RU2807614C1 - Method for forming weighting coefficient in conditions of non-stationary interference conditions - Google Patents
Method for forming weighting coefficient in conditions of non-stationary interference conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807614C1 RU2807614C1 RU2022128263A RU2022128263A RU2807614C1 RU 2807614 C1 RU2807614 C1 RU 2807614C1 RU 2022128263 A RU2022128263 A RU 2022128263A RU 2022128263 A RU2022128263 A RU 2022128263A RU 2807614 C1 RU2807614 C1 RU 2807614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interference
- weight coefficients
- compensator
- conditions
- period
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000012552 review Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Активные шумовые помехи создают большие проблемы в работе РЛС по обнаружению воздушных целей [1]. Рассмотрим ситуацию, когда на боковые лепестки диаграммы направленности основных каналов действует один фиксированный в пространстве постановщик АШП, сигналы которого имеют стационарные гауссовские распределения. В режиме кругового обзора из-за вращения ФАР РЛС угловые положения источников АШП изменяются со временем. Также помехопостановщик может перемещаться за период обзора.Active noise interference creates great problems in the operation of radars for detecting air targets [1]. Let us consider the situation when the side lobes of the radiation pattern of the main channels are acted upon by one ANC director fixed in space, whose signals have stationary Gaussian distributions. In the all-round viewing mode, due to the rotation of the phased array radar, the angular positions of the ACP sources change over time. The jammer can also move during the review period.
Перемещение в пространстве помехопостановщика, а также радиолокационных объектов наблюдения, связанное с динамикой их движения или перемещение локатора на подвижном объекте можно охарактеризовать одним из основных факторов нестационарности сигнально-помеховой обстановки. Нестационарность может вызываться также режимом обзора РЛС, так как в процессе обзора изменяются угловые соотношения между лучом антенны и помехопостановщиком, а, следовательно, и угловое положение нулей диаграммы направленности относительно максимума основного лепестка. Это означает, что нестационарность связана с эффектом несоответствия параметров весовых коэффициентов АКП пространственному положению диаграммы направленности антенны и источника помехи. Это приводит к постепенному ухудшению процедуры компенсации АШП в связи с несоответствием (устареванием) ВК, поэтому их необходимо периодически обновлять (пересчитывать). Регулярный, частый пересчет весовых коэффициентов не всегда приемлем с точки зрения практической реализации, и влечет за собой потерю полезной информации, что приводит к потерям в обнаружении и ухудшению качества межпериодной обработки.The movement in space of the jammer, as well as radar surveillance objects, associated with the dynamics of their movement or the movement of the locator on a moving object can be characterized as one of the main factors in the non-stationary nature of the signal-interference situation. Non-stationarity can also be caused by the radar review mode, since during the review process the angular relationships between the antenna beam and the jammer, and, consequently, the angular position of the zeros of the radiation pattern relative to the maximum of the main lobe change. This means that nonstationarity is associated with the effect of mismatch between the parameters of the ACP weighting coefficients and the spatial position of the antenna radiation pattern and the interference source. This leads to a gradual deterioration of the ACP compensation procedure due to the inconsistency (obsolescence) of the VC, so they must be periodically updated (recalculated). Regular, frequent recalculation of weight coefficients is not always acceptable from the point of view of practical implementation, and entails the loss of useful information, which leads to losses in detection and deterioration in the quality of inter-period processing.
Известен наиболее близкий к предлагаемому способ компенсации активных шумовых помех [2]. Сигналы АШП (фиг. 1), принятые цифровой антенной решеткой 1, поступают на ДОС основного приемного канала 2 и ДОС компенсационных приемных каналов 3. Компенсация АШП осуществляется в основном канале и представляет собой процедуру вычитания 6 взвешенных сигналов компенсационных каналов из основного канала. При этом весовая сумма является оценкой значения активной помехи в данном канале, процесс получения которой осуществляется за три этапа. На первом этапе производится оценивание корреляционной матрицы АШП. На втором этапе применяется метод непосредственного обращения матрицы. Вычисляется оценка матрицы ВК 4 в соответствии с решением Винера-Хопфа [2]. На третьем этапе находится оценка результирующего вектора активной помехи 5 в основном канале и вычитается из процесса в этом канале.The closest method to the proposed one is known for compensating for active noise interference [2]. The ACP signals (Fig. 1), received by the
Недостаток известного способа состоит в том, что при изменении угловых перемещений источника помех по отношению к РЛС за период обзора компенсация АШП ухудшается и возрастает остаток не скомпенсированной помехи.The disadvantage of the known method is that when the angular movements of the interference source change with respect to the radar during the review period, the ANC compensation deteriorates and the remainder of the uncompensated interference increases.
Известно наиболее близкое к предлагаемому устройство [SU 1809401 А1], содержащее (фиг. 2) генератор опорного сигнала 1, блок вычитания 2, блок анализа помеховой обстановки 3 включающий квадратор 14, блок деления 15, М-тактовый блок задержки 16, второй блок вычитания 18, пороговое устройство 19, многоразрядный ключ 20, матричный сумматор 21, накапливающий сумматор 17, постоянное запоминающее устройство 22. Также в состав устройства входит блок формирования матричных коэффициентов передачи калмоновского фильтра 4, блок формирования скалярного произведения 5, блок суммирования 6, блок задержки 7, блок формирования оценки экстраполяции 8.The device closest to the proposed one is known [SU 1809401 A1], containing (Fig. 2) a
Однако в известном устройстве повышается устойчивость адаптивного формирования весовых коэффициентов при работе в нестационарной помеховой обстановки, связанной с включением дополнительных источников помех или изменением их интенсивности. При этом в данном устройстве не учитывается нестационарность, связанная с пространственным перемещением источника помех за период обзора.However, the known device increases the stability of the adaptive formation of weighting coefficients when operating in a non-stationary interference environment associated with the inclusion of additional sources of interference or a change in their intensity. At the same time, this device does not take into account the nonstationarity associated with the spatial movement of the interference source during the review period.
Для РЛС большой дальности настройка параметров автокомпенсатора за период обзора, как правило, осуществляется либо в конце рабочей дистанции, либо в начале рабочей дистанции перед излучением. При этом ВК рассчитываются и запоминаются в устройстве памяти. Такая процедура настройки обеспечивает минимальные флюктуации оценки ВК, однако обладает плохой устойчивостью в случае несоответствия реальной и вычисленной оценкой ВК от времени.For long-range radars, setting the autocompensator parameters during the review period is usually carried out either at the end of the working distance or at the beginning of the working distance before radiation. In this case, the VCs are calculated and stored in the memory device. This adjustment procedure ensures minimal fluctuations in the VC estimate, but has poor stability in the event of a discrepancy between the real and calculated VC estimates over time.
Для РЛС малой дальности настройка параметров автокомпенсатора осуществляется в специальных служебных азимутальных зонах в пределах общей азимутальной пачки, где излучения не происходит, а работа ведется только на прием. Длительность такой служебной зоны составляет несколько тактов зондирования. Таким способом настройки параметров автокомпенсатора не может компенсироваться АШП до уровня собственного шума основного канала приема из-за быстрого сканирования ДН антенны РЛС или перемещения в пространстве помехопостановщика за время рабочей зоны.For short-range radars, the autocompensator parameters are adjusted in special service azimuthal zones within the general azimuthal pack, where no radiation occurs, and work is carried out only for reception. The duration of such a service zone is several probing cycles. In this way, setting the parameters of the auto-compensator, the ANC cannot be compensated to the level of its own noise of the main receiving channel due to the rapid scanning of the radar antenna pattern or the movement of the jammer in space during the working area.
Причиной неэффективной работы автокомпенсатора в РЛС большой и малой дальности является не обновление ВК (не соответствие ВК) с учетом изменения помеховой обстановки и как следствие низкого коэффициента подавления АКП.The reason for the ineffective operation of the autocompensator in long- and short-range radars is the failure to update the VC (non-compliance with the VC) taking into account the change in the interference environment and, as a consequence, the low suppression coefficient of the automatic transmission.
Таким образом, решаемой технической проблемой (техническим результатом) является компенсация АШП вследствие сканирования диаграммы направленности антенны РЛС или перемещения в пространстве помехопостановщика за период обзора.Thus, the technical problem being solved (technical result) is the compensation of ANC due to scanning of the radiation pattern of the radar antenna or movement of the jammer in space during the review period.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве автокомпенсации АШП с непосредственным обращением корреляционной матрицы помех применяется алгоритм линейной интерполяции весовых коэффициентов, который позволяет уменьшить влияние эффекта устаревания ВК и повысить эффективность работы такого АКП.The technical result is achieved by the fact that in the known ACP auto-compensation device with direct inversion of the interference correlation matrix, an algorithm for linear interpolation of weight coefficients is used, which makes it possible to reduce the influence of the VC aging effect and increase the operating efficiency of such an ACP.
Изобретение иллюстрируется на фиг. 3. Для осуществления заявленного способа формирования весового коэффициента в условиях нестационарности помеховой обстановки РЛС должна содержать фазированную антенную решетку 1, диаграммообразующую систему (ДОС) основного приемного канала 2, ДОС компенсационных приемных каналов 3, АКП, в состав которого входят блок вычисления весовых коэффициентов 4, линия задержки 5, блок линейной интерполяции весовых коэффициентов 6, умножитель 7, блок вычитания 8.The invention is illustrated in Fig. 3. To implement the claimed method of forming a weight coefficient in conditions of non-stationary interference conditions, the radar must contain a
Рассмотрим осуществимость заявленного способа. Сигналы АШП, принятые фазированной антенной решеткой 1, поступают на ДОС основного приемного канала 2 и ДОС компенсационных приемных каналов 3. Усиленные сигналы АШП поступают на первый вход АКП (непосредственно на вход блока вычисления весовых коэффициентов 4), реализуемого программно и работающего по алгоритму обращения матрицы и прямого вычисления вектора весовых коэффициентов. Реализация данного алгоритма требует только знания корреляционной матрицы помех в компенсационных приемных каналах и матрицы взаимной корреляции помехи в основном и компенсационных каналах. Они, как правило, априори неизвестны, но по имеющейся временной выборке помехи можно получить их оценки максимального правдоподобия. Оценка вектора весовых коэффициентов вычисляется в блоке 6.Let us consider the feasibility of the claimed method. The ACP signals received by the
В блоке линейной интерполяции весовых коэффициентов 6 уменьшается влияние эффекта устаревания ВК и повышается эффективность работы АКП за счет алгоритма линейной интерполяции коэффициентов настройки [4-6], работающего следующим образом:In the block of linear interpolation of
1. Для РЛС большой дальности в первом периоде работы РЛС ВК настраиваются и запоминаются. Затем излучается и принимается полезный сигнал и в последующем запоминаются все отсчеты по дальности. Далее во втором периоде работы РЛС происходит очередная настройка и запоминание ВК. Для компенсации АШП в первом периоде работы РЛС из ВК вычисленных во втором периоде необходимо вычесть ВК рассчитанных в первом периоде. Для этого вводится линия задержки ВК 5. Полученную разницу ВК разделить на общее количество отсчетов по дальности и получить так называемую весовую добавку. Для формирования новых весовых коэффициентов необходимо к ВК вычисленных в первом периоде прибавить произведение весовой добавки и текущего номера отсчета по дальности.1. For long-range radars, in the first period of operation of the radar, the VCs are configured and memorized. Then the useful signal is emitted and received, and subsequently all range readings are stored. Then, in the second period of radar operation, the next adjustment and memorization of the VK occurs. To compensate for ACP in the first period of radar operation, it is necessary to subtract the VC calculated in the first period from the VC calculated in the second period. To do this, a
2. Для РЛС малой дальности в первой служебной зоне ВК настраиваются и запоминаются. В служебной зоне РЛС не излучает, а работает только на прием, длительность служебной зоны составляет несколько периодов зондирования импульсов. Излучается и принимается полезный сигнал в первой рабочей зоне. В рабочей зоне РЛС происходит излучение зондирующих импульсов, настройка ВК не осуществляется, длительность рабочей зоны составляет десятки периодов зондирования импульсов. Далее во второй служебной зоне происходит очередная настройка и запоминание ВК. Для этого вводится линия задержки 5. Вычисляется разница ВК. Полученную разницу ВК необходимо умножить на количество отсчетов настройки первой половинной рабочей зоны и прибавить к ВК до середины рабочей зоны, а после середины рабочей зоны умножить на следующие отсчеты настройки второй половинной рабочей зоны в обратном порядке и прибавить уже к весовому коэффициенту второй служебной зоны. Таким образом, чтобы скомпенсировать помеху в первой рабочей зоне, необходимо проводить подстройку ВК во второй рабочей зоне.2. For short-range radars in the first service zone, the VCs are configured and stored. In the service zone, the radar does not transmit, but only receives; the duration of the service zone is several periods of pulse probing. The useful signal is emitted and received in the first working zone. In the working area of the radar, probing pulses are emitted, the VC is not adjusted, the duration of the working area is tens of pulse probing periods. Next, in the second service area, the next configuration and memorization of the VC takes place. To do this,
В умножителе 7 осуществляется вычисления оценки помехового воздействия. В блоке вычитания 8 происходит вычитание из помехи в основном канале ее оценки, формируемой как функция от значений помехи в компенсационных каналах.
Таким образом, решается проблема компенсации АШП при работе автокомпенсатора в условиях нестационарной помеховой обстановки, связанных со сканированием диаграммы направленности антенны РЛС или перемещения в пространстве помехопостановщика за период обзора.Thus, the problem of ANC compensation is solved when the auto-compensator operates in a non-stationary interference environment associated with scanning the radiation pattern of the radar antenna or moving the jammer in space during the review period.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
[1] Защита от радиопомех, под ред. М.В. Максимова, М. Сов. Радио, 1976 г, с. 496.[1] Radio interference protection, ed. M.V. Maksimova, M. Sov. Radio, 1976, p. 496.
[2] Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию. М.: Радио и связь, 1986. 448 с.[2] Monzingo R.A., Miller T.W. Adaptive antenna arrays: Introduction to theory. M.: Radio and communication, 1986. 448 p.
[3] А.с. SU 1809401 А1 СССР, МКИ G01S 7/36 / Устройство формирования весовых коэффициентов в условиях нестационарной помеховой обстановки / А.А. Адаменко, В.А. Дорощук, В.И. Шандрык, Ю.М. Гвоздь (СССР). - №4902005/09; заявл. 11.01.91; опубли. 15.04.93, Бюл. №14 - 6 с.[3] A.s. SU 1809401 A1 USSR,
[4] Фитасов Е.С., Насонов В.В., Гусева Ю.С., Козлов С.А. К вопросу оценки эффективности работы автокомпенсатора активных шумовых помех при пространственном перемещении помехопостановщика // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2019 г. №2 (34). С.21-29.[4] Fitasov E.S., Nasonov V.V., Guseva Yu.S., Kozlov S.A. On the issue of assessing the efficiency of the auto-compensator for active noise interference during spatial movement of the jammer // Radio engineering and telecommunication systems. 2019 No. 2 (34). P.21-29.
[5] Козлов С.А., Фитасов Е.С., Василенко Е.В., Насонов В.В. Повышение эффективности автокомпенсации шумовых активных помех в радиолокационных станциях малой дальности // Вестник Концерна ПВО «Алмаз-Антей» №1(9), ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей», 2013. С. 45-48.[5] Kozlov S.A., Fitasov E.S., Vasilenko E.V., Nasonov V.V. Increasing the efficiency of automatic compensation of noise active interference in short-range radar stations // Bulletin of the Almaz-Antey Air Defense Concern No. 1(9), JSC Almaz-Antey Air Defense Concern, 2013. pp. 45-48.
[6] Насонов В.В., Журавлев И.В., Фитасов Е.С. Повышение эффективности работы автокомпенсатора с непосредственным обращением корреляционной матрицы помех при пространственном перемещении помехопостановщика // Вестник Ярославского зенитного ракетного института противовоздушной обороны: сб. научных трудов / ЯЗРИ ПВО - Ярославль, 2003. - Вып. 5. - с. 90-101.[6] Nasonov V.V., Zhuravlev I.V., Fitasov E.S. Increasing the efficiency of the autocompensator with direct inversion of the correlation matrix of interference during spatial movement of the jammer // Bulletin of the Yaroslavl Anti-Aircraft Missile Institute of Air Defense: collection. scientific works / YAZRI Air Defense - Yaroslavl, 2003. - Issue. 5. - p. 90-101.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807614C1 true RU2807614C1 (en) | 2023-11-17 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1145315A1 (en) * | 1983-11-09 | 1985-03-15 | Харьковское Высшее Военное Авиационное Училище Связи Им.Ленинского Комсомола Украины | Device for forming weight coefficients of noise automatic compensators |
US5351058A (en) * | 1979-02-26 | 1994-09-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | General purpose sidelobe canceller system |
SU1840025A1 (en) * | 1987-06-22 | 2006-07-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Device for forming weight coefficients for auto-compensators of interference |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351058A (en) * | 1979-02-26 | 1994-09-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | General purpose sidelobe canceller system |
SU1145315A1 (en) * | 1983-11-09 | 1985-03-15 | Харьковское Высшее Военное Авиационное Училище Связи Им.Ленинского Комсомола Украины | Device for forming weight coefficients of noise automatic compensators |
SU1840025A1 (en) * | 1987-06-22 | 2006-07-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Device for forming weight coefficients for auto-compensators of interference |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5349567A (en) | Least mean square (LMS) normalizer for active sonar | |
US7358892B2 (en) | System and method for coherently combining a plurality of radars | |
US9971027B1 (en) | Methods and systems for suppressing clutter in radar systems | |
US5311192A (en) | Polarization ECCM technique for radar systems | |
US5973634A (en) | Method and apparatus for reducing range ambiguity in synthetic aperture radar | |
CN112684444B (en) | Method and device for suppressing distance ambiguity based on antenna pattern synthesis | |
AU2009237438B2 (en) | A process for minimising jammer noise in receiver systems | |
RU2807614C1 (en) | Method for forming weighting coefficient in conditions of non-stationary interference conditions | |
Xia et al. | A mainlobe interference suppression algorithm based on bistatic airborne radar cooperation | |
CN112269165A (en) | Interference method and system acting on self-adaptive side lobe cancellation system | |
Vijaykumar Mahamuni | Space-time adaptive processing techniques (STAP) for mitigation of jammer interference and clutter suppression in airborne radar systems: A MATLAB implementation-based study | |
CN113075628B (en) | Jammer for single-pulse radar sidelobe canceller and interference method thereof | |
Mahamuni | Space-Time Adaptive Processing (STAP) Techniques for Mitigation of Jammer Interference and Clutter Suppression in Airborne Radar Systems: A MATLAB Implementation-Based Study | |
RU2291459C2 (en) | System of protection of impulse radar stations from active noise interference | |
RU2586112C1 (en) | Method for radio-electronic protection of ground radar surveillance and device therefor | |
RU2677931C1 (en) | Device of spatial selection of signals with compensation of intentional interference | |
Yang et al. | Adaptive monopulse estimation in mainlobe jamming for multistatic radar | |
Piza et al. | Efficiency estimation of discrete algorithms for adaptation of weight coefficients in space-time processing of radar signals | |
RU2812727C1 (en) | Method of radio-electronic protection of ground-based all-round radar and device for its implementation | |
Bucciarelli et al. | Integrated wideband antenna nulling and focusing technique for Multi-Channel Synthetic Aperture Radar | |
Zhukov et al. | Information technologies for creating spatiotemporal modems multiposition active-passive radar systems | |
Ľoncová et al. | A Modified STAP Algorithm for Ground–Based Radar | |
RU2810703C1 (en) | Method for direction finding of moving radiation source under influence of pulsed interference | |
RU2734233C1 (en) | Device for compensating for direct and reflected from stationary object of radar signals of radio transmitter in bistatic radar system receiver | |
Bhat et al. | Analysis of side lobe cancellation algorithm for practical implementation |