RU2732504C1 - Method for adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable radio-frequency sources - Google Patents
Method for adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable radio-frequency sources Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732504C1 RU2732504C1 RU2020102953A RU2020102953A RU2732504C1 RU 2732504 C1 RU2732504 C1 RU 2732504C1 RU 2020102953 A RU2020102953 A RU 2020102953A RU 2020102953 A RU2020102953 A RU 2020102953A RU 2732504 C1 RU2732504 C1 RU 2732504C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- threshold
- spectral
- radio
- decision
- noise
- 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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
-
- 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
- G01S7/292—Extracting wanted echo-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
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
- G01S7/2921—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period
- G01S7/2922—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period by using a controlled threshold
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных моноимпульсных обнаружителях-пеленгаторах при приеме радиосигналов одного либо двух частотно-неразделимых источников радиоизлучения в условиях неизвестной интенсивности шума приемных каналов, что характерно для работы сетей передачи данных, например, стандарта 3G. The invention relates to radio engineering and can be used in multi-channel monopulse detectors-direction finders when receiving radio signals from one or two inseparable frequency sources of radio emission in conditions of unknown noise intensity of the receiving channels, which is typical for the operation of data transmission networks, for example, the 3G standard.
Известен способ многоканального обнаружения и оценивания числа источников излучения с адаптивным выравниванием мощностей шумов в канале [Тарасов Г.А., Кабаков И.В., Незванов А.Ю. Способ многоканального обнаружения и оценивания числа источников излучения с адаптивным выравниванием мощностей шумов в канале. Патент РФ № 2204840, G01S 3/00]. The known method of multichannel detection and estimation of the number of radiation sources with adaptive equalization of the noise power in the channel [Tarasov GA, Kabakov IV, Nezvanov A.Yu. Method for multichannel detection and estimation of the number of radiation sources with adaptive equalization of the noise powers in the channel. RF patent No. 2204840, G01S 3/00].
Способ включает в себя следующие этапы: The method includes the following steps:
1. Сигналы источников излучения принимают N датчиками антенной решетки
2. На первом шаге
гдеWhere
3. Решение об обнаружении источников излучения и оценивание числа источников излучения осуществляется после завершения всех шагов итерационной процедуры адаптивного выравнивания мощностей шумов в канале многоканального обнаружителя при значениях весовых коэффициентов
Однако одним из недостатков способов, основанных на вычислении и анализе собственных значений, является тот факт, что при малых количествах накоплений, устойчивость данных методов сильно ухудшается, поскольку в общем случае не обеспечивается соответствие между количеством собственных значений, превысивших порог, и количеством принимаемых сигналов. При этом в системах радиомониторинга, с целью обеспечения требуемой скорости сканирования, существует ограничение по увеличению числа накоплений, за счет чего, в указанных системах представленный выше способ является неустойчивым.However, one of the drawbacks of methods based on the calculation and analysis of eigenvalues is the fact that with small amounts of accumulations, the stability of these methods deteriorates greatly, since in the general case, the correspondence between the number of eigenvalues that have exceeded the threshold and the number of received signals is not ensured. At the same time, in radio monitoring systems, in order to ensure the required scanning speed, there is a limitation on increasing the number of accumulations, due to which, in these systems, the above method is unstable.
Ещё к одному недостатку указанного выше способа можно отнести тот факт, что для расчета нормированных пороговых значений используется многомерная функция распределения собственных значений. Такой подход является некорректным, поскольку имеется нелинейная зависимость (выборочная корреляционная матрица является неотрицательно определенной квадратичной формой), не позволяющая применять аппроксимацию нормальным распределением.Another disadvantage of the above method is the fact that the multidimensional eigenvalue distribution function is used to calculate the normalized threshold values. This approach is incorrect, since there is a nonlinear dependence (the sample correlation matrix is a non-negative definite quadratic form), which does not allow applying the approximation by a normal distribution.
Известны способы обнаружения и определения двумерного пеленга и частоты источников радиоизлучения, представленные, например, в [Шевченко В.Н., Емельянов Г.С., Вертоградов Г.Г. Способ обнаружения и определения двумерного пеленга и частоты источников радиоизлучения. Патент РФ № 2190236, G01S 5/04]. Known methods of detecting and determining the two-dimensional bearing and frequency of radio sources, presented, for example, in [Shevchenko VN, Emelyanov GS, Vertogradov GG. Method for detecting and determining two-dimensional bearing and frequency of radio emission sources. RF patent No. 2190236, G01S 5/04].
Способ включает в себя следующие этапы: The method includes the following steps:
1. Когерентный прием сигналов, одновременно попадающих в текущую полосу приема, когерентный перенос на более низкую частоту, синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму.1. Coherent reception of signals simultaneously falling into the current reception band, coherent transfer to a lower frequency, synchronous conversion of time realizations into digital form.
2. Синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов для всех баз, преобразование Фурье и вычисление комплексных коэффициентов взаимной корреляции спектральной плотности на каждой частоте принятых сигналов. После чего вычисляют модуль данных комплексных коэффициентов взаимной корреляции и сравнивают его значение с фиксированным порогом корреляции, выбранным в соответствии с критерием Неймана-Пирсона. Сигналы с частотами, на которых превышен порог, объединяют в i-й сигнал и идентифицируют его как обнаруженный сигнал, принадлежащий одному передатчику с полосой частот δfi,, образованной идентифицированными к данному сигналу спектральными отсчетами. Пеленгование осуществляют по реальной части сформированного двумерного углового спектра: по максимумам этого углового спектра определяют азимутальные и угломестные пеленги i-х сигналов передатчиков, обнаруженных в полосе приема.2. Synchronous registration of the received single-frequency and multifrequency signals for all bases, Fourier transform and calculation of the complex cross-correlation coefficients of the spectral density at each frequency of the received signals. After that, the data module of the complex cross-correlation coefficients is calculated and its value is compared with a fixed correlation threshold, selected in accordance with the Neumann-Pearson criterion. Signals with frequencies at which the threshold is exceeded are combined into the i-th signal and identified as a detected signal belonging to the same transmitter with a frequency band δf i formed by spectral samples identified for this signal. Direction finding is carried out according to the real part of the formed two-dimensional angular spectrum: the azimuthal and elevation bearings of the i-th transmitter signals detected in the receiving band are determined from the maxima of this angular spectrum.
Однако в данном способе имеются следующие недостатки. However, this method has the following disadvantages.
1. Способ основан на использовании «опорной антенны», вследствие чего не учитывается, что взаимный спектр сигнала в каналах приема необходимо определять для всех возможных комбинаций пар антенн. В случае приема сигналов с помощью многоканального моноимпульсного обнаружителя-пеленгатора (ОП) указанное обстоятельство является существенным недостатком данного способа, неоправданно не использующим имеющиеся технические возможности радиоэлектронной аппаратуры ОП и снижающим показатели эффективности как решения задачи идентификации спектральных отсчетов по принадлежности к сигналу одного ИРИ, так и пеленгования ИРИ. Кроме того, наличие опорного канала может приводить к ухудшению точности и достоверности пеленгования в зависимости от того, какой из каналов антенной системы (АС) выбран опорным, что в реальных условиях функционирования ОП при их размещении на носителях различных типов обусловлено наличием эффекта «затенения» опорного канала в зависимости от его взаимного расположения относительно остальных антенн АС, а также объектов, расположенных в непосредственной близости к АС (например, мачтового устройства).1. The method is based on the use of a "reference antenna", as a result of which it is not taken into account that the mutual spectrum of the signal in the receiving channels must be determined for all possible combinations of antenna pairs. In the case of receiving signals using a multichannel monopulse detector-direction finder (OP), this circumstance is a significant drawback of this method, unjustifiably not using the available technical capabilities of the electronic equipment of the OP and reducing the efficiency indicators of both solving the problem of identifying spectral readings by belonging to a signal of one IRI, and direction finding IRI. In addition, the presence of a reference channel can lead to a deterioration in the accuracy and reliability of direction finding, depending on which of the channels of the antenna system (AS) is selected as the reference channel, which in real operating conditions of the OP when placed on carriers of various types is due to the presence of the “shading” effect of the reference channel depending on its relative position relative to the other antennas of the speaker, as well as objects located in close proximity to the speaker (for example, a mast device).
2. Способ предполагает вычисление реальной части двумерного комплексного углового спектра сигналов, что не в полной мере соответствует результатам решения задачи пеленгования в рамках теории статистической радиотехники. Максимум модуля углового спектра характеризует наибольший по амплитуде отклик с фазированной многоканальной АС в направлении на ИРИ, при этом фазирование обеспечивается лишь при вычислении модуля углового спектра.2. The method involves calculating the real part of the two-dimensional complex angular spectrum of signals, which does not fully correspond to the results of solving the problem of direction finding within the framework of the theory of statistical radio engineering. The maximum of the modulus of the angular spectrum characterizes the largest amplitude response from a phased multichannel speaker in the direction to the IRI, while phasing is provided only when calculating the modulus of the angular spectrum.
3. Выражение для решающей статистики неприменимо в случае приема двух частотно неразделимых сигналов с близкими энергиями, что в условиях характерной для ведения радиомониторинга априорной неопределённости относительно уровней принимаемых сигналов, интенсивности шума, направлений прихода и числа источников радиоизлучения, приводит к возрастанию вероятности пропуска сигналов, принимаемых от двух источников.3. The expression for the decisive statistics is inapplicable in the case of receiving two frequency inseparable signals with close energies, which, under conditions of a priori uncertainty about the levels of received signals, noise intensity, directions of arrival and the number of radio emission sources typical for radio monitoring, leads to an increase in the probability of missing signals received from two sources.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является способ двухсигнального обнаружения и пеленгования частотно-неразделимых радиосигналов при неизвестной дисперсии шума приемных каналов с помощью ненаправленных антенн, образующих N-элементную антенную решетку [Уфаев В.А., Уфаев Д.В., Хрипушин В.Д., Хрипушин Д.В., Шайдулин И.И., Кузнецов А.И. Способ обнаружения и пеленгования радиосигналов. Патент РФ №2289146, G01S 5/04], принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed is a method of two-signal detection and direction finding of frequency-inseparable radio signals with an unknown dispersion of the noise of the receiving channels using non-directional antennas forming an N-element antenna array [Ufaev V.A., Ufaev D.V., Khripushin V. D., Khripushin D.V., Shaidulin I.I., Kuznetsov A.I. Method of detecting and direction finding radio signals. RF patent No. 2289146, G01S 5/04], taken as a prototype.
Способ-прототип включает следующие процедуры.The prototype method includes the following procedures.
1. Синхронный прием временных реализаций с выходов всех N идентичных антенн, типа вертикальный вибратор, АС в пространственных каналах обнаружителя-пеленгатора.1. Synchronous reception of time realizations from the outputs of all N identical antennas, such as a vertical vibrator, AS in the spatial channels of the direction finder.
2. Синхронное измерение на выходах антенн комплексных амплитуд радиосигналов многоканальным радиоприемным устройством цифрового типа с числом каналов, равным числу антенн, путем применения быстрого преобразования Фурье (БПФ)2. Synchronous measurement at the antenna outputs of the complex amplitudes of radio signals by a multichannel radio receiver of a digital type with the number of channels equal to the number of antennas by applying the fast Fourier transform (FFT)
где Where
- мнимая единица, - imaginary unit,
k - порядковый номер радиосигнала при общем количестве K<3,k is the serial number of the radio signal with a total number of K <3,
- комплексная амплитуда k-го радиосигнала при приеме его в центре решетки, is the complex amplitude of the k-th radio signal when it is received at the center of the array,
n - порядковый номер элемента АС (n=1…N),n is the serial number of the AC element (n = 1 ... N),
θ0k, β0k - истинные азимут и угол места прихода k-го радиосигнала,θ 0k , β 0k - true azimuth and elevation angle of arrival of the k-th radio signal,
- шумы n-го приемного канала, включающие шум мирового фона, шумы антенны и радиоприемного устройства, - noises of the n-th receiving channel, including the noise of the world background, the noise of the antenna and the radio receiver,
- набег фаз радиосигналов в местах расположения антенн, - phase incursion of radio signals at the antenna locations,
λ - длина волны излучений,λ - radiation wavelength,
R - радиус АС,R is the radius of the speaker,
θ, β - углы прихода радиоволн в горизонтальной (азимут) и вертикальной (угол места) плоскостях;θ, β - angles of arrival of radio waves in the horizontal (azimuth) and vertical (elevation) planes;
Отсчет по азимуту осуществляют по часовой стрелке от северного направления. Отсчет угла места от поверхности Земли. Значения величин рассчитывают с заданной (например, 1°) дискретностью, определяемой требуемой точностью пеленгования, и заносят в запоминающее устройство до начала работы. Таким образом, при пеленговании в пределах 360° по азимуту и 90° по углу места общий объем запоминающего устройства составляет 360⋅90⋅N комплексных чисел.Azimuth reading is carried out clockwise from the north direction. Readout of the elevation angle from the surface of the Earth. The values of the quantities are calculated with a predetermined (for example, 1 °) discreteness, determined by the required direction finding accuracy, and are entered into a memory device before starting work. Thus, with a bearing within 360 ° in azimuth and 90 ° in elevation, the total storage capacity is 360⋅90⋅N complex numbers.
Полученные значения запоминаются в буферном запоминающем устройстве на время последующей обработки, включающей в себя два этапа.The obtained values are stored in the buffer memory for the time of subsequent processing, which includes two stages.
3. На первом этапе комплексные амплитуды радиосигналов последовательно считываются и усредняются, вследствие чего находится средняя по совокупности антенн мощность принятых радиосигналов3. At the first stage, the complex amplitudes of the radio signals are sequentially read and averaged, as a result of which the average power of the received radio signals is found over the set of antennas
, ,
4. По считанным из запоминающего устройства комплексным амплитудам радиосигналов формируется угловой спектр первого порядка4. Based on the complex amplitudes of radio signals read from the memory device, an angular spectrum of the first order is formed
. ...
Далее по следующему правилу определяют координаты (оценку азимута и угла места источника радиоизлучения с максимальной амплитудой радиосигнала) и значение его максимума, которое нормируют на рассчитанное в усреднителе значение мощности PFurther, according to the following rule, coordinates are determined (an estimate of the azimuth and elevation of the radio emission source with the maximum amplitude of the radio signal) and the value of its maximum, which is normalized to the power value P calculated in the averager
, ,
Таким образом, после первого этапа, в запоминающее устройство записывают следующие параметры: средняя мощность принятых радиосигналов P, угловой спектр первого порядка , соответствующие точке максимума поворачивающие векторы и значение углового спектра первого порядка , значение нормированного максимума квадрата модуля углового спектра первого порядка L1, координаты максимума углового спектра первого порядка .Thus, after the first stage, the following parameters are written into the memory: the average power of the received radio signals P, the angular spectrum of the first order , the rotation vectors corresponding to the maximum point and the value of the angular spectrum of the first order , the value of the normalized maximum of the squared modulus of the first-order angular spectrum L1, coordinates of the maximum of the first-order angular spectrum ...
5. Второй этап обработки заключается в считывании выходных параметров, описанных в пункте 4, определении значения нормированной диаграммы направленности антенной решетки при ориентации ее в направлении координат максимума углового спектра первого порядка5. The second stage of processing consists in reading the output parameters described in paragraph 4, determining the value of the normalized radiation pattern of the antenna array when orienting it in the direction of coordinates the maximum of the angular spectrum of the first order
Синхронно с этим из оперативного запоминающего устройства считывают максимальное значение углового спектра первого порядка , которое в умножителе умножают на значение нормированной диаграммы направленности антенной решетки (1). Полученный результат вычитают в вычитателе из углового спектра первого порядка , который поступает с выхода запоминающего устройства на первый вход вычитателя и в делителе делят на результат функционального преобразования нормированной диаграммы направленности решетки . Таким образом, определяют угловой спектр второго порядкаSimultaneously with this, the maximum value of the angular spectrum of the first order is read from the random access memory , which in the multiplier is multiplied by the value of the normalized radiation pattern of the antenna array (1). The result obtained is subtracted in a subtractor from the angular spectrum of the first order , which comes from the output of the memory device to the first input of the subtractor and is divided in the divider by the result of the functional transformation of the normalized radiation pattern of the grating ... Thus, the angular spectrum of the second order is determined
. ...
Далее рассчитывается квадрат модуля углового спектра второго порядка и по следующим соотношениям находятся координаты максимума и его значение, нормированное на среднюю мощность PNext, the square of the modulus of the second-order angular spectrum is calculated and the following relations are used to find the coordinates of the maximum and its value normalized to the average power P
, ,
. ...
Координаты максимума соответствуют азимуту и углу места источника излучения с меньшей амплитудой радиосигнала.Maximum coordinates correspond to the azimuth and elevation of the radiation source with a lower amplitude of the radio signal.
6. Окончательное решение о наличии радиосигналов и их числе выносится в решающем устройстве, где статистику6. The final decision on the presence of radio signals and their number is made in the deciding device, where the statistics
сравнивают с первым порогом С1, выбранным в соответствии с критерием Неймана-Пирсона, исходя из заданной вероятности ложной тревогиcompared with the first C1 threshold, selected in accordance with the Neumann-Pearson criterion, based on the given false alarm probability
Если порог не превышен, принимают решение об отсутствии сигналов, иначе определяют и сравнивают со вторым порогом С2 отношение видаIf the threshold is not exceeded, a decision is made about the absence of signals; otherwise, the ratio of the form is determined and compared with the second threshold C2
. ...
Порог С2 также выбирается исходя из критерия Неймана-Пирсона, обеспечивая заданную вероятность ложной тревоги.The C2 threshold is also selected based on the Neumann-Pearson criterion, providing a given false alarm probability.
7. При превышении второго порога С2 выносят решение о наличии радиосигнала одного источника с углами прихода , в противном случае – решение о наличии радиосигналов двух источников с углами прихода и .7. When the second threshold C2 is exceeded, a decision is made on the presence of a radio signal from one source with angles of arrival , otherwise - the decision on the presence of radio signals from two sources with angles of arrival and ...
В соответствии с приведенным описанием, способ-прототип имеет следующие недостатки:In accordance with the above description, the prototype method has the following disadvantages:
1. Решающее правило (п. 5-6) способа-прототипа справедливо, когда антенны обнаружителя-пеленгатора являются идентичными и ненаправленными, а их диаграммы направленности имеют единичную амплитуду, не зависящую от направления прихода радиоволн источников радиосигналов, и описываются функциями вида .1. The decisive rule (clauses 5-6) of the prototype method is valid when the antennas of the detector-direction finder are identical and non-directional, and their radiation patterns have a unit amplitude, independent of the direction of arrival of radio waves from radio sources, and are described by functions of the form ...
В общем случае при наличии взаимных влияний в АС обнаружителя-пеленгатора, а также в случае использования амплитудно-направленных антенных элементов для решающих статистик, описанных в п.5-6, становятся не справедливыми, что приводит к ухудшению показателей эффективности указанного способа и определяет ограничение его применимости.In the general case, in the presence of mutual influences in the AS of the detector-direction finder, as well as in the case of using amplitude-directed antenna elements for the decisive statistics described in clauses 5-6, they become invalid, which leads to a deterioration in the efficiency indicators of the specified method and determines the limitation its applicability.
2. Задача обнаружения и пеленгования решается для каждого спектрального отсчета независимо, способ-прототип не предполагает выполнение процедуры отождествления и накопления спектральных отсчетов в случае принятие решения о принадлежности радиоизлучений одному и тому же источнику. Это приводит к повышению вычислительных затрат при реализации указанного способа по каждому спектральному отсчету радиосигнала, и не позволяет за счет увеличения объема используемой информации при накоплении спектральных отсчетов радиосигналов повысить эффективность их последующей цифровой обработки, включающей процедуру пеленгования источников радиоизлучений.2. The problem of detection and direction finding is solved for each spectral count independently, the prototype method does not imply the implementation of the procedure for identifying and accumulating spectral counts in the event that a decision is made about the belonging of radio emissions to the same source. This leads to an increase in computational costs when implementing this method for each spectral sample of a radio signal, and does not allow, due to an increase in the amount of information used when accumulating spectral samples of radio signals, to increase the efficiency of their subsequent digital processing, including the procedure for direction finding of radio emission sources.
3. Способ-прототип не позволяет оценить соотношение уровней сигналов, принимаемых от различных частотно-неразделимых источников. Данная оценка совместно с оценкой направлений на источники обеспечивает повышение эффективности решения ряда важных практических задач радиомониторинга, например, задач контроля излучений источников в условиях преднамеренных помех.3. The prototype method does not allow evaluating the ratio of the signal levels received from various frequency inseparable sources. This assessment, together with the assessment of directions to sources, provides an increase in the efficiency of solving a number of important practical problems of radio monitoring, for example, the problems of monitoring radiation from sources in conditions of deliberate interference.
4. В ряде практических ситуаций при приеме радиосигналов двух частотно-неразделимых источников в зависимости от соотношения уровней принимаемых сигналов и их направлений прихода, а также структуры и характеристик направленности элементов АС обнаружителя-пеленгатора, применение односигнального обнаружения и пеленгования (в частности, применяемое в способе-прототипе формирование углового спектра первого порядка и нахождение по положению его максимума оценок азимута и угла места, соответствующих источнику с максимальной амплитудой) может приводить к пропускам сигналов или ложным срабатываниям. Поэтому использование результата одномерной глобальной максимизации при наличии двух источников радиосигналов в общем случае не целесообразно, так как получаемая в результате максимизации углового спектра первого порядка оценка азимута и угла места является случайной величиной, зависящей от многих факторов, в том числе, от соотношения уровней принимаемых сигналов, центральной частоты принимаемых сигналов и их пространственного разнесения.4. In a number of practical situations when receiving radio signals from two frequency-inseparable sources, depending on the ratio of the received signal levels and their directions of arrival, as well as the structure and directivity characteristics of the AS detector-direction finder elements, the use of single-signal detection and direction finding (in particular, used in the method -prototype, the formation of a first-order angular spectrum and finding, by the position of its maximum, the azimuth and elevation estimates corresponding to the source with the maximum amplitude) can lead to missing signals or false alarms. Therefore, the use of the result of one-dimensional global maximization in the presence of two sources of radio signals is generally not advisable, since the azimuth and elevation estimate obtained as a result of maximizing the angular spectrum of the first order is a random variable that depends on many factors, including the ratio of the received signal levels , the center frequency of the received signals and their spatial diversity.
Указанные недостатки определяют ограничения области применения способа-прототипа, которые в условиях характерной для ведения радиомониторинга априорной неопределенности относительно уровней принимаемых сигналов, их направлений прихода, интенсивности шума и числа источников радиосигналов, а их наличие не позволяет использовать способ-прототип в современных (перспективных) многоканальных системах радиомониторинга.These disadvantages determine the limitations of the scope of application of the prototype method, which, under conditions of a priori uncertainty about the levels of received signals, their directions of arrival, noise intensity and the number of radio signal sources, which are characteristic for radio monitoring, and their presence does not allow the use of the prototype method in modern (promising) multichannel radio monitoring systems.
Задачей, на решение которой направлен предлагаемый способ, является повышение показателей эффективности адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиосигналов в условиях характерной для ведения радиомониторинга априорной неопределенности относительно уровней принимаемых сигналов, их направлений прихода, интенсивности шума и числа источников радиосигналов, в том числе при близких энергиях принимаемых радиосигналов.The problem to be solved by the proposed method is to increase the efficiency indicators of the adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable sources of radio signals under conditions of a priori uncertainty about the levels of received signals, their directions of arrival, the noise intensity and the number of radio signal sources typical for radio monitoring, including at close energies of received radio signals.
Для решения поставленной задачи в способе адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиоизлучения, включающем синхронный прием временных реализаций с выходов всех антенн антенной системы (АС) в пространственных каналах обнаружителя-пеленгатора, одновременно попадающих в текущую полосу приема (анализа), синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму, вычисление отсчетов быстрого преобразования Фурье каждой оцифрованной реализации в каждом пространственном канале обнаружителя-пеленгатора, согласно изобретению , реализуется накопление сформированных по принятым временным реализациям матриц взаимных энергий, вычисление первой решающей статистикиTo solve this problem in the method of adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable sources of radio emission, including the synchronous reception of time realizations from the outputs of all antennas of the antenna system (AS) in the spatial channels of the detector-direction finder, simultaneously falling into the current reception (analysis) band , synchronous transformation of temporal realizations into digital form, calculation of fast Fourier transform samples of each digitized implementation in each spatial channel of the detector-direction finder, according to the invention , the accumulation of mutual energy matrices formed according to the accepted temporal realizations is realized, the computation of the first decision statistics
, ,
гдеWhere
, ,
- матрица коэффициентов межканальной корреляции аддитивного шума (при отсутствии корреляции шума матрица является диагональной единичной), - matrix of coefficients of interchannel correlation of additive noise (in the absence of correlation of noise, the matrix is a diagonal unit),
(•)-1 - обратная матрица, (•) -1 - inverse matrix,
nb - порядковый номер спектрального отсчета (nb=1,…Nb),nb - serial number of the spectral sample (nb = 1, ... Nb),
Tr(•) - оператор следа матрицы (сумма диагональных элементов),Tr (•) - matrix trace operator (sum of diagonal elements),
(•)H - оператор Эрмитова сопряжения;(•) H is the Hermitian conjugation operator;
h,m=1…N - индексы пространственных каналов;h, m = 1 ... N - indices of spatial channels;
сравнение решающей статистики с нижним порогом С1 и верхним порогом С2, вычисляемыми в соответствии с критерием Неймана-Пирсона и обеспечивающими требуемую постоянную вероятность ложной тревоги; в случае превышения второго порога C2 – принятие решения о том, что спектральный отсчет соответствует сигналу одного источника радиоизлучения и расчет оценки азимута и угла места по формуле:comparison of the decision statistics with the lower threshold C1 and the upper threshold C2, calculated in accordance with the Neumann-Pearson criterion and providing the required constant false alarm probability; if the second threshold C2 is exceeded, a decision is made that the spectral readout corresponds to the signal of one radio emission source and the estimation of the azimuth and elevation angle is calculated using the formula:
, ,
гдеWhere
- пеленгационный рельеф, - direction finding relief,
- векторная комплексная диаграмма направленности АС с произвольной структурой и характеристиками направленности антенных элементов; - vector complex directivity diagram of an AU with an arbitrary structure and directivity characteristics of antenna elements;
в случае, если первый порог C1 не превышен, принимается решение о том, что спектральный отсчет является шумовым; соответствующие отсчеты накапливаются и усредняются по формуле if the first threshold C1 is not exceeded, a decision is made that the spectral sample is noisy; the corresponding readings are accumulated and averaged according to the formula
, ,
где b - индекс суммирования по «шумовым» спектральным отсчетам (b=1,…,B);where b is the index of summation over "noise" spectral readings (b = 1, ..., B);
B - количество спектральных отсчетов, отнесенных к шумовым;B is the number of spectral samples classified as noise;
- диагональные элементы матрицы взаимных энергий - diagonal elements of the matrix of mutual energies
шумовых спектральных отсчетов;noise spectral samples;
n - порядковый номер элемента AC (n=1…N);n is the ordinal number of the AC element (n = 1 ... N);
N - число антенных элементов;N is the number of antenna elements;
P - оценка средней мощности шума;P is an estimate of the average noise power;
если спектральный отсчет попал в «зону неопределенности» – (между нижним C1 и верхним C2 порогами, реализуется дополнительная обработка, включающая в себя блок обработки спектральных отсчетов, отнесенных на этапе селекции к «зоне неопределенности»: вычисление второй решающей статистики if the spectral sample falls into the "uncertainty zone" - (between the lower C1 and the upper C2 thresholds, additional processing is implemented, which includes a block for processing spectral samples referred to the "uncertainty zone" at the stage of selection: calculation of the second decisive statistics
и сравнение ее с третьим порогом C3, в случае превышения порога – группирование и накопление спектральных отсчетов, формирование и расчет глобального максимума пеленгационного рельефа; формирование третьей решающей статистикиand comparing it with the third threshold C3, in case of exceeding the threshold - grouping and accumulation of spectral readings, formation and calculation of the global maximum of the direction finding relief; formation of the third decisive statistics
и сравнение ее с четвертым порогом C4; в случае превышения порога – принятие решения о том, что спектральный отсчет соответствует сигналам от двух источников радиоизлучения и расчет оценок направлений и уровней принимаемых сигналов.and comparing it with the fourth threshold C4; in case of exceeding the threshold - making a decision that the spectral readout corresponds to signals from two sources of radio emission and calculating estimates of directions and levels of received signals.
Заявляемый способ заключается в следующем.The claimed method is as follows.
Каждый отсчет БПФ временных реализаций представляет собой комплексную амплитуду в элементарном частотном канале (ЭЧК), ширина полосы которого обратно пропорциональна длительности временной реализации. Совокупность спектральных отсчетов во всех N пространственных каналах обнаружителя-пеленгатора, принадлежащих одному и тому же ЭЧК, характеризует распределение падающей на АС радиоволны на частоте данного ЭЧК.Each FFT sample of temporal realizations is a complex amplitude in an elementary frequency channel (ECH), the bandwidth of which is inversely proportional to the duration of the temporal realization. The set of spectral readings in all N spatial channels of the detector-direction finder, belonging to the same ECH, characterizes the distribution of the radio wave incident on the speaker at the frequency of this ECH.
Спектральное представление временных реализаций обеспечивает возможность определения спектрального состава радиосигналов (то есть совокупности отсчетов БПФ, принадлежащих радиосигналам одного, в случае односигнального обнаружения, или двух, в случае двухсигнального обнаружения, источников радиосигналов) при имеющейся в реальных условиях априорной неопределённости.Spectral representation of temporal realizations provides the ability to determine the spectral composition of radio signals (that is, a set of FFT readings belonging to radio signals of one, in the case of one-signal detection, or two, in the case of two-signal detection, radio signal sources) with a priori uncertainty available in real conditions.
Среди совокупности спектральных отсчетов в текущей полосе приема (анализа) определяются «односигнальные» отсчеты, шумовые отсчеты и отсчеты, попавшие в «зону неопределенности», которые могут относится как к «односигнальным», так и к «двухсигнальным» отсчетам. Спектральные отсчеты, попавшие в «зону неопределенности» подлежат дополнительной обработке, в результате которой выносится решение о принадлежности отсчета к «односигнальным», либо к «двухсигнальным» отсчетам.Among the set of spectral samples in the current reception (analysis) band, "single-signal" samples, noise samples and samples that fall into the "uncertainty zone" are determined, which can refer to both "single-signal" and "two-signal" samples. Spectral readings that have fallen into the "zone of uncertainty" are subject to additional processing, as a result of which a decision is made whether the readings belong to "one-signal" or "two-signal" readings.
Таким образом, в результате решения поставленной задачи, предлагаемый способ адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиоизлучения предполагает выполнение следующих процедур:Thus, as a result of solving the problem, the proposed method of adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable sources of radio emission involves the following procedures:
1. Синхронный прием временных реализаций с выходов всех N (N≥2) антенн АС в пространственных каналах обнаружителя-пеленгатора, одновременно попадающих в текущую полосу приема (анализа), синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму, вычисление отсчетов преобразования Фурье оцифрованной реализации в каждом пространственном канале ОП.1. Synchronous reception of time realizations from the outputs of all N (N≥2) AC antennas in the spatial channels of the detector-direction finder, simultaneously falling into the current reception (analysis) band, synchronous transformation of time realizations into digital form, calculation of the Fourier transform counts of the digitized implementation in each spatial channel OP.
2. Синхронное измерение на выходах антенн комплексных амплитуд радиосигналов многоканальным радиоприемным устройством цифрового типа с числом каналов, равным числу антенн, путем применения БПФ2. Synchronous measurement at the antenna outputs of the complex amplitudes of radio signals by a multichannel digital radio receiver with the number of channels equal to the number of antennas by using the FFT
, ,
где Where
- векторная комплексная диаграмма направленности АС с произвольной структурой и характеристиками направленности антенных элементов; - vector complex directivity diagram of an AU with an arbitrary structure and directivity characteristics of antenna elements;
Отсчет по азимуту осуществляют по часовой стрелке от северного направления, отсчет угла места – от поверхности Земли. Значения величин рассчитывают с заданной (например, 1°) дискретностью, определяемой требуемой точностью пеленгования, и заносят в запоминающее устройство до начала работы. Таким образом, при пеленговании в пределах 360° по азимуту и 90° по углу места общий объем запоминающего устройства составляет 360⋅90⋅N комплексных чисел.The azimuth reading is carried out clockwise from the northern direction, the elevation angle is measured from the Earth's surface. The values of the quantities are calculated with a predetermined (for example, 1 °) discreteness, determined by the required direction finding accuracy, and are entered into a memory device before starting work. Thus, with a bearing within 360 ° in azimuth and 90 ° in elevation, the total storage capacity is 360⋅90⋅N complex numbers.
Полученные значения запоминаются в буферном запоминающем устройстве на время последующей обработки, включающей в себя, в отличии от прототипа, три этапа.The obtained values are stored in a buffer memory for the duration of subsequent processing, which, in contrast to the prototype, includes three stages.
3. На первом этапе комплексные амплитуды радиосигналов считываются последовательно. Далее, в отличи от прототипа, для расчета средней мощности P выполняется первичное двухпороговое корреляционное обнаружение для всех спектральных отсчетов, по результатам которого спектральные отсчеты полосы приема (анализа) разделяются на три группы: шумовые (не содержащие информацию об источниках радиосигналов), содержащие информацию о сигнале одного источника и отсчеты, которые содержат информацию о двух источниках радиосигналов. Рассчитываются канальные и взаимные энергии спектральных отсчетов, которые накапливаются по временным реализациям, и вычисляется предложенная в [Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Абрамова Е.Л., Сличенко М.П. Способ адаптивного пространственно-многоканального обнаружения спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения. Патент РФ №2696022, G01S 5/04] статистика
, (2) , (2)
гдеWhere
, ,
- матрица коэффициентов межканальной корреляции аддитивного шума (при отсутствии корреляции шума матрица является диагональной единичной), - matrix of coefficients of interchannel correlation of additive noise (in the absence of correlation of noise, the matrix is a diagonal unit),
(•)-1 - обратная матрица, (•) -1 - inverse matrix,
nb - порядковый номер спектрального отсчета (nb=1,…Nb),nb - serial number of the spectral sample (nb = 1, ... Nb),
Tr(•) - оператор следа матрицы (сумма диагональных элементов),Tr (•) - matrix trace operator (sum of diagonal elements),
(•)H - оператор Эрмитова сопряжения;(•) H is the Hermitian conjugation operator;
h,m=1…N - индексы пространственных каналов;h, m = 1 ... N - indices of spatial channels;
которая сравнивается с нижним порогом C1 и верхним порогом C2 (C1≤ρ≤C2). which is compared with the lower threshold C1 and the upper threshold C2 (C1≤ρ≤C2).
В случае если нижний порог C1 не превышен, то принимается решение о том, что данный спектральный отсчет является шумовым. Спектральные отсчеты, отнесенные к шумовым, впоследствии усредняются. If the lower threshold C1 is not exceeded, then a decision is made that this spectral sample is noisy. Spectral readings, referred to as noise, are subsequently averaged.
, ,
где b - индекс суммирования по «шумовым» спектральным отсчетам (b=1,…,B);where b is the index of summation over "noise" spectral readings (b = 1, ..., B);
B - количество спектральных отсчетов, отнесенных к шумовым;B is the number of spectral samples classified as noise;
- диагональные элементы матрицы взаимных энергий шумовых спектральных отсчетов. - diagonal elements of the matrix of mutual energies of noise spectral samples.
Результатом усреднения (3) является оценка средней мощности шума, которая рассчитывается не по всем спектральным отсчетам, а только по тем, которые отнесены к шумовым. Если же верхний порог C2 превышен, то принимаемся решение о том, что в спектральном отсчете содержится информация о сигнале от одного источника радиоизлучения и в запоминающее устройство записывается номер соответствующего спектрального отсчета.The result of averaging (3) is an estimate of the average noise power, which is calculated not for all spectral samples, but only for those that are classified as noise. If the upper threshold C2 is exceeded, then the decision is made that the spectral sample contains information about the signal from one source of radio emission and the number of the corresponding spectral sample is written into the memory device.
В случае, когда значение статистики находится внутри «зоны неопределенности» в пределах интервала от C1 до C2 спектральный отсчет может принадлежать как к сигналу одного ИРИ, так и к сигналам от двух ИРИ. В этом случае в запоминающее устройство записывается номер соответствующего спектрального отсчета для его последующей обработки.In the case when the value of the statistics is within the "zone of uncertainty" within the interval from C1 to C2, the spectral sample can belong both to the signal of one SIR, and to signals from two SIR. In this case, the number of the corresponding spectral sample is recorded in the memory device for its subsequent processing.
Таким образом, в запоминающее устройство записывают следующие параметры: средняя мощность шумовых отсчетов (оценка дисперсии шума), номера спектральных отсчетов, отнесенных к сигналу от одного источника, и номера спектральных отсчетов, попавших в «зону неопределенности».Thus, the following parameters are recorded in the memory device: average power of noise samples (estimate of noise variance), numbers of spectral samples assigned to a signal from one source, and numbers of spectral samples that fall into the "uncertainty zone".
4. В отличие от прототипа (п. 4 описания прототипа), в предлагаемом способе на втором этапе обнаружения и пеленгования спектральных отсчетов формируется статистика энергетического обнаружения.4. Unlike the prototype (item 4 of the description of the prototype), in the proposed method at the second stage of detection and direction finding of spectral readings, statistics of energy detection are generated.
Для спектральных отсчетов, превысивших верхний порог C2, применяется односигнальное двумерное пеленгование, подробно описанное в статье [Артемов М.Л., Сличенко М.П. Современный подход к развитию методов пеленгования радиоволн источников радиоизлучения // Антенны. 2018. № 5. С. 31-37.] For spectral samples that have exceeded the upper threshold of C2, one-signal two-dimensional direction finding is used, described in detail in the article [ML Artemov, MP Slichenko. Modern approach to the development of methods for direction finding radio waves of radio emission sources // Antenny. 2018. No. 5. S. 31-37.]
, ,
гдеWhere
- пеленгационный рельеф, - direction finding relief,
- векторная комплексная диаграмма направленности АС с произвольной структурой и характеристиками направленности антенных элементов, - vector complex directivity diagram of an AU with an arbitrary structure and directivity characteristics of antenna elements,
и производится процедура отождествления спектральных отсчетов по принадлежности к одному источнику радиоизлучения согласно [Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Абрамова Е.Л., Коненков Е.А., Сличенко М.П. Способ адаптивного отождествления спектральных отсчетов по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения. Патент РФ №2696093, G01S 5/04].and the procedure for identifying spectral readings by belonging to one source of radio emission according to [Artemov ML, Afanasyev OV, Abramova EL, Konenkov EA, Slichenko MP is performed]. A method for adaptive identification of spectral samples by belonging to the signal of one radio emission source. RF patent No. 2696093, G01S 5/04].
Для каждого спектрального отчета, отнесенного на этапе 1 (п.3) к «зоне неопределенности», рассчитывается следующая статистикаFor each spectral report assigned at stage 1 (clause 3) to the "zone of uncertainty", the following statistics are calculated
, ,
и сравнивается с порогом C3. Если порог не превышен (γ≤C3), то принимается решение о том, что спектральный отсчет принадлежит сигналу с малым уровнем принимаемой энергии, излучаемому одним источником радиосигналов. Если же статистика оказывается больше порога (γ>C3), то принимается решение о наличии сигнала от одного или двух источников и формируется пеленгационный рельеф. and is compared to the C3 threshold. If the threshold is not exceeded (γ≤C3), then a decision is made that the spectral sample belongs to a signal with a low level of received energy emitted by one radio signal source. If the statistics turns out to be greater than the threshold (γ> C3), then a decision is made about the presence of a signal from one or two sources and a direction finding relief is formed.
Таким образом, по окончании второго этапа запоминаются следующие выходные параметры: оценка средней мощности шума, номера спектральных отсчетов, попавших в «зону неопределенности» на первом этапе и матрицы взаимных энергий для соответствующих номеров спектральных отсчетов.Thus, at the end of the second stage, the following output parameters are stored: an estimate of the average noise power, the numbers of spectral samples that fell into the "zone of uncertainty" at the first stage, and the mutual energy matrix for the corresponding numbers of spectral samples.
5. Для разрешения неопределенности относительно количества источников, применяется процедура двухсигального обнаружения и пеленгования. Для этого формируется пеленгационный рельеф M(θ1,β1,θ2,β2), который является функцией углов направлений на два источника радиосигнала, то есть находится совместная оценка азимутов и углов места путем глобальной максимизации пеленгационного рельефа5. To resolve the uncertainty about the number of sources, a two-beacle acquisition and direction finding procedure is applied. For this, a direction finding relief M (θ 1 , β 1 , θ 2 , β 2 ) is formed, which is a function of the direction angles to two radio signal sources, that is, a joint estimate of azimuths and elevation angles is found by global maximization of the direction finding relief
6. Решающее правило принятия решение о приеме сигналов от одного или двух источников состоит в сравнении с порогом
. ...
В случае, если порог не превышен (
Если же порог превышен (
, ,
гдеWhere
, ,
- десятичный логарифм. - decimal logarithm.
Параметры (C1, C2, C3, C4), являющиеся порогами обнаружения и указанные в пунктах 3, 4, 6, выбираются в соответствии с критерием Неймана-Пирсона и обеспечивают требуемую постоянную вероятность ложной тревоги.The parameters (C1, C2, C3, C4), which are the detection thresholds and specified in
Предлагаемый способ адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиоизлучения лишен перечисленных недостатков прототипа, а именно:The proposed method of adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable sources of radio emission is devoid of the listed disadvantages of the prototype, namely:
1. Правила принятия решений о количестве источников радиосигналов (п.п. 3, 4, 6) предлагаемого способа справедливы в случае АС с произвольной структурой и характеристиками направленности антенных элементов, и в частности, в предположении, когда антенны обнаружителя-пеленгатора являются идентичными и ненаправленными. Это позволяет использовать предлагаемый способ в реальных условиях функционирования обнаружителей-пеленгаторов, когда имеют место взаимные влияния антенн друг на друга.1. The rules for making decisions on the number of radio signal sources (clauses 3, 4, 6) of the proposed method are valid in the case of AS with an arbitrary structure and directivity characteristics of antenna elements, and in particular, under the assumption that the antennas of the detector-direction finder are identical and undirected. This allows the proposed method to be used in real operating conditions of detectors-direction finders, when there are mutual influences of antennas on each other.
2. В предлагаемом способе реализуется процедура накопления по каждому спектральному отсчету матриц взаимных энергий, что позволяет в случае моноимпульсного приема временных реализаций обеспечить повышение показателей эффективности отождествления за счет повышения выходного отношения сигнал/шум, в свою очередь процедура формирования углового спектра, предложенная в прототипе, не предполагает выполнения накопления спектральных компонент сигналов, что не позволяет за счет накопления информации повысить показатели эффективности последующего пеленгования ИРИ.2. The proposed method implements the accumulation procedure for each spectral sample of the mutual energy matrices, which allows, in the case of monopulse reception of time realizations, to provide an increase in the identification efficiency indicators by increasing the output signal-to-noise ratio, in turn, the procedure for forming the angular spectrum proposed in the prototype, does not imply the accumulation of spectral components of signals, which does not allow, due to the accumulation of information, to increase the efficiency indicators of the subsequent direction finding of IRI.
3. В описанном способе пеленгование осуществляется не для каждого спектрального отсчета, а для совокупности отсчетов, отождествленных по принадлежности к одному источнику, что значительно сокращает вычислительные затраты при реализации способа в аппаратуре систем радиомониторинга.3. In the described method, direction finding is carried out not for each spectral sample, but for a set of samples identified by belonging to the same source, which significantly reduces the computational costs when implementing the method in the equipment of radio monitoring systems.
4. В предлагаемом способе выполняется оценка принимаемых уровней сигналов от различных частотно-неразделимых источников. Данная информация обеспечивает дополнительные знания об источниках радиосигналов и, вследствие этого, повышает эффективность оценки числа источников радиосигналов и их пеленгования. 4. The proposed method evaluates the received signal levels from various frequency inseparable sources. This information provides additional knowledge about radio signal sources and, as a result, improves the efficiency of estimating the number of radio signal sources and their direction finding.
5. В предлагаемом способе оценки азимутов и углов места от обоих источников находятся совместно по положениям глобального максимума пеленгационного рельефа , что уменьшает вероятность пропуска сигналов или ложных срабатываний. Использование результата глобальной максимизации пеленгационного рельефа и вычисление совместных оценок направлений прихода радиоволн, позволяет повысить точность соответствующих оценок и тем самым уменьшить вероятность пропуска сигналов и вероятность ложного обнаружения.5. In the proposed method for assessing the azimuths and elevation angles from both sources, they are found together according to the positions of the global maximum of the direction finding relief , which reduces the likelihood of missing signals or false alarms. The use of the result of global maximization of the direction finding relief and the calculation of joint estimates of the directions of arrival of radio waves makes it possible to increase the accuracy of the corresponding estimates and thereby reduce the probability of missing signals and the probability of false detection.
Предлагаемый способ обеспечивает возможность адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиосигналов с близкими уровнями энергии принимаемых сигналов в условиях характерной для ведения радиомониторинга априорной неопределенности относительно уровней принимаемых сигналов, их направлений прихода, интенсивности шума и числа источников радиосигналов.The proposed method provides the possibility of adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable sources of radio signals with close energy levels of received signals under conditions of a priori uncertainty about the levels of received signals, their directions of arrival, noise intensity, and the number of radio signal sources typical for radio monitoring.
Блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа (обнаружителя-пеленгатора), представленная на фиг. 1 и фиг. 2A block diagram of a device for implementing the proposed method (detector-direction finder), shown in Fig. 1 and FIG. 2
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:FIG. 1 the following designations are adopted:
1 – N-канальная (N>3) антенная система (АС);1 - N-channel (N> 3) antenna system (AS);
2 – N-канальное радиоприемное устройство (РПУ), обеспечивающее многократный N-канальный прием временных реализаций; 2 - N-channel radio receiving device (RPU), providing multiple N-channel reception of temporary realizations;
3 – блок оцифровки временных реализаций;3 - block for digitizing temporary realizations;
4 – блок вычисления быстрого преобразования Фурье (БПФ) временных реализаций;4 - block for calculating the fast Fourier transform (FFT) of time implementations;
5 – первое запоминающее устройство, в котором хранятся спектральные отсчеты принимаемых сигналов; 5 - the first memory device, which stores the spectral samples of the received signals;
6 – блок селекции всех спектральных отсчетов, включающий в себя следующие подблоки:6 - block for selection of all spectral samples, which includes the following sub-blocks:
6.1 – блок формирования матриц взаимных энергий;6.1 - block of formation of matrices of mutual energies;
6.2 – второе запоминающее устройство, содержащее матрицы взаимных энергий;6.2 - the second memory containing the matrix of mutual energies;
6.3 – блок вычисления первой решающей статистики;6.3 - block for calculating the first decisive statistics;
6.4 – первое двухпороговое решающее устройство;6.4 - the first two-threshold solver;
6.5 – третье запоминающее устройство, содержащее номера спектральных отсчетов, попавших в «зону неопределенности»;6.5 - the third storage device containing the numbers of spectral samples that fell into the "zone of uncertainty";
6.6 – четвертое запоминающее устройство, содержащее номера спектральных отсчетов превысивших второй порог C2;6.6 - the fourth memory containing the numbers of spectral samples exceeded the second threshold C2;
6.7 – блок отождествления и группирования спектральных отсчетов по принадлежности к одному источнику радиосигнала;6.7 - block for identification and grouping of spectral samples according to their belonging to one radio signal source;
6.8 – блок односигнального пеленгования;6.8 - unit of one-signal direction finding;
6.9 – блок оценки средней мощности шума по отсчета, не превысившим первый порог
6.10 – пятое запоминающее устройство, содержащее результат, вычисленный в блоке 6.9.6.10 - the fifth memory device containing the result calculated in block 6.9.
На фиг. 2 обозначено:FIG. 2 indicates:
7 – блок обработки спектральных отсчетов, отнесенных на этапе селекции (пункты 6.1 – 6.10) к «зоне неопределенности», включающий в себя следующие блоки:7 - block for processing spectral readings referred at the stage of selection (clauses 6.1 - 6.10) to the "zone of uncertainty", which includes the following blocks:
7.1 – блок вычисления второй решающей статистики;7.1 - block for calculating the second decisive statistics;
7.2 – второе решающее устройство;7.2 - the second solver;
7.3 – шестое запоминающее устройство, содержащее номера спектральных отсчетов превысивших третий порог C3;7.3 - sixth memory containing the numbers of spectral samples exceeding the third threshold C3;
7.4 – блок кластеризации спектральных отсчетов (пороговое группирование по частотной близости);7.4 - block of clustering of spectral samples (threshold grouping by frequency proximity);
7.5 – блок расчета средневзвешенной частоты для каждого кластера и накопления взаимных энергий по принадлежности к одному кластеру;7.5 - block for calculating the weighted average frequency for each cluster and accumulating mutual energies by belonging to one cluster;
7.6 – седьмое запоминающее устройство (накопленные взаимные энергии каждого кластера);7.6 - seventh storage device (accumulated mutual energies of each cluster);
7.7 – блок хранения массива значений векторной комплексной диаграммы направленности ;7.7 - block for storing an array of values of a vector complex radiation pattern ;
7.8 – блок формирования пеленгационного рельефа;7.8 - block for the formation of direction finding relief;
7.9 – блок расчета глобального максимума пелегационного рельефа;7.9 - block for calculating the global maximum of the directional relief;
7.10 – блок вычисления третьей решающей статистики;7.10 - block for calculating the third decisive statistics;
7.11 – третье решающее устройство;7.11 - the third deciding device;
7.12 – блок поиска положения глобального пеленгационного рельефа;7.12 - block for searching for the position of the global direction finding relief;
7.13 – блок оценки отношения уровней принимаемых сигналов.7.13 - block for evaluating the ratio of the received signal levels.
Устройство содержит последовательно соединенные N-канальную АС, N-канальное РПУ 2, блок оцифровки временных реализаций 3, БПФ 4 и первое запоминающее устройство 5, выход которого соединен с входом блока селекции всех спектральных отсчетов 6, являющимся входом блока формирования взаимных энергий 6.1, выход которого через последовательно соединенные второе запоминающее устройство 6.2, блок вычисления первой решающей статистики 6.3, первое двухпороговое решающее устройство 6.4 соединен с входом третьего запоминающего устройства 6.5, выход которого является первым выходом блока селекции всех спектральных отсчетов 6. Кроме того, второй выход первого двухпорогового решающего устройства 6.4 через блок оценки средней мощности шума 6.9 соединен с входом пятого запоминающего устройства 6.10, выход которого является вторым выходом блока селекции всех спектральных отсчетов 6. Третий выход первого двухпорогового решающего устройства 6.4 через последовательно соединенные четвертое запоминающее устройство 6.6 и блок отождествления и группирования спектральных отсчетов по принадлежности к одному источнику радиосигнала 6.7 соединен с входом блока односигнального пеленгования 6.8. Второй выход второго запоминающего устройства 6.2 является третьим выходом блока селекции всех спектральных отсчетов 6. Первый, второй и третий выходы блока селекции всех спектральных отсчетов 6 соединены с соответствующими входами блока обработки спектральных отсчетов 7, являющимися входами блока вычисления второй решающей статистики 7.1, выход которого через последовательно соединенные второе решающее устройство 7.2, шестое запоминающее устройство 7.3, блок кластеризации спектральных отсчетов 7.4, блок расчета средневзвешенной частоты для каждого кластера и накопления взаимных энергий по принадлежности к одному кластеру 7.5, седьмое запоминающее устройство 7.6, блок формирования пеленгационного рельефа 7.8, блок расчета глобального максимума пеленгационного рельефа 7.9 и блок вычисления третьей решающей статистики 7.10 соединен с входом третьего решающего устройства 7.11, выход которого соединен с входами блока поиска положения глобального максимума пеленгационного рельефа 7.12 и блока оценки отношения уровней принимаемых сигналов 7.13, выходы которых являются выходами устройства. При этом первый вход блока вычисления второй решающей статистики 7.1 соединен со вторым входом блока вычисления третьей решающей статистики 7.10. Третий вход блока вычисления второй решающей статистики 7.1 соединен со вторым входом блок расчета средневзвешенной частоты для каждого кластера и накопления взаимных энергий по принадлежности к одному кластеру 7.5. Выход блока хранения массива значений векторной комплексной диаграммы направленности соединен со вторым входом блока формирования пеленгационного рельефа 7.8.The device contains a series-connected N-channel AC, N-channel RPU 2, a block for digitizing time realizations 3, an FFT 4 and a first memory device 5, the output of which is connected to the input of the selection unit of all
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
N-канальная АС с векторной комплексной диаграммой направленности принимает временные реализации, поступающие затем в блок 2, который осуществляет многократный последовательный во времени синхронный (когерентный) прием временных реализаций с выходов всех антенн АС в пространственных каналах обнаружителя-пеленгатора. Затем блок 3 синхронно преобразует принятые временные реализации в цифровую форму. В блоке 4 для каждой оцифрованной реализации в каждом пространственном канале обнаружителя-пеленгатора происходит вычисление отсчетов преобразования ФурьеN-channel speaker with complex vector pattern receives time realizations, which then arrive at block 2, which carries out multiple time-sequential synchronous (coherent) reception of time realizations from the outputs of all AC antennas in the spatial channels of the detector-direction finder. Then block 3 synchronously converts the received temporary realizations into digital form. In block 4, for each digitized implementation in each spatial channel of the detector-direction finder, the Fourier transform counts are calculated
, ,
где n=1…N - индексы пространственных каналов;where n = 1 ... N - spatial channel indices;
nb - порядковый номер спектрального отсчета.nb is the serial number of the spectral sample.
Блок 5 обеспечивает регистрацию комплексных амплитуд радиосигналов на время последующей обработки. Block 5 provides registration of complex amplitudes of radio signals for the time of subsequent processing.
В блоке 6, состоящем из совокупности блоков 6.1 - 6.10, реализуется селекция всех спектральных отсчетов по принадлежности спектрального отсчета к сигналу от одного источника, к шуму или к «зоне неопределенности». При этом в блоке 6.1 формируется матрица взаимных энергий для каждого спектрального отсчетаIn
, ,
где (•)*оператор комплексного сопряжения;where (•) * operator of complex conjugation;
и запоминается на время обработки в блоке 6.2. and is stored for the duration of processing in block 6.2.
В блоке 6.3 вычисляется первая решающая статистика корреляционного обнаружения для каждого спектрального отсчета по формуле (2).In block 6.3, the first decision statistics of the correlation detection for each spectral sample is calculated according to the formula (2).
В блоке 6.4 решающая статистика
В случае если первый порог не превышен (ρ<C1), соответствующие спектральные отсчеты в блоке 6.9 накапливаются, усредняются и дают оценку средней мощности шумаIf the first threshold is not exceeded (ρ <C1), the corresponding spectral samples in block 6.9 are accumulated, averaged and give an estimate of the average noise power
. ...
Пятое запоминающее устройство блока 6.10 предназначено для хранения значения средней мощности шума, вычисленной в блоке 6.9.The fifth memory of block 6.10 is designed to store the average noise power value calculated in block 6.9.
Если же в блоке 6.4 принимается решение о том, что спектральный отсчет попал в «зону неопределенности» (C1≤ρ≤C2), то соответствующий спектральный отсчет запоминается в блоке 6.5. If, in block 6.4, a decision is made that the spectral sample has fallen into the "uncertainty zone" (C1≤ρ≤C2), then the corresponding spectral sample is stored in block 6.5.
В случае если корреляционная статистика, сформированная в блоке 6.3, превышает верхний порог (ρ>C2), номер соответствующего спектрального отсчета поступает на вход блока 6.6, далее – в блок отождествления и группирования спектральных отсчетов 6.7 и с его выхода поступает на вход блока односигнального пеленгования 6.8, в котором реализуется оценка пеленга и уровня принимаемого сигнала. If the correlation statistics generated in block 6.3 exceeds the upper threshold (ρ> C2), the number of the corresponding spectral sample goes to the input of block 6.6, then to the block for identification and grouping of spectral samples 6.7 and from its output goes to the input of the single-signal direction finding block 6.8, in which the bearing and received signal level are estimated.
Таким образом, после селекции всех спектральных отсчетов, в блоке 6.10 хранится значение средней мощности шума, поступающие потом на вход блоков 7.1 и 7.10. В блоке 6.5 хранятся номера спектральных отсчетов, отнесенных к «зоне неопределенности», поступающие на вход блока 7.1. Блок 6.2 обеспечивает хранение взаимных энергий каждого спектрального отсчета, поступающих на вход блоков 7.1 и 7.5.Thus, after the selection of all spectral samples, block 6.10 stores the value of the average noise power, which is then fed to the input of blocks 7.1 and 7.10. Block 6.5 stores the numbers of spectral samples referred to the "zone of uncertainty" arriving at the input of block 7.1. Block 6.2 provides storage of mutual energies of each spectral sample entering the input of blocks 7.1 and 7.5.
При вычислении в блоке 7.1 второй решающей статистики, данные считываются из блоков 6.2, 6.5, 6.10When calculating the second decision statistics in block 7.1, data is read from blocks 6.2, 6.5, 6.10
При этом в блоке 7.2 реализуется сравнение рассчитанной в блоке 7.1 статистики энергетического обнаружения для соответствующего спектрального отсчета с третьим порогом
С бока 7.3 поступают номера спектральных отсчетов, превысивших порог по энергетике, на вход блока порогового группирования спектральных отсчетов по принадлежности к одному кластеру 7.4, с выхода которого взаимные энергии каждого кластера поступают в блок 7.5, реализующий расчет средневзвешенной частоты для каждого кластера и накопление взаимных энергий по принадлежности к одному кластеру. На второй вход блока 7.5 поступают данные со второго запоминающего устройства 6.2. Накопленные в блоке 7.5 взаимные энергии и массив комплексных коэффициентов диаграммы направленности антенной системы, хранящийся в блоке 7.7, поступают на вход блока формирования пелегационного рельефа 7.8From side 7.3, numbers of spectral samples that have exceeded the energy threshold are sent to the input of the threshold grouping block of spectral samples by belonging to one cluster 7.4, from the output of which the mutual energies of each cluster enter block 7.5, which calculates the weighted average frequency for each cluster and accumulates mutual energies by belonging to one cluster. The second input of block 7.5 receives data from the second storage device 6.2. The mutual energies accumulated in block 7.5 and the array of complex coefficients of the antenna system's directional pattern, stored in block 7.7, are fed to the input of the unit for forming the directional relief 7.8
Выходной параметр блока 7.9 и оценка средней мощности шума, хранящаяся в блоке 6.10, поступают на соответствующие входы блока 7.10, в котором рассчитывается третья решающая статистика, которая сравнивается с порогом в блоке 7.11. Если порог превышен, тогда в блоках 7.12 и 7.13 рассчитываются оценки азимутов и углов места, а также оценки уровней принимаемых сигналов соответственно.The output parameter of block 7.9 and the estimate of the average noise power stored in block 6.10 are fed to the corresponding inputs of block 7.10, in which the third decision statistic is calculated, which is compared with the threshold in block 7.11. If the threshold is exceeded, then in blocks 7.12 and 7.13 estimates of azimuths and elevation angles are calculated, as well as estimates of the levels of received signals, respectively.
Для оценки технического результата предлагаемого способа (повышения эффективности обнаружения и пеленгования при приеме частотно неразделимых радиосигналов двух источников радиоизлучения при характерной для задачи радиомониторинга априорной неопределенности относительно интенсивности шума, уровней принимаемых сигналов, их направлений прихода и числа принимаемых сигналов), разработана математическая модель и проведено моделирование в пакете Matlab R2017b. Моделирование выполнено для приема радиосигналов двух источников радиоизлучения антенной системой с векторной комплексной диаграммой направленности При моделировании аддитивные канальные шумы считались гауссовскими. To evaluate the technical result of the proposed method (to increase the efficiency of detection and direction finding when receiving frequency inseparable radio signals from two sources of radio emission with a priori uncertainty about the noise intensity, levels of received signals, their directions of arrival and the number of received signals characteristic of the radio monitoring task), a mathematical model was developed and modeling was carried out in the Matlab R2017b package. Simulation was performed for the reception of radio signals from two sources of radio emission by an antenna system with a vector complex directional pattern In the simulation, the additive channel noise was assumed to be Gaussian.
Результаты сравнения характеристик предлагаемого способа с прототипом [Уфаев В.А., Уфаев Д.В., Хрипушин В.Д., Хрипушин Д.В., Шайдулин И.И., Кузнецов А.И. Способ обнаружения и пеленгования радиосигналов. Патент РФ №2289146, G 01 S 5/04] приведены на фиг. 3, фиг. 5 и фиг. 7. The results of comparing the characteristics of the proposed method with the prototype [Ufaev VA, Ufaev DV, Khripushin VD, Khripushin DV, Shaidulin II, Kuznetsov AI. Method of detecting and direction finding radio signals. RF patent No. 2289146, G 01 S 5/04] are shown in Fig. 3, fig. 5 and FIG. 7.
Способу-прототипу соответствуют приведенные на указанных фигурах сечения угловых спектров первого и второго порядка в декартовых и полярных координатах, построенные при следующих значениях параметров: для фиг. 3 – число элементов антенной системы равно N=15, отношение радиуса антенной решетки к длине волны принимаемых сигналов r/λ=3.25, для фиг.5 – N=11, r/λ=2, для фиг.7 – N=7, r/λ=1. The prototype method corresponds to the cross-sections of the angular spectra of the first and second order in Cartesian and polar coordinates shown in the indicated figures, constructed with the following parameter values: for FIG. 3 - the number of elements of the antenna system is equal to N = 15, the ratio of the radius of the antenna array to the wavelength of the received signals r / λ = 3.25, for Fig. 5 - N = 11, r / λ = 2, for Fig. 7 - N = 7, r / λ = 1.
Предлагаемому способу соответствуют приведенные на указанных фигурах сечения пеленгационного рельефа в декартовых и полярных координатах, построенные при следующих значениях параметров: The proposed method corresponds to the sections of the direction finding relief shown in the indicated figures in Cartesian and polar coordinates, constructed with the following parameter values:
для фиг.4 –для параметров: N=15, r/λ=3.25, для фиг.6 – N=11, r/λ=2, for Fig. 4 - for parameters: N = 15, r / λ = 3.25, for Fig. 6 - N = 11, r / λ = 2,
для фиг.8 – N=7, r/λ=1. for Fig. 8 - N = 7, r / λ = 1.
При этом истинные направления прихода радиоволн на фигурах 3 - 8 отмечены точками и равны (θ01,β01,θ02,β02)=(180°,45°,170°,35°). Отношение сигнал/шум первого и второго источника равны
Из приведенных графиков видно, что прототип обладает ограниченной областью применимости. Так, при уменьшении числа антенных элементов N и величины r/λ, оценка, полученная методом глобальной максимизации углового спектра первого порядка, является неустойчивой. Видно, что на фиг. 3 оценка близка к истинному значению, однако при уменьшении параметров N и r/λ (фиг. 5) увеличивается смещение оценки, а на фиг. 7 видно, что оценка направления расположена между двумя источника. Это приводит к ошибке формирования углового спектра второго порядка и вычисления по положению его максимума оценок направлений, соответствующим источнику с меньшим уровнем принимаемого сигнала, увеличению вероятности пропуска и ложного приема радиосигналов. Из приведенных на фиг. 4, 6, 8 графиков видно, что предлагаемый способ обеспечивает устойчивую оценку направления излучения, принимаемого от двух частотно неразделимых ИРИ.The graphs show that the prototype has a limited area of applicability. So, with a decrease in the number of antenna elements N and the value of r / λ, the estimate obtained by the method of global maximization of the first-order angular spectrum is unstable. It can be seen that in FIG. 3, the estimate is close to the true value, however, as the parameters N and r / λ decrease (Fig. 5), the estimate bias increases, and in Fig. 7 it can be seen that the direction estimate is located between the two sources. This leads to an error in the formation of the angular spectrum of the second order and the calculation by the position of its maximum of the direction estimates corresponding to a source with a lower received signal level, an increase in the probability of skipping and false reception of radio signals. From those shown in FIG. 4, 6, 8 graphs show that the proposed method provides a stable assessment of the direction of radiation received from two frequency inseparable SIR.
Достигаемый технический результат – повышение эффективности адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиосигналов, количественно проявляющийся в повышении вероятности правильного обнаружения при фиксированной вероятности ложной тревоги, повышении достоверности определения числа частотно-неразделимых источников радиосигналов, точности и достоверности определения направлений прихода и соотношения уровней энергии принимаемых радиосигналов в условиях аддитивного гауссовского шума неизвестной интенсивности.The achieved technical result is an increase in the efficiency of adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable sources of radio signals, which is quantitatively manifested in an increase in the probability of correct detection with a fixed probability of a false alarm, an increase in the reliability of determining the number of frequency-inseparable sources of radio signals, the accuracy and reliability of determining the directions of arrival and the ratio of the energy levels of the received radio signals under conditions of additive Gaussian noise of unknown intensity.
Список источников информации.List of sources of information.
1. Тарасов Г.А., Кабаков И.В., Незванов А.Ю. Способ многоканального обнаружения и оценивания числа источников излучения с адаптивным выравниванием мощностей шумов в канале. Патент РФ № 2204840,
G 01 S 3/00.1. Tarasov G.A., Kabakov I.V., Nezvanov A.Yu. Method for multichannel detection and estimation of the number of radiation sources with adaptive equalization of the noise powers in the channel. RF patent No. 2204840,
G 01 S 3/00.
2. Шевченко В.Н., Емельянов Г.С., Вертоградов Г.Г. Способ обнаружения и определения двумерного пеленга и частоты источников радиоизлучения. Патент РФ № 2190236, G 01 S 5/04.2. Shevchenko V.N., Emelyanov G. S., Vertogradov G. G. Method for detecting and determining two-dimensional bearing and frequency of radio emission sources. RF patent No. 2190236, G 01 S 5/04.
3. Уфаев В.А., Уфаев Д.В., Хрипушин В.Д., Хрипушин Д.В., Шайдулин И.И., Кузнецов А.И. Способ обнаружения и пеленгования радиосигналов. Патент РФ №2289146, G 01 S 5/04.3. Ufaev V.A., Ufaev D.V., Khripushin V.D., Khripushin D.V., Shaidulin I.I., Kuznetsov A.I. Method of detecting and direction finding radio signals. RF patent No. 2289146, G 01 S 5/04.
4. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Абрамова Е.Л., Сличенко М.П. Способ адаптивного пространственно-многоканального обнаружения спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения. Патент РФ №2696022, G 01 S 5/04.4. Artemov M.L., Afanasyev O.V., Abramova E.L., Slichenko M.P. A method for adaptive spatial-multichannel detection of spectral components of signals from radio sources. RF patent No. 2696022, G 01 S 5/04.
5. Артемов М.Л., Сличенко М.П. Современный подход к развитию методов пеленгования радиоволн источников радиоизлучения // Антенны. 2018. № 5. С. 31-37.5. Artemov M.L., Slichenko M.P. Modern approach to the development of methods for direction finding radio waves of radio emission sources // Antenny. 2018. No. 5. S. 31-37.
6. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Абрамова Е.Л., Коненков Е.А., Сличенко М.П. Способ адаптивного отождествления спектральных отсчетов по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения. Патент РФ №2696093, G 01 S 5/04.6. Artemov M.L., Afanasyev O.V., Abramova E.L., Konenkov E.A., Slichenko M.P. A method for adaptive identification of spectral samples by belonging to the signal of one radio emission source. RF patent No. 2696093, G 01 S 5/04.
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102953A RU2732504C1 (en) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | Method for adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable radio-frequency sources |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102953A RU2732504C1 (en) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | Method for adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable radio-frequency sources |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2732504C1 true RU2732504C1 (en) | 2020-09-18 |
Family
ID=72516429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020102953A RU2732504C1 (en) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | Method for adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable radio-frequency sources |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2732504C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768217C1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-03-23 | Акционерное общество Концерн Созвездие | Method for adaptive multichannel detection of radio signals in interference conditions with unknown parameters |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04204395A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | Position detecting circuit |
US5986605A (en) * | 1997-05-23 | 1999-11-16 | Raytheon Company | Method for improving monopulse processing of aperture segment outputs |
JP2004069635A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-04 | Fujitsu Ltd | Real time sequential test method and program and recording medium for making computer run process in the method |
RU2289146C9 (en) * | 2005-02-21 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Воронежское центральное конструкторское бюро "Полюс" (ОАО "ВЦКБ "Полюс") | Method for detection and direction finding of radio signals |
RU2294546C2 (en) * | 2005-04-26 | 2007-02-27 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности" МО РФ (ФГУ "ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ" Минобороны России) | Method for identification of radio-radiation |
RU2380719C2 (en) * | 2008-02-21 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана") | Method for location finding of radiation sources at one frequency |
RU2575481C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-02-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального 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 | Digital evaluation and correlation compensation detector |
US10288715B2 (en) * | 2016-09-09 | 2019-05-14 | Raytheon Company | Systems and methods for direction finding using augmented spatial sample covariance matrices |
RU2696093C1 (en) * | 2019-02-19 | 2019-07-31 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for adaptive identification of spectral components as belonging to signal of one radio-frequency source |
RU2704027C1 (en) * | 2019-05-17 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method of controlling radiation of multiple sources of frequency-inseparable signals |
-
2020
- 2020-01-24 RU RU2020102953A patent/RU2732504C1/en active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04204395A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | Position detecting circuit |
US5986605A (en) * | 1997-05-23 | 1999-11-16 | Raytheon Company | Method for improving monopulse processing of aperture segment outputs |
JP2004069635A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-04 | Fujitsu Ltd | Real time sequential test method and program and recording medium for making computer run process in the method |
RU2289146C9 (en) * | 2005-02-21 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Воронежское центральное конструкторское бюро "Полюс" (ОАО "ВЦКБ "Полюс") | Method for detection and direction finding of radio signals |
RU2294546C2 (en) * | 2005-04-26 | 2007-02-27 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности" МО РФ (ФГУ "ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ" Минобороны России) | Method for identification of radio-radiation |
RU2380719C2 (en) * | 2008-02-21 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана") | Method for location finding of radiation sources at one frequency |
RU2575481C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-02-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального 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 | Digital evaluation and correlation compensation detector |
US10288715B2 (en) * | 2016-09-09 | 2019-05-14 | Raytheon Company | Systems and methods for direction finding using augmented spatial sample covariance matrices |
RU2696093C1 (en) * | 2019-02-19 | 2019-07-31 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for adaptive identification of spectral components as belonging to signal of one radio-frequency source |
RU2704027C1 (en) * | 2019-05-17 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method of controlling radiation of multiple sources of frequency-inseparable signals |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768217C1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-03-23 | Акционерное общество Концерн Созвездие | Method for adaptive multichannel detection of radio signals in interference conditions with unknown parameters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100441068B1 (en) | Method and system for creating a rf signature for a signature region in a wireless communication system | |
KR100416026B1 (en) | Method and system for comparing measured radio frequency signal propagation characteristics in a wireless communication system | |
Roshanaei et al. | Dynamic-KNN: A novel locating method in WLAN based on Angle of Arrival | |
CN108089147B (en) | Improved short-wave single-station positioning method | |
RU2732505C1 (en) | Method for detection and azimuth direction finding of ground-based radio-frequency sources from a flight-lifting means | |
US20220214421A1 (en) | Estimation device, estimation method, and recording medium | |
RU2696093C1 (en) | Method for adaptive identification of spectral components as belonging to signal of one radio-frequency source | |
CN101977068A (en) | Method for rapidly determining incoming wave direction without target elevation angle parameters | |
RU2732504C1 (en) | Method for adaptive spatial-multichannel detection and direction finding of two frequency-inseparable radio-frequency sources | |
CN113064147A (en) | Novel matching field passive positioning method under low signal-to-noise ratio | |
Mizmizi et al. | Design of RSSI based fingerprinting with reduced quantization measures | |
CN115508799A (en) | Distributed passive radar target detection method based on moment space | |
RU2696022C1 (en) | Method for adaptive spatial-multichannel detection of spectral components of signals of radio-frequency radiation sources | |
CN113194427B (en) | Identification method, system and device based on soft-decision visual and non-visual channels | |
RU2704027C1 (en) | Method of controlling radiation of multiple sources of frequency-inseparable signals | |
RU2731130C1 (en) | Method of multichannel detection of a noise-like radio signal source | |
RU2768011C1 (en) | Method for single-step adaptive determination of coordinates of radio-frequency sources | |
US9660715B2 (en) | Method for the detection of an electromagnetic signal by an antenna array, and device implementing said method | |
RU2294546C2 (en) | Method for identification of radio-radiation | |
CN108594165B (en) | Narrow-band signal direction-of-arrival estimation method based on expectation maximization algorithm | |
CN103499811A (en) | Antenna number distribution method capable of improving radar target estimation performance | |
RU2289146C1 (en) | Method for detection and direction finding of radio signals | |
Lafta et al. | Wireless sensor network’s localization based on multiple signal classification algorithm | |
RU2696094C1 (en) | Method for increasing accuracy and reliability of direction finding during accumulation of spectral components of signals of radio emission sources | |
Jiang et al. | For better CSI fingerprinting based localization: a novel phase sanitization method and a distance metric |