RU2640406C1 - Method of ground mapping of onboard radar in front review sector - Google Patents

Method of ground mapping of onboard radar in front review sector Download PDF

Info

Publication number
RU2640406C1
RU2640406C1 RU2017108521A RU2017108521A RU2640406C1 RU 2640406 C1 RU2640406 C1 RU 2640406C1 RU 2017108521 A RU2017108521 A RU 2017108521A RU 2017108521 A RU2017108521 A RU 2017108521A RU 2640406 C1 RU2640406 C1 RU 2640406C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
signals
amplitudes
accumulated
array
Prior art date
Application number
RU2017108521A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тамерлан Османович Бекирбаев
Александр Романович Горбай
Юрий Иванович Леонов
Евгений Федорович Толстов
Михаил Иванович Бабокин
Андрей Викторович Пастухов
Александр Вадимович Бурдыло
Дмитрий Сергеевич Лавренюк
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority to RU2017108521A priority Critical patent/RU2640406C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2640406C1 publication Critical patent/RU2640406C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
    • G01S13/9023—SAR image post-processing techniques combined with interferometric techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
    • G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
    • G01S13/5242—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi with means for platform motion or scan motion compensation, e.g. airborne MTI
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
    • G01S13/9029—SAR image post-processing techniques specially adapted for moving target detection within a single SAR image or within multiple SAR images taken at the same time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: signal is coherently emitted and stored in the process of the antenna direction pattern beam scanning near the line of the side-looking airborne radar (SLAR) carrier path, when the antenna direction pattern beam, moving gently, covers the entire front sector, the accumulated signal is signal processed, namely by determining and compensating phase progression, determining the slew rate of signal frequency modulation, allocation of signals, accumulated on the left and right of the line of the side-looking airborne radar carrier path, signal spectral processing, multiplex of signals, accumulated on the left and right of the line of the carrier path, then the same area of Earth surface is again scanned with coherent accumulation of the reflected signal, the reaccumulated signal is processed similar to the first signal, while the allocation of signals with positive and negative slew rates of the frequency modulation is performed together with the compensation of phase difference relative to the first accumulated signal, after processing of both signals the obtained signal amplitude arrays are summed element by element and a radar image is formed from the total array of amplitudes.
EFFECT: increasing the azimuth resolution near the line of the side-looking airborne radar carrier path.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям, устанавливаемым на летательных аппаратах, и предназначено для решения задач картографирования земной поверхности.The invention relates to the field of radar, in particular to radar stations installed on aircraft, and is intended to solve the problems of mapping the earth's surface.

Известен способ картографирования земной поверхности [«Многофункциональные радиолокационные системы» под ред. Б.Г. Татарского, М., Дрофа, 2007 г., стр. 24, 25, 174-195], основанный на излучении и приеме антенной отраженных от земной поверхности сигналов при перемещении (сканировании) луча антенны в заданном секторе углов по азимуту, синтезировании апертуры антенны и формировании радиолокационного изображения поверхности Земли. Синтезирование апертуры антенны позволяет искусственно более чем на порядок обострить луч, используя зависимость доплеровского смещения частоты отраженного сигнала от углового положения отражающего элемента поверхности, что обеспечивает разделение целей, находящихся внутри луча. Однако синтезирование апертуры антенны в зоне углов порядка ±10° в горизонтальной плоскости (по азимуту) относительно строительной оси (курса) летательного аппарата представляет большие сложности из-за незначительной разницы доплеровского смещения частоты отраженного сигнала в передней зоне обзора. Этот недостаток не позволяет произвести картографирование земной поверхности с высоким разрешением в указанной зоне обзора.A known method of mapping the earth's surface ["Multifunctional radar systems", ed. B.G. Tatarsky, M., Drofa, 2007, pp. 24, 25, 174-195], based on the radiation and reception by the antenna of signals reflected from the earth's surface when moving (scanning) the antenna beam in a given sector of angles in azimuth, synthesizing the antenna aperture and the formation of a radar image of the Earth's surface. Synthesizing the antenna aperture allows artificially sharpening the beam by more than an order of magnitude using the dependence of the Doppler frequency shift of the reflected signal on the angular position of the reflecting surface element, which ensures the separation of targets inside the beam. However, the synthesis of the antenna aperture in the zone of angles of the order of ± 10 ° in the horizontal plane (in azimuth) relative to the aircraft construction axis (course) is very difficult due to the insignificant difference in the Doppler frequency shift of the reflected signal in the front viewing area. This drawback does not allow mapping the earth's surface with high resolution in the specified viewing area.

Наиболее близким по технической сущности является «Способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией (БРЛС)» [RU 2529523, опубликовано 27.09.2014, МПК G01S 13/89]. Способ основан на излучении сигналов, приеме антенной отраженных от земной поверхности сигналов и их накоплении при перемещении луча антенны в переднем секторе углов по азимуту, синтезировании апертуры антенны и формировании радиолокационного изображения. При этом излучение и прием отраженного сигнала во всем секторе обзора осуществляется когерентно при сканировании луча вблизи нулевого ракурса, когда реальный луч, плавно перемещаясь, охватывает весь передний сектор, при этом создавая за счет сканирования дополнительное расширение спектра принимаемого сигнала. Затем осуществляют определение фазового набега за период повторения принятого когерентного радиолокационного сигнала, компенсацию фазового набега, формирование двух сигналов из скомпенсированного сигнала с разными знаками крутизны частотной модуляции, выделение сигнала с положительной и отрицательной крутизнами, соответствующим сигналам, принятым справа и слева относительно направления движения летательного аппарата, величины которых пропорциональны азимутальному направлению луча, спектральный анализ полученных сигналов, объединение полученных изображений из двух сигналов в одно радиолокационное изображение.The closest in technical essence is the "Method of mapping the earth's surface with an airborne radar station" [RU 2529523, published 09.27.2014, IPC G01S 13/89]. The method is based on the emission of signals, the reception of signals reflected from the earth's surface by the antenna and their accumulation when moving the antenna beam in the front sector of the angles in azimuth, synthesizing the antenna aperture and forming a radar image. In this case, the radiation and reception of the reflected signal in the entire field of view is coherent when scanning the beam near the zero angle, when the real beam, smoothly moving, covers the entire front sector, while creating an additional expansion of the spectrum of the received signal due to scanning. Then, the phase incursion is determined for the repetition period of the received coherent radar signal, the phase incursion compensation, the formation of two signals from the compensated signal with different signs of the frequency modulation slope, the signal with positive and negative slopes corresponding to the signals received on the right and left relative to the direction of movement of the aircraft , the values of which are proportional to the azimuthal direction of the beam, spectral analysis of the received signals, volume Inonii obtained images of the two signals at the radar image.

Недостатком указанного способа является низкая разрешающая способность по азимуту.The disadvantage of this method is the low resolution in azimuth.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение вероятности распознавания целей на радиолокационном изображении (РЛИ) вблизи линии пути носителя бортовой радиолокационной станции (БРЛС) (азимутальная зона углов ±10°).The technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at increasing the probability of target recognition on a radar image (radar image) near the path line of the carrier of an airborne radar station (azimuthal angle zone ± 10 °).

Техническим результатом предлагаемого способа картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией в переднем секторе обзора является повышение разрешающей способности радиолокационного изображения по азимуту вблизи линии пути носителя БРЛС.The technical result of the proposed method for mapping the earth's surface by an airborne radar station in the front viewing sector is to increase the resolution of the radar image in azimuth near the radar carrier path line.

Сущность изобретения заключается в том, что когерентно излучают и накапливают сигнал в процессе сканирования лучом диаграммы направленности антенны вблизи линии пути носителя радиолокационной станции, когда луч диаграммы направленности антенны, плавно перемещаясь, охватывает весь передний сектор. Затем осуществляют обработку сигнала, заключающуюся в определении фазового набега за период повторения накопленного когерентного сигнала, компенсации фазового набега, определении крутизны частотной модуляции накопленного сигнала, выделении сигналов с положительной и отрицательной крутизнами частотной модуляции, соответствующих сигналам, принятым справа и слева относительно линии пути носителя бортовой радиолокационной станции, спектральном анализе полученных сигналов, объединении полученных спектральным анализом массивов амплитуд из двух сигналов в один массив амплитуд. Затем формируют из массива амплитуд радиолокационное изображение.The essence of the invention lies in the fact that the signal is coherently emitted and accumulated during scanning by the beam of the antenna pattern near the path line of the carrier of the radar station, when the beam of the antenna pattern, moving smoothly, covers the entire front sector. Then, signal processing is carried out, which consists in determining the phase shift for the repetition period of the accumulated coherent signal, compensating for the phase shift, determining the slope of the frequency modulation of the accumulated signal, extracting signals with positive and negative slopes of the frequency modulation corresponding to the signals received on the right and left with respect to the carrier path line radar, spectral analysis of the received signals, combining the arrays of amplitudes obtained by spectral analysis the amplitudes of the two signals into one array amplitudes. Then a radar image is formed from an array of amplitudes.

Новым в заявляемом способе является то, что после объединения полученных спектральным анализом массивов амплитуд из двух сигналов в один массив амплитуд сохраняют массив амплитуд, повторно сканируют тот же участок земной поверхности с когерентным накоплением отраженного сигнала, осуществляют обработку повторно накопленного сигнала, аналогичную обработке первого сигнала, причем выделение сигналов с положительной и отрицательной крутизнами частотной модуляции, соответствующих сигналам, принятым справа и слева относительно линии пути носителя бортовой радиолокационной станции, осуществляют с компенсацией разности фаз относительно первого накопленного сигнала, после обработки обоих сигналов суммируют поэлементно полученные массивы амплитуд сигналов, а радиолокационное изображение формируют из суммарного массива амплитуд.New in the claimed method is that after combining the arrays of amplitudes obtained by spectral analysis from two signals into one array of amplitudes, the array of amplitudes is saved, the same section of the earth’s surface is re-scanned with coherent accumulation of the reflected signal, the re-accumulated signal is processed similar to the first signal, moreover, the selection of signals with positive and negative slopes of the frequency modulation corresponding to the signals received on the right and left relative to the put line and the carrier of the airborne radar station, carry out phase difference compensation relative to the first accumulated signal, after processing both signals, the amplitudes of the signal amplitudes are obtained element-by-element, and the radar image is formed from the total amplitude array.

На Фиг. 1 представлена функциональная схема бортовой радиолокационной станции, осуществляющей способ.In FIG. 1 is a functional diagram of an airborne radar station implementing the method.

На Фиг. 2 приведена блок-схема алгоритма обработки накопленного радиолокационного сигнала.In FIG. 2 shows a block diagram of an algorithm for processing the accumulated radar signal.

На Фиг. 3 приведены графики сигнальных функций точечного отражателя, полученных по способу-прототипу и по заявляемому способу.In FIG. 3 shows graphs of the signal functions of the point reflector obtained by the prototype method and by the claimed method.

Способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией в переднем секторе обзора может быть реализован, например, в бортовой радиолокационной станции в режиме работы воздух-поверхность, состоящей из антенны (1), передатчика (2), приемника (3), процессора управления (4), процессора сигналов (5), индикатора (6). Выход процессора управления (4) соединен с первым входом антенны (1), выход передатчика (2) соединен со вторым входом антенны (1). Выход антенны (1) соединен с входом приемника (3). Выход приемника (3) подключен к входу процессора сигналов (5). Выход процессора сигналов (5) подключен к входу индикатора (6).A method of mapping the earth's surface by an airborne radar station in the forward viewing sector can be implemented, for example, in an airborne radar station in air-surface operation mode consisting of an antenna (1), a transmitter (2), a receiver (3), a control processor (4) , signal processor (5), indicator (6). The output of the control processor (4) is connected to the first input of the antenna (1), the output of the transmitter (2) is connected to the second input of the antenna (1). The output of the antenna (1) is connected to the input of the receiver (3). The output of the receiver (3) is connected to the input of the signal processor (5). The output of the signal processor (5) is connected to the indicator input (6).

Способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией в переднем секторе обзора осуществляется следующим образом.A method of mapping the earth's surface by an airborne radar station in the front viewing sector is as follows.

Режим картографирования запускается летчиком соответствующей командой из процессора управления (4). Процессор управления (4) задает параметры управления антенне (1) для просмотра соответствующей зоны обзора. Луч диаграммы направленности антенны (ДНА) выставляется антенной (1) на одну из границ зоны обзора - пусть это будет правая граница переднего сектора обзора ±10° по азимуту. После установки луч начинает плавно перемещаться справа налево в азимутальной плоскости, проводя сканирование зоны обзора по азимуту. В процессе обзора антенна (1) излучает сформированный передатчиком (2) когерентный радиолокационный сигнал (простые радиоимпульсы, фазокодоманипулированные (ФКМ) или линейно частотно-модулированные (ЛЧМ) сигналы) с периодом повторения, обеспечивающим перекрытие доплеровского диапазона частот, попадающих в зону обзора, и однозначное перекрытие зоны по дальности.The mapping mode is started by the pilot with the appropriate command from the control processor (4). The control processor (4) sets the control parameters of the antenna (1) to view the corresponding field of view. The beam of the antenna pattern (BOTTOM) is set by the antenna (1) to one of the boundaries of the viewing area - let it be the right border of the front viewing sector ± 10 ° in azimuth. After installation, the beam begins to move smoothly from right to left in the azimuthal plane, scanning the viewing area in azimuth. During the survey, the antenna (1) emits a coherent radar signal generated by the transmitter (2) (simple radio pulses, phase-shift keyed (FCM) or linearly frequency-modulated (LFM) signals) with a repetition period that provides overlap of the Doppler range of frequencies falling into the field of view, and unambiguous overlap of the zone in range.

Отраженный от земной поверхности сигнал принимается антенной (1). С выхода антенны (1) сигнал поступает в приемник (3), где осуществляется аналоговая обработка сигнала. Затем принятый сигнал когерентно накапливается в процессоре сигналов (5). Процесс излучения/приема радиолокационного сигнала осуществляется в ходе сканирования лучом ДНА земной поверхности в заданном секторе обзора по закону, заданному процессором управления (4). По завершении сканирования (достижении лучом ДНА левой границы зоны обзора) завершается накопление сигнала в процессоре сигналов (5) и запускается обработка радиолокационного сигнала.The signal reflected from the earth's surface is received by the antenna (1). From the output of the antenna (1), the signal enters the receiver (3), where analog signal processing is performed. Then, the received signal is coherently accumulated in the signal processor (5). The process of radiation / reception of a radar signal is carried out during scanning by the beam of the bottom of the earth's surface in a given sector of the review according to the law specified by the control processor (4). Upon completion of the scan (when the bottom beam reaches the left edge of the field of view), the signal accumulation in the signal processor (5) is completed and the processing of the radar signal is started.

Блок-схема алгоритма обработки сигнала приведена на Фиг. 2. Сигнальная обработка начинается с определения фазового набега за период повторения принятого когерентного радиолокационного сигнала. Далее осуществляют компенсацию рассчитанного фазового набега. Компенсация устраняет набег, вызванный нестабильностью приемного тракта и доплеровским сдвигом частоты принятого сигнала.The block diagram of the signal processing algorithm is shown in FIG. 2. Signal processing begins with determining the phase incursion during the repetition period of the received coherent radar signal. Then carry out the compensation of the calculated phase incursion. Compensation eliminates the raid caused by the instability of the receiving path and the Doppler frequency shift of the received signal.

Принятый сигнал обладает модуляцией по частоте, вызванной движением носителя БРЛС. Определяют значение крутизны этой частотной модуляции сигнала. Крутизна частотной модуляции позволяет разделить принятый сигнал на две составляющих – сигнал, принятый слева от линии пути носителя БРЛС, и сигнал, принятый справа от линии пути носителя БРЛС. Для этого осуществляют гетеродинирование сигнала функцией с положительным значением крутизны и отрицательным значением крутизны. В качестве гетеродинирующей функции можно использовать комплексные функции с квадратичной зависимостью от времени. Гетеродинирование осуществляется комплексной сверткой сигнала и гетеродинирующей функции.The received signal has a frequency modulation caused by the movement of the radar carrier. The slope value of this frequency modulation of the signal is determined. The steepness of the frequency modulation allows you to divide the received signal into two components - the signal received to the left of the path line of the radar carrier, and the signal received to the right of the path line of the radar carrier. For this, the signal is heterodyned by a function with a positive slope value and a negative slope value. Complex functions with a quadratic time dependence can be used as a heterodyning function. Heterodyning is carried out by complex convolution of the signal and heterodyne function.

S1(τ)=s(τ)*exp(jατ2)S 1 (τ) = s (τ) * exp (jατ 2 )

S2(τ)=s(τ)*ехр(-jατ2)S 2 (τ) = s (τ) * exp (-jατ 2 )

где τ - время, j - мнимая единица, α - крутизна частотной модуляции сигнала, s(τ) - сигнал, S1(τ), S2 (τ) - результирующие сигналы.where τ is the time, j is the imaginary unit, α is the slope of the frequency modulation of the signal, s (τ) is the signal, S 1 (τ), S 2 (τ) are the resulting signals.

Гетеродинированием сигнала функцией с положительной крутизной выделяют сигнал S1 (τ), накопленный справа относительно направления движения носителя, а с отрицательной крутизной S2 (τ) - слева. Таким образом из одного массива сигналов выделяют два массива сигналов.Heterodyne signal with a function with a positive slope select signal S 1 (τ), accumulated on the right relative to the direction of movement of the carrier, and with a negative slope S 2 (τ) - on the left. Thus, two signal arrays are distinguished from one signal array.

Далее проводят спектральный анализ выделенных сигналов, например посредством быстрого преобразования Фурье (БПФ). Полученные спектральным анализом массивы амплитуд левой и правой половин объединяют в один массив амплитуд. Массив амплитуд сохраняют в процессоре сигналов (5).Next, a spectral analysis of the extracted signals is carried out, for example, by means of a fast Fourier transform (FFT). The arrays of amplitudes of the left and right halves obtained by spectral analysis are combined into one array of amplitudes. An array of amplitudes is stored in the signal processor (5).

Затем осуществляют повторное сканирование той же самой зоны обзора. Для этого процессор управления (4) выдает команды по корректировке положения луча антенны (1), чтобы скомпенсировать расстояние, которое пролетел самолет за время первого сканирования. Затем аналогично первому сканированию осуществляется повторное сканирование с когерентным накоплением сигнала.Then re-scan the same viewing area. To this end, the control processor (4) issues commands to correct the position of the antenna beam (1) in order to compensate for the distance that the plane traveled during the first scan. Then, similarly to the first scan, re-scanning is carried out with coherent signal accumulation.

Накопленный сигнал подвергают обработке в процессоре сигналов (5). Аналогично первому накопленному сигналу определяют и компенсируют фазовый набег за период повторения, определяют крутизну частотной модуляции сигнала.The accumulated signal is processed in a signal processor (5). Similarly to the first accumulated signal, the phase incursion for the repetition period is determined and compensated, the slope of the frequency modulation of the signal is determined.

Далее осуществляют выделение сигналов, принятых слева и справа относительно линии пути носителя. Для этого гетеродинируют сигнал двумя функциями с положительной и отрицательной крутизнами. Отличие этих функций заключается в компенсации во втором сигнале разности фаз относительно первого накопленного сигнала, вызванной временной задержкой между двумя накоплениями.Next, carry out the selection of signals received on the left and right relative to the path line of the carrier. For this, the signal is heterodyned by two functions with positive and negative slopes. The difference between these functions is the compensation in the second signal of the phase difference relative to the first accumulated signal caused by the time delay between the two accumulations.

S11(τ)=s(τ+Т0)*exp(jα(τ+T0)2),S 11 (τ) = s (τ + T 0 ) * exp (jα (τ + T 0 ) 2 ),

S22(τ)=s(τ+T0)*exp(-jα(τ+T0)2),S 22 (τ) = s (τ + T 0 ) * exp (-jα (τ + T 0 ) 2 ),

где τ - время, j - мнимая единица, α - крутизна частотной модуляции сигнала, s(τ+T0) - сигнал, смещенный на интервал времени Т0, Т0 - интервал времени между сканированиями, S11(τ), S22(τ) - результирующие сигналы.where τ is the time, j is the imaginary unit, α is the slope of the frequency modulation of the signal, s (τ + T 0 ) is the signal shifted by the time interval T 0 , T 0 is the time interval between scans, S 11 (τ), S 22 (τ) are the resulting signals.

Применяемая компенсация приводит по фазе первый и второй накопленные сигналы к одному моменту времени.The applied compensation leads in phase to the first and second accumulated signals at one point in time.

После выделения двух сигналов принятых справа S11(τ) и слева S22(τ) относительно линии пути носителя осуществляют спектральный анализ сигналов и их объединение в один массив амплитуд.After extracting two signals received on the right S 11 (τ) and left S 22 (τ) relative to the path line of the carrier carry out spectral analysis of the signals and their combination into one array of amplitudes.

Далее осуществляют поэлементное суммирование массива амплитуд, сформированного при первом сканировании зоны обзора и сохраненного в процессоре сигналов (5), и массива амплитуд, сформированного при повторном сканировании зоны обзора.Next, element-by-element summation of the array of amplitudes generated during the first scan of the field of view and stored in the signal processor (5) and the array of amplitudes formed during the re-scan of the field of view is carried out.

Суммарный массив амплитуд преобразовывается в радиолокационное изображение, например пересчетом амплитуд в значения яркости, и выводится на индикатор (6) для демонстрации летчику или оператору.The total array of amplitudes is converted into a radar image, for example, by converting the amplitudes into brightness values, and displayed on the indicator (6) for demonstration to the pilot or operator.

На Фиг. 3 показаны графики сигнальных функций точечного отражателя, полученных моделированием по способу-прототипу (1) и по заявляемому способу (2). На графиках видно обужение центрального лепестка сигнальной функции (2) по сравнению с сигнальной функцией прототипа (1).In FIG. 3 shows graphs of the signal functions of a point reflector obtained by modeling by the prototype method (1) and by the claimed method (2). The graphs show the narrowing of the central lobe of the signal function (2) in comparison with the signal function of the prototype (1).

Таким образом за счет суммирования двух когерентных, искусственно приведенных по фазе к одному моменту времени сигналов, достигается повышение разрешающей способности по азимуту по сравнению с прототипом.Thus, due to the summation of two coherent signals artificially reduced in phase to one instant of time, an increase in the azimuth resolution is achieved in comparison with the prototype.

Claims (1)

Способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией в переднем секторе обзора, заключающийся в том, что когерентно излучают и накапливают сигнал в процессе сканирования лучом диаграммы направленности антенны вблизи линии пути носителя радиолокационной станции, когда луч диаграммы направленности антенны, плавно перемещаясь, охватывает весь передний сектор, осуществляют обработку сигнала, заключающуюся в определении фазового набега за период повторения накопленного когерентного сигнала, компенсации фазового набега, определении крутизны частотной модуляции накопленного сигнала, выделении сигналов с положительной и отрицательной крутизнами частотной модуляции, соответствующих сигналам, принятым справа и слева относительно линии пути носителя бортовой радиолокационной станции, спектральном анализе полученных сигналов, объединении полученных спектральным анализом массивов амплитуд из двух сигналов в один массив амплитуд, и формируют из массива амплитуд радиолокационное изображение, отличающийся тем, что после объединения полученных спектральным анализом массивов амплитуд из двух сигналов в один массив амплитуд сохраняют массив амплитуд, повторно сканируют тот же участок земной поверхности с когерентным накоплением отраженного сигнала, осуществляют обработку повторно накопленного сигнала, аналогичную обработке первого сигнала, причем выделение сигналов с положительной и отрицательной крутизнами частотной модуляции, соответствующих сигналам, принятым справа и слева относительно линии пути носителя бортовой радиолокационной станции, осуществляют с компенсацией разности фаз относительно первого накопленного сигнала, после обработки обоих сигналов суммируют поэлементно полученные массивы амплитуд сигналов, а радиолокационное изображение формируют из суммарного массива амплитуд.A method of mapping the earth's surface by an airborne radar station in the forward viewing sector, which consists in coherently emitting and accumulating a signal during scanning by the beam of the antenna pattern near the path line of the carrier of the radar station, when the beam of the antenna pattern, moving smoothly, covers the entire front sector, carry out signal processing, which consists in determining the phase incursion for the repetition period of the accumulated coherent signal, phase compensation the first raid, determining the steepness of the frequency modulation of the accumulated signal, extracting signals with positive and negative steepness of the frequency modulation, corresponding to the signals received on the right and left relative to the path line of the carrier of the airborne radar station, spectral analysis of the received signals, combining the arrays of amplitudes from two signals received by spectral analysis in one array of amplitudes, and form a radar image from the array of amplitudes, characterized in that after combining received spectral analysis of arrays of amplitudes from two signals into one array of amplitudes saves an array of amplitudes, re-scans the same area of the earth's surface with coherent accumulation of the reflected signal, processes the re-accumulated signal, similar to processing the first signal, and the selection of signals with positive and negative slopes of frequency modulation, corresponding to the signals received on the right and left relative to the path line of the carrier of the airborne radar station, carry out compensation phase difference to it relative to the first accumulated signal, after processing the two signals obtained are summed element by element arrays of signal amplitudes, and the radar image is formed from the sum of the amplitudes of the array.
RU2017108521A 2017-03-14 2017-03-14 Method of ground mapping of onboard radar in front review sector RU2640406C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108521A RU2640406C1 (en) 2017-03-14 2017-03-14 Method of ground mapping of onboard radar in front review sector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108521A RU2640406C1 (en) 2017-03-14 2017-03-14 Method of ground mapping of onboard radar in front review sector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2640406C1 true RU2640406C1 (en) 2018-01-09

Family

ID=60965445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108521A RU2640406C1 (en) 2017-03-14 2017-03-14 Method of ground mapping of onboard radar in front review sector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2640406C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703996C2 (en) * 2019-03-26 2019-10-23 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Method of target location in front viewing areas of on-board radar stations of two-position radar system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2260230C1 (en) * 2003-12-26 2005-09-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" Airborne radar antenna
RU2271019C1 (en) * 2004-07-28 2006-02-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Method of compensation of signal phase incursions in onboard radar system and onboard radar system with synthesized aperture of antenna for flying vehicles
WO2011001141A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Radar system
US7999726B2 (en) * 2008-01-11 2011-08-16 Raytheon Company Antenna pointing bias estimation using radar imaging
US8212717B2 (en) * 2006-10-26 2012-07-03 Raytheon Company Radar imaging system and method using second moment spatial variance
RU2529523C1 (en) * 2013-06-26 2014-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Ground mapping method using on-board radar set
RU2596229C1 (en) * 2015-09-21 2016-09-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method for increasing range resolution of radar station

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2260230C1 (en) * 2003-12-26 2005-09-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" Airborne radar antenna
RU2271019C1 (en) * 2004-07-28 2006-02-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Method of compensation of signal phase incursions in onboard radar system and onboard radar system with synthesized aperture of antenna for flying vehicles
US8212717B2 (en) * 2006-10-26 2012-07-03 Raytheon Company Radar imaging system and method using second moment spatial variance
US7999726B2 (en) * 2008-01-11 2011-08-16 Raytheon Company Antenna pointing bias estimation using radar imaging
WO2011001141A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Radar system
RU2529523C1 (en) * 2013-06-26 2014-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Ground mapping method using on-board radar set
RU2596229C1 (en) * 2015-09-21 2016-09-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method for increasing range resolution of radar station

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703996C2 (en) * 2019-03-26 2019-10-23 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Method of target location in front viewing areas of on-board radar stations of two-position radar system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109477892B (en) Vehicle radar for environmental detection
US20150061928A1 (en) Radar with low interception probability
JP5935108B1 (en) Front and side simultaneous monitoring type ground penetrating radar equipment
WO2018194477A1 (en) Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects
RU2496120C2 (en) Multifunctional multirange scalable radar system for aircraft
CN114002673A (en) Satellite-borne passive SAR non-cooperative signal sensing system and multi-dimensional parameter estimation method
RU2526850C2 (en) Method of obtaining radar image of portion of earth's surface and synthetic aperture radar station (versions)
Schirru et al. Advantages of using a C-band Phased Array Feed as a receiver in the Sardinia Radio Telescope for Space Debris monitoring
RU2640406C1 (en) Method of ground mapping of onboard radar in front review sector
RU2315332C1 (en) Radiolocation station
Sun et al. UWB forward imaging radar for an unmanned ground vehicle
RU2709484C1 (en) Method of obtaining three-dimensional image in radar of frontal-view with synthesis of antenna aperture
RU2709623C1 (en) Method of obtaining a three-dimensional image in a side-scan radar with synthesizing an antenna aperture
RU2626012C1 (en) Method of ground mapping by airborne radar
JP5035782B2 (en) Split beam synthetic aperture radar
de Quevedo et al. X-band ubiquitous radar system: First experimental results
US20210132210A1 (en) Radar device
WO2023143828A1 (en) Reducing ambiguities in synthetic aperture radar images
RU2166774C2 (en) Method and gear to form polarization portrait of ground or sea surface in double-frequency radar with synthesized aperture
RU2510685C2 (en) Synthetic-aperture and quasicontinuous radiation radar station
RU2614041C1 (en) Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis
RU2707556C1 (en) Method of determining terrain elevation height of a radar with synthesized antenna aperture
Doerry Introduction to synthetic aperture radar
RU2529523C1 (en) Ground mapping method using on-board radar set
KR101634455B1 (en) Radar using linear frequency modulation signal and noise signal, and method for controlling the same