RU2524401C1 - Method for detection and spatial localisation of mobile objects - Google Patents
Method for detection and spatial localisation of mobile objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524401C1 RU2524401C1 RU2013121955/07A RU2013121955A RU2524401C1 RU 2524401 C1 RU2524401 C1 RU 2524401C1 RU 2013121955/07 A RU2013121955/07 A RU 2013121955/07A RU 2013121955 A RU2013121955 A RU 2013121955A RU 2524401 C1 RU2524401 C1 RU 2524401C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- matrix
- radio
- signals
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.The invention relates to radio engineering and can be used in monitoring systems of land, sea and air space using direct and scattered objects of radio signals emitted by many uncontrolled and monitored transmitters of electronic systems for various purposes.
Достижение высокой эффективности обнаружения, локализации и идентификации наземных, морских и воздушных объектов ограничивается существенной априорной неопределенностью размеров, ориентации в пространстве, отражающих свойств и параметров движения объектов, а также несовершенством известных способов обнаружения и слежения за подвижными объектами.Achieving high detection efficiency, localization and identification of land, sea and air objects is limited by significant a priori uncertainty in size, spatial orientation, reflecting properties and parameters of the movement of objects, as well as the imperfection of known methods for detecting and tracking moving objects.
Технология скрытного обнаружения и слежения за подвижными объектами, использующая естественный радиоподсвет целей, создаваемый на множестве частот радиоизлучениями передатчиков различного назначения в диапазонах коротких, метровых, дециметровых и сантиметровых волн: широковещательные (коммерческое FM-радиовещание, телевидение высокой четкости), информационные (связь) и измерительные (управление, навигация), пока еще не получила достаточного распространения, несмотря на то, что может существенно повысить скрытность и эффективность обнаружения, пространственной локализации и идентификации широкого класса подвижных объектов.The technology of covert detection and tracking of moving objects, using natural radio illumination of targets, created at a variety of frequencies by radio emissions from transmitters for various purposes in the short, meter, decimeter and centimeter wavelengths: broadcast (commercial FM broadcasting, high-definition television), information (communication) and measuring (control, navigation), has not yet received sufficient distribution, despite the fact that it can significantly increase the secrecy and effectiveness of detection, spatial localization and identification of a wide class of moving objects.
Известен способ обнаружения и пространственной локализации объектов [1], заключающийся в том, что выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром, синхронно принимают решеткой антенн многолучевые радиосигналы, включающие прямой радиосигнал передатчика и рассеянные от объектов радиосигналы этого передатчика, синхронно преобразуют ансамбль принятых антеннами радиосигналов в цифровые сигналы, из цифровых сигналов формируют прямые и сжатые рассеянные сигналы, сравнивают выделенные прямые и рассеянные сигналы и определяют временные задержки, доплеровские сдвиги и направления прихода рассеянных сигналов, по временным задержкам, доплеровским сдвигам и направлениям прихода выполняют обнаружение и пространственную локализацию воздушных объектов.A known method for detecting and spatial localization of objects [1], which consists in the fact that they select a transmitter emitting a spread spectrum radio signal, synchronously receive an array of multipath radio signals including the direct radio signal of the transmitter and the radio signals of this transmitter scattered from objects, synchronously transform the ensemble of radio signals received by the antennas into digital signals, direct and compressed scattered signals are formed from digital signals, the selected direct and scattered signals are compared and determined time delays, Doppler shifts and directions of arrival of scattered signals are divided, according to time delays, Doppler shifts and directions of arrival, detection and spatial localization of air objects are performed.
Данный способ не содержит операций подавления когерентной помехи в виде прямого радиосигнала передатчика и, как следствие, обеспечивает эффективное обнаружение только очень крупных близко расположенных объектов.This method does not contain operations to suppress coherent interference in the form of a direct radio signal from the transmitter and, as a result, provides effective detection of only very large closely spaced objects.
Более эффективным является способ обнаружения и пространственной локализации объектов [2], свободный от этого недостатка и выбранный в качестве прототипа. Согласно этому способу:More effective is the method of detection and spatial localization of objects [2], free from this drawback and selected as a prototype. According to this method:
выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром;selecting a transmitter emitting a spread spectrum radio signal;
синхронно принимают решеткой из N антенн многолучевые радиосигналы, включающие прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика;synchronously receive a multi-beam radio signal including a direct radio signal of the transmitter and the radio signals of this transmitter scattered by objects from an array of N antennas;
синхронно преобразуют принятые антеннами радиосигналы в цифровые сигналы sn, где n - номер антенны, которые объединяют в матричный цифровой сигнал S={s1,…,sn,…,sN}T и запоминают;synchronously, the radio signals received by the antennas are converted into digital signals s n , where n is the antenna number, which are combined into a matrix digital signal S = {s 1 , ..., s n , ..., s N } T and stored;
из матричного цифрового сигнала S формируют сигнал пространственной корреляционной матрицы R, который преобразуют в сигнал оптимального весового вектора w=R-1v, где v - вектор наведения, определяемый азимутально-угломестным направлением приема прямого радиосигнала, длиной волны и геометрией решетки;a signal of the spatial correlation matrix R is formed from a digital matrix signal S, which is converted into a signal of the optimal weight vector w = R -1 v, where v is the guidance vector determined by the azimuthal elevation direction of direct radio signal reception, wavelength and lattice geometry;
преобразуют матричный цифровой сигнал S в прямой цифровой сигнал s=wHS, который запоминают, где (·)H - символ эрмитова сопряжения;transform the matrix digital signal S into a direct digital signal s = w H S, which is stored, where (·) H is the symbol of Hermitian conjugation;
формируют и запоминают зависящие от временного сдвига комплексные взаимно корреляционные функции (ВКФ) между цифровым сигналом отдельной антенны sn и прямым цифровым сигналом s;forming and storing time-shift-dependent complex cross-correlation functions (CCFs) between the digital signal of an individual antenna s n and the direct digital signal s;
определяют максимальное значение модуля каждой комплексной ВКФ и фиксируют соответствующие этим максимумам значения комплексной ВКФ;determine the maximum module value of each complex VKF and fix the corresponding values of the complex VKF corresponding to these maxima;
вычисляют разностные цифровые сигналы;calculating differential digital signals;
формируют зависящие от временного и частотного сдвигов комплексные двумерные взаимно корреляционные функции (ДВКФ) между каждым разностным цифровым сигналом и прямым цифровым сигналом;forming complex two-dimensional cross-correlation functions (DKKF) depending on the time and frequency shifts between each difference digital signal and a direct digital signal;
усредняют модули комплексных ДКФВ;averaging the modules of complex DKFV;
определяют по максимумам усредненной ДКФВ число сжатых сигналов и фиксируют значения задержки по времени и абсолютного доплеровского сдвига каждого р-го сжатого сигнала;determine by the maxima of the averaged DKFV the number of compressed signals and fix the delay values in time and the absolute Doppler shift of each p-th compressed signal;
идентифицируют соответствующие отдельному максимуму усредненной ДКФВ составляющие комплексных ДКФВ как сжатый по времени и частоте р-й сигнал;the components of complex DKFV corresponding to a separate maximum of the averaged DKFV are identified as the pth signal compressed in time and frequency;
выделяют и запоминают значения составляющих комплексных ДКФВ, задержки по времени и абсолютного доплеровского сдвига каждого р-го сжатого сигнала;isolate and remember the values of the constituents of complex DKFV, time delay and absolute Doppler shift of each p-th compressed signal;
по выделенным значениям р-х идентифицированных составляющих комплексных ДКФВ синтезируют комплексный двумерный угловой спектр, по максимумам модуля которого определяют азимутально-угломестное направление прихода р-го сжатого сигнала;from the selected values of the p-x identified components of the complex DKFV, a complex two-dimensional angular spectrum is synthesized, the maximum modulus of which determines the azimuth-elevation direction of arrival of the p-th compressed signal;
по значениям задержки и абсолютного доплеровского сдвига и азимутально-угломестного направления прихода обнаруживают и определяют пространственные координаты подвижных объектов.the values of the delay and the absolute Doppler shift and the azimuthal elevation direction of arrival detect and determine the spatial coordinates of moving objects.
Способ-прототип благодаря наличию операций адаптивной пространственной фильтрации и операций радиоэлектронной компенсации когерентной помехи в виде мощного прямого радиосигнала передатчика подсвета обеспечивает обнаружение более широкого класса подвижных объектов. Однако способ-прототип содержит операции формирования классической двумерной взаимной корреляционной функции, которая, кроме основного лепестка, ширина которого ограничивает разрешающую способность обнаружения, содержит высокие боковые лепестки, маскирующие сигналы далеких и слабо рассеивающих объектов.The prototype method due to the presence of adaptive spatial filtering operations and operations of electronic compensation of coherent interference in the form of a powerful direct radio signal of the backlight transmitter provides detection of a wider class of moving objects. However, the prototype method contains the operation of forming a classical two-dimensional cross-correlation function, which, in addition to the main lobe, the width of which limits the resolution of detection, contains high side lobes masking the signals of distant and weakly scattering objects.
Таким образом, недостатком способа-прототипа является низкое качество обнаружения и пространственной локализации малозаметных объектов.Thus, the disadvantage of the prototype method is the low quality of detection and spatial localization of subtle objects.
Техническим результатом изобретения является повышение качества обнаружения и пространственной локализации малозаметных объектов.The technical result of the invention is to improve the quality of detection and spatial localization of subtle objects.
Повышение качества обнаружения и пространственной локализации малозаметных объектов достигается за счет применения в каждом канале N-элементной антенной решетки новых операций адаптивной и нелинейной обработки, обеспечивающих повышение разрешающей способности и динамического диапазона синтеза частотно-временного изображения радиосигналов, рассеянных контролируемыми объектами.Improving the quality of detection and spatial localization of subtle objects is achieved through the use of new adaptive and nonlinear processing operations in each channel of the N-element antenna array, which increase the resolution and dynamic range of synthesis of the time-frequency image of radio signals scattered by controlled objects.
Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения и пространственной локализации объектов, заключающемся в том, что выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром, синхронно принимают решеткой из N антенн многолучевые радиосигналы, включающие прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика, синхронно преобразуют принятые антеннами радиосигналы в цифровые сигналы sn, где n - номер антенны, которые объединяют в матричный цифровой сигнал S={s1,…,sn,…,sN}T и запоминают, из матричного цифрового сигнала S формируют сигнал пространственной корреляционной матрицы R, который преобразуют в сигнал оптимального весового вектора w=R-1v, где v - вектор наведения, определяемый азимутально-угломестным направлением приема прямого радиосигнала, длиной волны и геометрией решетки, преобразуют матричный цифровой сигнал S в прямой цифровой сигнал s=wHS, который запоминают, где (·)H - символ эрмитова сопряжения, согласно изобретению преобразуют цифровой прямой сигнал s в матричный сигнал комплексной фазирующей функции А, включающий гипотетические сигналы, рассеиваемые каждым потенциальным объектом, запоминают матричный сигнал А, преобразуют цифровой сигнал отдельной антенны sn в сигнал комплексного частотно-временного изображения
Устройство, в котором реализуется предложенный способ, содержит последовательно соединенные систему приема и предварительной обработки 1, систему моделирования и выбора радиопередатчиков (РПД) 2, вычислительную систему 3 и блок управления и индикации 4.A device in which the proposed method is implemented includes a series-connected reception and pre-processing system 1, a radio transmitter modeling and selection system (RPD) 2, a computer system 3, and a control and indication unit 4.
В свою очередь система приема и предварительной обработки 1 включает антенную решетку 1-1, тракт поиска источников подсвета, включающий преобразователь частоты 1-2, АЦП 1-3 и устройство обнаружения 1-4, а также тракт приема прямых и рассеянных сигналов, включающий преобразователь частоты 1-7, АЦП 1-6 и устройство адаптивной пространственной фильтрации 1-5. Вычислительная система 3 включает блок синтеза частотно-временного изображения 3-1, блок сравнения 3-2, устройство формирования вспомогательного и взвешивающего сигнала 3-3 и блок формирования сигнала фазирующей функции 3-4. При этом система 2 соединена с входом блока 4, а также имеет интерфейс для соединения с внешней базой РПД. Кроме того, блок 4 имеет выход, предназначенный для подключения к внешним системам. Подсистема 1 является аналогово-цифровым устройством и предназначена для поиска и измерения параметров синхронизации передатчиков подсвета объектов, излучающих радиосигналы с расширенным спектром, а также для адаптивной пространственной фильтрации полезных прямых и рассеянных радиосигналов. Отметим, что после того как параметры синхронизации прямого радиосигнала выбранного передатчика подсвета измерены или когда они априорно известны, прямой радиосигнал передатчика может быть сформирован путем моделирования в системе 2.In turn, the reception and preprocessing system 1 includes an antenna array 1-1, a path for searching for illumination sources, including a frequency converter 1-2, ADC 1-3 and a detection device 1-4, as well as a path for receiving direct and scattered signals, including a converter frequencies 1-7, ADC 1-6 and adaptive spatial filtering device 1-5. Computing system 3 includes a time-frequency image synthesis unit 3-1, a comparison unit 3-2, a device for generating an auxiliary and weighting signal 3-3, and a signal generating unit for the phasing function 3-4. In this case, system 2 is connected to the input of block 4, and also has an interface for connecting to an external RPD base. In addition, block 4 has an output intended for connection to external systems. Subsystem 1 is an analog-to-digital device and is designed to search and measure the synchronization parameters of backlight transmitters for objects emitting spread-spectrum radio signals, as well as for adaptive spatial filtering of useful direct and scattered radio signals. Note that after the synchronization parameters of the direct radio signal of the selected backlight transmitter are measured or when they are a priori known, the direct radio signal of the transmitter can be generated by modeling in system 2.
Антенная решетка 1-1 состоит из N антенн с номерами
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В системе 2 на основе данных внешней базы радиопередатчиков, а также данных об обнаруженных радиопередатчиках подсвета, поступающих от устройства 1-4, с использованием программных средств моделирования идентифицируется, выбирается и периодически обновляется совокупность передатчиков, излучающих радиосигналы с расширенным спектром. При моделировании оцениваются возможные зоны покрытия, вероятности обнаружения и достижимые точности локализации и идентификации воздушных объектов различного класса, которые могут быть обеспечены при различных вариантах размещения передатчиков относительно станции обнаружения-пеленгования. Кроме того, в системе 2 регенерируются принятые прямые радиосигналы или формируются модельные сигналы передатчиков с требуемыми параметрами синхронизации.In system 2, based on the data of the external base of the radio transmitters, as well as data on the detected backlight transmitters from the device 1-4, using the modeling software, a set of transmitters emitting spread-spectrum radio signals is identified, selected and periodically updated. During the simulation, possible coverage areas, detection probabilities, and achievable localization and identification accuracy of airborne objects of various classes are estimated, which can be provided with different types of placement of transmitters relative to a detection-direction finding station. In addition, in system 2, received direct radio signals are regenerated or model transmitter signals are generated with the required synchronization parameters.
Параметры выбранного множества передатчиков (номер, несущая частота, ширина спектра, форма, параметры синхронизации и мощность излучаемого сигнала, координаты или расстояние и угловое положение относительно точки приема) запоминаются в подсистеме 2, поступают в блок 4, а также используются для настройки преобразователей 1-2 и 1-7. С целью упрощения цепи управления преобразователем не показаны.The parameters of the selected set of transmitters (number, carrier frequency, spectrum width, shape, synchronization parameters and power of the emitted signal, coordinates or distance and angular position relative to the receiving point) are stored in subsystem 2, received in block 4, and are also used to configure converters 1- 2 and 1-7. In order to simplify the control circuit of the converter are not shown.
По сигналам системы 2 преобразователь частоты 1-2 начинает перестраиваться с заданным темпом в заданном диапазоне частот поиска радиосигналов, например, в диапазоне 10-1000 МГц. При этом тракт поиска осуществляет поиск и измерение параметров синхронизации передатчиков подсвета, излучающих радиосигналы с расширенным спектром, на частотах fk дискретной сетки частот поиска. При этом принятый каждым антенным элементом с номером n антенной решетки 1-1 зависящий от времени t радиосигнал skn(t) фильтруется по частоте и переносится на более низкую частоту в преобразователе 1-2. Сформированные в преобразователе 1-2 радиосигналы skn(t) преобразуются с помощью АЦП 1-3 в цифровые сигналы, которые поступают в устройство обнаружения 1-4, в котором на каждой частоте fk дискретной сетки частот поиска осуществляется обнаружение и измерение параметров синхронизации передатчиков подсвета. Функционирование устройства обнаружения 1-4 основано на широко известных способах радиоконтроля, например, [3].According to the signals of system 2, the frequency converter 1-2 begins to be tuned at a given pace in a given frequency range of the search for radio signals, for example, in the range of 10-1000 MHz. At the same time, the search path searches and measures the synchronization parameters of the backlight transmitters emitting spread-spectrum radio signals at frequencies f k of the discrete search frequency grid. In this case, the time-dependent radio signal s kn (t) received by each antenna element with the number n of the antenna array 1-1 is filtered by frequency and transferred to a lower frequency in converter 1-2. The radio signals s kn (t) formed in the converter 1-2 are converted using ADC 1-3 into digital signals, which are fed to the detection device 1-4, in which the transmitter synchronization parameters are detected and measured at each frequency f k of the discrete search frequency grid backlight. The operation of the detection device 1-4 is based on widely known methods of radio monitoring, for example, [3].
Одновременно по сигналам системы 2 преобразователь частоты 1-7 перестраивается на заданную частоту приема fk. Тракт приема синхронно принимает на частоте fk многолучевые радиосигналы, включающие прямой радиосигнал выбранного передатчика с расширенным спектром и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика.At the same time, according to the signals of system 2, the frequency converter 1-7 is tuned to a given reception frequency f k . The receiving path synchronously receives multipath radio signals at a frequency f k , including the direct radio signal of the selected spread spectrum transmitter and the radio signals of this transmitter scattered by the objects.
Принятый каждым антенным элементом с номером n антенной решетки 1-1 зависящий от времени t радиосигнал sn(t) фильтруется по частоте и переносится на более низкую частоту в преобразователе 1-7.The time-dependent radio signal s n (t) received by each antenna element number n of the antenna array 1-1 is filtered by frequency and transferred to a lower frequency in converter 1-7.
Сформированные в преобразователе 1-7 радиосигналы sn(t) синхронно преобразуются с помощью АЦП 1-6 в цифровые сигналы sn={sn(1),…,sn(z),…,sn(Z)}, где
Цифровые сигналы отдельных антенн sn поступают в устройстве 1-5, где объединяются в матричный сигнал S={s1,…,sn,…,sN}T и запоминаются. Матричный сигнал S имеет размерность N×Z.The digital signals of the individual antennas s n are received in the device 1-5, where they are combined into a matrix signal S = {s 1 , ..., s n , ..., s N } T and stored. The matrix signal S has the dimension N × Z.
Кроме того, в устройстве 1-5 выполняются следующие действия:In addition, in the device 1-5, the following actions are performed:
- из матричного цифрового сигнала S формируется N×N сигнал пространственной корреляционной матрицы R;- from the matrix digital signal S, an N × N signal of the spatial correlation matrix R is formed;
- сигнал корреляционной матрицы R преобразуется в N×1 сигнал- the signal of the correlation matrix R is converted to N × 1 signal
оптимального весового вектора w=R-1v, где v - N×1 вектор наведения, определяемый азимутально-угломестным направлением приема прямого радиосигнала, длиной волны (частотой fk) и геометрией решетки;the optimal weight vector w = R -1 v, where v is N × 1 guidance vector, determined by the azimuthal elevation direction of direct radio signal reception, wavelength (frequency f k ) and lattice geometry;
- преобразуется матричный цифровой сигнал S в 1×Z прямой цифровой сигнал s=wHS.- the matrix digital signal S is converted to 1 × Z direct digital signal s = w H S.
Физически описанные операции адаптивной пространственной фильтрации обеспечивают направленный прием полезного прямого радиосигнала выбранного передатчика подсвета с заданного направления с одновременным подавлением широкого класса помех, приходящих с других направлений. Отметим, что технически реализуемая глубина подавления помех достигает величины 40 дБ [4]. Это обеспечивает выигрыш в чувствительности при формировании слабых рассеянных сигналов на последующих этапах обработки.The physically described adaptive spatial filtering operations provide directional reception of a useful direct radio signal of a selected backlight transmitter from a given direction while simultaneously suppressing a wide class of interference coming from other directions. Note that the technically feasible interference suppression depth reaches 40 dB [4]. This provides a gain in sensitivity in the formation of weak scattered signals in subsequent processing steps.
Сформированный в устройстве 1-5 прямой цифровой сигнал s поступает и запоминается в блоке 3-4, а запомненные цифровые сигналы отдельных антенн sn поступают в устройство 3-1, где также запоминаются.The direct digital signal s formed in the device 1-5 is supplied and stored in block 3-4, and the stored digital signals of the individual antennas s n are supplied to the device 3-1, where they are also stored.
После этого, в блоке 3-4 цифровой прямой сигнал s преобразуется в матричный сигнал комплексной фазирующей функции А, который поступает в устройство 3-3, где запоминается.After that, in block 3-4, the digital direct signal s is converted into a matrix signal of the complex phasing function A, which is supplied to the device 3-3, where it is stored.
Преобразование прямого сигнала s в матричный сигнал А осуществляют по следующей формуле: А=[Ds0,…,Dsj,…,Dsj-1], где sj=[s(1-j),…,s(z-j)]T- векторы размером Z×1, являющиеся сдвинутыми по времени на jTs версиями опорного сигнала s, j=0,…,J-1, J - число временных задержек прямого сигнала, Ts - период выборки сигнала;The direct signal s is converted into matrix signal A according to the following formula: A = [Ds 0 , ..., Ds j , ..., Ds j-1 ], where s j = [s (1-j) , ..., s (zj) ] T are vectors of size Z × 1, which are time shifted by jTs versions of the reference signal s, j = 0, ..., J-1, J is the number of time delays of the direct signal, T s is the signal sampling period;
- матрицы доплеровских сдвигов, ℓ=0,…,±L, L - размер координатной сетки по доплеровскому сдвигу.are the Doppler shift matrices, ℓ = 0, ..., ± L, L is the size of the grid along the Doppler shift.
Таким образом, столбцы матрицы А представляют собой задержанные по времени и сдвинутые по частоте доплеровского сдвига версии прямого сигнала S, а размер этой матрицы Z×J(2L+1), определяется числом отсчетов в разведываемом сигнале (длительностью интервала наблюдения) и размерами координатной сетки по временному запаздыванию и доплеровскому сдвигу частоты.Thus, the columns of matrix A are time-delayed and frequency-shifted Doppler shift versions of the direct signal S, and the size of this matrix Z × J (2L + 1) is determined by the number of samples in the reconnaissance signal (the length of the observation interval) and the size of the coordinate grid on time lag and Doppler frequency shift.
Кроме того, в устройстве 3-3 из сигнала а последовательно вычисляются сигналы AH, AHA и (AHA)-1, которые поступают в блок 3-1, где запоминаются.In addition, in the device 3-3, from the signal a, the signals A H , A H A and (A H A) -1 are sequentially calculated, which enter block 3-1, where they are stored.
В блоке 3-1 с использованием цифрового сигнала отдельной антенны sn, поступившего от устройства 1-5, и сигналов AH и (AHA)-1, поступивших от блока 3-3, вычисляется сигнал начального приближения комплексного частотно-временного изображения
Полученный в блоке 3-1 сигнал
В устройстве 3-3 с использованием сигнала частотно-временного изображения, полученного на предыдущей итерации, то есть
В блоке 3-1 с использованием сигнала
В блоке 3-2 сигнал
При выполнении условия k≤k0 сигнал
После чего, в устройстве 3-3, блоках 3-1 и 3-2 выполняется описанная ранее последовательность операций по формированию сигналов
При невыполнении условия k≤k0 сигнал
Учитывая, что сигнал текущего комплексного частотно-временного изображения
В блоке 4 выполняются следующие действия:In block 4, the following actions are performed:
- усредняются модули текущих частотно-временных изображений отдельных антенн
- по локальным максимумам усредненного частотно-временного изображения
- идентифицируются соответствующие отдельному максимуму усредненного изображения
- выделяются и запоминаются значения идентифицированных составляющих
- по максимумам модуля синтезированного комплексного углового спектра определяется азимутально-угломестное направление прихода (αр, βр) р-го рассеянного сигнала;- the azimuthal elevation direction of arrival (α p , β p ) of the nth scattered signal is determined from the maxima of the modulus of the synthesized complex angular spectrum;
- по значениям задержки τз, доплеровского сдвига Fр и азимутально-угломестного направления прихода (αp, βp) обнаруживаются и определяются пространственные координаты подвижных объектов.- the values of the delay τ s , the Doppler shift F p and the azimuthal elevation direction of arrival (α p , β p ) are detected and determined by the spatial coordinates of moving objects.
Обнаружение и определение пространственных координат подвижных объектов осуществляется известными способами, например, [2];The detection and determination of the spatial coordinates of moving objects is carried out by known methods, for example, [2];
- результаты обнаружения и пространственной локализации отображаются для повышения информативности.- The results of detection and spatial localization are displayed to increase information content.
Из приведенного описания следует, что устройство, реализующее предложенный способ, обеспечивает повышение качества обнаружения и пространственной локализации малозаметных объектов за счет применения в каждом канале N-элементной антенной решетки новых операций адаптивной и нелинейной обработки радиосигналов.From the above description it follows that the device that implements the proposed method provides improved detection and spatial localization of subtle objects due to the use of new adaptive and non-linear processing of radio signals in each channel of the N-element antenna array.
Таким образом, за счет применения в каждом канале N-элементной антенной решетки вместо классической двумерной взаимной корреляции операций адаптивной обработки с обратной связью по полезному радиосигналу и операций нелинейной обработки принятых радиосигналов, обеспечивающих повышение чувствительности, динамического диапазона и разрешающей способности синтеза частотно-временного изображения радиосигналов целей, удается решить поставленную задачу с достижением указанного технического результата.Thus, due to the use of an N-element antenna array in each channel, instead of the classical two-dimensional cross-correlation, adaptive processing operations with feedback on the useful radio signal and non-linear processing operations of the received radio signals provide an increase in the sensitivity, dynamic range and resolution of the synthesis of the time-frequency image of radio signals goals, it is possible to solve the problem with the achievement of the specified technical result.
Источники информацииInformation sources
1. US, патент, 6703968 В2, кл. G01S 13/87, 2004 г.1. US patent 6703968 B2, cl. G01S 13/87, 2004
2. RU, патент, 2444754, кл. G01S 13/02, 2012 г.2. RU, patent, 2444754, cl. G01S 13/02, 2012
3. RU, патент, 2190236, кл. G01S 5/04, 2002 г.3. RU, patent, 2190236, cl. G01S 5/04, 2002
4. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. М.: Радио и связь. 2003 г.4. Ratynsky M.V. Adaptation and superresolution in antenna arrays. M .: Radio and communication. 2003 year
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121955/07A RU2524401C1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method for detection and spatial localisation of mobile objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121955/07A RU2524401C1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method for detection and spatial localisation of mobile objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2524401C1 true RU2524401C1 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=51265333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013121955/07A RU2524401C1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method for detection and spatial localisation of mobile objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524401C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658075C1 (en) * | 2017-07-12 | 2018-06-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | Method of signals superresolution by time in active location |
RU2694023C1 (en) * | 2018-07-11 | 2019-07-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method of finding conjugate direction vectors on moving objects |
RU2716006C2 (en) * | 2018-03-13 | 2020-03-05 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") | Method for remote detection and tracking of radio silent objects |
RU2723432C2 (en) * | 2018-03-13 | 2020-06-11 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") | Method of remote monitoring of radio silent objects |
RU2739938C1 (en) * | 2020-04-03 | 2020-12-30 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method for spatial compensation of direct and reflected signals when a reflected signal from an air target is detected by a bistatic radar system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5923285A (en) * | 1998-03-30 | 1999-07-13 | Lockheed Martin Corporation | Low bandwidth digital radar video distribution system |
WO2003079041A3 (en) * | 2002-03-15 | 2004-04-01 | Lockheed Corp | System and method for target signature calculation and recognition |
EP1471364A2 (en) * | 2003-04-21 | 2004-10-27 | Northrop Grumman Corporation | A method of passively estimating an emitter's position and velocity using bearings-only without requiring observer acceleration |
RU2371734C2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-10-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем" | Marker of radio frequency identification of object and system and method for detection of coordinates and control of objects |
RU2408895C2 (en) * | 2009-03-18 | 2011-01-10 | Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН | Method of localisation of electromagnetic radiation sources of decametre range |
RU112446U1 (en) * | 2011-05-16 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | PASSIVE RADIOELECTRONIC COMPLEX FOR ONE-POINT DETERMINATION OF HORIZONTAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY THE LINE-FILTRATION CALMAN-BUSSI METHOD |
RU2444754C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") | Method for detection and spatial localisation of air objects |
RU2444755C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") | Method for detection and spatial localisation of air objects |
-
2013
- 2013-05-13 RU RU2013121955/07A patent/RU2524401C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5923285A (en) * | 1998-03-30 | 1999-07-13 | Lockheed Martin Corporation | Low bandwidth digital radar video distribution system |
WO2003079041A3 (en) * | 2002-03-15 | 2004-04-01 | Lockheed Corp | System and method for target signature calculation and recognition |
EP1471364A2 (en) * | 2003-04-21 | 2004-10-27 | Northrop Grumman Corporation | A method of passively estimating an emitter's position and velocity using bearings-only without requiring observer acceleration |
RU2371734C2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-10-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем" | Marker of radio frequency identification of object and system and method for detection of coordinates and control of objects |
RU2408895C2 (en) * | 2009-03-18 | 2011-01-10 | Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН | Method of localisation of electromagnetic radiation sources of decametre range |
RU2444754C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") | Method for detection and spatial localisation of air objects |
RU2444755C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") | Method for detection and spatial localisation of air objects |
RU112446U1 (en) * | 2011-05-16 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | PASSIVE RADIOELECTRONIC COMPLEX FOR ONE-POINT DETERMINATION OF HORIZONTAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY THE LINE-FILTRATION CALMAN-BUSSI METHOD |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658075C1 (en) * | 2017-07-12 | 2018-06-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | Method of signals superresolution by time in active location |
RU2716006C2 (en) * | 2018-03-13 | 2020-03-05 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") | Method for remote detection and tracking of radio silent objects |
RU2723432C2 (en) * | 2018-03-13 | 2020-06-11 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") | Method of remote monitoring of radio silent objects |
RU2694023C1 (en) * | 2018-07-11 | 2019-07-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method of finding conjugate direction vectors on moving objects |
RU2739938C1 (en) * | 2020-04-03 | 2020-12-30 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method for spatial compensation of direct and reflected signals when a reflected signal from an air target is detected by a bistatic radar system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2440588C1 (en) | Passive radio monitoring method of air objects | |
RU2444755C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of air objects | |
US10955542B2 (en) | Radar apparatus and direction-of-arrival estimation device | |
RU2444754C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of air objects | |
RU2524401C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of mobile objects | |
RU2546330C1 (en) | Method for polarisation-sensitive radio monitoring of mobile objects | |
US11131741B2 (en) | Method and apparatus for providing a passive transmitter based synthetic aperture radar | |
WO2018194477A1 (en) | Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects | |
RU2546329C1 (en) | Method for polarisation-sensitive detection of mobile objects | |
Broumandan et al. | Practical results of hybrid AOA/TDOA geo-location estimation in CDMA wireless networks | |
RU2529483C1 (en) | Method for stealth radar location of mobile objects | |
RU2410712C1 (en) | Method of detecting aerial objects | |
RU2524399C1 (en) | Method of detecting small-size mobile objects | |
RU2444756C1 (en) | Detection and localisation method of air objects | |
RU2444753C1 (en) | Radio monitoring method of air objects | |
RU2723432C2 (en) | Method of remote monitoring of radio silent objects | |
RU2528391C1 (en) | Method of searching for low-signature mobile objects | |
RU2557250C1 (en) | Method for stealth radar detection of mobile objects | |
RU2527923C2 (en) | Method of creating spatial navigation field with distributed navigation signal sources | |
RU2472176C1 (en) | Method for passive detection of air objects | |
RU2716006C2 (en) | Method for remote detection and tracking of radio silent objects | |
RU2534222C1 (en) | Nearly invisible moving objects detection method | |
RU2724923C2 (en) | Method for secretive monitoring of radio silent objects | |
RU2546331C2 (en) | Method of searching for small-sized mobile objects | |
RU2420755C2 (en) | Detection and localisation method of air objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190924 |