RU2680860C1 - Способ пассивного определения координат источников гидроакустического излучения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в пассивной гидролокации, а также в атмосферной акустике и пассивной радиолокации. Предложен способ пассивного определения координат источников гидроакустического излучения, содержащий прием сигналов М≥3 антеннами, предварительную обработку принятых сигналов, включающую синхронную дискретизацию, цифровое преобразование и преобразование Фурье (ПФ), индикацию в координатной сетке (КС) «направление-дальность», вычисление для каждой pq-й ячейки КС попарных разностей времен распространения сигнала. В соответствии с предложенным способом на каждой из М антенн формируют вееры направленных каналов (НК) и для каждого направления αна каждой частоте ƒмассивов ПФ определяют треугольную таблицуиз (М-М)/2 значений оценки попарных ВСПМ выходных сигналов X=[x] каждой m-й антенны с выходными сигналами каждой n-й антенны с временным накоплением оценок ВСПМ. Полученную треугольную таблицупреобразуют в матрицу G(ƒ)=[g(ƒ)] размерности М×М и применяют преобразование обращения. После чего суммируют по m, n в [р, q]-х узлах КС элементы обращенной матрицы [b(ƒ)] с умножением на коэффициент компенсации временных задержек ехр(-jƒτ(α, D)), суммируют по частоте ƒв пределах частотного диапазона приема ƒ, ƒс заданной частотной характеристикой h(ƒ) и индицируют в координатной сетке «направление-дальность» (α/D), а координаты источников излучения определяют по положению максимумов индикаторных значений на координатных шкалах КС. Предлагаемый способ позволяет уменьшить искажение и увеличить точность определения координат и разрешения по направлению и дальности нескольких источников излучения в заданном секторе наблюдения (α, α) на экране индикатора, а также уменьшить искажение их сигнальных отметок на индикаторе. 8 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в пассивной гидролокации, а также в атмосферной акустике и пассивной радиолокации.

Методы определения координат источника гидроакустического излучения по кривизне волнового фронта поля с использованием разнесенных в пространстве приемников основаны на оценке разности времен прихода сигнала со сферическим или цилиндрическим волновым фронтом от источника излучения к нескольким М приемникам или направленным антеннам с известным расположением их в пространстве. При наличии в секторе наблюдения других источников излучения имеет место взаимное искажение их поля, которое приводит к искажению откликов приемной системы, снижению индикаторного отношения сигнал/помеха и смещению оценок координат и дальности действия устройства обзора и определения координат. Известны адаптивные способы уменьшения взаимного влияния полей источников при обнаружении и определении направлений на них в случае, когда фрагмент поверхности поля в пределах апертуры приемной антенны можно считать плоским.

Известен способ определения направления α на объект [1, с. 255] с использованием антенной решетки из М приемных элементов в плосковолновой зоне поля источника, на выходах которых имеет место смесь полезного сигнала и некоррелированной с ним помехи C₁=C_m+П_mj, в том числе J локальных помех. Метод приема основан на формировании веера характеристик направленности (ФХН) в окрестностях направлении приема («очищаемого» направления) и в направлении на мешающий источник, оценке суммарного помехового сигнала в очищаемом направлении от локальных помех с других направлений α_j и вычитании его из процесса на выходе обычного устройства ФХН.

Преимуществом этого способа является повышение отношения сигнал/помеха слабого источника на выходе ФХН и точности определения направления на него на фоне распределенной помехи и мешающих локальных источников. Недостатком этого способа является то, что он предназначен для определения только направления, при плосковолновом фронте сигналов. Способ не предусматривает функцию обзора в секторе направлений и интервале дистанций. Определение этим способом всех координат, в том числе дальности до источника в пределах зоны Френеля его поля, невозможно.

Известен способ [2, с. 85] оптимального обнаружения плосковолновых сигналов с антенной решеткой (АР) из М элементов, основанный на объединении приемных элементов АР в группы (подрешетки), обработки вектора измерений X в частотной области с выходов устройств формирования характеристик направленности (ФХН) таких групп многомерным фильтром пространственно-временного спектра помехи (ПВФ), квадрировании и интегрировании. Модификацией этого способа является обработка информации с выходов сформированных пространственных каналов АР - выходов устройств ФХН. Метод оптимальной обработки по этому способу заключается в следующем [2, с. 85]: предполагают, что матрица ВСПМ N_0ƒ распределенной (фоновой) помехи на выходах приемной системы (ПС) известна или оценивается каким-либо образом в процессе приема и тогда на каждой частоте преобразования Фурье (ПФ) выходных сигналов элементов ПС (или ФХН антенн ПС) определяют произведение вектора измерений

на матрицу, обратную матрице ВСПМ

и на вектор L_sƒ компенсации времен прихода сигнала к элементам, или ФХН антенн ПС с направления искомого сигнала α_s. Параллельно оценивают произведение вектора измерений

на вектор компенсации L_pƒ с направления локальной помехи α_р и вычитают из предыдущего произведения. Результат этой разности возводят в квадрат и суммируют по частоте с умножением на h_sƒ - оптимальную характеристику частотного фильтра для искомого сигнала.

Недостатки этого способа: способ сформулирован для определения оптимального отклика одного («полезного») плосковолнового сигнала в направлении его прихода, не предусматривает обзора в поле наблюдения с определением координат видимых источников излучения, требует предварительного определения уровней и направлений на мешающие источники помех. Другие недостатки те же, что в предыдущем аналоге.

По количеству общих признаков наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ пассивного определения координат источников излучения по патенту [3], содержащий прием сигналов широкоапертурной приемной системой (ПС) из М≥3 антенн, расположенных в пространстве известным образом, в зоне Френеля источников. Этот способ обеспечивает визуальное отображение откликов ПС на поле источников излучения на экране индикатора с координатной сеткой «направление/дальность» размером P×Q узлов в виде сигнальных отметок (СО), путем определения (М²-М)/2 попарных взаимно - корреляционных функций (ПВКФ) C_mn(τ) сигналов каждой m-й антенны с сигналом каждой другой n-й антенны и суммирования значений C_mn(τ), считанных в точках τ=τ_mn(p,q) в каждом (α_p/D_q)-ом узле координатной сетки. По помехоустойчивости этот способ обработки эквивалентен оптимальному методу при изотропной помехе с квадрированием и интегрированием. Значения компенсационных задержек τ_mn(p,q) в pq-x узлах координатной сетки (КС) рассчитываются заранее по формулам тригонометрии при задании оператором границ сектора обзора и параметров КС индикатора (α_min≤α_р≤α_max, δ_α, D_min≤D_q≤D_max, δ_D) при известных координатах центров антенн ПС

.

Преимущество этого способа в том, что он использует обработку М-канальной широкоапертурной ПС в ближней зоне поля излучения источников (в зоне Френеля), обеспечивая визуальное наблюдение источников излучения в виде их СО на двухкоординатном поле индикатора «направление/дальность», с прямым определением их координат по положению максимума СО на его шкалах. Недостатком этого способа является взаимные искажения СО источников излучения, приводящее к смещению оценок координат и уменьшению индикаторного отношения сигнал/помеха при наличии других источников в секторе обзора и даже за его пределами.

Задачей изобретения является повышение надежности обнаружения СО слабого источника на фоне мешающих локальных источников и точности их расположения в поле наблюдения непосредственно в координатах «направление-дальность» (α, D) в заданном секторе направлений и интервале дальностей с высокой разрешающей способностью.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является обеспечение визуального наблюдения и определения координат нескольких источников излучения в заданном секторе наблюдения (α_min, α_max) на экране индикатора, уменьшение искажений их СО и увеличение точности определения координат и разрешения по направлению и дальности путем увеличения остроты главных максимумов СО.

Для обеспечения указанного технического результата в «способ пассивного определения координат источников излучения», содержащий прием сигналов М≥3 антеннами, расположенными в пространстве известным образом, предварительную обработку принятых сигналов, включающую синхронную дискретизацию, цифровое преобразование и циклическое преобразование Фурье (ПФ), индикацию в координатной сетке (КС) «направление-дальность» (α_p/D_q), содержащей P×Q ячеек суммирования и частотного и временного накопления индикаторной таблицы на заданном временном интервале Т_н, вычисление для каждой pq-ой ячейки КС попарных разностей времен распространения сигнала τ_mn(pq) к каждой m-й антенне и каждой другой n-й антенне из pq-ой точки поля наблюдения с координатами pq-ой ячейки КС (как если бы источник находился в этой точке) введены новые признаки, а именно:

на каждой из М антенн идентично формируют вееры направленных каналов (НК), оси характеристик направленности (ХН) которых ориентированы в направлениях α_нкi в заданном секторе наблюдения α_min≤α_нкi≤α_max, с заданным интервалом Δ_α. Для каждого направления α_HКi на каждой частоте ƒ_k массивов ПФ определяют треугольную (для сокращения вычислительных затрат) таблицу оценок попарных ВСПМ

из (М²-М)/2 значений выходных сигналов однонаправленных НК_i каждой m-ой антенны с выходными сигналами НК_i каждой n-й антенны, при m, n=1…М, но m<n,. Выполняют

накопление оценок ВСПМ по циклам ПФ, отдельно их вещественных и мнимых частей в пределах заданного времени первичного накопления Т_н1. Каждую треугольную таблицу измерений

с накопленными ее элементами

преобразуют в квадратную таблицу G_i(ƒ_k)_M,M=[g_mni(ƒ_k)]_M,M размерности М×М следующим образом: ячейки правого верхнего треугольника таблицы G_i(ƒ_k) заполняют элементами таблицы

, ячейки нижнего левого треугольника заполняют сопряженными значениями:

, а диагональные элементы g_mni(ƒ_k) равны квадратам модуля выходных сигналов одноименных НК_i-ых каналов m-х антенн:

. Затем к полученным квадратным таблицам измерений G_i(ƒ_k) применяют известное преобразование «обращения матриц» [4, с. 393]:

(ƒ_k)=[g_mni(ƒ_k)]^-1=[b_mni(ƒ_k)]=B_mni(ƒ_k). Далее организуют индикаторную таблицу Z(α, D)=[z(α_p, D_q)]=[z_pq] размерности P×Q, выводимую на экран индикатора. Для этого в [р, q]-x узлах КС суммируют элементы [b_mni(ƒ_k)] по m, n с умножением на коэффициент компенсации попарных взаимных временных задержек τ_mn(pq):

(вычисленных ранее при назначении параметров КС), и результаты этого суммирования суммируют по частоте ƒ_k в пределах частотного диапазона приема ƒ_kн, ƒ_kв с заданной частотной характеристикой h(ƒ_k) (например, эккартовской [2, с. 76-79]):

и дополнительно накапливают во времени Т_н2, после чего индицируют весь массив Z в координатной сетке «направление-дальность» (α_p/D_q), а координаты источников излучения определяют по положению максимумов индикаторных значений Z_pq на координатных шкалах КС.

Новизна предлагаемого решения заключается в том, что на каждой из М антенн широкоапертурной ПС формируют вееры направленных каналов в заданном секторе обзора, в обработку выходных сигналов которых введены операции приближенной пространственно-временной фильтрации (ПВФ) следующим образом. Известный из плосковолновой акустики оптимальный метод обработки при определении одной координаты - направлениея α можно представить как [2, с. 47]:

где первый сумматор представляет накопление по времени на интервале Т, включающем заданное число циклов ПФ, а второй сумматор интегрирует результаты обработки на частотах ƒ_kн÷ƒ_kв на t-том цикле ПФ, Х_{1 ƒk} - ƒ_k-й вектор измерений с выходов сумматоров М антенн ПС, G_ƒk - матрица (в общем случае неизвестная) размерности М×М взаимных спектральных плотностей мощности (ВСПМ) суммарной составляющей шума и локальных помех на выходах элементов ПС, без сигнала искомого источника, для чего на практике применяют приближенные методы измерения G_ƒk, L_ƒk - вектор коэффициентов, компенсирующих в частотной области времена прихода сигнала к центрам антенн ПС, т.е. формирующих ХН для заданного направления α_s - как в аналоге [2], или фокусирующих в точку α_p, D_q, - как в аналоге-прототипе [3]. Выражение (1) можно представить эквивалентным образом как:

где C_tƒk - оценка ВСПМ текущего векторного суммарного процесса с выходов элементов АР на частоте ƒ_k с осреднением этой оценки на интервале Т. Если уровень полезного (искомого) сигнала мал, а уровни когерентных составляющих локальных помех больше фонового шума, что для практики является наиболее актуальной ситуацией, и время накопления Т достаточно велико, то оценку матрицы ВСПМ выходного векторного процесса C_tƒk можно приближенно считать равной матрице составляющей шума и локальных помех, т.е. C_tƒk≈C_tƒk (сравните: [2, с. 171]) и тогда способ обработки информации с учетом (2) при осреднении за время Г и на интервале частот (ƒ_kн÷ƒ_kв) примет простой вид:

где В_ƒk - матрица М×М, обратная оценке ВСПМ суммарного процесса с выходов элементов АР С_ƒk:

, m,n=1,…, М, - номера элементов ПС. В выражении (3) приближенно, но компактно объединяются процедуры оптимальной обработки выражения (1):

- ПВФ, использованием (

),

- фокусировки, умножением на L_ƒk (α_р, D_q),

- квадрирования, - (|*|²) и

- временного и частотного интегрирования

.

Выражение в круглых скобках в (3) соответствует суммированию по m и по n (m,n=1,…, М) элементов B_ƒk=[b_mnk] с умножением на коэффициент компенсации разности времен прихода сигнала к центрам m-ой и n-ой антенн ПС (фокусировки): ехр(-j2πƒτ_mn(α, D, r_m, r_n)).

С точки зрения физики ПВФ принятого векторного процесса X_tƒk в виде B_ƒk=

=[b_mnk] с одной стороны обеспечивает подавление всех источников излучения (в том числе и «полезного» сигнала, ожидаемого в точке, соответствующей узлу КС (α_p, D_q), с другой стороны, благодаря фокусировке L_ƒk (α_р, D_q) сигнал источника, если он находится в этой точке, становится видимым, а его максимум СО, благодаря ПВФ соседних направлений, существенно обостряется по сравнению с традиционной обработкой, тем самым обеспечивая повышение точности определения координат и разрешающей способности как по направлению, так и по дальности.

Таким образом, предлагаемый метод включает следующие действия: ФХН антенн или других элементов ПС, оценку таблицы ВСПМ текущего векторного суммарного процесса X_tƒk с выходов однонаправленных элементов ПС на частотах ƒ_k ПФ, осреднение этой таблицы на интервале Т_н1, преобразование вида «обращение матрицы» и суммирование в узлах КС элементов обращенной таблицы по m и n с умножением на коэффициенты компенсации разности времен прихода

полезного сигнала с направления α на его источник к m,n-ыи элементам ПС с координатами

,

. Затем производят суммирование по частоте ƒ_k. После чего индицируют весь массив Z_pq в координатной сетке «направление-дальность» (α_p/D_q), а координаты источников излучения определяют по положению максимумов индикаторных значений Z_pq на координатных шкалах КС. Примечание: выбор НК_i при суммировании в ячейках массива Z_pq предполагает условие: α_р≈α_i, в пределах ширины ХН НК_i, например, на уровне 0.7, 0.8, …, по заданию разработчика.

Введение новых признаков обеспечивает визуальное наблюдение СО источников излучения в поле наблюдения на экране индикатора «направление/дальность» с минимальными искажениями и потерями помехоустойчивости, повышение точности определения координат и разрешения по направлению и дальности всех наблюдаемых источников благодаря двум факторам адаптивного воздействия на форму СО каждого источника излучения в поле индикаторного наблюдения, а именно: обострение главного максимума СО, повышающего отношение индикаторного отношения сигнал/помеха по обоим координатам, точность и разрешающую способность и уменьшение боковых лепестков СО, интерференция которых приводит к взаимному непредсказуемому смещению оценок координат обеих (или большего количества) источников в поле наблюдения. Повышение помехоустойчивости до оптимальной здесь обеспечивается суммированием в каждой pq-й точке координатной сетки значений всех ВСПМ элементов приемной системы.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-8, где фиг. 1 - Схема устройства пассивного определения координат источников гидроакустического излучения, фиг. 2 - Фрагмент схемы фиг. 1 с блоками 1-3, фиг. 3 - Фрагмент схемы фиг. 1 с блоками 4-7, фиг. 4, 5 - Рельеф индикаторной таблицы в аксонометрии в секторе [-3°÷1.5°; 1÷10 км] при наблюдении двух источников с координатами: [-2°, 6 км] и [0°, 2.5 км] при использовании способа - прототипа (фиг. 4) и предлагаемого способа (фиг. 5), фиг. 6, 7 - индикаторные картины и сечения СО по α и по D, проходящие через максимумы СО, при обработке по способу - прототипу (фиг. 6) и предлагаемому способу (фиг. 7), на фиг. 8, для численного сравнения, показаны сечения СО по D прототипа и предлагаемого способа при α=α_max, т.е через направления максимумов СО соответствующих источников.

На фиг. 1÷3 показаны: 1 - блок ПС, приемная система из М антенн, по N_n приемников каждая, 2 - блок предварительной обработки БПО из М модулей ПО 2.1 - 2.М, 3 - блок формирования вееров ХН из М модулей ФХН 3.1 - 3.М, 4 - блок измерения попарных ВСПМ однонаправленных каналов антенн из (М2-М)/2 модулей C_mni(ƒ_k), m,n=1, …, М при m<n; 5 - интеграторы оценок ВСПМ; 6 - формирование квадратных таблиц ВСПМ G(ƒ_k)|_M×M, 7 - блок преобразования обращения таблиц ВСПМ из модулей 7.1 - 7.I - программируемых процессоров; 8 - блок сумматоров, 9 - вычислитель попарных взаимных временных задержек τ_mn(pq), программируемый процессор, 10 - интеграторы 2, 11 - пульт управления ПУ, 12 - индикатор.

На фиг. 4-8 на наглядном примере моделирования ситуации наблюдения двух источников показаны преимущества предлагаемого способа по сравнению со способом-прототипом. В модели на фиг. 4÷8 использована приемная система из пяти антенн, расположенных линейно с расстоянием между центрами 15 м. Полоса сигнала Δ_ƒ=2-10 кГц, сектор направлений α=(-3°÷1.5°) в интервале дальностей D=(1.0÷10) км. Уровень изотропной помехи Р₀=1, уровень сигналов P_s=5. Координаты источников: [-2°, 6 км] и [0°, 2.5 км].

На фиг. 4÷8 показаны: 13 - СО источника с координатами [-2°, 6 км]; 14 - СО источника с координатами [0°, 2.5 км]; 15 - фоновое суммарное поле изотропной помехи и боковых лепестков СО источников; 16 - сечение по дальности D СО источника [-2°, 6 км] при α=α_max; 17 - сечение по дальности D СО источника [0°, 2.5 км] при α=α_max; 18 - сечение по направлению α СО источника [-2°, 6 км] при D=D_max; 19 - сечение по направлению α СО источника [0°, 2.5 км] при D=D_max; 20, 21, 22, 23 - аналогично фиг. 6, 24 - средний уровень фонового суммарного поля помехи 15 в сечении 18, 19 по способу - прототипу, 25 - средний уровень фонового суммарного поля помехи 15 в сечении 22, 23 по предлагаемому способу.

Действие предлагаемого способа пассивного определения координат источников гидроакустического излучения удобно показать на примере работы устройства, схема которого показана на фиг. 1.

Приемная система ПС (блок 1) из М антенн по N_n элементов каждая принимает акустические сигналы, содержащие шумы моря (изотропный шум) и сигналы локальных источников излучения и преобразует их в электрические сигналы ξ_ml(t). В блоке 2 сигналы проходят первичную синхронную обработку ПО: усиление, первичную частотную фильтрацию, цифровое преобразование, ограничение полосы частот, циклическое преобразование Фурье с заданным интервалом Т_ПФ в результате которого на выходах блока 2, соединенных с соответствующими входами блока 3, получают сигналы η₁₁(ƒ_k) в частотной области. В блоке 3 на каждой из М антенн формируют веры направленных каналов (НК), оси ХН которых ориентированы в направлениях α_нкi в секторе наблюдения α_min≤α_нкi≤α_max с заданной угловой дискретностью Δ_α, задаваемые из блока управления 11 через блок 9, получая в результате на каждой частоте ПФ, для каждого направления α_нкi свой М-мерный вектор выходных сигналов с сумматоров М антенн [x_mi(ƒ_k)]. В блоке 4 для каждого М-мерного вектора ƒ_k-й частоты i-го направления определяется треугольная (М²-M)/2-мерная таблица значений оценки попарных ВСПМ выходных сигналов однонаправленных НК_i каждой m-ой антенны с выходными сигналами НК, каждой n-й антенны. В блоке 5 значения оценки попарных ВСПМ во всех таблицах осредняют по циклам ПФ в пределах заданного времени накопления Т_н1, задаваемого из ПУ блока 11. Треугольные таблицы, полученные в блоке 5 преобразуют в блоке 6 в М×М-мерные таблицы ВСПМ, после чего к этим таблицам применяют преобразование обращения в блоке 7, содержащем известные программируемые процессоры (модули 7.1 - 7.I). В блоке 8 формируют элементы индикаторной картины. Для этого в ее ячейках ([р, q]-x узлах КС) суммируют по m, n элементы

с умножением на коэффициент компенсации попарных взаимных временных задержек τ_mn(pq), вычисленных в блоке 9: exp(-jƒ_kτ_mni(α_p, D_q)), затем суммируют по частоте ƒ_k в пределах заданного частотного диапазона приема ƒ_kн, ƒ_kв с заданной частотной характеристикой h(ƒ_k) и в блоке 10 накапливают во времени на заданном из блока 11 интервале Т_н2. Результаты суммирования 8 и накопления 10 поступают на индикатор - в блок 12, визуально представляющий изображение поля наблюдения в заданном секторе направлений и интервале дальностей координатной КС индикатора (α_min≤α_р≤α_max, δ_α, D_min≤D_q≤D_max, δ_D) со всеми наблюдаемыми источниками излучения с высокой разрешающей способностью и точностью определения координат.

Работоспособность предлагаемого способа пассивного определения координат подтверждена моделированием и натурной проверкой на записях сигналов, полученных при испытаниях макетов различных ПС в реальных условиях. Количественные результаты моделирования, описанного выше и отраженные в фиг. 4-8 следующие:

- увеличение индикаторного отношения [сигнал]/[среднее значение помехи] в 2.7 раза, что показывает контраст СО на фоне помехи, как это видно из сравнения фиг. 4 и фиг. 5 и соответственно индикаторных картин и сечений СО 16, 17 и 20, 21 соответственно на фиг. 6 и фиг. 7. На фиг. 8 это отношения максимальных уровней графиков СО 16 и 20 к средним уровням помехи 24 и 25 соответственно,

- увеличение индикаторного отношения [приращение сигнала]/[стандартное отклонение помехи] в 3.03 раза (традиционный критерий помехоустойчивости), что видно из сравнения размаха отклонения помехи от ее среднего значения на графиках 18, 19 на фиг. 6 и графиках 22, 23 на фиг. 7.

- обострение главного максимума сечения СО по дальности 20 по сравнению с сечением 16 на фиг. 8 в 12.2 раза, оценивая его количественно по величине производной ∂Z (D, α_max)/∂D в точке максимума CO. Это обострение пропорционально повышению точности оценки D, т.е уменьшению ее флуктуационной погрешности.

Аналогичные результаты по определению направления в данной модели имеют тот же характер, что можно видеть из сравнения графиков 18, 19 на фиг. 6 с графиками 22, 23 на фиг. 7, но подробнее здесь не приводятся, чтобы не перегружать материал, имея в виду также то, что благодаря большому волновому размеру ПС, точность пеленгования в пассивной гидролокации количественно очень высока (сотые и тысячные доли градуса), настолько, что в большинстве обычных для практики применений не актуальна.

Использованные источники

1. Г.С. Малышкин. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Том 1. СПб, ОАО «Концерн «Электроприбор». 2011.

2. В.Г. Гусев. Системы пространственно-временной обработки гидроакустической информации. Ленинград, «Судостроение». 1988.

3. Способ пассивного определения координат источников излучения. Патент №2507531. Россия. ОАО «Концерн «Океанприбор». МПК J01S 3/80. Приоритет 08.11.2012, зарегистрирован 20.02.14 г.

4. Г. Корн и Т. Корн. Справочник по математике.: М. «Наука». 1974 г.

Claims (1)

1. Способ пассивного определения координат источников гидроакустического излучения, содержащий прием сигналов М≥3 антеннами, расположенными в пространстве известным образом, предварительную обработку принятых сигналов, включающую синхронную дискретизацию, цифровое преобразование и преобразование Фурье (ПФ), индикацию в координатной сетке (КС) «направление-дальность» (α_p/D_q), содержащей P×Q ячеек суммирования и частотного и временного накопления индикаторной таблицы на заданном интервале Т_н, вычисление для каждой pq-й ячейки КС попарных разностей времен распространения сигнала к каждой m-й антенне и каждой другой n-й антенне из точки поля наблюдения с координатами pq-й ячейки КС τ_mn(pq), как если бы источник находился в этой точке, отличающийся тем, что на каждой из М антенн идентично формируют вееры направленных каналов (НК), оси характеристик направленности (ХН) которых ориентированы в направлениях α_нкi, в заданном секторе наблюдения α_min≤α_нкi≤α_max, с заданным интервалом Δ_α, для каждого направления α_нкi на каждой частоте ƒ_k массивов ПФ определяют таблицу оценок попарных ВСПМ

   

   из (М²-М)/2 значений выходных сигналов однонаправленных НК_i каждой m-й антенны с выходными сигналами НК_i каждой n-й антенны, при m, n=1…М, но m<n, и выполняют временное накопление оценок ВСПМ по циклам ПФ, отдельно их вещественных и мнимых частей в пределах заданного времени первичного накопления Т_н1, каждую полученную накопленную треугольную таблицу

   

   преобразуют в квадратную таблицу G_i(ƒ_k)=[g_mni(ƒ_k)] размерности М×М путем заполнения ячеек правого верхнего треугольника таблицы G_i(ƒ_k) элементами таблицы

   

   , ячеек нижнего левого треугольника сопряженными значениями:

   

   а диагональные элементы g_mmi(ƒ_k) равны квадратам модуля выходных сигналов одноименных НК_i-х каналов m-x антенн, затем преобразуют каждую таблицу G_i(ƒ_k) методом обращения

   

   , после чего организуют индикаторную таблицу Z(α_p, _Dq)=[z_pq], для чего в [p,q]-x узлах КС суммируют по m, n элементы [b_mni(ƒ_k)] с умножением на коэффициент компенсации попарных взаимных временных задержек exp(-jƒ_kτ_mni(α_p, D_q)), а результаты этого суммирования суммируют по частоте ƒ_k в пределах частотного диапазона приема с нижней и верхней границами ƒ_kн и ƒ_kв соответственно, с заданной частотной характеристикой h(ƒ_k), после чего полученную индикаторную таблицу выводят на экран индикатора в координатной сетке «направление-дальность» (α_p/D_q), а координаты источников излучения определяют по положению максимумов индикаторных значений на координатных шкалах КС.

Images