RU2755993C1 - Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом - Google Patents

Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом Download PDF

Info

Publication number
RU2755993C1
RU2755993C1 RU2020123676A RU2020123676A RU2755993C1 RU 2755993 C1 RU2755993 C1 RU 2755993C1 RU 2020123676 A RU2020123676 A RU 2020123676A RU 2020123676 A RU2020123676 A RU 2020123676A RU 2755993 C1 RU2755993 C1 RU 2755993C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
targets
radio location
signals
decoy
Prior art date
Application number
RU2020123676A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Александрович Мамедов
Владимир Сергеевич Комонов
Игорь Васильевич Сисигин
Дмитрий Анатольевич Равдин
Константин Олегович Колесников
Артем Владимирович Беляев
Original Assignee
Валерий Александрович Мамедов
Владимир Сергеевич Комонов
Игорь Васильевич Сисигин
Дмитрий Анатольевич Равдин
Константин Олегович Колесников
Артем Владимирович Беляев
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 Валерий Александрович Мамедов, Владимир Сергеевич Комонов, Игорь Васильевич Сисигин, Дмитрий Анатольевич Равдин, Константин Олегович Колесников, Артем Владимирович Беляев filed Critical Валерий Александрович Мамедов
Priority to RU2020123676A priority Critical patent/RU2755993C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2755993C1 publication Critical patent/RU2755993C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/522Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
    • G01S13/524Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
    • G01S13/5244Adaptive clutter cancellation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/292Extracting wanted echo-signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/36Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к методам обработки радиолокационных сигналов и может быть использовано в многопозиционных радиолокационных станциях в целях автоматического распознавания ложных воздушных целей (ЛВЦ) на фоне реальных при использовании в качестве зондирующих широкополосных сигналов, обеспечивающих высокое разрешение по дальности. Техническим результатом изобретения является повышение качества распознавания движущихся ложных (имитирующих) целей при малых курсовых углах и ограниченном времени принятия классификационных решений в малобазовых радиолокационных системах. Достижение указанного результата обеспечивается за счет совместной корреляционной обработки радиолокационных дальностных портретов, полученных от пары синхронизированных широкополосных радиолокационных станций, и статистического усреднения коэффициентов корреляции для получения достаточной статистики. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к методам обработки радиолокационных сигналов и может быть использовано в многопозиционных радиолокационных станциях в целях автоматического распознавания ложных воздушных целей (ЛВЦ) на фоне реальных, при использовании в качестве зондирующих широкополосных сигналов, обеспечивающих высокое разрешение по дальности.
Известен способ селекции истинных воздушных целей (ВЦ) на фоне ложных [2] по характеру изменения их эффективной площади рассеяния (ЭПР). Он основан на измерении ЭПР объекта [3]. Суть способа заключается в том, что излучают зондирующие сигналы в направлении сопровождаемой ВЦ, по мере отражения от него запоминают в течение некоторого времени Δt амплитуды отраженных сигналов. По запомненным амплитудам отраженных сигналов формируют диаграмму обратного вторичного излучения (ДОВИ) ВЦ [1-6]. Затем анализируют сформированную ДОВИ ВЦ. При этом задаются определенной величиной изменения уровня отраженного сигнала от ВЦ ΔU и измеряют величину изменения ракурса локации ВЦ Δγ, приводящего к заданному изменению амплитуды отраженного сигнала ΔU. Далее сравнивают измеренную величину Δγ изменения ракурса локации с заранее установленным пороговым значением Δγпор. В случае превышения порога принимают решение о том, что объектом отражения радиоволн является ЛВЦ.
Недостатком данного способа является то, что он эффективен только в отношении ЛВЦ старого парка, оснащенных уголковыми отражателями, линзами Люнеберга и т.п. В отношении современных ЛВЦ типа MALD, способных имитировать изрезанность ДОВИ путем переизлучения зондирующего сигнала РЛС в виде ретрансляционной помехи с разной амплитудой от зондирования к зондированию [7-9], данный способ будет не эффективен.
Известен и другой способ селекции ЛВЦ на фоне реальных [10], который использует признак, не поддающийся имитации современными ЛЦ и являющийся работоспособным в условиях применения любых типов ЛЦ, включая современные имитаторы типа MALD. Способ предполагает одновременное сопровождение выбранной ВЦ двумя синхронизированными по времени и разнесенными на местности на расстояние d РЛС. Это расстояние d должно быть таким, чтобы на основной дальности сопровождения цели разность углов локации цели для РЛС1 и РЛС2 составляла единицы градусов. Обе РЛС излучают импульсные зондирующие сигналы с одинаковым периодом повторения Tи в направлении цели. В каждой из двух РЛС в течение некоторого времени Δt в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ) цифровых вычислительных машин (ЦВМ) запоминают амплитуды отраженных от цели сигналов и точное время прихода каждого из них.
Из запомненных амплитуд и значений времени прихода каждого импульса в РЛС1 формируют двумерный массив данных M1, а в РЛС2 - двумерный массив данных М2. Эти массивы выражают собой диаграммы обратного рассеяния цели, полученные на интервале времени Δt, соответствующем изменению ракурса локации цели на Δγ.
На первом этапе распознавания используют данные массива M1, сформированного в РЛС1, и предложенный в [2] признак. Это позволяет на основе известного способа селектировать ЛЦ типа уголковых отражателей. Для этого по отраженным от цели сигналам в основной РЛС 1 известными методами [6] определяют угол места цели, азимут цели, скорость цели Vц и наклонную дальность до цели r, пространственный ракурс сопровождения цели и скорость изменения ракурса локации цели
Figure 00000001
[11]:
Figure 00000002
.
Задают определенный уровень изменения амплитуды отраженного сигнала ΔU, анализируют сформированный двумерный массив данных M1 и находят интервал времени ΔtΔU, в течение которого амплитуда отраженного сигнала изменяется на величину ΔU. Для этого из массива M1 выбирают элемент с номером n, соответствующий максимальному значению амплитуды отраженного сигнала Un. Номер элемента n принимают за начало отсчета. Последовательно номер элемента изменяют на единицу и находят номер k такого элемента массива, в котором записана амплитуда отраженного сигнала Uk, отличающаяся от амплитуды Un на величину ΔU. Далее находят интервал времени, соответствующий изменению амплитуды отраженного сигнала на величину ΔU:
Figure 00000003
.
Вычисляют величину изменения ракурса локации цели Δγ, приводящую к изменению амплитуды отраженного сигнала на ΔU:
Figure 00000004
.
Вычисленную величину изменения ракурса локации Δγ сравнивают с пороговым значением Δγпор . , и в случае превышения величиной Δγ порогового значения сразу принимают окончательное решение о наличии ЛЦ.
В противном случае на втором этапе распознавания используют двумерные массивы данных M1 и М2, полученные соответственно в РЛС1 и РЛС2. Для выявления идентичности либо несоответствия массивов M1 и М2 производят их сравнение. Если ДОВИ в обеих РЛС будут сформированы имитирующим сигналом ЛЦ типа MALD, то они будут идентичными. Массивы данных M1 и М2, сформированные в РЛС1 и РЛС2 от реальной цели, должны отличаться. Для сравнения двумерных массивов M1 и М2 оцифрованные данные (массив М2) передают по средствам связи в РЛС1. ЦВМ РЛС1 производит поимпульсное сравнение амплитуд отраженных сигналов, для этого из массива M1 берут первый элемент U1M1, а из массива М2 – первый элемент U1M2. Их значения сравнивают и вычисляют модуль разности: |U1M1- U1M2|. Затем из массивов M1 и М2 берут вторые элементы и вычисляют аналогичную разность |U1M1- U1M2|. Данную операцию повторяют до окончания перебора всех элементов массивов. Правильное соответствие амплитуд отраженных сигналов по времени обеспечивают синхронизацией РЛС1 и РЛС2, а также записью в массивы совместно с амплитудой n-го сигнала точного времени его прихода. Полученные модули разностей складывают. В результате производится вычисление величины несоответствия ДОР РЛС1 и РЛС2:
Figure 00000005
,
где N - количество сравниваемых элементов.
Полученное значение ΔU сравнивают с пороговой величиной ΔUпор. В случае превышения величиной ΔU порога принимают окончательное решение о наличии реальной ВЦ. В противном случае принимают окончательное решение о наличии ЛЦ.
Недостатком данного способа является то, что для селекции современных ЛЦ типа MALD необходимо привлечение двух РЛС. При этом одновременно может производиться распознавание только одной цели, что противоречит современной концепции построения многоканальных радиолокационных комплексов, способных сопровождать несколько целей одновременно. Время накопления отраженных сигналов для принятия решения о типе цели зависит от дальности до нее, поскольку требуемое изменение ракурса локации при увеличении расстояния до ВЦ будет происходить за больший промежуток времени. Таким образом, применение способа распознавания в ряде случаев оказывается труднореализуемым и нецелесообразным [12].
Известен способ селекции имитаторов вторичного излучения [13], заключающийся в том, что две синхронизированные по времени радиолокационные станции РЛС1 и РЛС2 одновременно облучают выбранную для распознавания ВЦ импульсными высокочастотными сигналами сантиметрового диапазона. Для развязки излучений несущие частоты основной РЛС1 и дополнительной РЛС2 должны отличаться на величину порядка 70 кГц. Указанные РЛС предлагается размещать на расстоянии d, не превышающем 2 км в направлении перпендикулярном основному направлению ожидаемого подлета ВЦ или имитатора вторичного излучения (ИВИ).
Периоды повторения Ти импульсов РЛС1 и РЛС2 выбирают одинаковыми. В процессе автоматического сопровождения обеими РЛС ВЦ определяют значения угловых координат и дальности в каждый момент времени, отраженные от него сигналы после приема переводятся с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в цифровую форму и запоминаются в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ) соответствующих РЛС. Запоминанию подлежат амплитуда и точное время приема каждого отраженного импульса. Для запоминания точного времени приема n-го импульсного сигнала используют формулу tn=nTи, где n - номер отраженного импульса. Запоминание проводится в течение временного интервала Δt, одинакового для обоих РЛС. Выбор временного интервала Δt проводят с учетом реальных значений полупериодов рысканий ВЦ при ее полете в турбулентной атмосфере [14]. Он должен быть не менее 4 секунд.
Из запомненных амплитуд и значений времени приема каждого импульса в ОЗУ РЛС1 создается двумерный массив данных M1, а в ОЗУ РЛС2 - двумерный массив данных М2. Каждый из этих массивов будет выражать собой ДОВИ ВЦ.
Для устранения составляющих, связанных с проявлениями турбовинтового эффекта (ТВЭ), проводится сглаживание (низкочастотную фильтрацию) значений амплитуд отраженных сигналов, записанных в массивы M1, М2.
Для проведения дальнейших операций число элементов массивов M1 и М2 уменьшают на 1, удаляя последние элементы.
На первом этапе селекции используются данные массива M1, сформированного в РЛС1, и предложенный в [2] признак. Это позволяет на основе известного способа селектировать ЛВЦ типа уголковых отражателей, фольги, линз Люнеберга и им подобных на фоне реальных ВЦ.
Задавшись определенным уровнем изменения амплитуды отраженного сигнала ΔU, анализируют сформированный двумерный массив данных M1 и находят интервал времени ΔtΔU [10], в течение которого амплитуда отраженного сигнала изменяется на величину ΔU.
Величину найденного интервала ΔtΔU сравнивают с пороговым значением Δtпор, учитывающим среднюю скорость изменения ракурса локации ВЦ при рысканиях, составляющую величину порядка 1,5%. В случае превышения величиной ΔtΔU порогового значения Δtпор сразу принимают окончательное решение о наличии ЛВЦ. В этом случае дальнейшая селекция не требуется.
Однако ЛВЦ может оказаться имитатором типа MALD [8]. Тогда отраженные сигналы будут интенсивно изменять свою амплитуду за малый интервал времени Δt, имитируя ДОВИ реальной ВЦ. В этом случае на первом этапе селекции будет принято предварительное решение о возможном наличии реальной ВЦ.
Для принятия окончательного решения о наличии реальной ВЦ на втором этапе производят поимпульсное сравнение массивов данных M1 и М2, полученных соответственно в РЛС1 и РЛС2.
Из массива M1 извлекается первый элемент Ucp1M1, а из массива М2 - первый элемент Uср1M2. Их значения сравниваются, и вычисляется модуль разности |Ucp1M1 - Ucp1M2|. Затем из массивов M1 и М2 извлекаются вторые элементы и вычисляется аналогичная разность |Ucp2M1 - Ucp2M2|. Данная операция повторяется до окончания перебора всех элементов массива. На s-oм шаге будет вычисляться величина |UcpsM1 - UcpsM2|. Если число элементов сглаженного массива обозначить через S, то последняя разность модулей выражается формулой |UcpSM1 - UcpSM2|. Из алгоритма усреднения ясно, что число элементов сглаженного массива S=N-1. Правильное соответствие амплитуд отраженных сигналов по времени обеспечивается синхронизацией РЛС1 и РЛС2, а также записью в массивы совместно с амплитудой каждого сигнала точного времени его прихода. Рассчитанные модули разностей складываются. В результате производится вычисление величины несоответствия ДОВИ ВЦ РЛС1 и РЛС2:
Figure 00000006
,
где S - количество элементов в сглаженном массиве M1 (количество элементов в массивах M1 и М2 одинаково, т.к. одинаковыми являются период записи сигналов Δt и период повторения Ти).
Полученное значение ΔUΣ сравнивают с пороговой величиной ΔUпор. В случае превышения величиной ΔUΣ величины порога ΔUпор принимают окончательное решение о наличии реальной ВЦ. В противном случае - ЛВЦ.
Недостатками способа является большое время записи сигналов - Δt, а также то, что он неработоспособен для вариантов ЛВЦ, формирующих разные ОХ на разных частотах. Кроме того, способ не учитывает возможное отличие коэффициентов усиления приемных каналов РЛС1 и РЛС2, которое может привести к значительному расхождению значений элементов массивов M1 и М2 после устранения составляющих ТВЭ методом сглаживания.
Еще одним недостатком данного способа является то, что при различии коэффициентов усиления приемных каналов РЛС1 и РЛС2 становится невозможным осуществлять корректное поимпульсное сравнение амплитуд отраженных сигналов в ЦВМ. Сравнение приводит к правильному выводу только в том случае, когда коэффициенты усиления приемных каналов РЛС1 и РЛС2 строго идентичны [15].
Известен и другой способ селекции [15], который является развитием известного способа селекции ЛВЦ [13] для придания ему работоспособности в отношении целей, имитирующих радиолокационные характеристики реальных ВЦ, облучаемых сигналами РЛС с разными несущими частотами.
Для решения задачи предлагается изменить алгоритм формирования ДОВИ, а также их количество. Две ДОВИ на частотах f1 и f2 предлагается формировать с одного ракурса, а третью ДОВИ на частоте f1 - с другого ракурса. ДОВИ, формируемые совместно на разных несущих частотах и при различных параметрах локации (на разных ракурсах), обеспечивают однозначное определение факта имитации радиолокационных характеристик и признаков ВЦ сложной пространственной конфигурации.
Суть предлагаемого способа селекции ЛВЦ заключается в следующем. Предлагается использовать активную РЛС и пассивный приемный модуль (ППМ), включающий антенную систему, приемную систему, настроенную на частоту f1 и задерживающую (блокирующую) радиоимпульсы на частоте f2, систему управления антенной, ОЗУ, АЦП, средства связи для приема и передачи информации на радиолокационную станцию. Главное отличие ППМ от РЛС заключается в отсутствии передатчика. Основная РЛС осуществляет поиск ВЦ и взятие ее на сопровождение, проводит ее отождествление на основе измеренных координат и скорости движения, используя зондирующие сигналы, определяющие ее основные технические характеристики и параметры движения. После принятия оператором решения на селекцию ЛВЦ по соответствующей команде (сигналу) РЛС начинает излучать специальный двухчастотный сигнал, представляющий собой последовательность радиоимпульсов, в котором несущие частоты в смежных радиоимпульсах отличаются на величину Δf=f1-f2, где f1 и f2 - несущие частоты смежных радиоимпульсов в последовательности. Экспериментально установлено, что разность частот Δf должна составлять не менее 100 МГц. Для осуществления селекции ЛВЦ на расстоянии до ВО 100 км радиолокационную станцию и ППМ необходимо удалять друг от друга на расстояние не менее 600 м в направлении перпендикулярном основному направлению ожидаемого подлета ВЦ. С увеличением (уменьшением) предполагаемого расстояния до ВЦ взаимное расположение РЛС и ППМ, выбираемое заблаговременно, целесообразно увеличивать (уменьшать).
Для обнаружения селектируемой ВЦ пассивным приемным модулем и слежения за этой ВЦ ее координаты, измеренные с помощью РЛС, по средствам связи передают из РЛС в ППМ. Пассивный приемный модуль принимает отраженные от ВЦ на частоте f1 сигналы и осуществляет ее пассивное сопровождение по угловым координатам и дальности. В связи с незначительным удалением ППМ от РЛС пересчет координат ВЦ не требуется. Отраженные от ВЦ сигналы на частоте f2 не проходят через частотно-избирательные цепи ППМ. Селекция осуществляется путем сравнения, во-первых, ДОВИ ВЦ в РЛС на частотах f1 и f2, а во-вторых, путем сравнения ДОВИ ВЦ, сформированные в РЛС и в ППМ на частоте f1.
Селекция основана на проверке выполнения определенных условий. Решение о наличии ЛВЦ принимается в случае, если ДОВИ на частотах f1 и f2 будут одинаковыми, что означает или наличие в составе ВЦ всего одного локального РЦ или попытку имитации ВЦ сложной пространственной конфигурации (СПК). То есть и в том и другом случае ДОВИ будут сформированы искусственным путем, а не в результате интерференции радиоволн, отраженных от планера ВЦ, имеющей несколько пространственно-распределенных РЦ. При отражении от ВЦ СПК вследствие разной длины волны зондирующего сигнала на частотах f1 и f2 интерференционное суммирование (суперпозиция) отражений от планера ВЦ должно приводить к формированию несовпадающих, т.е. разных ДОВИ.
При отличиях ДОВИ на частотах f1 и f2, полученных синхронно в одной РЛС, для выработки верного обоснованного решения на втором этапе сравниваются ДОВИ, сформированные в РЛС и ППМ на частоте f1. В результате принимается решение о наличии ЛВЦ, если ДОВИ, зафиксированные в РЛС и ППМ являются идентичными. Отражательные характеристики ВЦ СПК, сформированные на одинаковой частоте, но с разных ракурсов, не могут совпадать.
Недостатком способа является существенная зависимость от курсового угла (угол между проекцией вектора скорости цели на горизонтальную плоскость и линией визирования), дальности и времени накопления, отраженных от цели сигналов, для принятия классификационного решения.
Таким образом, рассмотренные способы распознавания ЛЦ обладают рядом существенных недостатков и ограничений, что затрудняет их реализацию в конкретных образцах военной техники, кроме того они ориентированы на внедрение в обзорные РЛС, в которых используются узкополосные зондирующие сигналы.
Целью предлагаемого изобретения является повышение качества распознавания движущихся ложных (имитирующих) целей при малых курсовых углах и ограниченном времени принятия классификационных решений в малобазовых радиолокационных системах.
Достижение поставленной цели обеспечивается за счет совместной корреляционной обработки радиолокационных дальностных портретов, полученных от пары синхронизированных широкополосных радиолокационных станций и статистического усреднения коэффициентов корреляции для получения достаточной статистики.
Изобретение предполагает внедрение в малобазовую многопозиционную радиолокационную систему средней дальности с широкополосным зондирующим сигналом и с фазированной антенной решеткой.
В качестве многопозиционной радиолокационной системы рассматриваются две РЛС (одна из которых работает только на прием) либо РЛС с выносным приемным пунктом (ВПП). РЛС синхронизированы по времени излучения, угловым координатам и расположены на расстоянии обеспечивающем стабильную цифровую радиосвязь.
РЛС1 и РЛС2 (ВПП) принимают отраженные от ВЦ сигналы в течение K периодов зондирования и производят их первичную согласованную обработку в окне сопровождения, детектирование и аналого-цифровое преобразование. РЛС2 (ВПП) передает по радиоканалу в РЛС1 сигнал в виде K цифровых массивов радиолокационных дальностных портретов (РЛДП). В РЛС1 по коэффициенту корреляции сравнивают последовательности цифровых массивов РЛДП, сформированные обеими РЛС. Для этого находят нормированные максимумы сверток k-х пар РЛДП РЛС1 и 2 в соответствии с выражением [16]:
Figure 00000007
Figure 00000008
где s=1..(2H–1), k=1..K, x1h,k и x2h,k – массивы данных РЛДП РЛС1 и РЛС2 (ВПП) k–го зондирования, H – размерность вектора сигнала после АЦП.
Полученный числовой вектор R коэффициентов корреляции отражает степень статистической похожести исходных пар РЛДП и является набором исходных данных для формирования статистики, позволяющей селектировать истинные и ложные цели. Достаточной статистикой для принятия классификационного решения выбран коэффициент вариации ν от вектора R, который вычисляется по формуле [17]:
Figure 00000009
где:
Figure 00000010
– оценка среднеквадратического отклонения (СКО),
Figure 00000011
– оценка математического ожидания коэффициентов корреляции пар РЛДП.
Полученный коэффициент вариации ν сравнивают с пороговым значением
Figure 00000012
пор.. В случае превышения величиной
Figure 00000012
порогового значения
Figure 00000012
пор., принимают решение о том, что ВЦ является реальной, в противном случае – ложная.
При выборе величины порогового значения
Figure 00000012
пор учитываются уровень собственных шумов и помех в приемных трактах РЛС. Согласно предварительным расчетам величину порогового значения
Figure 00000012
пор. следует выбирать в пределах от 0,001 до 0,01.
Возможность использования коэффициента корреляции пар РЛДП, полученных с разных направлений для селекции ЛВЦ, обусловлена зависимостью РЛДП от их ракурса по отношению к точке приема отраженного сигнала. Зависимость РЛДП реальной цели от ракурса является следствием, того что при высоком разрешении по дальности (единицы метров) она, является пространственно-распределенным источником вторичного излучения.
ЛВЦ типа MALD в пределах ширины главного лепестка диаграммы направленности своей передающей антенны может считаться точечным источником амплитудно-модулированного сигнала. Поэтому сигналы, принятые разнесенными РЛС остаются коррелированными. При этом незначительные флюктуации коэффициента корреляции РЛДП вызваны неоднородностями среды распространения радиоволн, наличием собственных шумов и помех приемных трактов РЛС.
При зондировании реальной движущейся цели коэффициент корреляции РЛДП будет меняться, что обуславливает необходимость накопления статистики.
Для проверки работоспособности способа распознавания ложных (имитирующих) целей было проведено математическое моделирование в среде Matlab согласно схеме (Фиг.1).
Моделируемая математическая модель состоит из трех РЛС, синхронизированных и расположенных на одной линии на расстоянии 100 м и 3500 м друг от друга. При этом РЛС1 работает в активно-пассивном режиме, РЛС2 и РЛС3 в пассивном.
В качестве исходных данных принято:
1. ВЦ, в начальный момент времени, находится на дальностях 65000 м, 65000,1 м, 65094,2 м с курсовыми углами 10°, 10,0881° и 13,0822° для РЛС1,2 и 3 соответственно.
2. ВЦ движется равномерно и прямолинейно с постоянной скоростью 370 м/с полета на высоте 5000 м.
3. Величина порога
Figure 00000012
пор = 0,01.
4. Зондирующий сигнал: последовательность прямоугольных радиоимпульсов длительностью 8 нс, периодом следования 100 мс, количеством импульсов равным 30 и несущей частотой 10 ГГц.
В процессе движения цели меняется дальность до РЛС1, 2 и 3, а также курсовой угол РЛС1, 2 и 3 (угол θ1, θ2 и θ3), азимут и угол места. Высота остается постоянной.
Коэффициенты корреляции РЛДП получены от РЛС1 и 2, РЛС1 и 3, для варианта, когда ВЦ – реальная (многоцелевой истребитель Су-27).
РЛДП реальной ВЦ РЛС1,2 и 3 были получены с помощью программы для моделирования радиолокационных сигналов, отраженных от объектов произвольной пространственной конфигурации, двигающихся прямолинейно и равномерно с атакующих ракурсов [19].
Коэффициенты R РЛДП получены от РЛС1 и 2, РЛС1 и 3, для варианта, когда ВЦ – ложная (имитатор) типа MALD.
РЛДП ложной (имитирующей) цели типа MALD были получены с помощью программы для моделирования радиолокационных сигналов, формируемых ложными (имитирующими) целями [20].
Статистические показатели коэффициентов корреляции РЛДП РЛС1, 2 и РЛС1, 3 представлены в таблице 1.
Таблица 1
Статистические показатели коэффициентов корреляции РЛДП реальной цели
Наименование показателя (оценка) для РЛС1, 2 для РЛС1, 3
Среднее арифметическое коэффициентов корреляции 0,7764 0,6246
Среднее квадратическое отклонение коэффициентов корреляции 0,1168 0,1415
Коэффициент вариации коэффициентов корреляции 0,1626 0,2608
Статистические показатели коэффициентов корреляции РЛДП ложной цели
Среднее арифметическое коэффициентов корреляции 0,9998 0,9998
Среднее квадратическое отклонение коэффициентов корреляции 0,00013 0,00013
Коэффициент вариации коэффициентов корреляции 0,00013 0,00013
Анализ полученных значений величины ν для реальной цели (равной 0,1626 и 0,2608) и для ложной (имитирующей) цели (0,00013 и 0,00013) при пороговом значении ν пор.=0,01, подтверждает работоспособность способа.
Таким образом, предлагаемый способ распознавания ЛВЦ, имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом [15], что позволяет распознавать ВЦ, имитирующие сигнал от пространственно-распределенных целей, двигающихся с малыми изменениями курсового угла. Способ остается работоспособен даже при малых значениях базы, а также не требует сопровождения ВЦ в течение длительного промежутка времени и периодов записи сигналов Δt.
Способ легко реализуется с помощью стандартных математических операции в сигнальных процессорах, и может быть рекомендован для внедрения в существующие и перспективные многопозиционные системы сопровождения Х диапазона с широкополосным зондирующим сигналом, для повышения их информационных характеристик.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Радиолокационные характеристики летательных аппаратов / Под ред. Л.Т. Тучкова. М.: Радио и связь, 1985. 236 с.
2. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. М.: Радио и связь, 1984. с. 96-99 (аналог).
3. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. Учебник для вузов. М.: Сов. радио,1973. 496 с.
1. Радиоэлектронные системы. Справочник. Основы построения и теория. Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника. 2007. 510 с.
2. Справочник по радиолокации / Под ред. М. Сколника. Том 1. Основы радиолокации. Под ред. Я.С. Ицхоки. М.: Сов. радио, 1976. 456 с.
3. Теоретические основы радиолокации / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Сов. радио, 1970. 560 с.
4. Афинов В. Американский имитатор воздушной цели MALD // Зарубежное военное обозрение, 1998. №5. с. 32.
5. Афинов В. Тенденции развития средств РЭБ авиации Вооруженных сил США на пороге XXI века // Зарубежное военное обозрение, 1998. №6. С. 28-35.
6. Афинов В. Новое направление развития западных средств РЭП индивидуальной защиты самолетов // Зарубежное военное обозрение. 1999. №8. С. 39-42.
7. Патент РФ №2225624 от 10.03.2004 г. Способ распознавания ложных воздушных целей при двухпозиционном зондировании. Митрофанов Д.Г., Бортовик В.В., Николаев А.В., Сафонов А.В. и др. Заявка №2002121150. Приоритет 09.08.2002 г. (прототип).
8. Стайнберг Б.Д. Формирование радиолокационного изображения самолета в диапазоне СВЧ // ТИИЭР. 1988. №12, т. с.26-46.
9. Патент РФ №2280263 от 20.06.2006 г. G01S 13/52. Способ селекции ложных воздушных целей. Митрофанов Д.Г., Прохоркин А.Г., Оверченко А.Г. и др. Заявка №2005102388/09 от 31.01.2005.
10. Патент РФ №2348053 от 27.02.2009 г. G01S 13/02. Способ распознавания ложных воздушных целей. Митрофанов Д.Г., Бортовик В.В., Сафонов А.В., Силаев Н.В. и др. Заявка №2007138527 от 16.10.2007. БИ №6. (прототип).
11. Доброленский Ю.П. Динамика полета в неспокойной атмосфере. М.: Машиностроение, 1969. 256 с.
12. Патент РФ №2694276 от 11.07.2019 г. G01S 7/292. Способ селекции имитаторов вторичного излучения воздушных объектов. Митрофанов Д.Г., Бортовик В.В., Жбанов И.Л., Силаев Н.В. и др. Заявка №2018142360 от 29.11.2018. БИ №20.
Напалков В.В.13. Уравнения свертки в многомерных пространствах. – М., Наука, 1982. – Тираж 3500 экз. – 240 с.
14. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики: Учебник / Под ред. Елисеевой. – 5-е изд., перераб. и доп. –М.: Финансы и статистика, 2004. – 656 с.:ил.
15. Васин В.В., Власов О.В. и др. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения), М., «Советское радио», 1970. – 680 с.
16. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020610183 от 10.01.2020 г. Программа для моделирования радиолокационных сигналов, отраженных от объектов произвольной пространственной конфигурации, двигающихся равномерно и прямолинейно с атакующих ракурсов. Мамедов В.А., Комонов В.С., Сисигин И.В. и др. Заявка №2019667368 от 23.12.2019.
17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020612829 от 03.03.2020 г. Программа для моделирования радиолокационных сигналов, формируемых ложными (имитирующими) целями. Мамедов В.А., Комонов В.С., Сисигин И.В. и др. Заявка №2020611761/69 от 14.02.2020.

Claims (1)

  1. Способ распознавания ложных (имитирующих) целей, заключающийся в том, что две радиолокационные станции, синхронизированные по времени и угловым координатам (либо радиолокационная станция с выносным приемным пунктом), принимают отраженные от воздушной цели широкополосные сигналы в течение K периодов зондирования, производят формирование последовательности радиолокационных дальностных портретов путем согласованной обработки, детектирования и аналого-цифрового преобразования в окне сопровождения принятых сигналов, последовательности цифровых массивов радиолокационных дальностных портретов, полученных от обеих радиолокационных станций в один момент времени, попарно сравнивают с помощью коэффициента корреляции, принятие классификационного решения о принадлежности воздушной цели к классу ложных/реальных производят путем сравнения коэффициента вариации, вычисленного от K коэффициентов корреляции, с заранее установленным пороговым значением.
RU2020123676A 2020-07-16 2020-07-16 Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом RU2755993C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123676A RU2755993C1 (ru) 2020-07-16 2020-07-16 Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123676A RU2755993C1 (ru) 2020-07-16 2020-07-16 Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755993C1 true RU2755993C1 (ru) 2021-09-24

Family

ID=77852149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020123676A RU2755993C1 (ru) 2020-07-16 2020-07-16 Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755993C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787471C1 (ru) * 2021-12-03 2023-01-09 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Способ селекции реальных воздушных объектов на фоне помех, формируемых имитаторами вторичного излучения, за счет использования мобильного радиолокатора

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225624C1 (ru) * 2002-08-09 2004-03-10 Митрофанов Дмитрий Геннадьевич Способ распознавания ложных воздушных целей при двухпозиционном зондировании
CN103954943A (zh) * 2014-05-13 2014-07-30 西安电子科技大学 网络化雷达系统抗欺骗式干扰方法
US9134410B2 (en) * 2011-07-06 2015-09-15 Rockwell Collins France Method and device for detecting a target by masked high energy reflectors
CN104931939A (zh) * 2015-06-03 2015-09-23 河海大学 一种基于假目标特征的弹载转发式干扰抑制方法
RU2585257C1 (ru) * 2015-05-13 2016-05-27 Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ Способ двухканального обнаружения радиолокационных сигналов со стабилизацией вероятности ложной тревоги
RU2589737C1 (ru) * 2015-07-06 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Способ извлечения из доплеровских портретов воздушных объектов признаков идентификации с использованием метода сверхразрешения
RU2622888C1 (ru) * 2016-08-18 2017-06-21 Георгий Галиуллович Валеев Способ опознавания целей (варианты)
RU2694276C1 (ru) * 2018-11-29 2019-07-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Способ селекции имитаторов вторичного излучения воздушных объектов
RU193652U1 (ru) * 2015-11-02 2019-11-08 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Устройство обнаружения объектов по дальностному портрету с многоуровневым квантованием

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225624C1 (ru) * 2002-08-09 2004-03-10 Митрофанов Дмитрий Геннадьевич Способ распознавания ложных воздушных целей при двухпозиционном зондировании
US9134410B2 (en) * 2011-07-06 2015-09-15 Rockwell Collins France Method and device for detecting a target by masked high energy reflectors
CN103954943A (zh) * 2014-05-13 2014-07-30 西安电子科技大学 网络化雷达系统抗欺骗式干扰方法
RU2585257C1 (ru) * 2015-05-13 2016-05-27 Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ Способ двухканального обнаружения радиолокационных сигналов со стабилизацией вероятности ложной тревоги
CN104931939A (zh) * 2015-06-03 2015-09-23 河海大学 一种基于假目标特征的弹载转发式干扰抑制方法
RU2589737C1 (ru) * 2015-07-06 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Способ извлечения из доплеровских портретов воздушных объектов признаков идентификации с использованием метода сверхразрешения
RU193652U1 (ru) * 2015-11-02 2019-11-08 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Устройство обнаружения объектов по дальностному портрету с многоуровневым квантованием
RU2622888C1 (ru) * 2016-08-18 2017-06-21 Георгий Галиуллович Валеев Способ опознавания целей (варианты)
RU2694276C1 (ru) * 2018-11-29 2019-07-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Способ селекции имитаторов вторичного излучения воздушных объектов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787471C1 (ru) * 2021-12-03 2023-01-09 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Способ селекции реальных воздушных объектов на фоне помех, формируемых имитаторами вторичного излучения, за счет использования мобильного радиолокатора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11246010B2 (en) Method and system for positioning and tracking using a plurality of sensors
RU2280263C1 (ru) Способ селекции ложных воздушных целей
Tivive et al. A subspace projection approach for wall clutter mitigation in through-the-wall radar imaging
CN104914415B (zh) 基于目标距离像模板匹配的单脉冲雷达相干干扰方法
CN101960327B (zh) 改进地借助于二次雷达信号执行方向估计和解码的装置和方法
EP1260833B1 (en) Method for eliminating false reflected targets and automatic reflector mapping in secondary surveillance radar
EA000517B1 (ru) Способ слежения для радиолокационной системы
CN108196250B (zh) 用于低空小目标探测的连续波雷达系统及其方法
CN105738887A (zh) 基于多普勒通道划分的机载雷达杂波功率谱的优化方法
RU2348053C1 (ru) Способ распознавания ложных воздушных целей
CN109283497A (zh) 双基地fda-mimo雷达距离欺骗干扰识别方法
Du et al. NLOS target localization with an L-band UWB radar via grid matching
Watson et al. Non-line-of-sight radar
CN115113155A (zh) 一种机载分布式孔径相参合成雷达测试与评估方法
RU2694276C1 (ru) Способ селекции имитаторов вторичного излучения воздушных объектов
RU2419107C1 (ru) Способ селекции движущихся целей в режиме поимпульсной перестройки несущей частоты
RU2755993C1 (ru) Способ распознавания ложных (имитирующих) целей в многопозиционной радиолокационной станции с широкополосным зондирующим сигналом
RU2622908C1 (ru) Радиолокационный способ обнаружения летательных аппаратов
RU2422846C1 (ru) Способ калибровки декаметрового радиопеленгатора-дальномера
Fabrizio High frequency over-the-horizon radar
RU2741057C1 (ru) Способ радиолокационного распознавания классов воздушно-космических объектов для многодиапазонного разнесенного радиолокационного комплекса с фазированными антенными решетками
RU2225624C1 (ru) Способ распознавания ложных воздушных целей при двухпозиционном зондировании
Chugunov et al. Modeling and Comparison of Trajectory Filtering Algorithms in MLAT Systems
RU2392640C1 (ru) Способ выявления параметров траекторных нестабильностей малоразмерного воздушного объекта в виде радиального ускорения движения для режима сопровождения с использованием сигналов с поимпульсной перестройкой несущей частоты
RU2787471C1 (ru) Способ селекции реальных воздушных объектов на фоне помех, формируемых имитаторами вторичного излучения, за счет использования мобильного радиолокатора