RU2528169C1 - Способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате - Google Patents
Способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528169C1 RU2528169C1 RU2013116675/07A RU2013116675A RU2528169C1 RU 2528169 C1 RU2528169 C1 RU 2528169C1 RU 2013116675/07 A RU2013116675/07 A RU 2013116675/07A RU 2013116675 A RU2013116675 A RU 2013116675A RU 2528169 C1 RU2528169 C1 RU 2528169C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radar
- antenna
- signals
- image
- flight
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к бортовым радиолокационным станциям (БРЛС) летательных аппаратов, применяющим синтезирование апертуры антенны, и может использоваться в гражданской и военной авиации. Достигаемый технический результат - повышение азимутального разрешения и контрастности парциального кадра радиолокационного изображения (РЛИ) участка поверхности, близкого к направлению полета летательного аппарата. Указанный результат достигается за счет того, что заявленный способ состоит в объединении парциальных кадров РЛИ, каждый из которых получен посредством излучения когерентного импульсного зондирующего сигнала, облучения суммарной диаграммой направленности (ДН) антенны БРЛС соответствующего парциального участка картографируемой поверхности, приема отраженных сигналов, аналого-цифрового преобразования принятых сигналов и цифровой обработки полученных данных. При этом для устранения неоднозначности доплеровской частоты сигналов, отраженных от областей поверхности, расположенных слева и справа от вектора путевой скорости носителя БРЛС, в заявляемом способе дополнительно применяются прием отраженных сигналов разностной азимутальной диаграммой направленности антенны и двухканальная моноимпульсная обработка отраженных сигналов. 6 ил.
Description
Изобретение относится к радиолокационной технике, в частности к бортовым радиолокационным станциям летательных аппаратов, применяющим способ синтезирования апертуры антенны, и может использоваться в гражданской и военной авиации.
Известен способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой РЛС, установленной на движущемся летательном аппарате, в котором радиолокационное изображение (РЛИ) поверхности составляется из разнесенных по азимуту отдельных («парциальных») кадров, образующих общее изображение назначенной зоны обзора. Парциальные кадры участков поверхности, отстоящих от направления полета, получают методом синтезирования апертуры (СА) антенны, заключающемся в излучении когерентного импульсного зондирующего сигнала, облучении суммарной диаграммой направленности (ДН) антенны РЛС соответствующего участка поверхности в течение интервала накопления сигнала, приеме суммарной ДН антенны отраженных сигналов, аналого-цифровом преобразовании принятых сигналов и цифровой обработке полученных данных [В.Н.Антипов и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны. М. Сов. радио. 1988, гл.2]. Поперечный размер формируемых при помощи синтезирования апертуры парциальных кадров РЛИ близок к азимутальной ширине ДН антенны БРЛС.
Разрешение по азимуту при синтезировании апертуры осуществляется благодаря разнице доплеровских сдвигов частоты сигналов, отраженных от разнесенных по азимуту элементов поверхности, находящихся в луче антенны. Поскольку при одновременном облучении участков поверхности, находящихся слева и справа от направления полета летательного аппарата, доплеровские частоты отраженных от них сигналов не различаются, синтезирование апертуры не применяется для построения РЛИ поверхности, находящейся вблизи направления полета. Для исключения неоднозначности доплеровской частоты принимаемых сигналов азимутальное удаление границ картографируемых при помощи синтезирования апертуры участков поверхности составляет не менее полуширины суммарной диаграммы направленности антенны БРЛС.
Для получения РЛИ местности, близкой к направлению полета, применяют картографирование реальным лучом антенны БРЛС. Полученное реальным лучом изображение объединяют с парциальными кадрами РЛИ, сформированными с синтезированием апертуры. Этот способ, описанный в (M.Skolnik, Radar Handbook, th.ed., McGrow-Hill, 2008,pp.5.34-5.35,fig.5.32), наиболее близок к предлагаемому техническому решению.
В этом способе идентично с аналогом изображение получают в виде парциальных кадров РЛИ, каждый из которых получен излучением когерентного импульсного зондирующего сигнала, облучением суммарной диаграммой направленности антенны РЛС соответствующего парциального участка картографируемой поверхности, приемом отраженных сигналов, аналого-цифровым преобразованием принятых сигналов и цифровой обработкой полученных данных. Однако для участка поверхности, расположенного по направлению полета, выполняется обработка сигналов, применяемая при картографировании реальным лучом, а не синтезированной апертурой.
Недостатком примененного в прототипе способа является существенное ухудшение (вплоть до полного отсутствия) азимутального разрешения элементов РЛИ, расположенных в картографируемой реальным лучом зоне, по сравнению с элементами, расположенными вне этой зоны. Дополнительным недостатком прототипа является отличие контрастности РЛИ вблизи курса носителя относительно части изображения, полученной с синтезированием апертуры.
Поэтому требуется разработка процедуры формирования РЛИ участков поверхности, близких к направлению полета летательного аппарата-носителя БРЛС, устраняющей существенное отличие их азимутального разрешения и контрастности в сравнении с РЛИ парциальных кадров, сформированных с помощью синтезирования апертуры.
Техническим результатом предлагаемого «Способа формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой РЛС, установленной на движущемся летательном аппарате» является повышение азимутального разрешения и контрастности парциального кадра РЛИ участка поверхности, близкого к направлению полета летательного аппарата, до соответствующих характеристик парциальных кадров участков поверхности, отдаленных от направления полета.
Сущность предлагаемого способа состоит в объединении парциальных кадров РЛИ, каждый из которых получен посредством излучения когерентного импульсного зондирующего сигнала, облучения суммарной диаграммой направленности (ДН) антенны РЛС соответствующего парциального участка картографируемой поверхности, приема отраженных сигналов, аналого-цифрового преобразования принятых сигналов и цифровой обработки полученных данных.
Новым в предлагаемом способе является то, что, в отличие от прототипа, для формирования РЛИ областей поверхности, близких к курсу полета самолета, применяется синтезирование апертуры, а не картографирование реальным лучом. При этом для устранения неоднозначности доплеровской частоты сигналов, отраженных от областей поверхности, расположенных слева и справа от вектора путевой скорости носителя БРЛС, в заявляемом способе дополнительно применяются прием отраженных сигналов разностной азимутальной диаграммой направленности антенны и двухканальная моноимпульсная обработка отраженных сигналов.
На фиг.1 приведен пример формирования радиолокационного изображения по техническому решению, принятому в прототипе.
На фиг.2 приведен пример формирования радиолокационного изображения такой же зоны обзора по заявляемому способу.
На фиг.3а и 3б показано расположение на частотной оси спектров отражений от участков поверхности, расположенных справа и слева от направления полета, соответственно, до и после моноимпульсной обработки. Здесь же показано расположение на частотной оси фильтров, формируемых при обработке сигнала.
На фиг.4а приведено радиолокационное изображение находящейся по курсу полета аэродромной зоны, полученное путем математического моделирования заявляемого способа.
На фиг.4б - РЛИ той же зоны, полученное путем моделирования картографирования реальным лучом, примененного в прототипе.
Формирование РЛИ в азимутальном секторе, центр которого совпадает с направлением полета, в заявляемом способе происходит следующим образом. Антенна, имеющая суммарную и разностную азимутальную диаграммы направленности, устанавливает азимут центра ДН по направлению полета летательного аппарата - носителя БРЛС и облучает суммарной ДН участок поверхности, расположенный по направлению полета, импульсным когерентным сигналом в течение интервала синтезирования. После излучения каждого радиоимпульса антенна принимает отраженные от поверхности сигналы по суммарной и разностной азимутальной диаграммам направленности.
Принятые суммарным и разностным азимутальным каналами сигналы подвергаются аналого-цифровому преобразованию, формирующему комплексные массивы данных AΣ(n,m) и АΔ(n,m), соответственно. Здесь: n - номер элемента (строба) дальности, n=1..N, N - общее число стробов;, m - номер отсчета (периода повторения импульсного зондирующего сигнала), m=1..М, М - число периодов повторения зондирующего сигнала в интервале синтезирования.
Массивы комплексных данных АΣ(n,m) и АΔ(n,m) подвергаются обработке, состоящей из последовательного выполнения:
цифрового гетеродинирования, т.е. умножения n-ых отсчетов массивов АΣ(n,m) и АΔ(n,m) на фазовый множитель еj2πfdnTп , где fd -доплеровская частота сигнала, отраженного от поверхности, расположенной по вектору скорости носителя, Тп - период повторения зондирующего сигнала;
спектрального анализа с получением в каждом стробе дальности комплексных величин сигналов суммарного и разностного азимутального каналов АΣ(n,j) и АΔ(n,j)=-М/2..М/2 в гребенке из М фильтров (см. фиг.3а);
моноимпульсного формирования (см. фиг..3б) амплитуд сигналов в фильтрах для левой (j=-1…-М/2) части изображения в соответствии с выражением
и правой (j=l…M/2) части изображения в соответствии с выражением:
Здесь: A(n,j) - амплитуда РЛИ n - го строба в j-ом элементе азимутального разрешения; АΣ(n,j) и АΔ(n,j - комплексные величины сигнала n - го строба в j-ом фильтре для суммарного и разностного азимутального каналов, соответственно, GΣ(θj) и GΔ(θj) - величины суммарной и разностной азимутальной ДНА для азимутального положения θj, соответствующего j-му фильтру, согласно выражению (λ - длина волны зондирующего сигнала, V - путевая скорость, Тс - время синтезирования).
Сравнение изображений, полученных заявляемым способом (фиг.4а) и прототипом (фиг.4б), показывает существенное повышение азимутальной разрешающей способности и подтверждает возможность получения заявленным способом детального РЛИ местности, расположенной по направлению полета.
Claims (1)
- Способ формирования изображения поверхности бортовой радиолокационной станцией, установленной на движущемся летательном аппарате, основанный на объединении радиолокационных изображений разнесенных по азимуту парциальных кадров, каждое из которых получено излучением когерентного импульсного зондирующего сигнала, облучением суммарной диаграммой направленности антенны РЛС соответствующего парциального участка картографируемой поверхности, приемом отраженных сигналов, аналого-цифрового преобразованием принятых сигналов и цифровой обработкой полученных данных, отличающийся тем, что формирование изображения поверхности, находящейся по направлению полета летательного аппарата, производится при помощи синтезирования апертуры, при этом азимут центра диаграммы направленности выставляется по направлению полета, дополнительно производится прием отраженных от поверхности сигналов по разностной азимутальной диаграмме направленности антенны и выполняются цифровое гетеродинирование, доплеровская фильтрация в гребенке фильтров и моноимпульсная обработка сигналов, принятых по суммарной и разностной азимутальной диаграммам направленности антенны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116675/07A RU2528169C1 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116675/07A RU2528169C1 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2528169C1 true RU2528169C1 (ru) | 2014-09-10 |
Family
ID=51540266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013116675/07A RU2528169C1 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528169C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619771C1 (ru) * | 2016-02-08 | 2017-05-18 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" | Устройство формирования радиолокационного изображения в радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны |
RU2632898C1 (ru) * | 2016-02-08 | 2017-10-11 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" | Способ формирования радиолокационного изображения в радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны |
RU2703996C2 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Способ локации целей в передних зонах обзора бортовых радиолокационных станций двухпозиционной радиолокационной системы |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2192021C2 (ru) * | 2000-12-06 | 2002-10-27 | Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" | Способ обработки радиолокационного сигнала |
RU2299448C2 (ru) * | 2005-07-26 | 2007-05-20 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Способ получения трехмерного изображения поверхности по данным бортовой импульсно-доплеровской рлс маловысотного полета |
RU2373552C1 (ru) * | 2008-04-14 | 2009-11-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Способ формирования радиолокационного изображения в бортовых системах радиовидения |
JP2010008272A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Maspro Denkoh Corp | ミリ波撮像装置 |
RU2379705C2 (ru) * | 2008-03-17 | 2010-01-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Способ двухэтапного восстановления изображений в многоканальных радиолокационных и радиотеплолокационных станциях |
EP1954920B1 (en) * | 2005-09-28 | 2011-11-23 | Honeywell International Inc. | System for identifying high-quality phase angle measurements in an interferometric radar system |
JP5106104B2 (ja) * | 2004-05-05 | 2012-12-26 | レイセオン カンパニー | インパルス無線周波数信号による3次元画像の生成 |
US8362946B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-01-29 | Trex Enterprises Corp. | Millimeter wave surface imaging radar system |
-
2013
- 2013-04-11 RU RU2013116675/07A patent/RU2528169C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2192021C2 (ru) * | 2000-12-06 | 2002-10-27 | Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" | Способ обработки радиолокационного сигнала |
JP5106104B2 (ja) * | 2004-05-05 | 2012-12-26 | レイセオン カンパニー | インパルス無線周波数信号による3次元画像の生成 |
RU2299448C2 (ru) * | 2005-07-26 | 2007-05-20 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Способ получения трехмерного изображения поверхности по данным бортовой импульсно-доплеровской рлс маловысотного полета |
EP1954920B1 (en) * | 2005-09-28 | 2011-11-23 | Honeywell International Inc. | System for identifying high-quality phase angle measurements in an interferometric radar system |
RU2379705C2 (ru) * | 2008-03-17 | 2010-01-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Способ двухэтапного восстановления изображений в многоканальных радиолокационных и радиотеплолокационных станциях |
RU2373552C1 (ru) * | 2008-04-14 | 2009-11-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Способ формирования радиолокационного изображения в бортовых системах радиовидения |
JP2010008272A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Maspro Denkoh Corp | ミリ波撮像装置 |
US8362946B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-01-29 | Trex Enterprises Corp. | Millimeter wave surface imaging radar system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АНТИПОВ В.Н. и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны. Москва, Советское радио, 1988, гл.2. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619771C1 (ru) * | 2016-02-08 | 2017-05-18 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" | Устройство формирования радиолокационного изображения в радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны |
RU2632898C1 (ru) * | 2016-02-08 | 2017-10-11 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" | Способ формирования радиолокационного изображения в радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны |
RU2703996C2 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Способ локации целей в передних зонах обзора бортовых радиолокационных станций двухпозиционной радиолокационной системы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3039447B1 (en) | Radar system and associated apparatus and methods | |
Walterscheid et al. | Bistatic SAR experiments with PAMIR and TerraSAR-X—setup, processing, and image results | |
Wu et al. | Translational motion compensation in ISAR image processing | |
Malanowski et al. | Detection of moving targets with continuous-wave noise radar: theory and measurements | |
Gogineni et al. | Bed topography of Jakobshavn Isbræ, Greenland, and Byrd Glacier, Antarctica | |
US8159384B2 (en) | Method for examining an ice region or dry region using radar echo sounding | |
Xie et al. | High-efficiency and high-precision reconstruction strategy for P-band ultra-wideband bistatic synthetic aperture radar raw data including motion errors | |
Samczyński et al. | Trial results on bistatic passive radar using non-cooperative pulse radar as illuminator of opportunity | |
RU2528169C1 (ru) | Способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате | |
Samczynski et al. | Passive SAR imaging using a satellite pulsed radar as an illuminator of opportunity | |
Sletten et al. | Maritime signature correction with the NRL multichannel SAR | |
Bueso-Bello et al. | First characterization and performance evaluation of bistatic TanDEM-X experimental products | |
CN114114249A (zh) | 一种全向覆盖多波束探测雷达系统 | |
RU2402034C1 (ru) | Радиолокационный способ определения углового положения цели и устройство для его реализации | |
Le Chevalier | Space-time transmission and coding for airborne radars | |
Lazarov et al. | Bistatic SAR/GISAR/FISAR geometry, signal models and imaging algorithms | |
RU2614041C1 (ru) | Способ формирования изображения земной поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны | |
Nguyen et al. | Second order motion compensation for squinted spotlight synthetic aperture radar | |
CN115015925A (zh) | 基于改进匹配追踪的机载阵列雷达超分辨前视成像方法及装置 | |
RU2309425C2 (ru) | Способ калибровки радиопеленгатора-дальномера | |
Ponce et al. | Multiple-input multiple-output circular SAR | |
Kubica | Opportunistic radar imaging using a multichannel receiver | |
Fabrizio et al. | Passive radar in the high frequency band | |
Tran et al. | An experimental study of radar tomographic imaging in a multi-bistatic scenario | |
RU2510708C1 (ru) | Способ пеленгации источника радиоизлучения |