RU2740296C1 - Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи - Google Patents

Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи Download PDF

Info

Publication number
RU2740296C1
RU2740296C1 RU2020126897A RU2020126897A RU2740296C1 RU 2740296 C1 RU2740296 C1 RU 2740296C1 RU 2020126897 A RU2020126897 A RU 2020126897A RU 2020126897 A RU2020126897 A RU 2020126897A RU 2740296 C1 RU2740296 C1 RU 2740296C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
antenna array
outputs
signal
correlation matrix
Prior art date
Application number
RU2020126897A
Other languages
English (en)
Inventor
Кирилл Евгеньевич Кузнецов
Михаил Григорьевич Корягин
Александр Михайлович Лаврентьев
Павел Васильевич Пустозеров
Александр Андреевич Кириченко
Original Assignee
Кирилл Евгеньевич Кузнецов
Михаил Григорьевич Корягин
Александр Михайлович Лаврентьев
Павел Васильевич Пустозеров
Александр Андреевич Кириченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл Евгеньевич Кузнецов, Михаил Григорьевич Корягин, Александр Михайлович Лаврентьев, Павел Васильевич Пустозеров, Александр Андреевич Кириченко filed Critical Кирилл Евгеньевич Кузнецов
Priority to RU2020126897A priority Critical patent/RU2740296C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2740296C1 publication Critical patent/RU2740296C1/ru

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
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/04—Details
    • G01S3/06—Means for increasing effective directivity, e.g. by combining signals having differently oriented directivity characteristics or by sharpening the envelope waveform of the signal derived from a rotating or oscillating beam antenna
    • 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
    • G01S7/38—Jamming means, e.g. producing false echoes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в импульсных радиолокационных станциях различных типов (обзорных, многофункциональных и др.), оснащенных активными фазированными антенными решетками, для решения задачи селекции целей на фоне многократных ответно-импульсных помех, воздействующих по главному лепестку диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки. Достигаемый технический результат - реализация возможности высокоточной пеленгации постановщиков многократной ответно-импульсной помехи. Указанный технический результат достигается тем, что в способе высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи, воздействующей на радиолокационную станцию с активной фазированной антенной решеткой, который заключается в раздельном диаграммообразующем векторном суммировании принимаемых сигналов с выходов элементов антенной решетки в составе примыкающих друг к другу вертикальных антенных подрешеток, оценке корреляционной матрицы просуммированных сигналов, вычислении обратной корреляционной матрицы, расчете управляющих векторов, расчете пеленгационного рельефа и поиске его локальных максимумов, а также диаграммообразующем векторном суммировании сигналов с выходов всех элементов полноразмерной антенной решетки, обработке суммарного сигнала в согласованном с зондирующим сигналом фильтре, его пороговой обработке и оценивании временной задержки сигналов первичного обнаружения, перед оценкой корреляционной матрицы просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток производится их обработка в согласованном с зондирующим сигналом фильтре и временное выделение путем перемножения с временными стробами, формирование которых производится с использованием полученных оценок временной задержки сигналов первичного обнаружения. 8 ил.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в импульсных радиолокационных станциях (РЛС) различных типов (обзорных, многофункциональных и др.), оснащенных активными фазированными антенными решетками (АФАР), для решения задачи селекции целей на фоне многократных ответно-импульсных помех, воздействующих по главному лепестку диаграммы направленности (ДН) АФАР.
Одним из эффективных способов радиоэлектронного подавления импульсных РЛС является применение многократных ответно-импульсных помех (МОИП), постановка которых осуществляется постановщиками активных помех (ПАП) [1-4]. Как правило, такие помехи представляют собой серию разомкнутых импульсов, излучаемых в ответ на прием каждого либо выборочного количества зондирующих импульсов подавляемой РЛС. При этом МОИП создаёт на выходе подсистемы первичной обработки радиолокационной информации (РЛИ) и на экране индикатора РЛС целеподобные отметки как запаздывающие, так и опережающие целевой эхо-сигнал по временной задержке. Высокая эффективность применения МОИП обеспечивается при их постановке по главному лепестку ДН антенной решетки (АР), что существенно затрудняет обнаружение целевых эхо-сигналов, определение угловых координат ПАП и прикрываемых ими целей. В этих условиях трудности обнаружения, координатных измерений и сопровождения истинных целей усугубляет фактор обнаружения и завязки множества ложных трасс, что обуславливает перегрузку соответствующих информационных каналов РЛС [1-4].
Применение известных способов селекции МОИП, основанных на использовании различий временной и (или) частотной структуры импульсов помехи и целевых эхо-сигналов [5 с. 132-147, 6 с. 281-289], для решения рассматриваемой задачи не эффективно, так как сигнал МОИП представляет собой копию отраженного сигнала. Более конструктивным является реализация способов селекции, основанных на использовании различий в направлении прихода целевых эхо-сигналов и МОИП. Это обусловлено тем, что импульсные элементы МОИП формируются пространственно-локализованным точечным источником помеховых сигналов - ПАП. Ключевым вопросом реализации этих способов является обеспечение достаточности качества углового разрешения источников радиолокационных сигналов и точности измерений их угловых координат. При обеспечении указанной достаточности становится возможным по степени локализации области воздействия помеховых сигналов на плоскости угловых измерений идентифицировать факт постановки РЛС помех типа МОИП, определить угловые координаты постановщика помех и отселектировать прикрываемые цели по признаку невязки оценок угловых координат постановщика помех и обнаруженных целей.
Известен способ подавления импульсных помех, воздействующих по боковым лепесткам ДН антенной решетки [6 с. 289]. Указанный способ применим и для подавление МОИП, принимаемых по боковым лепесткам ДН антенной решетки. Однако, при воздействии МОИП по главному лепестку ДН АФАР радиоэлектронная защита РЛС в соответствии с этим способом не обеспечивается.
Также известен широко применяемый РЛС различных типов способ амплитудной моноимпульсной пеленгации целей по максимуму интенсивности сигнала, принимаемого по главному лепестку ДН АР [7 с. 287, 8 с. 66-106, 9 с. 30]. В соответствии с этим способом РЛС при обзоре пространства производится непрерывное либо дискретное сканирование главным лепестком ДН АР, приём и обработка локационных сигналов в соответствии с алгоритмом моноимпульсной пеленгации. Для модели радиолокационных сигналов (1), принимаемых системой излучателей АР осуществляется поиск максимума функции
Figure 00000001
 (2).
Figure 00000002
где
Figure 00000003
 - матрица, состоящая из вектор-строк для формализованного представления смеси полезного сигнала и собственного внутриканального шума в элементах АР;
Figure 00000004
 - матрица, состоящая из вектор-строк полезных сигналов, принимаемых элементами АР от источников радиолокационных сигналов с номером
Figure 00000005
;
Figure 00000006
 - матрица, состоящая из вектор-строк собственного шума в элементах АР;
K - число источников радиоизлучения;
Figure 00000007
 - номер источника радиоизлучения;
Figure 00000008
,
Figure 00000009
 - комплексные амплитуда и угол прихода волны, соответствующей индексу
Figure 00000005
;
Figure 00000010
 - управляющий вектор;
Figure 00000011
 - угол наблюдения;
Figure 00000012
 - знак эрмитовой сопряжённости;
Figure 00000013
 - знак транспонирования;
Figure 00000014
 - количество элементов АР;
Figure 00000015
 - номер элемента АР.
Вектор-строка сигнала
Figure 00000016
 имеет компоненты [9, 10]:
Figure 00000017
где
Figure 00000018
- длина волны;
Figure 00000019
 - мнимая единица;
Figure 00000020
 - расстояние между элементами АР.
Функция (2) представлена на фиг.1 штриховой линией. Для примера, здесь и далее по тексту предполагается, что электронное сканирование пространства осуществляется плоской АР размерностью 40х40 элементов, расстояние d между элементами АР равно половине длины волны, что соответствует 5 см, в секторе электронного сканирования ±10° по азимуту относительно нормали к плоскости АР находятся один постановщик МОИП (ПАП - 1) и прикрываемая им цель (Ц - 2).
Функция
Figure 00000021
представляет собой отклик АР на сигнал с плоским волновым фронтом и по характеру осцилляций совпадает с диаграммой направленности АР по мощности. Из (2) видно, что функция
Figure 00000021
 имеет максимум при совпадении управляющего вектора
Figure 00000022
 с вектором
Figure 00000023
 т. е. при
Figure 00000024
.
Недостаток способа амплитудной моноимпульсной пеленгации заключается в том, что при его применении в условиях неразрешения двух и более источников радиолокационных сигналов ни по одной из оцениваемых координат затруднено их раздельное наблюдение с определением местонахождения обнаруженных целей. Этот недостаток особо характерен для обзорных РЛС с традиционно широкими лучами АР на передачу и приём. Отмеченная недостаточность углового разрешения может повлечь:
- возможное маскирование помехой целевых эхо-сигналов, как показано на фиг.1;
- невозможность идентифицировать факт постановки МОИП по признаку группирования импульсных элементов МОИП в окрестности истинного пеленга на воздействующий ПАП;
- низкую эффективность селекции целей на фоне МОИП по признаку невязки получаемых низкоточных оценок угловых измерений обнаруженных целей с низкоточной оценкой истинного пеленга на одиночный ПАП либо группу ПАП;
- возможную перегрузку РЛС задачами обнаружения и сопровождения ложных трасс.
Известен принятый в качестве прототипа способ и реализующий его алгоритм углового сверхразрешения Кейпона [10 с.202]. Их достоинствами являются применимость в активных приёмных АР любой конфигурации, не критичность к априорной неопределённости относительно количества и местонахождения пеленгуемых источников радиоизлучений и приемлемый для современных разработок АФАР объём вычислительных затрат [9-12].
Алгоритм Кейпона заключается в оценке корреляционной матрицы (КМ) анализируемых сигналов с выходов отдельно взятых приёмных элементов АР либо её малоразмерных антенных подрешеток
Figure 00000025
где
Figure 00000026
 - средняя мощность полезного сигнала в каждом элементе АР;
Figure 00000027
 - средняя мощность собственного шума в каждом элементе АР;
Figure 00000028
 - единичная матрица;
Figure 00000029
Figure 00000030
 - обозначает статистическое среднее.
Далее, вычисляется матрица обратная оцененной КМ
Figure 00000031
. Формируются управляющие векторы
Figure 00000032
, описывающие плоский волновой фронт с различными значениями фазы, зависящими от угла падения сигнала возбуждения АФАР.
Заключительным этапом алгоритма является вычисление функции:
Figure 00000033
Полученная зависимость представлена на фиг. 1 сплошной линией для тактической ситуации и параметров АР, аналогичных рассмотренным для способа амплитудной пеленгации по максимуму ДН АР. Данная зависимость называется пеленгационным рельефом (ПР) [10].
Реализация алгоритмов углового сверхразрешения предполагает в качестве входного помехового воздействия стохастический сигнал в виде непрерывной активной шумовой помехи [9-12]. В рассматриваемом случае предполагается обработка многократной копии детерминированного целевого эхо-сигнала. Поэтому, как показали ниже приведенные результаты модельных исследований, разрешение локальных максимумов ПР, соответствующих истинному угловому положению воздействующих ПАП, при использовании в алгоритме Кейпона в качестве входного помехового сигнала МОИП, не представляется возможным по причине низкого реализуемого качества ПР. Как следствие, недостаток выбранного в качестве прототипа способа и реализующего его алгоритма заключается в том, что обеспечиваемое качество ПР (сверхрелеевского разрешения его локальных максимумов) при воздействии МОИП не позволяет с точностью (далее по тексту - высокой точностью), достаточной для селекции целевых эхо-сигналов на фоне помеховых, определить направления приема помеховых сигналов, принимаемых по главному лепестку ДН АР.
Техническим результатом настоящего предложения является реализация возможности высокоточной пеленгации постановщиков МОИП.
Технический результат достигается тем, что в способе высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи, воздействующей на радиолокационную станцию с активной фазированной антенной решеткой, который заключается в раздельном диаграммообразующем векторном суммировании принимаемых сигналов с выходов элементов антенной решетки в составе примыкающих друг к другу вертикальных антенных подрешеток, оценке корреляционной матрицы просуммированных сигналов, вычислении обратной корреляционной матрицы, расчете управляющих векторов, расчете пеленгационного рельефа и поиске его локальных максимумов, а также диаграммообразующем векторном суммировании сигналов с выходов всех элементов полноразмерной антенной решетки, обработке суммарного сигнала в согласованном с зондирующим сигналом фильтре, его пороговой обработке и оценивании временной задержки сигналов первичного обнаружения, согласно изобретения, перед оценкой корреляционной матрицы просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток, производится их обработка в согласованном с зондирующим сигналом фильтре и временное выделение путем перемножения с временными стробами, формирование которых производится с использованием полученных оценок временной задержки сигналов первичного обнаружения.
Физическая суть предлагаемого способа заключается в следующем. Приемная АР условно делится на примыкающие друг к другу вертикальные антенные подрешётки. Указанный принцип деления АР на вертикальные подрешетки обусловлен рядом факторов, главными из которых являются:
- как правило, объекты радиолокационного наблюдения (цели и ПАП) преимущественно распределены по азимутальной координате, в силу чего информативной является азимутальная пеленговая информация;
- для обеспечения высокого качества ПР необходимо максимизировать реализуемое отношение помеха/шум в анализируемых сигналах с выходов антенных подрешеток;
- для снижения вычислительных затрат на реализацию алгоритма углового сверхразрешения необходимо допустимо снизить количество независимых каналов приёма (излучателями всей АР либо её малоразмерными антенными подрешетками) сигналов объектов радиолокационного наблюдения.
В последнем случае сигналы с выходов отдельно взятых элементов АР, входящих в состав её малоразмерных вертикальных антенных подрешёток, подвергаются согласованному с заданным направлением ориентации луча АФАР векторному суммированию. Математическая модель сигналов на выходе АР, являющихся аддитивной смесью эхо-сигналов цели и МОИП, может быть представлена в виде:
Figure 00000034
где
Figure 00000035
 - матрица, состоящая из вектор-строк смеси полезного сигнала и собственного шума в вертикальных подрешётках;
Figure 00000036
 - вектор-строка комплексной огибающей аддитивной смеси
эхо-сигналов цели и МОИП на выходе l-ой подрешетки;
Figure 00000037
,
Figure 00000038
 - амплитуда эхо-сигнала i-той цели и g-той МОИП;
Figure 00000039
,
Figure 00000040
 - огибающие эхо-сигналов цели и МОИП;
Figure 00000041
 - вектор-строка собственного шума в элементах АР на выходе l-ой подрешетки;
Figure 00000042
 - расстояние между вертикальными подрешетками;
Figure 00000043
 - количество вертикальных подрешеток;
Figure 00000044
 - номер вертикальной подрешетки;
Figure 00000045
 - количество эхо-сигналов цели;
Figure 00000046
 - номер эхо-сигнала цели;
Figure 00000047
 - количество импульсных элементов МОИП;
Figure 00000048
 - номер импульсного элемента МОИП.
Между разомкнутыми импульсными элементами МОИП объективно существуют свободные от помех межимпульсные интервалы (фиг.2 а,б). Указанные интервалы являются неинформативными, так как преимущественно содержат внутриканальные шумы и возможные нескомпенсированные остатки пассивных и активных помех. Это обуславливает возникновение амплитудно-фазовых ошибок измерений помеховой корреляционной матрицы. Данные ошибки приводят к рассогласованию управляющего вектора
Figure 00000049
 с вектором входного сигнала АР
Figure 00000050
 и, как следствие, ограничивают разрешающую способность по угловым координатам и реализуемую точность пеленгации ПАП. Для снижения деструктивного влияния внутриканальных шумов сигналы с выходов вертикальных подрешеток необходимо обрабатывать в согласованном с зондирующим сигналом фильтре и стробировать по времени существования локальных максимумов фильтровых откликов с сохранением межподрешёточных амплитудно-фазовых соотношений (фиг.2 б). При этом операции согласованной фильтрации (8, 9) и стробирования принимаемых сигналов (10, 11) необходимо проводить по выходу каждой из вертикальных антенных подрешёток. Под стробированием понимается перемножение главных локальных максимумов профильтрованных сигналов с временными стробами прямоугольной формы, заданными функцией
Figure 00000051
 (12).
Figure 00000052
где
Figure 00000053
 - матрица, состоящая из вектор-строк сигналов с выходов вертикальных антенных подрешёток, обработанных в согласованном с зондирующим сигналом фильтре;
Figure 00000054
 - матрица, состоящая из вектор-строк сигналов с выходов вертикальных антенных подрешёток, прошедших операцию стробирования;
Figure 00000055
 - импульсная характеристика согласованного с зондирующим сигналом фильтра;
Figure 00000056
 - функция стробирования;
Figure 00000057
 - длительность зондирующего сигнала;
Figure 00000058
 - сигнал с выхода полноразмерной АР, обработанный в согласованном с зондирующим сигналом фильтре;
Figure 00000059
 - уровень порога обнаружения.
Количество столбцов и, соответственно, элементов в составе вертикальной антенной подрешетки значительно меньше чем в полноразмерной АР. Поэтому, энергетический уровень сигналов с выходов вертикальных антенных подрешёток
Figure 00000060
 может быть меньше порога обнаружения локальных максимумов профильтрованных сигналов
Figure 00000061
, что приведёт к возможному их пропуску при стробировании. Во избежании этого, положение временных стробов
Figure 00000062
 выбирается в соответствии с решениями об обнаружении сигналов с выхода полноразмерной АР
Figure 00000063
 (фиг.2 а,б).
Профильтрованные сигналы с выходов вертикальных антенных подрешёток после их стробирования (см. фиг.2 в) далее используются для оценки КМ:
Figure 00000064
где
Figure 00000065
 - средняя мощность полезного сигнала в каждой вертикальной антенной подрешётке;
Figure 00000066
 - средняя мощность собственного шума в каждой вертикальной антенной подрешётке.
Далее, вычисляется матрица обратная оцененной КМ
Figure 00000067
. Формируются управляющие векторы
Figure 00000068
, описывающие плоский волновой фронт с различными значениями фазы, зависящими от угла прихода сигнала возбуждения АР.
Заключительным этапом разработанного способа является расчет ПР:
Figure 00000069
На фиг.3 сплошной линией представлен ПР для предлагаемого способа, штриховой - для алгоритма Кейпона.
Решение о воздействии на РЛС МОИП принимается по оценке наличия в сформированном ПР одного или нескольких остроугольных максимумов:
Figure 00000070
где
Figure 00000071
 - множество возможных значений
Figure 00000072
.
Информация о направлении воздействия на РЛС постановщика МОИП
Figure 00000073
 может быть использована при решении задачи селекции целей на фоне МОИП, путем адаптивного формирования провала ДН полноразмерной АР
Figure 00000074
 в направлении
Figure 00000075
 (см. фиг.4) [8] и проведением повторного обнаружения целей с оценкой степени снижения интенсивности сигналов первичного обнаружения.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг.1 штриховой линией показана результирующая зависимость для способа амплитудной пеленгации по максимуму ДН АР, сплошной - ПР для алгоритма Кейпона.
На фиг.2 показаны результаты согласованной обработки и стробирования сигналов первичного обнаружения: фиг.2 а - результат согласованной обработки суммарного сигнала с выхода полноразмерной АР; фиг.2 б - результат согласованной обработки просуммированного сигнала с выхода вертикальной антенной подрешетки, а так же штриховыми линиями поясняется порядок назначения временных стробов; фиг.2 в - результат перемножения сигналов первичного обнаружения, обработанных в согласованном с зондирующим сигналом фильтре, с временными стробами на выходе вертикальной антенной подрешетки.
На фиг.3 штриховой линией показан ПР для алгоритма Кейпона, сплошной - для способа высокоточной пеленгации постановщика МОИП.
На фиг.4 показана разностная ДН АР с провалом в направлении воздействия постановщика МОИП.
На фиг. 5 приведено блок-схемное построение подсистемы приёма и обработки радиолокационных сигналов, реализующей вышеизложенный способ. На фиг. 5 приняты следующие обозначения:
5.1 АФАР с показом принципа её деления на вертикальные антенные подрешетки;
5.2. Блок диаграммообразующего векторного суммирования сигналов с выходов всех элементов полноразмерной антенной решетки;
5.3. Блок обработки суммарного сигнала в согласованном с зондирующим сигналом фильтре;
5.4. Блок пороговой обработки и оценивания временной задержки сигналов первичного обнаружения;
5.5. Блок обработки просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток в согласованном с зондирующим сигналом фильтре;
5.6. Блок временного выделения просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток;
5.7. Блок оценки корреляционной матрицы;
5.8. Блок вычисления обратной корреляционной матрицы;
5.9. Блок расчета управляющего вектора;
5.10. Блок расчета ПР;
5.11. Блок пороговой обработки ПР.
Для упрощения показа блок-схемного построения подсистемы приёма и обработки радиолокационных сигналов, реализующей вышеизложенный способ, на фиг. 5 не приведены функциональные блоки раздельного диаграммообразующего векторного суммирования принимаемых сигналов с выходов элементов антенной решетки в составе примыкающих друг к другу вертикальных антенных подрешеток.
На фиг.6 показана зависимость ширины ПР для способа высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи от количества импульсных элементов МОИП с направления воздействия ПАП для различных отношений сигнал/шум (ОСШ) по мощности.
На фиг. 7 сплошными кривыми показаны потенциальные ошибки измерений угловых координат (границы Крамера-Рао) для способа высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи, штриховыми - расчетные. Зависимости представлены для следующих ОСШ по мощности:
Figure 00000076
 - фиг. 7 а,
Figure 00000077
 - фиг. 7 б,
Figure 00000078
 - фиг. 7 в,
Figure 00000079
 - фиг. 7 г.
На фиг. 8 показана зависимость ошибок измерения угловых координат для способа высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи от ОСШ по мощности при фиксированном количестве импульсных элементов МОИП (
Figure 00000080
) с направления воздействия ПАП.
Осуществление способа возможно с помощью блок-схемы представленной на фиг. 5 и заключается в последовательном выполнении следующих операций:
1. Условное деление АФАР на вертикальные антенные подрешётки. Принцип деления на вертикальные антенные подрешетки поясняется блоком 5.1;
2. Диаграмообразующее векторное суммирование сигналов, принимаемых полноразмерной антенной решеткой, осуществляемое блоком 5.2;
3. Обработка суммарного сигнала в согласованном с зондирующим сигналом фильтре, осуществляемая блоком 5.3;
4. Пороговая обработка и оценивание временной задержки сигналов первичного обнаружения, осуществляемые блоком 5.4;
5. Раздельное диаграммообразующее векторное суммирование принимаемых сигналов с выходов элементов антенной решетки в составе примыкающих друг к другу вертикальных антенных подрешеток (7);
6. Обработка просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток в согласованном с зондирующим сигналом фильтре (8,9), осуществляемая блоком 5.5;
7. Временное выделение просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток, обработанных в согласованном с зондирующим сигналом фильтре, путем перемножения с временными стробами (10,11), осуществляемое блоком 5.6. Формирование временных стробов производится блоком 5.4. с использованием полученных оценок временной задержки сигналов первичного обнаружения (12).
8. Оценка корреляционной матрицы по стробированным профильтрованным сигналам с выходов вертикальных антенных подрешеток (13) в блоке 5.7;
9. Вычисление обратной корреляционной матрицы в блоке 5.8;
10. Расчет управляющих векторов, описывающих плоский волновой фронт с различными значениями фазы, зависящими от направления прихода анализируемого сигнала, осуществляемый блоком 5.9;
11. Расчет пеленгационного рельефа (14), осуществляемый блоком 5.10;
12. Поиск локальных максимумов пеленгационного рельефа (15), осуществляемый блоком 5.11.
Заявленный технический результат подтвержден результатами, полученными методом имитационного моделирования.
Для рассмотренных выше исходных данных оценена эффективность пеленгации постановщика МОИП, которая определяется разрешающей способностью по угловым координатам и ошибками измерения угловых координат [4,8]. Как правило, разрешающая способность РЛС по угловым координатам определяется шириной ДН АР по уровню -3 дБ [8]. В данном случае, ширине ДН АР ставится в соответствие ширина максимума ПР. Зависимости ширины максимума ПР
Figure 00000081
 и ошибок измерения угловых координат постановщика МОИП
Figure 00000082
 от количества МОИП G для различных ОСШ по мощности
Figure 00000083
представлены на фиг. 6 и на фиг. 7 соответственно.
Figure 00000084
где
Figure 00000085
 - ОСШ по мощности;
Figure 00000086
 - энергия сигнала;
Figure 00000087
 - спектральная плотность мощности шума.
На фиг. 7 сплошными кривыми показаны потенциальные ошибки пеленгации постановщика МОИП (границы Крамера-Рао) [6], штриховыми - расчетные. Зависимости представлены для следующих ОСШ по мощности:
Figure 00000076
 - фиг.7 а,
Figure 00000077
 - фиг.7 б,
Figure 00000078
 - фиг.7 в,
Figure 00000079
 - фиг.7 г.
На фиг.8 эффективность для разработанного способа показана зависимостью ошибок измерения угловых координат от ОСШ по мощности при фиксированном количестве импульсных элементов МОИП (
Figure 00000080
).
Анализ результатов имитационного моделирования заявляемого способа для приведенных выше исходных данных показал, что:
1. Разрешающая способность по угловым координатам для разработанного способа определяется количеством импульсных элементов МОИП с направления воздействия ПАП и для рассмотренных исходных данных в зависимости от количества импульсных элементов МОИП составляет
Figure 00000088
при угловом разрешении по критерию Релея
Figure 00000089
;
2. Расчетные ошибки измерения угловых координат постановщика МОИП при увеличении количества МОИП приближаются к потенциальным и для различных ОСШ по мощности на выходе порядка 10…25 дБ составляют
Figure 00000090
.
На основании полученных оценок можно констатировать, что разработанный способ обеспечивает возможность реализации в РЛС с активной фазированной антенной решеткой пеленгации постановщиков многократных ответно-импульсных помех с ошибками измерения угловой азимутальной координаты ПАП
Figure 00000090
, которые кратно в 10 раз меньше величины релеевского разрешения полноразмерной АР. Это позволяет заключить о достижении заявленного технического результата, состоящего в обеспечении недоступной для прототипа возможности высокоточной пеленгации постановщиков многократных ответно-импульсных помех.
Список литературы
1. Ван Брант, Л. Б. Справочник по методам радиоэлектронного подавления и помехозащиты систем с радиолокационным управлением. США. [Текст] / Л. Б. Ван Брант. 1978: пер. с англ. под ред. К. И. Фомичева, Л. М. Юдина, т. 1, 5 кн. - М.: Воениздат, 1985. - 1079 с.
2. Перунов, Ю. М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием [Текст] / Ю. М. Перунов, К. И. Фомичев, Л. М. Юдин, под ред. Ю. М. Перунова. - М.: Радиотехника, 2008. - 416 с.
3. Куприянов, А. И. Радиоэлекторнная борьба. Основа теории [Текст] / А.И. Куприянов, Л.Н. Шустов. - 2-е изд. - М.: Вузовская книга, 2015. - 800 с.
4. Евграфов, В. Г. Развитие авиационных средств РЭБ и их применение в современных вооруженных конфликтах [Текст] / В. Г. Евграфов // Зарубежное военное обозрение. - 2011. - №2. - С. 60 - 65.
5. Защита от радиопомех [Текст] / М.В. Максимов, М. П. Бобнев, Б. Х. Кривицкий и др., под ред. М. В.Максимова М.: Сов. радио, 1976. - 496 с.
6. Ботов, М. И. Основы теории радиолокационных систем и комплексов [Текст] / М. И. Ботов, В. А. Вяхирев, под ред. М. И. Ботова. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. - 530 с.
7. Теоретические основы радиолокации [Текст] / Я. Д. Ширман, В. Н. Голиков, И.Н. Бусыгин и др., под ред. Я. Д. Ширмана. - М.: Сов. Радио, 1970. - 560 с.
8. Леонов, А. И. Моноимпульсная радиолокация [Текст] / А.И. Леонов, К.И. Фомичев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 312 с.
9. Ермолаев, В. Т. Методы оценивания параметров источников сигналов и помех, принимаемых антенной решеткой [Текст] / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, учебно - методический материал по программе повышения квалификации «Новые подходы к проблемам генерации, обработки, передачи, хранения, защиты информации и их применение». - Нижний Новгород : 2007. - 98 с.
10. Ратынский, М. В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках [Текст] / М. В. Ратынский. - М.: Радио и связь, 2003. - 200 с.
11. Монзинго, Р. А. Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию [Текст] / Р. А. Монзинго, Т. У. Миллер, пер. с англ. под общей редакцией В. А. Лексаченко. - М. : Радио и связь, 1986. - 448 с.
12. Чижов, А. А. Сверхрэлеевское разрешение. Т. 1: Классический взгляд на проблему [Текст] / А.А. Чижов. - М. : КРАСАНД, 2010. - 96 с.

Claims (5)

  1. Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи, воздействующей на радиолокационную станцию с активной фазированной антенной решеткой, заключающийся в раздельном диаграммообразующем векторном суммировании принимаемых сигналов с выходов элементов антенной решетки в составе примыкающих друг к другу вертикальных антенных подрешеток, оценке корреляционной матрицы просуммированных сигналов, вычислении обратной корреляционной матрицы, расчете управляющих векторов, расчете пеленгационного рельефа и поиске его локальных максимумов, а также диаграммообразующем векторном суммировании сигналов с выходов всех элементов полноразмерной антенной решетки, обработке суммарного сигнала в согласованном с зондирующим сигналом фильтре, его пороговой обработке и оценивании временной задержки сигналов первичного обнаружения, отличающийся тем, что перед оценкой корреляционной матрицы просуммированных сигналов с выходов вертикальных антенных подрешеток производится их обработка в согласованном с зондирующим сигналом фильтре и перемножение главных локальных максимумов профильтрованных сигналов с временными стробами прямоугольной формы, заданными функцией
  2. Figure 00000091
  3. где
    Figure 00000092
     - функция стробирования;
  4. Figure 00000093
     - сигнал с выхода полноразмерной антенной решетки, обработанный в согласованном с зондирующим сигналом фильтре;
  5. Figure 00000094
     - уровень порога обнаружения.
RU2020126897A 2020-08-11 2020-08-11 Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи RU2740296C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020126897A RU2740296C1 (ru) 2020-08-11 2020-08-11 Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020126897A RU2740296C1 (ru) 2020-08-11 2020-08-11 Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740296C1 true RU2740296C1 (ru) 2021-01-13

Family

ID=74183920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020126897A RU2740296C1 (ru) 2020-08-11 2020-08-11 Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740296C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818576C1 (ru) * 2023-06-05 2024-05-03 Евгений Александрович Бабушкин Способ пеленгации источников излучения, имеющих малое угловое расстояние

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361073A (en) * 1975-06-26 1994-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Determination of jammer range and azimuth by use of a coherent side lobe canceller system
RU2072527C1 (ru) * 1992-12-28 1997-01-27 Анатолий Иванович Андрианов Устройство пеленгации источников активной шумовой помехи
RU2352956C1 (ru) * 2007-09-03 2009-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") Способ одноканальной пеленгации постановщиков активных помех и радиолокационная станция для его реализации
RU124462U1 (ru) * 2011-09-13 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") Корреляционно-фильтровое устройство обработки квазинеприрывного сигнала с фазокодовой манипуляцией
RU2531803C2 (ru) * 2012-09-28 2014-10-27 ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ Способ определения координат источника радиоизлучения-постановщика ответной помехи и способ определения координат целей, облучаемых постановщиком ответной помехи
EP2851703A1 (fr) * 2013-09-20 2015-03-25 Thales Procédé réalisant conjointement la synchronisation, l'identification, la mesure, l'estimation du filtre de propagation et la localisation d'émetteurs utiles et interferants

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361073A (en) * 1975-06-26 1994-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Determination of jammer range and azimuth by use of a coherent side lobe canceller system
RU2072527C1 (ru) * 1992-12-28 1997-01-27 Анатолий Иванович Андрианов Устройство пеленгации источников активной шумовой помехи
RU2352956C1 (ru) * 2007-09-03 2009-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") Способ одноканальной пеленгации постановщиков активных помех и радиолокационная станция для его реализации
RU124462U1 (ru) * 2011-09-13 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") Корреляционно-фильтровое устройство обработки квазинеприрывного сигнала с фазокодовой манипуляцией
RU2531803C2 (ru) * 2012-09-28 2014-10-27 ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ Способ определения координат источника радиоизлучения-постановщика ответной помехи и способ определения координат целей, облучаемых постановщиком ответной помехи
EP2851703A1 (fr) * 2013-09-20 2015-03-25 Thales Procédé réalisant conjointement la synchronisation, l'identification, la mesure, l'estimation du filtre de propagation et la localisation d'émetteurs utiles et interferants

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WILLIAM ROBERTS et al, Iterative Adaptive Approaches to MIMO Radar Imaging, IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, vol.4, N1, February 2010. *
ЕГОРОВ В.А и др., Исследование алгоритма Кейпона в задачах обнаружения активных помех, Компьютерные инструменты в образовании, 2011, N3. *
РАТЫНСКИЙ М. В., Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках, Радио и связь, Москва, 2003. *
РАТЫНСКИЙ М. В., Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках, Радио и связь, Москва, 2003. ЕГОРОВ В.А и др., Исследование алгоритма Кейпона в задачах обнаружения активных помех, Компьютерные инструменты в образовании, 2011, N3. WILLIAM ROBERTS et al, Iterative Adaptive Approaches to MIMO Radar Imaging, IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, vol.4, N1, February 2010. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818576C1 (ru) * 2023-06-05 2024-05-03 Евгений Александрович Бабушкин Способ пеленгации источников излучения, имеющих малое угловое расстояние

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6661366B2 (en) Adaptive digital sub-array beamforming and deterministic sum and difference beamforming, with jamming cancellation and monopulse ratio preservation
CN107976660B (zh) 弹载多通道雷达超低空目标分析与多径回波建模方法
EP1348978A1 (en) Radar processing system for detecting and maintaining targets
US6801156B1 (en) Frequency-agile monopulse technique for resolving closely spaced targets
US6404379B1 (en) Matrix monopulse ratio radar processor for two target azimuth and elevation angle determination
Meng et al. Short-range clutter suppression for airborne radar by utilizing prefiltering in elevation
US20030184473A1 (en) Adaptive digital sub-array beamforming and deterministic sum and difference beamforming, with jamming cancellation and monopulse ratio preservation
RU2419107C1 (ru) Способ селекции движущихся целей в режиме поимпульсной перестройки несущей частоты
RU2740296C1 (ru) Способ высокоточной пеленгации постановщика многократной ответно-импульсной помехи
Kemkemian et al. Sea clutter modelling for space-time processing
RU2291466C1 (ru) Способ измерения угловых координат объекта и радиолокационная станция для его реализации
CN114265058A (zh) Mimo雷达目标测角方法、装置、电子设备及存储介质
RU2525829C1 (ru) Радиолокационный способ выявления закона изменения угловой скорости поворота сопровождаемого воздушного объекта по последовательно принятым отражениям сигналов с перестройкой несущей частоты
RU2672092C1 (ru) Способ измерения углового положения наземных неподвижных радиоконтрастных объектов
Griffiths et al. Space-time adaptive processing in airborne radar systems
Angelliaume et al. Analysis of bistatic radar sea clutter amplitude distributions at low grazing angles
RU2581898C1 (ru) Способ измерения угловых координат цели
Gholampour Modeling Inhomogeneous Clutter for Airborne Bistatic Radar Detection-Investigating inhomogenous clutter reflectivity patterns’ impact on detector performance in airborne bistatic radar
RU2745108C1 (ru) Способ определения разности расстояний до постановщика многократной ответно-импульсной помехи в активно-пассивной многопозиционной радиолокационной системе
RU2586112C1 (ru) Способ радиоэлектронной защиты наземной рлс кругового обзора и устройство для его реализации
Gong et al. Study stap algorithm on interference target detect under nonhomogenous environment
Amir et al. Modelling of Extended Targets with Dual-Band MIMO Radar Networks
Cerutti-Maori et al. An approach to multistatic spaceborne SAR/MTI processing and performance analysis
RU2254592C1 (ru) Способ локации цели (варианты)
RU2235342C2 (ru) Способ измерения угловых координат объекта и радиолокационная станция для его реализации