RU2708078C1 - Direct air target identification method - Google Patents
Direct air target identification method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708078C1 RU2708078C1 RU2018141452A RU2018141452A RU2708078C1 RU 2708078 C1 RU2708078 C1 RU 2708078C1 RU 2018141452 A RU2018141452 A RU 2018141452A RU 2018141452 A RU2018141452 A RU 2018141452A RU 2708078 C1 RU2708078 C1 RU 2708078C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interrogator
- air target
- response
- signals
- probability
- Prior art date
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
- G01S13/02—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
-
- 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
-
- 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
- G01S7/021—Auxiliary means for detecting or identifying radar signals or the like, e.g. radar jamming signals
-
- 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
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/2806—Employing storage or delay devices which preserve the pulse form of the echo signal, e.g. for comparing and combining echoes received during different periods
-
- 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
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/288—Coherent receivers
-
- 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
- G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации воздушных целей.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to create means of identification of air targets.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ идентификации воздушной цели, реализуемый в радиолокационной системе с активным ответом (автономной системе опознавания с активным ответом), основанный на обнаружении с использованием бортовой РЛС воздушной цели, измерении ее угловых координат и дальности до нее , формировании запросчиком радиолокационной системы с активным ответом (РСАО) последовательности кодированных запросных сигналов (совокупности импульсов расположенных на определенных в соот-ветствии с действующим кодом временных позициях) и передаче их в направлении обнаруженной воздушной цели, приеме и обработке запросных сигналов ответчиком РСАО, формировании и передаче ответчиком РСАО последовательности кодированных ответных сигналов (совокупности импульсов расположенных на определенных в соответствии с действующим кодом временных позициях и несущих частотах) на каждый запросный сигнал, приеме запросчиком РСАО импульсов ответных сигналов, формировании запросчиком РСАО оценки идентификационного признака воздушной цели q* по результатам обработки принятых импульсов ответных сигналов, где q* ∈[0,1], q=1 - ответный сигнал воздушной цели соответствует действующему коду, q*=0 - ответный сигнал воздушной цели не соответствует действующему коду (см., например, Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т. 1. РЛС - информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов. / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: «Радиотехника», 2006. - 656 с. С. 623).The closest in technical essence to the claimed method (prototype) is a method for identifying an air target, implemented in a radar system with an active response (autonomous recognition system with an active response), based on the detection using an airborne radar of an air target, measuring its angular coordinates and range to her , the formation by the interrogator of a radar system with an active response (RSAO) of the sequence of encoded interrogation signals (a set of pulses located at temporary positions defined in accordance with the current code) and their transmission in the direction of the detected air target, the reception and processing of interrogation signals by the RSAO transponder, the formation and the transponder of the RSAO transmits a sequence of encoded response signals (a set of pulses located at a time determined in accordance with the current code positions and carrier frequencies) for each interrogation signal, reception by the RSAO interrogator of pulses of response signals, formation by the interrogator of the RSAO of assessing the identification mark of an air target q * based on the processing of the received pulses of the response signals, where q * ∈ [0,1], q = 1 - the response of the air target corresponds to the current code, q * = 0 - the response signal of the air target does not correspond to the current code (see, for example, Radar systems of multifunctional aircraft. T. 1. Radar - the information basis of the combat operations of multifunctional aircraft. Systems and algorithms for primary processing of radar signals. / Ed. A.I. Kanaschenkova and V.I. Merkulova. - M.: "Radio Engineering", 2006. - 656 p. S. 623).
К недостаткам данного способа относится существенное снижение вероятности правильной идентификации воздушной цели при низких отношениях мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика.The disadvantages of this method include a significant reduction in the probability of correct identification of an air target at low ratios of the power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver.
Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильной идентификации воздушной цели при низких отношениях мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика.The technical result of the invention is to increase the probability of correct identification of an air target at low ratios of the power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе идентификации после обнаружения воздушной цели и измерения дальности до нее оценивают ожидаемую среднюю мощность ответного сигнала на входе приемника запросчика, оценивают мощность шума на входе приемника запросчика, оценивают отношение средней мощности ответного сигнала к мощности шума R на входе приемника запросчика, с учетом данного отношения определяют адаптированную вероятность ложной тревоги , при которой обеспечивается минимум вероятности полной ошибки в процессе приема импульсов ответных сигналов, осуществляют прием импульсов ответных сигналов с адаптированной вероятностью ложной тревоги .This result is achieved by the fact that in the known method of identification after detecting an air target and measuring the distance to it, the expected average power of the response signal is estimated at the input of the interrogator receiver, the noise power is estimated at the input of the interrogator receiver, the ratio of the average power of the response signal to the noise power R at the input of the interrogator receiver is estimated, taking into account this ratio, the adapted probability of false alarm is determined at which the minimum probability of a complete error in the process of receiving impulses of response signals is ensured, receive impulses of response signals with an adapted probability of false alarm .
Сущность изобретения заключается в том, что идентификация воздушной цели осуществляется на основе обработки импульсов ответных сигналов, прием которых осуществляется с адаптированной вероятностью ложной тревоги. При этом вероятность ложной тревоги адаптируется под отношение средней мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика, таким образом, чтобы обеспечивать минимум вероятности полной ошибки.The essence of the invention lies in the fact that the identification of an air target is based on the processing of impulses of response signals, the reception of which is carried out with an adapted probability of false alarm. In this case, the probability of a false alarm is adapted to the ratio of the average power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver, so as to ensure a minimum probability of a complete error.
Данный способ включает в себя следующие этапы:This method includes the following steps:
1. На борту носителя запросчика РСАО:1. On board the carrier of the interrogator RSAO:
1.1. Обнаружение с использованием бортовой РЛС воздушной цели и измерение ее угловых координат и дальности до нее . 1.1. Detection using an onboard radar of an air target and measurement of its angular coordinates and range to it .
1.2. Формирование запросчиком РСАО последовательности кодированных запросных сигналов (совокупности импульсов расположенных на определенных в соответствии с действующим кодом временных позициях) и передача их в направлении обнаруженной воздушной цели.1.2. Formation by the interrogator of the RSAO of a sequence of encoded interrogation signals (a set of pulses located at temporary positions defined in accordance with the current code) and their transmission in the direction of the detected air target.
1.3. Оценка средней мощности ответного сигнала на входе приемника запросчика в соответствии с выражением:1.3. An estimate of the average power of the response signal at the input of the interrogator receiver in accordance with the expression:
где - известная средняя мощность импульса ответного сигнала на выходе передатчика ответчика; - коэффициент направленного действия антенны ответчика при излучении ответного сигнала; - эффективная площадь антенны запросчика при приеме ответного сигнала.Where - the known average pulse power of the response signal at the output of the transmitter of the responder; - coefficient of directional action of the antenna of the responder when emitting a response signal; - effective area of the interrogator antenna when receiving a response signal.
1.4. Оценка мощности шума на входе приемника запросчика в соответ-ствии с выражением:1.4. Estimation of the noise power at the input of the interrogator receiver in accordance with the expression:
где - фиксированное пороговое напряжение, при котором обеспечивается заданный уровень вероятности ложной тревоги в процессе обнаружения импульсов ответных сигналов; - коэффициент шума, определенный для всех рабочих значений с шагом при поддержке заданного уровня вероятности ложной тревоги .Where - a fixed threshold voltage at which a given level of probability of false alarm is provided in the process of detecting impulses of response signals; - noise figure defined for all operating values in increments supported by a given level of probability of false alarm .
1.5. Оценка отношения средней мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика в соответствии с выражением1.5. Estimation of the ratio of the average power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver in accordance with the expression
1.6. Определение адаптированной вероятности ложной тревоги, при ко-торой обеспечивается минимум вероятности полной ошибки в процессе об-наружения импульсов ответных сигналов, в соответствии с выражением1.6. Determination of the adapted probability of false alarm, at which the minimum probability of a complete error in the process of detecting response signal pulses is ensured, in accordance with the expression
гдеWhere
Выражение (4) получено для случая релеевского распределения амплитуды и равновероятного распределения фазы ответного сигнала путем решения уравненияExpression (4) is obtained for the case of the Rayleigh distribution of the amplitude and the equally probable phase distribution of the response signal by solving the equation
где - вероятность полной ошибки в процессе обнаружения импульсов ответных сигналов:Where - the probability of a complete error in the process of detecting impulses of response signals:
определялась с учетом выражений:was determined taking into account the expressions:
где - вероятность пропуска импульса ответного сигнала, - вероятность правильного обнаружения импульса ответного сигнала для случая релеевского распределения амплитуды и равновероятного распределения фазы ответного сигнала.Where - probability of skipping the pulse of the response signal, - the probability of correct detection of the pulse of the response signal for the case of the Rayleigh distribution of the amplitude and the equally probable phase distribution of the response signal.
2. На борту носителя ответчика РСАО:2. On board the carrier of the defendant RSAO:
2.1. Прием и обработка запросных сигналов ответчиком РСАО.2.1. Reception and processing of interrogation signals by the respondent RSAO.
2.2. Формирование и передача ответчиком РСАО последовательности кодированных ответных сигналов (совокупности импульсов расположенных на определенных в соответствии с действующим кодом временных позициях и несущих частотах) на каждый запросный сигнал.2.2. Formation and transmission by the respondent of the RSAO of a sequence of encoded response signals (a set of pulses located at temporary positions and carrier frequencies determined in accordance with the current code) for each request signal.
3. На борту носителя запросчика РСАО:3. On board the carrier of the interrogator RSAO:
3.1. Прием импульсов ответных сигналов с адаптированной вероятностью ложной тревоги :3.1. Reception of impulses of response signals with adapted false alarm probability :
3.1.1. Формирование адаптированного порогового напряжения , соответствующего адаптированной вероятности ложной тревоги , определяемого в соответствии с выражением3.1.1. Formation of adapted threshold voltage corresponding to the adapted probability of false alarm defined in accordance with the expression
- коэффициент адаптированного порогового напряжения , определенный для всех возможных значений с шагом . - coefficient of adapted threshold voltage defined for all possible values in increments .
3.1.2 Предварительная селекция ответных сигналов.3.1.2 Pre-selection of response signals.
3.1.3 Перенос спектра ответных сигналов на промежуточную частоту.3.1.3 Transfer of the spectrum of response signals to an intermediate frequency.
3.1.4 Усиление и фильтрация сигнала на промежуточной частоте.3.1.4 Amplification and filtering of the signal at an intermediate frequency.
3.1.5 Амплитудное детектирование ответных сигналов на промежуточной частоте.3.1.5 Amplitude detection of response signals at an intermediate frequency.
3.1.6 Формирование решения об обнаружении импульса ответного сигнала всякий раз, когда напряжение с выхода амплитудного детектора приемника запросчика превышает адаптированное пороговое напряжение .3.1.6 Formation of a decision on the detection of a pulse of the response signal whenever the voltage from the output of the amplitude detector of the receiver of the interrogator exceeds adapted threshold voltage .
3.2 Формирование запросчиком РСАО оценки идентификационного признака обнаруженной цели q* по результатам обработки принятых импульсов ответных сигналов в соответствии с известным способом.3.2 Formation by the interrogator of the RSAO of an assessment of the identification sign of the detected target q * based on the processing of the received impulses of the response signals in accordance with a known method.
Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств, устанавливаемых на борту носителя запросчика РСАО и на борту носителя ответчика РСАО. Структурная схема данного комплекса приведена на фигуре, где обозначено: 1 - ответчик РСАО; 2 - запросчик РСАО; 3 - бортовая РЛС (устанавливается на борту носителя запросчика РСАО); 1.1 - передатчик ответчика (ПРДО) РСАО; 1.2 - антенный переключатель ответчика (АПО) РСАО; 1.3 - кодирующее-декодирующее устройство ответчика (КДУО) РСАО; 1.4 - приемник ответчика (ПРМО) РСАО; 2.1 - антенный переключатель запросчика (АПЗ) РСАО; 2.2 - приемник запросчика (ПРМЗ) РСАО; 2.3 - передатчик запросчика (ПРДЗ) РСАО; 2.4 - кодирующее-декодирующее устройство запросчика (КДУЗ) РСАО; 2.5 - блок определения адаптированной вероятности ложной тревоги (БОАВЛТ); 2.6 - блок оценки средней мощности ответного сигнала (БОСМОС); 2.7 - делитель; 2.8 - блок оценки мощности шума (БОМШ) на входе приемника запросчика; 2.2.1 - гетеродин; 2.2.2 - амплитудный детектор (АД); 2.2.3 - преселектор; 2.2.4 - смеситель; 2.2.5 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ); 2.2.6 - пороговое устройство (ПУ); 2.2.7 - устройство формирования адаптированного порогового напряжения (УФАПН); 2.2.8 - управляемое пороговое устройство (УПУ); 2.2.9 - шумовая автоматическая регулировка усиления (ШАРУ).This method can be implemented, for example, using a set of devices installed on board the carrier of the RSAO interrogator and on board the carrier of the RSAO respondent. The structural diagram of this complex is shown in the figure, where it is indicated: 1 - defendant RSAO; 2 - RSAO interrogator; 3 - airborne radar (installed on board the carrier of the interrogator RSAO); 1.1 - transmitter of the defendant (PRDO) RSAO; 1.2 - antenna transponder switch (APO) RSAO; 1.3 - the coding and decoding device of the respondent (KDUO) RSAO; 1.4 - the receiver of the defendant (PRMO) RSAO; 2.1 - antenna switch interrogator (APZ) RSAO; 2.2 - receiver interrogator (PRMZ) RSAO; 2.3 - transmitter interrogator (PRDZ) RSAO; 2.4 - the coding and decoding device of the interrogator (KDUZ) RSAO; 2.5 - unit for determining the adapted probability of false alarm (BOAVLT); 2.6 - block average power of the response signal (BOSMOS); 2.7 - divider; 2.8 - noise power estimation unit (BOMS) at the input of the interrogator receiver; 2.2.1 - local oscillator; 2.2.2 - amplitude detector (HELL); 2.2.3 - preselector; 2.2.4 - mixer; 2.2.5 - intermediate frequency amplifier (UPC); 2.2.6 - threshold device (PU); 2.2.7 - device for the formation of adapted threshold voltage (UFAPN); 2.2.8 - controlled threshold device (UPU); 2.2.9 - noise automatic gain control (BALL).
Ответчик РСАО 1 предназначен: 1) для приема и обработки запросных сигналов; 2) для формирования и передачи импульсов кодированных ответных сигналов на каждый запросный сигнал. Запросчик РСАО 2 предназначен: 1) для формирования последовательности кодированных запросных сигналов и передаче их в направлении обнаруженной воздушной цели; 2) для приема импульсов ответных сигналов и формирования оценки идентификационного признака воздушной цели по результатам обработки принятых импульсов ответных сигналов. Бортовая РЛС 3 предназначена для обнаружения воздушной цели, измерения ее угловых координат и дальности до нее
ПРДО 1.1 предназначен для формирования и передачи импульсов кодированных ответных сигналов на каждый запросный сигнал. АПО 1.2 предназначен для подключения ПРДО 1.1 к ненаправленной антенне ответчика при передаче ответных сигналов и для подключения ПРМО 1.4 к данной антенне при приеме запросных сигналов. КДУО 1.3 предназначено для обработки запросных сигналов и формирования кода ответного сигнала на каждый запросный сигнал. ПРМО 1.4 предназначен для приема запросных сигналов.PRDO 1.1 is designed to generate and transmit pulses of encoded response signals to each interrogation signal. APO 1.2 is designed to connect PRDO 1.1 to the non-directional antenna of the responder when transmitting response signals and to connect PRDM 1.4 to this antenna when receiving request signals. KDUO 1.3 is designed to process request signals and generate a response signal code for each request signal. PRMO 1.4 is designed to receive interrogation signals.
АПЗ 2.1 предназначен для подключения ПРДЗ 2.3 к направленной антенне запросчика при передаче запросных сигналов и для подключения ПРМЗ 2.2 к данной антенне при приеме ответных сигналов. ПРМЗ 2.2 предназначен для приема импульсов ответных сигналов. ПРДЗ 2.3 предназначен для формирования последовательности кодированных запросных сигналов и передаче их через направленную антенну в направлении обнаруженной воздушной цели. КДУЗ 2.4 предназначено для формирования последовательности кодов запросных сигналов и формирования оценки идентификационного признака воздушной цели по результатам обработки принятых импульсов ответных сигналов. БОАВЛТ 2.5 предназначен для определения адаптированной вероятности ложной тревоги . БОСМОС 2.6 предназначен для оценки средней мощности ответного сигнала на входе приемника запросчика. Делитель 2.7 предназначен для оценки отношения R средней мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика. БОМШ 2.8 предназначен для оценки мощности шума на входе приемника запросчика.APZ 2.1 is designed to connect PRDZ 2.3 to the directional antenna of the interrogator when transmitting request signals and to connect PRMZ 2.2 to this antenna when receiving response signals. PRMZ 2.2 is designed to receive pulses of response signals. PRDZ 2.3 is designed to generate a sequence of encoded request signals and transmit them through a directional antenna in the direction of the detected air target. KDUZ 2.4 is intended for generating a sequence of codes of interrogation signals and forming an assessment of an identification sign of an air target based on the results of processing received pulses of response signals. BOAVLT 2.5 is designed to determine the adapted probability of false alarm . BOSMOS 2.6 is designed to estimate the average power of the response signal at the input of the interrogator receiver. The divider 2.7 is designed to estimate the ratio R of the average power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver. BOMSh 2.8 is designed to evaluate the noise power at the input of the interrogator receiver.
Гетеродин 2.2.1 предназначен для формирования напряжения на частоте, необходимой для осуществления переноса спектра ответного сигнала на промежуточную частоту в смесителе 2.2.4. АД 2.2.2 предназначен для детектирования ответных сигналов на промежуточной частоте с выхода УПЧ 2.2.5. Преселектор 2.2.3 предназначен для предварительной селекции ответных сигналов. Смеситель 2.2.4 предназначен для переноса спектра ответного сигнала на промежуточную частоту. УПЧ 2.2.5 предназначен для усиления и фильтрации сигнала на промежуточной частоте. ПУ 2.2.6 предназначено для формирования решения об обнаружении импульсов, если напряжение с выхода АД 2.2.2 превышает фиксированное пороговое напряжение . УФАПН 2.2.7 предназначено для формирования адаптированного порогового напряжения . УПУ 2.2.8 предназначено для формирования решения об обнаружении импульсов ответных сигналов, если напряжение с выхода АД 2.2.2 превышает адаптированное пороговое напряжение . ШАРУ 2.2.9 предназначено для автоматической регулировки усиления УПЧ 2.2.5, обеспечивающего заданный уровень вероятности ложной тревоги на выходе ПУ 2.2.2.The local oscillator 2.2.1 is designed to generate voltage at the frequency necessary for transferring the spectrum of the response signal to the intermediate frequency in the mixer 2.2.4. HELL 2.2.2 is designed to detect response signals at an intermediate frequency from the output of the OCH 2.2.5. The preselector 2.2.3 is intended for preliminary selection of response signals. The mixer 2.2.4 is designed to transfer the spectrum of the response signal to an intermediate frequency. UPCH 2.2.5 is designed to amplify and filter the signal at an intermediate frequency. PU 2.2.6 is intended to form a decision on the detection of pulses if the voltage from the output of HELL 2.2.2 exceeds a fixed threshold voltage . UFAPN 2.2.7 is designed to form an adapted threshold voltage . UPA 2.2.8 is intended to form a decision on the detection of impulses of response signals if the voltage from the output of HELL 2.2.2 exceeds the adapted threshold voltage . BALL 2.2.9 is designed to automatically adjust the gain of the UHF 2.2.5, which provides a given level of probability of false alarm at the output of PU 2.2.2.
Комплекс устройств работает следующим образом.A complex of devices works as follows.
Бортовая РЛС 3 обнаруживает воздушную цель, измеряет ее угловые координаты и дальность до нее . Информация от бортовой РЛС 3 о факте обнаружения воздушной цели и ее координатах поступает через ПРДЗ 2.3 в КДУЗ 2.4. Кроме этого оценка дальности до воздушной цели через ПРДЗ 2.3 и КДУЗ 2.4 поступает в БОСМОС 2.6. КДУЗ 2.4 формирует последовательность кодов запросных сигналов, которые поступают на ПРДЗ 2.3. ПРДЗ 2.3 формирует последовательность кодированных запросных сигналов и передает их через направленную антенну в направлении обнаруженной воздушной цели. К направленной антенне ПРДЗ 2.3 при передаче запросных сигналов подключается с помощью АПЗ 2.1.
После поступления на вход БОСМОС 2.6 оценки дальности до воздушной цели , данный блок оценивает среднюю мощность ответного сигнала на входе приемника запросчика в соответствии с выражением (1). Параллельно с этим БОМШ 2.8 осуществляет оценку мощности шума на входе приемника запросчика в соответствии с выражением (2). Величины и поступают на входы делителя 2.7. Делитель 2.7 оценивает отношение R средней мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика в соответствии с выражением (3). Величина R поступает на вход БОАЛВТ 2.5. БОАВЛТ 2.5 определяет адаптированную вероятность ложной тревоги в соответствии с выражением (4). Величина поступает на вход УФАПН 2.2.7. УФАПН 2.2.7 формирует адаптированное пороговое напряжение в соответствии с пунктом 3.1.1. Адаптированное пороговое напряжение поступает на вход УПУ 2.2.8.After admission to the entrance of BOSMOS 2.6, the assessment of the range to the air target , this block estimates the average response power at the input of the interrogator receiver in accordance with expression (1). In parallel with this, BOMSh 2.8 evaluates noise power at the input of the interrogator receiver in accordance with expression (2). Quantities and arrive at the inputs of the divider 2.7. The divider 2.7 estimates the ratio R of the average power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver in accordance with expression (3). The value of R is fed to the input of BOALVT 2.5. BOAWLT 2.5 defines the adapted probability of false alarm in accordance with the expression (4). Value enters the input UFAPN 2.2.7. UFAPN 2.2.7 generates an adapted threshold voltage in accordance with paragraph 3.1.1. Adapted Threshold Voltage enters the input of the UPA 2.2.8.
Каждый запросный сигнал поступает через ненаправленную антенну ответчика на вход ПРМО 1.4, к которому антенна ответчика подключается при приеме ответных сигналов с помощью АПО 1.2. ПРМО 1.4 принимает запросные сигналы. Информация о принятых запросных сигналах поступает в КДУО 1.3. КДУО 1.3 обрабатывает запросные сигналы и формирует код ответного сигнала на каждый запросный сигнал. Последовательность кодов ответных сигналов поступает на вход ПРДО 1.1. ПРДО 1.1 формирует и передает импульсы кодированных ответных сигналов через ненаправленную антенну ответчика, к которой он подключается при передаче ответных сигналов с помощью АПО 1.2.Each interrogation signal enters through the omnidirectional antenna of the transponder to the input of PRMO 1.4, to which the transponder’s antenna is connected when receiving response signals using APO 1.2. PRMO 1.4 receives interrogation signals. Information about the received interrogation signals arrives in KDUO 1.3. KDUO 1.3 processes the request signals and generates a response signal code for each request signal. The sequence of codes of the response signals is input to the PRDO 1.1. PRDO 1.1 generates and transmits pulses of encoded response signals through the non-directional antenna of the responder, to which it is connected when transmitting response signals using APO 1.2.
Ответные сигналы поступают через направленную антенну запросчика на вход преселектора 2.2.3, к которому она при приеме ответных сигналов подключается с помощью АПЗ 2.1. Преселектор 2.2.3 осуществляет предварительную селекцию ответных сигналов, которые затем поступают на смеситель 2.2.4. Одновременно с этим на смеситель 2.2.4 поступает напряжения с выхода гетеродина 2.2.1. Смеситель 2.2.4 переносит спектр ответных сигналов на промежуточную частоту. Сигнал с выхода смесителя 2.2.4 поступает на вход УПЧ 2.2.5. УПЧ 2.2.5 усиливает и фильтрует сигнал на промежуточной частоте. Сигнал с выхода УПЧ 2.2.5 поступает на вход АД 2.2.2. АД 2.2.2 детектирует ответные сигналы на промежуточной частоте с выхода УПЧ 2.2.5. Напряжение с выхода АД 2.2.2 поступает на входы ПУ 2.2.6 и УПУ 2.2.8. ПУ 2.2.6 формирует решение об обнаружении импульса, если напряжение с выхода АД 2.2.2 превышает фиксированное пороговое напряжение . УПУ 2.2.8 формирует решение об обнаружении импульса ответного сигнала, если напряжение с выхода АД 2.2.2 превышает адаптированное пороговое напряжение . Информация об обнаруженных импульсах с выхода ПУ 2.2.6 поступает на вход ШАРУ 2.2.9. Информация об обнаруженных импульсах ответных сигналов с выхода УПУ 2.2.8 поступает в КДУЗ 2.4. ШАРУ 2.2.9 осуществляет автоматическую регулировку усиления УПЧ 2.2.5, обеспечивающего заданный уровень вероятности ложной тревоги на выходе ПУ 2.2.2. КДУЗ 2.4 формирует оценку идентификационного признака обнаруженной воздушной цели q* по результатам обработки принятых импульсов ответных сигналов в соответствии с известным способом.The response signals are fed through the directional antenna of the interrogator to the input of the preselector 2.2.3, to which it is connected with the use of AIZ 2.1 when receiving response signals. The preselector 2.2.3 performs preliminary selection of the response signals, which are then fed to the mixer 2.2.4. At the same time, voltage is supplied to mixer 2.2.4 from the output of the local oscillator 2.2.1. Mixer 2.2.4 transfers the spectrum of response signals to an intermediate frequency. The signal from the output of the mixer 2.2.4 is fed to the input of the amplifier 2.2.5. OPC 2.2.5 amplifies and filters the signal at an intermediate frequency. The signal from the output of the UCH 2.2.5 is fed to the input of HELL 2.2.2. HELL 2.2.2 detects response signals at an intermediate frequency from the output of the OCH 2.2.5. The voltage from the output of HELL 2.2.2 goes to the inputs of PU 2.2.6 and UPU 2.2.8. PU 2.2.6 forms a decision on the detection of a pulse if the voltage from the output of HELL 2.2.2 exceeds a fixed threshold voltage . UPA 2.2.8 forms a decision on the detection of a pulse of the response signal if the voltage from the output of HELL 2.2.2 exceeds the adapted threshold voltage . Information about the detected pulses from the output of PU 2.2.6 goes to the input of the BALL 2.2.9. Information about the detected impulses of the response signals from the output of the UPA 2.2.8 goes to KDUZ 2.4. BALL 2.2.9 carries out automatic gain control of UPCH 2.2.5, which provides a given level of probability of false alarm at the output of PU 2.2.2. KDUZ 2.4 generates an assessment of the identification sign of the detected air target q * based on the processing of the received impulses of the response signals in accordance with a known method.
Для определения эффективности предлагаемого способа был оценен относительный прирост вероятности правильной идентификации воздушной цели за счет применения предлагаемого способа по отношению к данному показателю с применением прототипаTo determine the effectiveness of the proposed method, the relative increase in the probability of correct identification of an air target was estimated by applying the proposed method in relation to this indicator using a prototype
где - вероятность правильной идентификации воздушной цели с применением предлагаемого способа, - вероятность правильной идентификации воздушной цели с применением прототипа. Величины и оценивались методом статистических испытаний с использованием имитационных моделей РСАО, функционирующих в соответствии с прототипом и предлагаемым способом.Where - the probability of correct identification of an air target using the proposed method, - the probability of correct identification of an air target using a prototype. Quantities and were evaluated by the method of statistical tests using simulation models of RSAO, operating in accordance with the prototype and the proposed method.
В зависимости от условий проводимых испытаний диапазон относительного прироста вероятности правильной идентификации за счет применения предлагаемого способа составил 0≤ΔР≤30%.Depending on the conditions of the tests, the range of the relative increase in the probability of correct identification due to the application of the proposed method was 0≤ΔP≤30%.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ прямой идентификации воздушных целей, в котором идентификация воздушной цели осуществляется на основе обработки импульсов ответных сигналов, прием которых осуществляется с адаптированной вероятностью ложной тревоги. При этом вероятность ложной тревоги адаптируется под отношение средней мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика, таким образом, чтобы обеспечивать минимум вероятности полной ошибки.The proposed technical solution is new, since the direct identification of air targets is not known from publicly available information, in which the identification of an air target is carried out on the basis of processing pulses of response signals, the reception of which is carried out with an adapted probability of false alarm. In this case, the probability of a false alarm is adapted to the ratio of the average power of the response signal to the noise power at the input of the interrogator receiver, so as to ensure a minimum probability of a complete error.
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что для повышения достоверности идентификации воздушной цели в условиях низких отношений мощности сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика необходимо после обнаружения воздушной цели и измерения дальности до нее оценивать среднюю мощность ответного сигнала на входе приемника запросчика, оценивать мощность шума на входе приемника запросчика, оценивать отношение средней мощности ответного сигнала к мощности шума на входе приемника запросчика, с учетом данного отношения определять адаптированную вероятность ложной тревоги, при которой обеспечивается минимум вероятности полной ошибки в процессе приема ответных сигналов, осуществлять прием ответных сигналов с адаптированной вероятностью ложной тревоги.The proposed technical solution has an inventive step, since it does not explicitly follow from published scientific data and known technical solutions that, in order to increase the reliability of identification of an air target in conditions of low ratios of signal power to noise power at the input of the interrogator receiver, it is necessary after detecting the air target and measuring the distance to estimate the average power of the response signal at the input of the receiver of the interrogator, estimate the noise power at the input of the receiver of the interrogator, evaluate the relative The ratio of the average power of the response signal to the noise power at the input of the receiver of the interrogator, taking into account this ratio, determine the adapted probability of a false alarm, at which the minimum probability of a complete error in the process of receiving response signals is ensured, and receive response signals with an adapted probability of false alarm.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.The proposed technical solution is industrially applicable, since for its implementation elements that are widespread in the field of electronic and electrical engineering can be used.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018141452A RU2708078C1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Direct air target identification method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018141452A RU2708078C1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Direct air target identification method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2708078C1 true RU2708078C1 (en) | 2019-12-04 |
Family
ID=68836526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018141452A RU2708078C1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Direct air target identification method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2708078C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809767C1 (en) * | 2023-03-22 | 2023-12-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for identification of air objects |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2139553C1 (en) * | 1998-02-23 | 1999-10-10 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации | Multipolarization method for identification of air targets |
US5999116A (en) * | 1998-07-14 | 1999-12-07 | Rannoch Corporation | Method and apparatus for improving the surveillance coverage and target identification in a radar based surveillance system |
US7167127B2 (en) * | 2004-11-08 | 2007-01-23 | Northrop Grumman Corporation | Process for tracking vehicles |
CN102902977A (en) * | 2012-06-21 | 2013-01-30 | 中国人民解放军电子工程学院 | Aerial target classification method based on wind field disturbance characteristics |
US8912951B2 (en) * | 2012-10-09 | 2014-12-16 | Raytheon Company | Moving target detection using a two-dimensional folding approach |
RU2541504C1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-02-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode |
RU2567243C1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of identifying aerial targets |
-
2018
- 2018-11-26 RU RU2018141452A patent/RU2708078C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2139553C1 (en) * | 1998-02-23 | 1999-10-10 | Военная академия противовоздушной обороны сухопутных войск Российской Федерации | Multipolarization method for identification of air targets |
US5999116A (en) * | 1998-07-14 | 1999-12-07 | Rannoch Corporation | Method and apparatus for improving the surveillance coverage and target identification in a radar based surveillance system |
US7167127B2 (en) * | 2004-11-08 | 2007-01-23 | Northrop Grumman Corporation | Process for tracking vehicles |
CN102902977A (en) * | 2012-06-21 | 2013-01-30 | 中国人民解放军电子工程学院 | Aerial target classification method based on wind field disturbance characteristics |
US8912951B2 (en) * | 2012-10-09 | 2014-12-16 | Raytheon Company | Moving target detection using a two-dimensional folding approach |
RU2541504C1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-02-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации | Apparatus for selecting moving targets for pulse-to-pulse frequency tuning mode |
RU2567243C1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of identifying aerial targets |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Под ред. КАНАЩЕНКОВА А.И. и др., Москва, "Радиотехника", 2006, с.623. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809767C1 (en) * | 2023-03-22 | 2023-12-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for identification of air objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Falcone et al. | Two‐dimensional location of moving targets within local areas using WiFi‐based multistatic passive radar | |
US9466881B1 (en) | Detection of wireless data jamming and spoofing | |
EP2341361B1 (en) | Method and system for locating a hand-held terminal | |
US20160003932A1 (en) | Method and System for Estimating Error in Predicted Distance Using RSSI Signature | |
EP3489851B1 (en) | Identification device and identification method | |
WO2008065328A2 (en) | Method and apparatus for determining dme reply efficiency | |
Kim et al. | Effects of reader interference on the RFID interrogation range | |
Mazan et al. | A Study of Devising Neural Network Based Indoor Localization Using Beacons: First Results. | |
RU2659090C1 (en) | Method of identificating of ground targets | |
RU2708078C1 (en) | Direct air target identification method | |
KR101582404B1 (en) | Method and apparatus for counting number of object using uwb radar | |
US20120280850A1 (en) | Method for detecting a message sent by an interrogator or a transponder in mode s | |
US10151823B2 (en) | Method for passive approximate localization using frequency modulation and software defined radio | |
US9262910B1 (en) | Precision wireless sensor | |
KR100752580B1 (en) | Method of estimating location | |
KR102322480B1 (en) | Position Detecting System and Method of Ultra Wide Band Using the Optimized Detection Threshold at Objects Size and Motion Strenth | |
RU2420758C1 (en) | Interrogation radar of movable complex | |
RU2420757C1 (en) | Mobile interrogation radar | |
RU2601872C2 (en) | Method of identifying aerial objects | |
US10480932B2 (en) | Automated computation of a dimension of a moving platform | |
RU2741613C1 (en) | Method of identifying ground targets | |
RU2791600C1 (en) | Method for direct identification of air targets | |
RU2797996C1 (en) | Method of two-position ground target identification | |
Zhang et al. | Range–Doppler‐based centralised framework for human target tracking in multistatic radar | |
Goertschacher et al. | SIMO UHF RFID reader using sensor fusion for tag localization in a selected environment. |