RU2731546C1 - Method of processing radar signal with phase modulation - Google Patents

Method of processing radar signal with phase modulation Download PDF

Info

Publication number
RU2731546C1
RU2731546C1 RU2019128630A RU2019128630A RU2731546C1 RU 2731546 C1 RU2731546 C1 RU 2731546C1 RU 2019128630 A RU2019128630 A RU 2019128630A RU 2019128630 A RU2019128630 A RU 2019128630A RU 2731546 C1 RU2731546 C1 RU 2731546C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
spectrum
complex
received
signals
Prior art date
Application number
RU2019128630A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019128630A3 (en
Inventor
Михаил Иванович Бабокин
Александр Романович Горбай
Евгений Федорович Толстов
Юрий Иванович Леонов
Андрей Викторович Пастухов
Виталий Григорьевич Степин
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 RU2019128630A priority Critical patent/RU2731546C1/en
Publication of RU2019128630A3 publication Critical patent/RU2019128630A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2731546C1 publication Critical patent/RU2731546C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • 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
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • 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
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/325—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of coded signals, e.g. P.S.K. 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
    • G01S7/41—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
    • 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
    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values

Abstract

FIELD: radio equipment.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in signal processing of received radar signals. Method is based on emitting a phase-modulated probing signal, receiving a reflected signal, wherein the signal which modulates the probing signal, as well as the received reflected signal, is converted into complex signals, then their spectra are formed by fast Fourier transformation. Further, spectrum modulus of complex modulating signal probing signal is determined, spectrum of complex received signal per square of modulus of complex modulating spectrum probing signal of signal by formula
Figure 00000020
- spectrum of complex received signal,
Figure 00000021
- spectrum of complex modulating signal,
Figure 00000022
is a normalized spectrum, the normalized spectrum of the received signal is converted to a time domain and its compression is performed. In implementing the claimed method, technical result is achieved, which consists in improvement of probability of detection and reducing the level of false alarms when detecting signals in adjacent range elements (strobe) by reducing the level of side lobes of the compressed signal.
EFFECT: technical problem solved by the proposed invention is high reliability of detecting signals in adjacent elements (strobe) range.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при обработке принятых радиолокационных сигналов.The invention relates to radio engineering and can be used for processing received radar signals.

Одной из проблем использования сигналов с фазовой модуляцией в радиотехнике является наличие у сжатого сигнала боковых лепестков достаточно большого уровня. Одним из наиболее распространенных способов подавления боковых лепестков является применение различных весовых функций. При перемножении используемой весовой функции и спектра сигнала происходит сглаживание его переднего и заднего фронтов, за счет чего можно добиться значительного подавления боковых лепестков. Однако такое подавление боковых лепестков приводит к потере в энергетике и разрешающей способности, так как приводит к расширению главного лепестка сжатого сигнала (его автокорреляционной функции).One of the problems of using signals with phase modulation in radio engineering is that the compressed signal has side lobes of a sufficiently high level. One of the most common ways to suppress side lobes is to apply different weighting functions. By multiplying the used weighting function and the signal spectrum, its leading and trailing edges are smoothed, due to which it is possible to achieve significant suppression of side lobes. However, such suppression of side lobes leads to a loss in energy and resolution, since it leads to the expansion of the main lobe of the compressed signal (its autocorrelation function).

Известен «Способ подавления боковых лепестков автокорреляционной функции широкополосного сигнала» [RU 2335782 опубликовано 10.10.2008, МПК G01S 7/36]. Способ основан на том, что излучают импульсные фазокодоманипулированные сигналы с изменением кода фазовой манипуляции от периода к периоду повторения зондирующих импульсов, принимают отраженные сигналы и осуществляют их обработку. В каждом периоде зондирования излучают один из двух согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, у которых амплитуды боковых лепестков автокорреляционных функций равны по модулю, но имеют противоположные знаки, а основные пики автокорреляционных функций равны. При приеме отраженных сигналов производят их сжатие отдельно для каждого периода повторения зондирующих импульсов, суммируют результаты сжатия отраженных сигналов с задержкой первого результата относительно второго на период зондирования, в соответствии с временным положением согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов.The known "Method for suppressing the side lobes of the autocorrelation function of a broadband signal" [RU 2335782 published 10.10.2008, IPC G01S 7/36]. The method is based on the fact that pulsed phase-shift keying signals are emitted with a change in the phase-shift keying code from period to period of repetition of the probing pulses, reflected signals are received and processed. In each sensing period, one of two phase-shift keying signals matched with each other is emitted, in which the amplitudes of the side lobes of the autocorrelation functions are equal in magnitude, but have opposite signs, and the main peaks of the autocorrelation functions are equal. When the reflected signals are received, they are compressed separately for each repetition period of the probing pulses, the results of the compression of the reflected signals are summed with a delay of the first result relative to the second for the probing period, in accordance with the time position of the phase-shift keying signals matched to each other.

Недостатком указанного способа является ограниченное количество заранее подобранных согласованных парных сигналов и сложная сигнальная обработка парных сигналов.The disadvantage of this method is the limited number of pre-selected matched paired signals and complex signal processing of paired signals.

Известен «Способ подавления боковых лепестков автокорреляционных функций шумоподобных сигналов» [RU 2549163 опубликовано 20.04.2015, МПК Н03Н 17/06], в котором осуществляют согласованную фильтрацию соответствующего сигнала и формируют его автокорреляционную функцию (АКФ), представляющую собой выходной сигнал согласованного фильтра. Далее реализуют итерационную процедуру, заключающуюся в том, что на первом итерационном шаге по исходной АКФ определяют моменты времени и амплитуды наиболее интенсивных ее боковых лепестков, на основе чего формируют соответствующую временную весовую функцию, на которую умножают исходную АКФ и вычисляют частотный спектр полученного сигнала (взвешенной АКФ), который затем делят на квадрат модуля частотного спектра входного сигнала. По полученной частотной характеристике, ограниченной исходной полосой частот, синтезируют соответствующий корректирующий фильтр, который соединяют последовательно с исходным согласованным фильтром. Если при этом амплитуды отдельных боковых лепестков превысят заданный уровень, то осуществляют следующий итерационный шаг в соответствии с описанными операциями, результатом которого является синтез нового физически реализуемого корректирующего фильтра, при этом в качестве АКФ, подлежащей взвешиванию, используют выходной сигнал на предыдущем итерационном шаге.Known "Method for suppressing side lobes of autocorrelation functions of noise-like signals" [RU 2549163 published on 20.04.2015, IPC N03N 17/06], in which matched filtering of the corresponding signal is carried out and its autocorrelation function (ACF) is formed, which is the output signal of the matched filter. Next, an iterative procedure is implemented, which consists in the fact that at the first iterative step, using the initial ACF, the instants of time and amplitudes of its most intense side lobes are determined, on the basis of which the corresponding time weighting function is formed, by which the original ACF is multiplied and the frequency spectrum of the received signal (weighted ACF), which is then divided by the square of the modulus of the frequency spectrum of the input signal. Based on the obtained frequency response, limited by the original frequency band, a corresponding equalizing filter is synthesized, which is connected in series with the original matched filter. If in this case the amplitudes of individual side lobes exceed a given level, then the next iterative step is carried out in accordance with the described operations, the result of which is the synthesis of a new physically realizable correction filter, while the output signal at the previous iteration step is used as the ACF to be weighed.

Недостатками указанного способа являются сложность его реализации, неопределенное количество итераций для его осуществления, а так же расширение главного лепестка автокорреляционной функции, вызванное обработкой сигнала во временной области.The disadvantages of this method are the complexity of its implementation, an indefinite number of iterations for its implementation, as well as the expansion of the main lobe of the autocorrelation function, caused by signal processing in the time domain.

Известен «Способ уменьшения уровня боковых лепестков сжатого ЛЧМ-сигнала» [RU 2447455 опубликовано 10.04.2012, МПК G01S 13/02], основанный на амплитудно-частотной коррекции амплитудного спектра сигнала и его сжатии в устройстве сжатия. Амплитудно-частотную коррекцию амплитудного спектра принимаемого ЛЧМ-сигнала осуществляют по закону, являющемуся отношением модуля комплексного спектра основного лепестка автокорреляционной функции исходного ЛЧМ-сигнала к модулю комплексного спектра исходного ЛЧМ-сигнала. После коррекции амплитудного спектра, перед сжатием осуществляют фазочастотную коррекцию фазового спектра в соответствии с законом, являющимся результатом деления аргумента отношения комплексного спектра основного лепестка автокорреляционной функции исходного ЛЧМ-сигнала к комплексному спектру исходного ЛЧМ-сигнала на фазочастотную характеристику устройства сжатия.The known "Method for reducing the level of side lobes of a compressed chirp signal" [RU 2447455 published on 10.04.2012, IPC G01S 13/02], based on the amplitude-frequency correction of the amplitude spectrum of the signal and its compression in the compression device. The amplitude-frequency correction of the amplitude spectrum of the received chirp signal is carried out according to the law, which is the ratio of the modulus of the complex spectrum of the main lobe of the autocorrelation function of the original chirp signal to the modulus of the complex spectrum of the original chirp signal. After correction of the amplitude spectrum, before compression, phase-frequency correction of the phase spectrum is carried out in accordance with the law, which is the result of dividing the argument of the ratio of the complex spectrum of the main lobe of the autocorrelation function of the original chirp signal to the complex spectrum of the original chirp signal by the phase-frequency characteristic of the compression device.

Недостатками указанного способа является низкий уровень подавления боковых лепестков и невозможность применения этого способа в отношении фазоманипулированных сигналов.The disadvantages of this method is the low level of suppression of side lobes and the impossibility of using this method in relation to phase-shift keyed signals.

Известен «Способ разрешения целей по дальности импульсной радиолокационной станцией» [RU 2296345 опубликовано 27.03.2007, МПК G01S 13/08], заключающийся в том, что передающая антенна станции излучает сложные зондирующие сигналы с внутриимпульсной частотной модуляцией или фазовой манипуляцией, генерируемые передатчиком, приемная антенна станции принимает отраженные сигналы, в приемном тракте на каждом периоде повторения импульсов производится фильтрация принятых сигналов в согласованном фильтре, согласованном с зондирующим сигналом. На каждом периоде повторения импульсов дополнительно к согласованной фильтрации после сжатия импульса производится восстановление сигнала восстанавливающим фильтром. В обнаружителе принимается решение об обнаружении сигналов и в вычислителе производится определение дальности до цели. Восстанавливающим фильтром является фильтр Винера.The known "Method for resolving targets in range by a pulsed radar station" [RU 2296345 published on March 27, 2007, IPC G01S 13/08], which consists in the fact that the transmitting antenna of the station emits complex probing signals with intra-pulse frequency modulation or phase shift keying generated by the transmitter, the receiving the antenna of the station receives the reflected signals, in the receiving path, at each pulse repetition period, the received signals are filtered in a matched filter matched with the probing signal. At each pulse repetition period, in addition to matched filtering, after pulse compression, the signal is reconstructed by a recovery filter. In the detector, a decision is made to detect signals, and in the calculator, the range to the target is determined. The regenerating filter is a Wiener filter.

Недостатками указанного способа является низкая достоверность обнаружения сигналов в соседних элементах разрешения по дальности из-за недостаточного подавления боковых лепестков сжатого сигнала, а также расширение его главного лепестка, за счет обработки сигнала во временной области, что приводит к ухудшению разрешающей способности по дальности.The disadvantages of this method are the low reliability of signal detection in adjacent range resolution elements due to insufficient suppression of the side lobes of the compressed signal, as well as the expansion of its main lobe, due to signal processing in the time domain, which leads to a deterioration in the range resolution.

Технической проблемой решаемой предлагаемым изобретением является повышение достоверности обнаружения сигналов в соседних элементах (стробах) дальности.The technical problem solved by the proposed invention is to increase the reliability of signal detection in adjacent elements (strobes) of the range.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение вероятности обнаружения и снижение уровня ложных тревог при обнаружении сигналов в соседних элементах (стробах) дальности за счет уменьшения уровня боковых лепестков сжатого сигнала.The technical result of the proposed invention is to increase the probability of detection and reduce the level of false alarms when detecting signals in adjacent elements (strobes) of the range by reducing the level of side lobes of the compressed signal.

Сущность изобретения заключается в том, что излучают модулированный по фазе зондирующий сигнал, принимают отраженный сигнал.The essence of the invention lies in the fact that a phase-modulated probe signal is emitted, and a reflected signal is received.

Новым является то, что сигнал, модулирующий зондирующий сигнал, а также принятый отраженный сигнал преобразуют в комплексные сигналы, осуществляют формирование их спектров быстрым преобразованием Фурье. Далее определяют модуль спектра комплексного модулирующего зондирующий сигнал сигнала, нормируют спектр комплексного принятого сигнала на квадрат модуля спектра комплексного модулирующего зондирующий сигнал сигнала по формулеThe novelty is that the signal modulating the probing signal, as well as the received reflected signal are converted into complex signals, and their spectra are formed by fast Fourier transform. Next, the modulus of the spectrum of the complex modulating sounding signal is determined, the spectrum of the complex received signal is normalized to the square of the modulus of the spectrum of the complex modulating sounding signal according to the formula

Figure 00000001
- спектр комплексного принятого сигнала,
Figure 00000002
- спектр комплексного модулирующего сигнала,
Figure 00000003
- нормированный спектр. Затем преобразуют нормированный спектр полученного сигнала во временную область обратным быстрым преобразованием Фурье и осуществляют его сжатие. Преобразование сигнала, модулирующего зондирующий сигнал, а также принятого отраженного сигнала в комплексные сигналы осуществляют квадратурной демодуляцией.
Figure 00000001
- the spectrum of the complex received signal,
Figure 00000002
- spectrum of a complex modulating signal,
Figure 00000003
- normalized spectrum. Then, the normalized spectrum of the received signal is converted to the time domain by the inverse fast Fourier transform and is compressed. Conversion of the signal modulating the probing signal, as well as the received reflected signal into complex signals, is carried out by quadrature demodulation.

На Фиг. 1 представлена функциональная схема радиолокационной станции, осуществляющей способ.FIG. 1 shows a functional diagram of a radar station implementing the method.

На Фиг. 2 представлены графики сжатого сигнала с обработкой по заявляемому способу и без обработки.FIG. 2 shows the graphs of the compressed signal with processing according to the claimed method and without processing.

Способ обработки радиолокационного сигнала с фазовой модуляцией может быть реализован, например, в радиолокационной станции, состоящей из антенны (1), передатчика (2), приемника (3) с квадратурным демодулятором, процессора управления (4), процессора сигналов (5), задающего генератора (6) с квадратурным демодулятором, модулятора (7). Первый 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). Первый выход приемника (3) подключен к первому входу процессора сигналов (5), второй выход приемника (3) подключен ко второму входу процессора сигналов (5). Выход процессора сигналов (5) является внешним выходом радиолокационной станции. Второй выход процессора управления (4) соединен с третьим входом процессора сигналов (5). Третий выход процессора управления (4) соединен с входом задающего генератора (6). Первый выход задающего генератора (6) соединен с входом модулятора (7), второй выход задающего генератора (6) соединен с четвертым входом процессора сигналов (5), третий выход задающего генератора (6) соединен с пятым входом процессора сигналов (5), выход модулятора (7) подключен к входу передатчика (2).A method for processing a phase-modulated radar signal can be implemented, for example, in a radar station consisting of an antenna (1), a transmitter (2), a receiver (3) with a quadrature demodulator, a control processor (4), a signal processor (5) setting generator (6) with a quadrature demodulator, modulator (7). The first 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 antenna output (1) is connected to the receiver input (3). The first output of the receiver (3) is connected to the first input of the signal processor (5), the second output of the receiver (3) is connected to the second input of the signal processor (5). The signal processor output (5) is an external output of the radar. The second output of the control processor (4) is connected to the third input of the signal processor (5). The third output of the control processor (4) is connected to the input of the master oscillator (6). The first output of the master oscillator (6) is connected to the input of the modulator (7), the second output of the master oscillator (6) is connected to the fourth input of the signal processor (5), the third output of the master oscillator (6) is connected to the fifth input of the signal processor (5), the output modulator (7) is connected to the transmitter input (2).

Способ обработки радиолокационного сигнала с фазовой модуляцией осуществляется следующим образом.A method for processing a phase modulated radar signal is carried out as follows.

В процессе работы радиолокационной станции процессор управления (4) задает параметры управления антенне (1) для просмотра соответствующей зоны обзора, и выдает команду задающему генератору (6) с типом модулирующего сигнала, например кодом Баркера-13. Задающий генератор (6) со своего первого выхода подает на вход модулятора (7) модулирующий сигнал. В модуляторе (7) происходит фазовая модуляция зондирующего сигнала кодом Баркера-13 и далее модулированный по фазе зондирующий сигнал усиливается в передатчике (2) и излучается антенной (1).During the operation of the radar station, the control processor (4) sets the parameters for controlling the antenna (1) to view the corresponding viewing area, and issues a command to the master oscillator (6) with the type of baseband signal, for example, the Barker-13 code. The master generator (6), from its first output, supplies a modulating signal to the input of the modulator (7). In the modulator (7), the phase modulation of the probing signal with the Barker-13 code occurs, and then the phase modulated probing signal is amplified in the transmitter (2) and emitted by the antenna (1).

Отраженный сигнал принимается антенной (1). С выхода антенны (1) принятый сигнал поступает на вход приемника (3), в котором осуществляется аналоговая обработка сигнала, преобразование сигнала в комплексный сигнал квадратурной демодуляцией. Далее реальную (синфазную) и мнимую (квадратурную) составляющие комплексного сигнала стробируют по дальности и осуществляют их аналого-цифровое преобразование.The reflected signal is received by the antenna (1). From the output of the antenna (1), the received signal is fed to the input of the receiver (3), in which analog signal processing is carried out, the signal is converted into a complex signal by quadrature demodulation. Further, the real (in-phase) and imaginary (quadrature) components of the complex signal are gated in range and their analog-to-digital conversion is performed.

Далее квадратуры ReПР(t), ImПР(t) комплексного сигнала

Figure 00000004
в цифровом виде поступают на первый и второй входы процессора сигналов (5). В процессоре сигналов (5) принятый комплексный сигнал
Figure 00000005
подвергают быстрому преобразованию Фурье для его преобразования в частотную область. Модулирующий сигнал так же в комплексном цифровом виде (в виде двух квадратур ReМОД(t), ImМОД(t) поступает на четвертый и пятый входы процессора сигналов (5) со второго и третьего выходов задающего генератора (6). В процессоре сигналов (5) его подвергают быстрому преобразованию Фурье.Further, the quadratures of Re PR (t), Im PR (t) of the complex signal
Figure 00000004
in digital form are fed to the first and second inputs of the signal processor (5). In the signal processor (5), the received complex signal
Figure 00000005
is subjected to a fast Fourier transform to transform it into the frequency domain. The modulating signal is also in complex digital form (in the form of two quadratures Re МOD (t), Im МOD (t) is fed to the fourth and fifth inputs of the signal processor (5) from the second and third outputs of the master oscillator (6). In the signal processor ( 5) it is subjected to the fast Fourier transform.

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Далее в процессоре сигналов (5) осуществляют нормировку спектра принятого сигнала к квадрату модуля спектра модулирующего сигнала:Further, in the signal processor (5), the spectrum of the received signal is normalized to the square of the modulus of the spectrum of the modulating signal:

Figure 00000008
Figure 00000008

Затем полученный нормированный сигнал преобразуют из частотной области во временную область обратным быстрым преобразованием Фурье.Then the received normalized signal is converted from the frequency domain to the time domain by inverse fast Fourier transform.

Figure 00000009
Figure 00000009

Полученный отнормированный сигнал

Figure 00000010
подвергают сжатию, например корреляционной обработке или согласованной фильтрации, описанными в источнике [Многофункциональные радиолокационные системы / под ред. Б.Г. Татарского, М.: «Дрофа», 2007 г., стр. 41-68]. По сжатому сигналу осуществляют обнаружение полезного сигнала и выдачу информации в систему индикации из процессора сигналов (5).Received normalized signal
Figure 00000010
subject to compression, for example, correlation processing or matched filtering described in the source [Multifunctional radar systems / ed. B.G. Tatarsky, M .: "Bustard", 2007, pp. 41-68]. The compressed signal is used to detect the useful signal and provide information to the display system from the signal processor (5).

На Фиг. 2 представлены графики сжатого реального сигнала, отраженного от объекта на земной поверхности без описанной обработки и с обработкой сигнала. Сигнал модулирован по фазе 13-ти позиционным кодом Баркера и изображен в виде 512-ти элементов (стробов) дальности. Без предлагаемой обработки за счет боковых лепестков уровень сигнала в соседних с центральным лепестком элементах дальности (обведена кругом), принятым за максимальный уровень, составляет -20÷-32 дБ. При подавлении боковых лепестков заявляемым способом уровень сигнала в соседних центральным лепестком элементах дальности составляет -32÷-38 дБ. Таким образом, в соседних элементах дальности обнаружены слабые сигналы с уровнем на 12 дБ меньшим, чем боковые лепестки. Так же по графикам на фигуре 2 можно видеть, что заявляемая обработка не приводит к расширению центрального лепестка сигнала.FIG. 2 shows graphs of a compressed real signal reflected from an object on the earth's surface without the described processing and with signal processing. The signal is phase modulated with a 13-position Barker code and is shown as 512 range elements (strobes). Without the proposed processing due to side lobes, the signal level in the range elements adjacent to the central lobe (circled), taken as the maximum level, is -20 ÷ -32 dB. When side lobes are suppressed by the claimed method, the signal level in the range elements adjacent to the central lobe is -32 ÷ -38 dB. Thus, weak signals with a level 12 dB lower than the side lobes are found in adjacent range elements. It can also be seen from the graphs in figure 2 that the claimed processing does not lead to the expansion of the central lobe of the signal.

Таким образом, проведенная обработка позволяет выровнять спектр принятого сигнала, таким образом, что при последующем сжатии этого сигнала уровень боковых лепестков значительно снижается без расширения центрального лепестка, что позволяет обнаруживать сигналы в соседних каналах дальности с высокой вероятностью обнаружения и низким уровнем ложных тревог.Thus, the performed processing allows the spectrum of the received signal to be aligned, so that with the subsequent compression of this signal, the level of the side lobes is significantly reduced without broadening the central lobe, which makes it possible to detect signals in adjacent range channels with a high probability of detection and a low level of false alarms.

Claims (3)

1. Способ обработки радиолокационного сигнала с фазовой модуляцией, заключающийся в том, что излучают модулированный по фазе зондирующий сигнал, принимают отраженный сигнал, отличающийся тем, что сигнал, модулирующий зондирующий сигнал, а также принятый отраженный сигнал преобразуют в комплексные сигналы, осуществляют формирование их спектров быстрым преобразованием Фурье, определяют модуль спектра комплексного модулирующего зондирующий сигнал сигнала, нормируют спектр комплексного принятого сигнала на квадрат модуля спектра комплексного модулирующего зондирующий сигнал сигнала по формуле1. A method of processing a radar signal with phase modulation, which consists in emitting a phase-modulated probe signal, receiving a reflected signal, characterized in that the signal modulating the probe signal, as well as the received reflected signal are converted into complex signals, and their spectra are formed by fast Fourier transform, determine the modulus of the spectrum of the complex baseband signal, normalize the spectrum of the complex received signal to the square of the modulus of the spectrum of the complex baseband signal using the formula
Figure 00000011
- спектр комплексного принятого сигнала,
Figure 00000012
- спектр комплексного модулирующего сигнала,
Figure 00000013
- нормированный спектр, преобразуют нормированный спектр полученного сигнала во временную область обратным быстрым преобразованием Фурье и осуществляют его сжатие.
Figure 00000011
- the spectrum of the complex received signal,
Figure 00000012
- spectrum of a complex modulating signal,
Figure 00000013
- the normalized spectrum, the normalized spectrum of the received signal is converted into the time domain by the inverse fast Fourier transform and is compressed. 2. Способ обработки радиолокационного сигнала с фазовой модуляцией по п. 1, отличающийся тем, что преобразование сигнала, модулирующего зондирующий сигнал, а также принятого отраженного сигнала в комплексные сигналы осуществляют квадратурной демодуляцией.2. A method for processing a radar signal with phase modulation according to claim 1, characterized in that the conversion of the signal modulating the sounding signal, as well as the received reflected signal into complex signals, is performed by quadrature demodulation.
RU2019128630A 2019-09-11 2019-09-11 Method of processing radar signal with phase modulation RU2731546C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128630A RU2731546C1 (en) 2019-09-11 2019-09-11 Method of processing radar signal with phase modulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128630A RU2731546C1 (en) 2019-09-11 2019-09-11 Method of processing radar signal with phase modulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2019128630A3 RU2019128630A3 (en) 2020-07-20
RU2731546C1 true RU2731546C1 (en) 2020-09-04

Family

ID=72421677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019128630A RU2731546C1 (en) 2019-09-11 2019-09-11 Method of processing radar signal with phase modulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731546C1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2212683C2 (en) * 2001-09-20 2003-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Челябинский радиозавод "Полет" Method of radar signal processing
RU2282209C1 (en) * 2004-12-07 2006-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова Method and device for detection of complex wideband frequency-modulated signal with filtration within scale-time area
RU2371736C2 (en) * 2007-02-28 2009-10-27 Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") Method for generation of current energy spectrum of receiver output signal, device for its realisation and method for distance measurement
RU2402038C2 (en) * 2008-06-25 2010-10-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Radar probing method using continuous emission
CN103698757A (en) * 2013-12-31 2014-04-02 中国人民解放军国防科学技术大学 Long frequency band radar target jogging feature estimation method
WO2015052713A1 (en) * 2013-10-08 2015-04-16 Eim Distribution Ltd. Analog to information converter
RU2636058C1 (en) * 2016-11-11 2017-11-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Method for processing radar signals in mono-pulse radiolocation station
WO2018130324A1 (en) * 2017-01-11 2018-07-19 Robert Bosch Gmbh Radar sensor and method for determining a relative velocity of a radar target
DE102017101763A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for determining at least one object information of at least one object which is detected by a radar system, in particular of a vehicle, radar system and driver assistance system
CN108549832A (en) * 2018-01-21 2018-09-18 西安电子科技大学 LPI radar signal sorting technique based on full Connection Neural Network
RU2696022C1 (en) * 2019-02-20 2019-07-30 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for adaptive spatial-multichannel detection of spectral components of signals of radio-frequency radiation sources

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2212683C2 (en) * 2001-09-20 2003-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Челябинский радиозавод "Полет" Method of radar signal processing
RU2282209C1 (en) * 2004-12-07 2006-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова Method and device for detection of complex wideband frequency-modulated signal with filtration within scale-time area
RU2371736C2 (en) * 2007-02-28 2009-10-27 Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") Method for generation of current energy spectrum of receiver output signal, device for its realisation and method for distance measurement
RU2402038C2 (en) * 2008-06-25 2010-10-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Radar probing method using continuous emission
WO2015052713A1 (en) * 2013-10-08 2015-04-16 Eim Distribution Ltd. Analog to information converter
CN103698757A (en) * 2013-12-31 2014-04-02 中国人民解放军国防科学技术大学 Long frequency band radar target jogging feature estimation method
RU2636058C1 (en) * 2016-11-11 2017-11-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Method for processing radar signals in mono-pulse radiolocation station
WO2018130324A1 (en) * 2017-01-11 2018-07-19 Robert Bosch Gmbh Radar sensor and method for determining a relative velocity of a radar target
DE102017101763A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for determining at least one object information of at least one object which is detected by a radar system, in particular of a vehicle, radar system and driver assistance system
CN108549832A (en) * 2018-01-21 2018-09-18 西安电子科技大学 LPI radar signal sorting technique based on full Connection Neural Network
RU2696022C1 (en) * 2019-02-20 2019-07-30 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for adaptive spatial-multichannel detection of spectral components of signals of radio-frequency radiation sources

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PENG BO, WEI XIZHANG, DENG BIN, CHEN HAOWEN, LIU ZHEN, LI XIANG. IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement, 09.2014, Vol. 63, Issue 9, сс.2188-2199. *
PENG BO, WEI XIZHANG, DENG BIN, CHEN HAOWEN, LIU ZHEN, LI XIANG. IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement, 09.2014, Vol. 63, Issue 9, сс.2188-2199. WEBB G.W., MININ I.V., MININ O.V. International Journal of High Speed Electronics & Systems, 06.2007, Vol. 17, Issue 2, сс.367-382. *
WEBB G.W., MININ I.V., MININ O.V. International Journal of High Speed Electronics & Systems, 06.2007, Vol. 17, Issue 2, сс.367-382. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019128630A3 (en) 2020-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11353549B2 (en) Radar interference detection
US10509103B2 (en) Radar device
CA2921184C (en) Using orthogonal space projections to generate a constant false alarm rate control parameter
US9075138B2 (en) Efficient pulse Doppler radar with no blind ranges, range ambiguities, blind speeds, or Doppler ambiguities
RU2413958C2 (en) Radar apparatus
US7403153B2 (en) System and method for reducing a radar interference signal
US9128182B2 (en) Radar device
US5784026A (en) Radar detection of accelerating airborne targets
KR101135982B1 (en) Synchronization method of radar systems for the rejection of interference in FMCW radars
US8742979B2 (en) Range side lobe removal device, signal-processing device, radar device provided with the signal-processing device, and method of removing range side lobe
US6184820B1 (en) Coherent pulse radar system
US20210132185A1 (en) Frequency modulated continuous wave radar receivers, modules therefor, and related methods
US8760340B2 (en) Processing radar return signals to detect targets
CN112578350B (en) Airborne SAR interference effect simulation method under high-energy microwave interference
GB2563369A (en) Radar device
US8358233B2 (en) Radar target detection process
JP2021067461A (en) Radar device and radar signal processing method
RU2731546C1 (en) Method of processing radar signal with phase modulation
US20230258767A1 (en) Signal processing device, radar device, and radar operation method
GB2558643A (en) Method and apparatus for determining a pulse repetition interval parameter of a coded pulse-based radar
RU2596229C1 (en) Method for increasing range resolution of radar station
Nhan et al. A Mathematical Model for Determining the Type of Signal Modulation in a Digital Receiver with Autocorrelation Processing
RU2504798C1 (en) Method for spectral processing of auxiliary signals
RU2212683C2 (en) Method of radar signal processing
JP3727765B2 (en) Receiver