access memory 5 (BOSU) and radar signal processor 6 (RLS).

ППРЛС 1 первым выходом соединен с первым входом СЧ 2, а вторым и третьим выходами подключен ко входам АЦП 3 и АЦП 4 соответственно, которые своими группами выходов соединены соответственно с первой и второй группой входов БОЗУ 5, группой выходов подключенного к группе входов ПРЛС 6, группой выходов соединенного с группой выходов РЛС, первым и вторым выходами подключенного соответственно к первому входу ППРЛС 1 и ко второму входу СЧ 2, при этом третий выход ППРЛС 6 соединен с управляющим входом БОЗУ 5.PPLS 1 with the first output is connected to the first input of the midrange 2, and the second and third outputs are connected to the inputs of the ADC 3 and ADC 4, respectively, which are connected by their output groups to the first and second groups of inputs of the BOZU 5, the group of outputs connected to the group of inputs of the PRLS 6, a group of outputs connected to a group of radar outputs, the first and second outputs connected respectively to the first input of the radar station 1 and to the second input of the midrange 2, while the third output of the radar station 6 is connected to the control input of the BOZU 5.

ППРЛС осуществляет формирование и излучение зондирующих РЛ сигналов в направлении объекта наблюдения, прием отраженных от объекта РЛ сигналов и их аналоговую обработку и может быть выполнено в виде соответствующего устройства (см., например, [2, стр.238 (рис.10.2)]), структурная схема которого приведена в приложении.A radar sensing system generates and emits radar-sensing radar signals in the direction of the observation object, receives radar signals reflected from the radar object and their analog processing and can be performed as an appropriate device (see, for example, [2, p. , the structural diagram of which is given in the appendix.

СЧ предназначен для генерирования сигналов на заданной промежуточной частоте, необходимых для формирования и обработки РЛ сигналов типа ДЧП. СЧ используют в ППРЛС вместо опорного кварцевого генератора (ОКГ на схеме в приложении выделен темным фоном), формирующего сигнал промежуточной частоты (fпр) постоянной величины. СЧ формирует N частот с дискретом перестройки Δf и средней частотой fпр, при этом выбор необходимой частоты производится по управляющим кодам, поступающим от внешних устройств.MF is designed to generate signals at a given intermediate frequency, necessary for the formation and processing of radar signals such as PDP. MFs are used in PRLS instead of the reference quartz oscillator (laser in the diagram in the appendix is highlighted with a dark background), which forms a signal of intermediate frequency (f pr ) of constant value. The midrange generates N frequencies with a tuning discrete Δf and an average frequency f pr , while the selection of the required frequency is made according to control codes received from external devices.

Для построения СЧ может быть использован любой из существующих в настоящее время цифровых синтезаторов частоты в интегральном исполнении, например ADF4117, ADF4360-5 и др. (см., например, www.analog.com).To build the midrange, any of the currently existing integrated digital frequency synthesizers can be used, for example, ADF4117, ADF4360-5, etc. (see, for example, www.analog.com).

Два АЦП осуществляют преобразование квадратур РЛ сигналов на нулевой частоте с выхода ППРЛС в цифровой вид. БОЗУ предназначен для записи цифровых отсчетов сигналов с выходов АЦП в массивы sa(m,n) и sb(m,n), которые затем используют для определения радиальной скорости объекта. Узлы АЦП и БОЗУ на фиг.2 заменяют собой аналогичные узлы на схеме ППРЛС из приложения (отмечены темным фоном). ПРЛС вычисляет значение радиальной скорости объекта с помощью алгоритма, приведенного на фиг.3.Two ADCs convert the quadrature of the radar signals at zero frequency from the output of the radar signal to the digital form. BOSU is designed to record digital samples of signals from the ADC outputs into arrays s a (m, n) and s b (m, n), which are then used to determine the radial velocity of the object. The nodes of the ADC and BOZU in figure 2 replace the same nodes in the radar scheme from the application (marked with a dark background). PRLS calculates the value of the radial velocity of the object using the algorithm shown in Fig.3.

При технической реализации способа для осуществления функций АЦП, БОЗУ и ПРЛС может быть использован модуль цифровой обработки сигналов ADP201V5 с субмодулем аналогового ввода ADMDDC2WB-L производства ЗАО «Инструментальные системы».With the technical implementation of the method, the ADP201V5 digital signal processing module with the ADMDDC2WB-L analog input submodule manufactured by Instrumental Systems CJSC can be used to implement the functions of the ADC, BOSU and PRLS.

Два АЦП, установленных в субмодуле ADMDDC2WB-L, имеют максимальную тактовую частоту 70 МГц. БОЗУ и ПРЛС реализованы в модуле ADP201V5, имеющем большой объем оперативной памяти и высокую производительность. (В состав модуля входят 5 процессоров TigerSHARC ADSP-TS201S с суммарной пиковой производительностью 15 Gflops и две ПЛИС Virtex4 фирмы Xilinx.)Two ADCs installed in the ADMDDC2WB-L submodule have a maximum clock frequency of 70 MHz. BOSU and PRLS are implemented in the ADP201V5 module, which has a large amount of RAM and high performance. (The module includes 5 TigerSHARC ADSP-TS201S processors with a total peak performance of 15 Gflops and two Xilinx Virtex4 FPGAs.)

Система, изображенная на фиг.2, работает следующим образом. Для каждого измерения значения радиальной скорости ППРЛС формирует и излучает в направлении объекта две ДЧП - одна с возрастающей частотой заполнения радиоимпульсов, другая с убывающей (взаимный порядок их следования может быть любым). При этом вторая ДЧП (ДЧП 2) может излучаться после окончания первой (ДЧП 1) или накладываться на первую (эпюры фиг.1а и фиг.1б соответственно).The system depicted in figure 2, operates as follows. For each measurement of the radial velocity value, the radar-frequency radar detector generates and radiates two AFPs in the direction of the object — one with increasing frequency of filling of the radio pulses, the other with decreasing (their mutual order can be any). In this case, the second PPP (PPP 2) can be emitted after the end of the first (PPP 1) or superimposed on the first (diagrams figa and figb, respectively).

Для получения ДЧП 1 и ДЧП 2 используют СЧ, который формирует опорные сигналы с частотами, выбираемыми из сетки fпр(n)=fпр+Δf(n-(N-1)/2). Выбор необходимой частоты осуществляют по управляющим командам, поступающим в СЧ от ПРЛС. Таким образом формируют ДЧП с заданным дискретом и знаком линейной частотной модуляции, а также порядком следования (последовательные ДЧП или вложенные ДЧП).To obtain PDP 1 and PDP 2, an MF is used that generates reference signals with frequencies selected from the grid f pr (n) = f pr + Δf (n- (N-1) / 2). The choice of the necessary frequency is carried out according to the control commands received in the midrange from the radar. In this way, an PPD is formed with a given discrete and a linear frequency modulation sign, as well as a sequence (sequential PDPs or embedded PDPs).

Отраженные от объекта РЛ сигналы с помощью ППРЛС принимают, усиливают и переносят на нулевую частоту с одновременным преобразованием в комплексную форму. При этом в ППРЛС (см. приложение) используют только суммарный приемный канал антенны (Σ) и соответствующий приемный тракт. Перенос РЛ сигналов на нулевую частоту производят с помощью когерентных детекторов (КГД, см. приложение), используя при этом в качестве опорных выходные сигналы СЧ с частотой fпр(n).Signals reflected from the radar object with the help of radar receiving, receiving, amplifying and transferring to zero frequency with simultaneous conversion to a complex form. At the same time, only the total antenna receive channel (Σ) and the corresponding receive path are used in the PRLS (see the appendix). Radar signals are transferred to the zero frequency using coherent detectors (QGD, see the appendix), using the midrange output signals with a frequency f pr (n) as reference.

Квадратуры РЛ сигналов на нулевой частоте с выходов ППРЛС подают на входы двух АЦП. Цифровые отсчеты РЛ сигналов с выходов АЦП поступают на входы БОЗУ. В БОЗУ производится запись массивов оцифрованных РЛ сигналов.Quadrature radar signals at zero frequency from the outputs of the radar control signals are fed to the inputs of two ADCs. Digital readings of the radar signals from the outputs of the ADC are fed to the inputs of the BOSU. Arrays of digitized radar signals are recorded in the BOSU.

После излучения пары ДЧП по команде, поступающей от ПРЛС в БОЗУ, запись цифровых отсчетов РЛ сигналов прекращают. После этого начинают передачу сформированного в БОЗУ сигнального массива в ПРЛС.After the radiation of a pair of PDPs by the command received from the radar in the BOSU, the recording of digital samples of the radar signals is stopped. After that, the transmission of the signal array generated in the BOSE to the PRLS begins.

Сформированный в БОЗУ массив сигналов содержит в себе массивы sa(m,n) и sb(m,n), которые далее используют для определения скорости объекта в ПРЛС по алгоритму, представленному на фиг.3. Одновременно с передачей и обработкой данного массива сигналов в ПРЛС или с некоторой задержкой начинают новый цикл работы, включающей излучение и прием РЛ сигналов для новой пары ДЧП и формирование в БОЗУ нового массива сигналов для определения следующего отсчета скорости.The array of signals formed in the BOSU contains arrays s a (m, n) and s b (m, n), which are then used to determine the speed of an object in the radar control system according to the algorithm shown in Fig. 3. Simultaneously with the transmission and processing of this array of signals in the radar control system or with some delay, a new cycle of work begins, including the emission and reception of radar signals for a new pair of PDPs and the formation of a new array of signals in the BOZU to determine the next speed reference.

Источники информацииInformation sources

1. Радиосистемы управления / Под ред. В.А.Вейцеля. М.: Дрофа, 2005 (аналог).1. Radio control systems / Ed. V.A. Weitzel. M .: Drofa, 2005 (analogue).

2. Многофункциональные радиолокационные системы / Под ред. Б.Г.Татарского. М.: Дрофа, 2005.2. Multifunctional radar systems / Ed. B.G. Tatarsky. M.: Bustard, 2005.

3. Боркус М.К., Черный А.Е. Корреляционные измерители путевой скорости и угла сноса летательных аппаратов. - М.: Сов. радио, 1973.3. Borkus MK, Black A.E. Correlation meters of ground speed and drift angle of aircraft. - M .: Owls. radio, 1973.

4. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы (теория и применение). М.: Сов. радио, 1971.4. Cook C., Bernfeld M. Radar signals (theory and application). M .: Sov. Radio, 1971.

Claims (1)

Способ радиолокационного измерения радиальной скорости объекта, включающий излучение через передающую антенну радиолокационной станции (РЛС) в направлении облучаемого объекта первой и второй последовательностей зондирующих радиоимпульсов, причем каждая из последовательностей содержит по N радиоимпульсов, имеющих длительность τ, одинаковые и постоянные начальные фазы, период следования Тр, дискретно изменяющуюся от импульса к импульсу частоту заполнения радиоимпульсов с шагом Δr=1/τ по линейному закону, но с разными знаками так, что радиоимпульсы одной из последовательностей (либо первой, либо второй) имеют возрастающую частоту заполнения fa(n)=fo+Δf(n-(N-1)/2), а радиоимпульсы другой последовательности имеют убывающую частоту заполнения fb(n)=fo-Δf(n-(N-1)/2), где n - номера импульсов последовательностей (n=0, 1, 2, …, N-1); fo - средняя частота заполнения радиоимпульсов (fo=(f(0)+f(N-1))/2), при этом начало второй последовательности задерживают относительно начала первой последовательности на время Tc=NTp (излучают вторую последовательность после окончания первой) или Тср/2 (каждый n-й импульс второй последовательности излучают после n-го импульса первой), а после излучения каждого радиоимпульса через приемную антенну РЛС в выбранном временном интервале принимают отраженные от облучаемого объекта радиолокационные сигналы, причем начало этого интервала задерживают относительно начала излученного импульса на время t0>τ, а конец интервала задерживают на время t1<Tp, если Tc=NTp, или t1<Tp/2, если Tcр/2, при этом величину t0 выбирают одинаковой для всех импульсов обеих последовательностей, принятые сигналы с высокой частоты заполнения импульсов fa(n) и fb(n) переносят на нулевую частоту с одновременным преобразованием в комплексную форму, оцифровывают эти сигналы с временным дискретом Δt, не превышающим длительности радиоимпульса τ, и записывают полученные отсчеты в массивы комплексных входных сигналов sa(m,n) для последовательности с возрастающей частотой заполнения импульсов fa(n) и sb(m,n) для последовательности с убывающей частотой заполнения импульсов fb(n), где m - номера отсчетов (m=0, 1, 2, …, М-1), а число отсчетов выбирают из условия M=(t1-t0)/Δt, причем первые отсчеты (m=0) соответствуют моментам времени t0, затем с использованием полученных массивов sa(m,n) и sb(m,n) определяют значение радиальной скорости Vr, путем выбора этого значения скорости Vr из интервала Vmin÷Vmax возможных значений искомой скорости Vr по экстремуму модуля корреляционной функции
Figure 00000004
, где Fb*(m,k) - массив комплексно-сопряженный массиву Fb(m,k), при этом Fa(m,k)=Ф{ua(m,n)} и Fb(m,k)=Ф{ub(m,n)}, где k=0, 1, 2, ..., N-1; Ф{} - дискретное преобразование Фурье, ua(m,n)=sa(m,n)eiφ(n) и ub(m, n)=sb(m,N-n-1)eiφ(N-n-1), причем значения фазовых коэффициентов φ(n) вычисляют для каждого выбранного значения скорости V по формуле φ(n)=-4πТр(V/c)(n+1/2)(fo+Δf(n-(N-1)/2)), где с - скорость распространения радиоволн в пространстве.
A method for radar measuring the radial speed of an object, including radiation through a transmitting antenna of a radar station (radar) in the direction of the irradiated object of the first and second sequences of sounding radio pulses, each of the sequences containing N radio pulses having a duration τ, the same and constant initial phases, the repetition period T p, discretely varying from pulse to pulse frequency radio pulses filling increments Δr = 1 / τ linearly, but with different signs, so that adioimpulsy one of the sequences (either first or second) have increasing frequency filling f a (n) = f o + Δf (n- (N- 1) / 2) and RF pulses other sequences have a decreasing fill rate f b (n) = f o -Δf (n- (N-1) / 2), where n are the pulse numbers of the sequences (n = 0, 1, 2, ..., N-1); f o is the average frequency of filling of the radio pulses (f o = (f (0) + f (N-1)) / 2), while the beginning of the second sequence is delayed relative to the beginning of the first sequence for a time T c = NT p (the second sequence is emitted after the end of the first) or T c = T p / 2 (each n-th pulse of the second sequence is emitted after the n-th pulse of the first), and after the emission of each radio pulse through the radar receiving antenna in the selected time interval, radar signals reflected from the irradiated object are received, moreover start of this delay interval ayut respect to the emitted pulse at time t 0> τ, and the slot end is delayed by the time t 1 <T p, if T c = NT p, or t 1 <T p / 2, where T c = T p / 2, this value t 0 is chosen the same for all pulses of both sequences, the received signals from a high pulse filling frequency f a (n) and f b (n) are transferred to the zero frequency with simultaneous conversion to a complex form, these signals are digitized with a time discrete Δt, not exceeding the duration of the radio pulse τ, and record the obtained samples in arrays of complex input signals s a (m, n) for a sequence with increasing pulse filling frequency f a (n) and s b (m, n) for a sequence with decreasing pulse filling frequency f b (n), where m are sample numbers (m = 0 , 1, 2, ..., M-1), and the number of samples is selected from the condition M = (t 1 -t 0 ) / Δt, and the first samples (m = 0) correspond to times t 0 , then using the resulting arrays s a (m, n) and s b (m, n) determine the value of the radial velocity V r , by choosing this value of the velocity V r from the interval V min ÷ V max of possible values of the desired speed V r according to the extremum of the correlation module the functions
Figure 00000004
, where F b * (m, k) is the complex conjugate array F b (m, k), while F a (m, k) = Ф {u a (m, n)} and F b (m, k) = Φ {u b (m, n)}, where k = 0, 1, 2, ..., N-1; Ф {} is the discrete Fourier transform, u a (m, n) = s a (m, n) e iφ (n) and u b (m, n) = s b (m, Nn-1) e iφ (Nn -1) , and the values of the phase coefficients φ (n) are calculated for each selected value of the velocity V according to the formula φ (n) = - 4πТ p (V / c) (n + 1/2) (f o + Δf (n- ( N-1) / 2)), where c is the speed of propagation of radio waves in space.
RU2009123962/28A 2009-06-23 2009-06-23 Method for radar measurement of speed of an object RU2414721C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123962/28A RU2414721C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Method for radar measurement of speed of an object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123962/28A RU2414721C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Method for radar measurement of speed of an object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009123962A RU2009123962A (en) 2010-12-27
RU2414721C1 true RU2414721C1 (en) 2011-03-20

Family

ID=44053799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009123962/28A RU2414721C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Method for radar measurement of speed of an object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2414721C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608748C1 (en) * 2015-08-31 2017-01-24 Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" Method for measuring flight speed of an aerial object and the radar station for its implementation
RU2709626C1 (en) * 2016-10-26 2019-12-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method of determining object speed in doppler radar
RU2807316C1 (en) * 2023-06-16 2023-11-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Method for determining movement parameters of high-speed air object

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608748C1 (en) * 2015-08-31 2017-01-24 Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" Method for measuring flight speed of an aerial object and the radar station for its implementation
RU2709626C1 (en) * 2016-10-26 2019-12-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method of determining object speed in doppler radar
RU2807316C1 (en) * 2023-06-16 2023-11-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Method for determining movement parameters of high-speed air object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009123962A (en) 2010-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3021132B1 (en) Mimo radar system
JP5819843B2 (en) Method, driver assistance device, and vehicle for unambiguous determination of distance to object and / or relative velocity of object
US7791530B2 (en) Time duplex apparatus and method for radar sensor front-ends
EP2618179B1 (en) Using multiple waveforms from a coherent ladar for target acquisition
US10768276B2 (en) Decentralised radar system
US9958539B2 (en) Real aperture radar system for use on board a satellite and for maritime surveillance applications
US20170115384A1 (en) Method for finding the position of objects using an fmcw radar
US20130148103A1 (en) Range-resolved vibration using large time-bandwidth product ladar waveforms
JP2010169671A (en) Radar device
RU2414721C1 (en) Method for radar measurement of speed of an object
EP3208633B1 (en) Method and system for fmcw radar altimeter system height measurement resolution improvement
RU2293997C1 (en) Method for correlation processing of signals, reflected from fast-moving targets
RU2296346C2 (en) Mode of measuring distance in pulse-doppler radar stations
RU2692417C2 (en) Analog-digital receiving module of active phased antenna array
JP4437804B2 (en) Radar apparatus and distance measuring method
Vavriv et al. Cost-effective Ku-band airborne SAR with Doppler centroid estimation, autofocusing, and indication of moving targets
RU2360265C1 (en) Method of radar detection of mobile targets with phase selection on range and device to this end
RU194328U1 (en) SATELLITE RADIO ALTIMETER
Chrétien et al. A stroboscopic approach to surface acoustic wave delay line interrogation
Kenney et al. An all-cots high sampling frequency pulse-Doppler imaging radar
Lazarov et al. Bistatic SAR Imaging with Satellite Phase Code Modulated Waveforms
RU2755518C1 (en) Radar station
US11846700B2 (en) On-field phase calibration
RU2522907C2 (en) Pulse-doppler radio altimeter
Volosyuk et al. Optimal Method of RCS Estimation in Synthetic Aperture Radar with Linear Antenna Array

Legal Events

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

Effective date: 20150624