Метод обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з урахуванням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ХМЕЛЬНИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Спеціальність 05.12.17 - Радіотехнічні та телевізійні системи

УДК 621.396.96

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

МЕТОД ОБРОБКИ ІМПУЛЬСНИХ РАДІОЛОКАЦІЙНИХ СИГНАЛІВ З УРАХУВАННЯМ ЇХ ВНУТРІШНЬОЇ ФАЗОЧАСТОТНОЇ НЕСТАБІЛЬНОСТІ

Чесановський Іван

Іванович

Хмельницький - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національній академії Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького, Державна прикордонна служба України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Шинкарук Олег Миколайович, Хмельницький національний університет, кафедра радіотехніки та зв'язку, завідувач кафедри.

Офіційні опоненти: заслужений діяч науки та техніки України, доктор технічних наук, професор Лєнков Сергій Васильович, Військовий інститут Київського Національного університету ім. Т.Г. Шевченка, начальник науково-дослідного центру.

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Зубков Анатолій Миколайович, Львівський науково-дослідний радіотехнічний інститут, головний науковий співробітник.

Захист відбудеться «18» березня 2010 року о 12-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 70.052.04 у Хмельницькому національному університеті за адресою: 29000, м. Хмельницький, вул. Інститутська, 11, тел. (03822) 2-20-43.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Хмельницького національного університету за адресою: 29000, м. Хмельницький, вул. Кам'янецька, 110/1.

Автореферат розісланий «___» лютого 2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради канд. техн. наук, доцент Мартинюк В.В.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Із статистичної теорії сигналів відомо, що основними чинниками, які визначають ефективність процедури виявлення сигналів при прийомі, є їх енергія та кореляційні властивості, або іншими словами, потужність, форма та тривалість. При синтезі структур сучасних радіолокаційних засобів все частіше відходять від принципу максимізації енергії сигналів шляхом підвищення потужності, а прагнуть її максимізувати за рахунок збільшення тривалості. При цьому, для збереження роздільної здатності здійснюють оптимізацію кореляційних властивостей, що при узгодженій обробці, дає змогу трансформувати рознесену в часі та частотному діапазоні енергію сигналу у амплітуду сигналу на виході корелятора, за рахунок часової та частотної локалізації. Фактично це вимагає застосування складних зондуючих сигналів, форма кореляційної функції яких визначається законом внутрішньої модуляції і практично не залежить від їх тривалості. Перевагою складних зондуючих сигналів над простими імпульсними є те, що при малій піковій потужності, але за рахунок великої тривалості, вони мають більшу енергію, що відповідно призводить до підвищення ефективності процедури виявлення, а оптимізована кореляційна функція дає змогу застосувати алгоритми узгодженої обробки, що призводить до збільшення ступеня їх розрізнення. В якості прикладу таких сигналів можна привести лінійно-частотно модульовані (ЛЧМ), дискретно-кодовані по частоті (ДКЧС) або по фазі (ДКФС) сигнали тощо.

Розвитком теорії застосування складних сигналів займалися багато зарубіжних і вітчизняних вчених, зокрема: Ф. Вудворд, Ч. Кук, М. Бернфельд, Р. Френк, Г. Ван Тріс, Л. Френкс, Д. Хаффмен, Д.Е. Вакман, Р.М. Седлецький, Л.Е. Варакін, М.Б. Свердлік, Г.І. Тузов, Я.Д. Ширман, В.Е. Гантмахер, Д.В. Чеботарєв, С.В. Голомб, Г. Гонг та інші. Аналіз їх робіт в частині синтезу сигналів у надвисокочастотному діапазоні показав, що досягнення малої похибки відтворення складної комплексної обвідної сигналу є не достатньо вирішеним завданням. Так, застосування радіолокаційних систем зі складними сигналами не завжди є економічно доцільним через складність реалізації передавача. Разом із тим, розробка нового покоління генераторів надвисокої частоти (НВЧ), таких як безнакальні імпульсні магнетрони, з коефіцієнтом корисної дії більше 90%, широким частотним діапазоном, великою потужністю та високою надійністю, створили додаткові передумови для застосування простих імпульсних радіосигналів без внутрішньої модуляції. Поряд із вказаними перевагами імпульсні магнетрони мають значний недолік - низьку стабільність частоти (у відносних одиницях вона складає 10-3…10-5). У сучасних радіолокаційних системах це сприймають як негативне явище і для боротьби з ним вживають ряд додаткових заходів (автоматична підстройка частоти, розширення смуги пропускання приймача та ін.), хоча використовуючи його (як внутрішню кутову модуляцію) і розглядаючи простий імпульсний радіосигнал з внутрішньою нестабільністю як складний сигнал, можна досягнути значного підвищення ефективності процедури виявлення при збереженні енергетичних співвідношень.

Розробка методів обробки імпульсних зондуючих радіосигналів з урахуванням їх внутрішньої кутової модуляції, яка виникає внаслідок фазочастотної нестабільності несучого НВЧ коливання, відкриває можливість покращення характеристик виявлення та визначення координат імпульсних радіолокаційних засобів (РЛЗ) без ускладнення передавача, що є актуальним на сьогоднішній день. Через існуючі потенційні обмеження імпульсних методів радіолокації щодо роздільної здатності (вона визначається тривалістю зондуючого імпульсу), імпульсні РЛЗ не можуть відповідати сучасним вимогам за цією характеристикою (як правило, тривалість імпульсів критична в сенсі енергетичних співвідношень). Одним із шляхів подолання цього обмеження є застосування додаткових інформаційних (модуляційних) ознак сигналу (динамічних ознак в комплексній обвідній), які в нього закладенні у вигляді фазочастотної нестабільності, та розробка оптимального, з урахуванням цих ознак, імпульсному радіосигналу методу обробки.

Таким чином, розробка методу оптимальної обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з урахуванням кутової динамічної складової в їх комплексній обвідній є актуальним науковим завданням.

Застосування такого методу в існуючих та перспективних імпульсних РЛЗ дасть змогу привести їх характеристики виявлення та визначення координат у відповідність до сучасних вимог.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконана відповідно з поточними та перспективними планами наукової роботи Національної академії Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького та Хмельницького Національного університету за тематикою подальшого розвитку засобів радіоелектроніки, інформаційних технологій та телекомунікаційних систем в інтересах забезпечення Національної безпеки України. Дослідження тісно пов'язано з розробкою науково-дослідних робіт, в яких автор приймав особисту участь, а саме:

«Удосконалення існуючих РЛС ДПСУ за рахунок впровадження сучасних методів розпізнавання об'єктів»: Звіт про НДР (заключний) / НАДПСУ; № 204-0011 К. - Хмельницький, 2004. - 86 с. В даній роботі автором розроблено математичну модель приймача на основі оптимального фільтру, узгодженого з повною комплексною обвідною сигналу;

«Обґрунтування вимог до структури технічних засобів системи інженерно-технічного контролю за сухопутними ділянками кордону»: Звіт про виконання НДР (заключ.): 208-0118 А / Нац. акад. Держ. прикордон. служби України; кер. Лисий М. І. - Хмельницький. - 2008. - 149 с. В даній роботі автором розроблено вимоги до структур існуючих (з точки зору напрямків модернізації) і перспективних РЛЗ, щодо реалізації вимог виявлення та розрізнення цілей;

«Методи і способи вимірювань параметрів суперконденсаторів та енергозберігаючих джерел», номер державної реєстрації ДР 0109U000515. В даній роботі автором розроблено математичну модель вимірювача параметрів енергозберігаючих джерел на основі аналізу та дискретної обробки флуктуаційних динамічних процесів;

«Розробка навчально-лабораторного комплекту вимірювальних приладів», номер державної реєстрації ДР 0107U000957. В даній роботі автором розроблено автоматизовані лабораторні стенди для дослідження динамічних та нелінійних характеристик суперконденсаторів на змінному та постійному струмі.

Дисертаційне дослідження проведено в рамках реалізації програмно-технічного комплексу «Система висвітлення надводної обстановки», відповідно до Указу Президента України від 20.05.08 № 463/2008 про введення в дію Рішення Ради національної безпеки і оборони України від 16.05.08 «Про заходи щодо забезпечення розвитку України як морської держави», Указу Президента України від 30.01.01 «Про заходи щодо забезпечення розвитку озброєння та військової техніки».

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є покращення характеристик виявлення та визначення координат цілей в імпульсних радіолокаційних засобах.

Для досягнення поставленої мети дослідження в роботі вирішено комплекс наступних взаємопов'язаних часткових завдань:

1. Проведено порівняльний аналіз радіолокаційних сигналів та визначені шляхи їх оптимізації.

2. Визначені невідповідності математичних моделей оптимальної обробки імпульсних сигналів сучасним вимогам до засобів радіолокації.

3. Встановлено процеси, що призводять до виникнення фазочастотних нестабільностей в генераторах НВЧ магнетронного типу.

4. Проведена оцінка потенційного збільшення ступеня розрізнення імпульсних радіосигналів при врахуванні їх внутрішньої фазочастотної нестабільності, через дослідження трансформування функції невизначеності.

5. Розроблено структуру автоматизованої радіолокаційної системи імпульсного типу з адаптацією приймача до флуктуаційних процесів в передавачі в кожному періоді зондування.

6. Виконано комп'ютерні експерименти та порівняно отримані результати з існуючими.

Об'єкт дослідження - процес обробки імпульсних радіолокаційних сигналів.

Предмет дослідження - методи та алгоритми обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з внутрішньою фазочастотною нестабільністю.

Методи дослідження. В роботі використані наступні методи наукових досліджень: методи математичного аналізу, теорії оптимального прийому, статистичної теорії сигналів, теорії ймовірності і математичної статистики. Математичні моделі розроблені на основі теорії спектрального аналізу та теорії цифрової обробки сигналів. Методи експериментальних досліджень: натурний експеримент, імітаційне моделювання. Реалізація даних методів проведена із використанням систем автоматизованого проектування (програмних продуктів "MathCAD" та "MatLab").

Наукова новизна одержаних результатів. У результаті проведеного дисертаційного дослідження здобувачем отримано наступні нові наукові результати:

1. Дістала подальшого розвитку математична модель імпульсного зондуючого радіосигналу з урахуванням внутрішньої фазочастотної нестабільності.

Відмінність цієї моделі від існуючих, що визначає її новизну, полягає в урахуванні флуктуаційної складової в повній фазі НВЧ сигналу, що виникає в наслідок електронного зміщення та затягування частоти приладів магнетронного типу.

2. Удосконалено метод обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з використанням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності.

Відмінність цього методу від існуючих, що визначає його новизну і сутність вдосконалення, полягає в використані динамічної апріорної інформації в алгоритмі оптимального прийому.

3. Вперше отримано аналітичний вираз функції невизначеності імпульсного радіосигналу зі складною лінійно-частотною модуляцією.

Відмінність цього аналітичного виразу від існуючих, що визначає його новизну, полягає в урахуванні лінійних ділянок зміни частоти різної тривалості та з різними коефіцієнтами модуляції.

Практичне значення одержаних результатів дослідження полягає в наступному:

запропонований алгоритм узгодженої фільтрації ехо-сигналів, шляхом синтезу оптимального фільтру узгодженого з внутрішньою фазочастотною нестабільністю зондуючого радіоімпульсу, який дає можливість підвищити характеристики виявлення та визначення координат імпульсних РЛЗ без підвищення потужності зондуючих радіосигналів та ускладнення передавальної частини;

розроблено науково обґрунтовані рекомендації щодо побудови структури та алгоритму роботи імпульсних радіолокаційних засобів з урахуванням внутрішньоімпульсних фазочастотних нестабільностей зондуючих радіосигналів, які дають змогу знизити вартість РЛЗ при одночасному підвищенні їх характеристик;

розроблено рекомендації щодо оптимізації алгоритмів оптимальної обробки імпульсних радіолокаційних сигналів щодо підвищення ступеня розрізнюваності зондуючих сигналів, що забезпечує підвищення роздільної здатності та точності визначення координат імпульсних радіолокаційних засобів.

Як показало моделювання, одержані результати дають можливість: підвищити апріорну складову імпульсного зондуючого радіосигналу без внесення структурних змін в передавач РЛС; оптимізувати роботу приймача РЛС в сенсі максимізації відношення сигнал/шум за рахунок застосування оптимальної фільтрації до детектора. Застосування їх в імпульсній РЛС дає можливість підвищити роздільну здатність на малих відстанях в 2 - 3 рази, на великих - в 15-20 разів.

Реалізація результатів дисертаційної роботи. Наукові результати використані у науково-дослідній та дослідно-конструкторській роботі:

Департаменту озброєння Адміністрації Державної прикордонної служби України (акт реалізації вх. № 2181 від 10.10.2009);

Державного підприємства "Буревісник" (акт реалізації вх.№ 925 від 26.03.2009);

Державного підприємства "Новатор" (акт реалізації вх. № 2176 від 27.05.2009).

Крім того, одержані в дисертаційній роботі наукові та практичні результати, можуть знайти подальше застосування в процесі розробки та вдосконалення алгоритмів цифрової обробки радіолокаційних сигналів, бути використаними підприємствами, які виготовляють та надають послуги щодо модернізації РЛЗ; у науково-дослідних установах та навчальному процесі вищих навчальних закладів.

Особистий внесок здобувача. Основні наукові й прикладні результати дисертаційної роботи отримані здобувачем самостійно. Зі спільних публікацій особисто здобувачу належить таке: у [1] - методика розрахунку максимальної варіації ширини частотного спектру імпульсного радіолокаційного сигналу при аналізі його внутрішньої фазочастотної нестабільності; у [2] - обґрунтування вимог до імпульсних радіолокаційних засобів при синтезі раціональної структури територіально-розподіленої системи охорони кордону; у [3] - визначення основних напрямків удосконалення структур радіолокаційних засобів активного типу, що використовуються в охороні кордону і перспективних; у [4] - визначення вимог до радіолокаційних засобів в системі інженерно-технічного контролю охорони державного кордону України; у [5] - розробка математичної моделі вузько смугового пристрою виділення частоти при дискретизації спектру та векторний аналіз його роботи; у [13] - розробка методики нормування показників радіолокаційних засобів ДПСУ при побудові графіків множини показників; у [14] - математична модель оптимального приймача для імпульсних сигналів з урахуванням внутрішньої фазочастотної нестабільності; у [15] - методика розрахунку швидкодії АЦП та обчислювальної потужності ЕОМ для реалізації алгоритму дискретної обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з поглибленим вимірюванням їх параметрів. Ідеї співавторів у роботі не використовувались.

Апробація результатів роботи. Основні наукові результати дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на двох міжнародних та чотирьох всеукраїнських науково-практичних конференціях: Науково-практична конференція "Пріоритетні напрямки підвищення ефективності діяльності правоохоронних структур і військових формувань України" (17 травня 2007 року, Хмельницький); "Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций РТ-2009" 5-а Міжнародна молодіжна науково-технічна конференція (20 квітня. 2009 р.: тези доп. - Севастополь); ІІ всеукраїнська науково-технічна конференція "Перспективи розвитку озброєння і військової техніки в СВУ" (28 квітня 2009 року м. Львів); 4-та Міжнародна науково-практична конференція "Сучасні проблеми радіоелектронки, телекомунікацій та приладобудування (СПРТП-2009)" (8-10 жовтня 2009 року, м. Вінниця); V Всеукраїнська науково-практична конференція "Освіта і наука: сьогодення та майбутнє на честь 175-ї річниці заснування Київського національного університету імені Тараса Шевченка" (14-16 жовтня 2009 року, м. Київ); ІІ Всеукраїнська науково-практична конференція "Освітньо-наукове забезпечення діяльності правоохоронних органів і військових формувань України", (20 листопада 2009 року, м. Хмельницький), а також на постійно діючому науково-технічному семінарі науковців, здобувачів та ад'юнктів ВІКНУ ім. Тараса Шевченка (випуск №15, 2009 р).

Публікації. Основні наукові результати опубліковані у дев'яти статтях (із них дві без співавторів) у виданнях, що визначені ВАК України як фахові в галузі технічних наук, одному науковому журналі і семи тезах доповідей на наукових конференціях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 87 найменувань на 8 сторінках та 7 додатків на 35 сторінках. Повний обсяг роботи становить 178 сторінок тексту, серед яких 109 сторінок основної частини, 55 рисунків (3 на окремій сторінці) i 1 таблиця.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, її зв'язок з науковими програмами, планами, темами, сформульована мета та завдання досліджень, наукова новизна і практичне значення одержаних результатів. Наведено дані про реалізацію результатів роботи, її апробацію і публікації.

У першому розділі дисертації, проведено аналітичний огляд робіт в галузі синтезу та аналізу радіолокаційних сигналів. Застосувавши метод графіків множини показників, доведено, що найбільш ефективними на теперішній час, за такими потенційними показниками як завадостійкість, точність вимірювання координат (ширина та рівень бокових викидів функції невизначеності по частоті та затримці), дальність дії при однаковій енергоємності зондуючих сигналів, простота реалізації (менша вартість), є квазінеперервні складні сигнали з внутрішньою модуляцією.

Проведений аналіз сучасних методів та засобів дискретної обробки сигналів показав, що їх можливості дозволяють значно підвищити достовірність наявної інформації про зондуючий сигнал в приймачі. Так при вимірюванні динаміки внутрішніх фазочастотних флуктуаційних складових надвисокочастотного наповнення зондуючих імпульсів їх можна розглядати як складні сигнали, з внутрішньою фазовою (частотною) модуляцією.

Аналіз наукових результатів в галузі синтезу та аналізу складних сигналів показав, що значна увага в дослідженнях приділяється, в першу чергу, питанням синтезу складних сигналів, оскільки чим вищий частотний діапазон та потужність синтезуємого сигналу, тим важче його відтворити. Проте, флуктуаційні (випадкові) процеси, які закладені в коливання НВЧ є в більшості випадків, оптимальними для вирішення задач активної локації, оскільки в міру своєї некорельованості володіють функцією невизначеності майже "кнопкового" вигляду. Таким чином виникає протиріччя між наявними параметрами сигналів, доступними методами та засобами для їх використання і сучасними методами синтезу радіотехнічних систем, в яких зусилля по відношенню до цих складових направленні не на використання їх, а на боротьбу з ними (стабілізація частоти та фази різними засобами та методами).

Це дозволило сформулювати мету дисертаційного дослідження, яка полягає в покращенні характеристик виявлення та визначення координат цілей в імпульсних радіолокаційних засобах. Для досягнення поставленої мети в дисертаційному досліджені проведено детальне дослідження процесів, що відбуваються в імпульсних генераторах НВЧ і призводять до виникнення фазочастотних флуктуацій, сформульована математична модель імпульсного зондуючого радіосигналу з їх урахуванням і синтезовано оптимальний їй алгоритм обробки при прийомі з узгодженням роботи передавача і приймача в кожному періоді зондування.

У другому розділі на основі дослідження процесів, що протікають в генераторах НВЧ магнетронного типу під час генерування коливань і призводять до виникнення в них фазочастотної нестабільності, дістала подальшого розвитку математична модель імпульсного зондуючого радіосигналу з урахуванням внутрішньої фазочастотної нестабільності.

В основу змісту даної моделі покладено загально прийнятий вираз, що описує імпульсний зондуючий радіосигнал і містить тільки один динамічний (модуляційний) параметр, що визначає кореляційні властивості сигналу - це модулюючий по амплітуді прямокутний імпульс. Повна фаза виразу містить тільки постійні параметри і не впливає на форму комплексної обвідної а відповідно і на функцію автокореляції.

Дослідження процесів, що відбуваються в генераторах магнетронного типу, показали, що при генеруванні коливань НВЧ є явища, які призводять до появи значної динаміки в повній фазі моделі сигналу, а саме електронне зміщення (ЕЗЧ) та затягування частоти (ЗЧ). А отже в математичну модель імпульсного зондуючого радіосигналу, згенерованого приладом НВЧ магнетронного типу, необхідно ввести ще одну динамічну в часі величину - и(t), яка представляє собою адитивну комбінацію частотних складових нестабільності:

Електронне зміщення частоти виникає в наслідок зміни величини анодного струму магнетрона і виражається співвідношенням абсолютної зміни частоти коливань до абсолютної зміни струму. В сучасних імпульсних магнетронах трьох сантиметрового діапазону ЕЗЧ складає 2 - 6 МГц/А. Наявність та максимальний розмах нестабільності частоти несучого коливання на виході передавача, через електронне зміщення частоти, визначається максимальним відхиленням анодного струму від номінального, а її динаміка в часі формою модулюючого імпульсу.

При модуляції НВЧ коливань, забезпечити ідеальну прямокутну форму модулюючих імпульсів напруги неможливо, оскільки в схемі імпульсного модулятора є паразитні реактивності.

При мікросекундних радіоімпульсах для сантиметрового діапазону довжин хвиль параметри модулюючого імпульсу (рис. 1), визначаються співвідношеннями:

, .

Якщо до передавача не висуваються жорсткі вимоги по стабільності, допустимий спад плоскої вершини імпульсу для приладів магнетронного типу, складає близько 5 відсотків. А отже, враховуючи наявність трьох яскраво виражених ділянок зміни напруги на виході модулятора, за час формування зондуючого імпульсу та їх часову послідовність, математичну модель кутової складової ЕЗЧ генератора можна представити у вигляді трьох рівнянь:

Кожне з цих рівнянь характеризує початкове значення миттєвої частоти, швидкість та напрямок її зміни.

Затягування частоти магнетрона визначається характеристиками навантаження. Враховуючи обмеження, яке також дійсне при проектуванні радіолокаційних систем, що модуль коефіцієнта віддзеркалення навантаження повинен не перевищувати 0,2 в коливанні НВЧ не повинно спостерігатись стрибків частоти, через зміну стійких точок роботи магнетрона, а відповідно протягом одного імпульсу значення частоти буде постійним. Для магнетронів трьохсантиметрового діапазону максимальне відхилення частоти в наслідок затягування складає 15-20 МГц.

Загальна модель імпульсного радіолокаційного сигналу, при врахуванні викладеного вище, буде містити окрім амплітудної модулюючої складової і частотну, яка вимірюється десятками мегагерц:

.

Слід зауважити, що враховуючи введенні обмеження в моделі враховано лише складові, які мають порівняно великі значення і їх динаміку можна описати не середніми значеннями за часовий інтервал, а абсолютними в певні моменти часу.

Для більш точного опису моделі, необхідно врахувати, що генератор НВЧ починає генерувати коливання НВЧ з моменту коли напруга на його вході досягає значення пуску, при чому в цей момент буде спостерігатись максимальне відхилення частоти через електронне зміщення і закінчується коли напруга спадає до рівня зриву коливань. З метою спрощення подальшого аналізу з моделі виключено складові, які не вносять значних змін в форму комплексної обвідної. Так, в загальному виразі знехтувано третьою складовою, оскільки через коротку тривалість її внесок в загальний результат незначний.

Враховуючи обмеження щодо лінійності ділянок монотонного спадання та наростання частоти на всіх ділянках, модель імпульсного радіолокаційного сигналу має вигляд:

,

де складові , а і b визначаються із виразів:

Отримана модель (3) дає змогу оцінити потенційні можливості щодо оптимізації кореляційних властивостей простого імпульсного радіолокаційного сигналу, при застосуванні узгоджених методів обробки при прийомі.

Так моделювання в пакеті MathCAD показує, що при незначних відхиленнях частоти основний листок кореляційної функції звужується в 5-6 разів, при рівні бокових листків на рівні -15 - -25 дБ, рис. 2. В даному випадку параметри моделі наступні:

В третьому розділі розроблено метод обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з урахуванням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності. Отримано та досліджено аналітичний вираз функції невизначеності імпульсного радіосигналу зі складною, несиметричною ЛЧМ.

Дослідження отриманої моделі сигналу показали наявність потенційної можливості, щодо покращення характеристик імпульсних РЛЗ. Для реалізації цих можливостей, необхідно розробити оптимальний метод прийому та обробки імпульсних сигналів з використанням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності, що реалізовано в межах дисертації і є другим науковим результатом.

Реалізація методу відбувається в три етапи:

1. Вимірювання кутової модуляційної складової коливань НВЧ генератора.

2. Синтез узгодженого фільтру.

3. Детектування та узгоджена фільтрація прийнятих сигналів.

При розробці моделі детектора встановлено, що при виборі його типу необхідно виходити з того, в якому тракті буде реалізована узгоджена фільтрація. Якщо узгоджена фільтрація буде проводитись після детектування сигналу, в тракті низької частоти, то необхідно використовувати фазовий детектор, і реалізовувати узгоджений фільтр з імпульсною характеристикою, яка є оберненою копією сигналу в часі. Якщо ж узгоджена фільтрація реалізовується до детектування, в тракті проміжної частоти, необхідно використовувати частотний детектор при вимірюванні нестабільності і амплітудний детектор для детектування прийнятих сигналів після узгодженої фільтрації. Для врахування всіх випадкових кутових складових імпульсного зондуючого сигналу в його математичну модель введено фазову складову , яка представляє собою постійну випадкову величину в межах одного періоду зондування. Вона враховує початкову фазу коливань НВЧ і різницю фаз генератора НВЧ та опорного коливання в початковий момент вимірювання нестабільності:

.

Застосування простої схеми фазового детектора при реалізації даного методу не є можливим, оскільки сигнал на його виході залежний від часового положення сигналу на вході і в результаті вхідний сигнал зможе розглядатись тільки в цілому а не по мірі генерування. Для усунення цього недоліку, доцільно застосувати квадратурний детектор. При його реалізації, сигнал з виходу генератора (частина енергії НВЧ сигналу), перемножується на два опорних коливання, зсув по фазі між якими, складає 90 градусів:

Кожний із результатів множення складається з двох складових. Одна складова - низькочастотна (косинус або синус фазової складової), інша високочастотна. За допомогою ФНЧ виділяються низькочастотні складові,

.

Для фазової демодуляції, необхідно вирахувати фазу отриманої пари квадратурних складових, імпульсний сигнал радіолокація генератор

Виходячи із самої ідеї формування очікуваної реалізації для кожного окремого періоду зондування, початковий фазовий зсув не буде нести ніякої корисної інформації, крім того, при синтезі узгодженого фільтру в тракті низької частоти, ця складова буде мати негативний характер в міру не детермінованості початкової фази ехо-сигналу. Для усунення всіх постійних складових необхідно продиференціювати фазову функцію:

Відповідно цій математичній моделі детектор має вигляд приведений на рис. 3. Перевагою такої реалізації є ще те, що високочастотну частину детектора (перемножувач та ФНЧ) можна реалізувати в аналоговому вигляді, що знижує вимоги до частоти дискретизації. Програмна реалізація другої частини дає змогу легко переходити від одного виду детектора до іншого

На другому етапі реалізації методу проводиться синтез узгодженого фільтру. Враховуючи коротку тривалість зондуючого імпульсу та необхідну кінцеву імпульсну характеристику фільтру, що проектується, обрано модель нерекурсивного фільтру, рис. 4.

В самому простому випадку імпульсна характеристика узгодженого фільтру буде представляти собою дзеркальне відображення в часі сигналу з яким він узгоджений. Отже процес визначення коефіцієнтів та синтезу фільтру буде зводитись до запису в алгоритмі фільтрації зважених (постійним коефіцієнтом А) відліків сигналу з виходу детектора:

Відгуком такого фільтру на корисний сигнал буде його функція кореляції. На рис. 5 Приведено відгук узгодженого фільтру на сигнал з урахуванням і без врахування внутрішньої нестабільності промодульованого в середовищі MatLab. На третьому етапі реалізації методу, враховано, що ехо-сигнал представляє собою адитивну суміш сигналів віддзеркалених від n-точкової поверхні (поверхня цілі зі складною геометрією, поверхня фону, водна поверхня і т.д.). При цьому кожна складова суміші характеризується певною амплітудою, фазовим та частотним (допплерівським) зсувом. При застосуванні диференціюючого квадратурного детектора, всі постійні складові в повній фазі компенсуються. Величина допплерівського зсуву частоти на декілька порядків менша частоти девіації, через що її вплив на кінцевий результат буде незначним і ним можна знехтувати.

Як відомо з теорії радіотехнічних систем та сигналів ефективним інструментом для оцінки ступеня розрізнення сигналів є функція невизначеності яка визначається як модуль кореляційної функції комплексної обвідної. Комплексна обвідна імпульсного радіосигналу, сформованого приладом магнетронного типу, окрім амплітудної складової містить і кутову. Повна фаза сигналу при врахуванні внутрішньої нестабільності:

Якщо уважно придивитись до останнього виразу, то це повна фаза сигналу з V-подібною лінійно-частотною модуляцією. Якщо врахувати тільки динамічну в часі нестабільність, то це буде тільки нестабільність в наслідок електронного зміщення частоти, оскільки нестабільність в наслідок затягування частоти, при дотриманні певних умов на протязі імпульсу є величиною сталою. Отже, аналітичний вираз, що описує комплексну обвідну складається з двох членів, різної тривалості, сумарна тривалість яких не перевищує тривалість імпульсу:

Коефіцієнти a і b описують різну динаміку зміни фази і часові інтервали та не однакові. Для подальших розрахунків, вершину обвідної необхідно помістити в точку . Для цього введено поняття часового інтервалу наростання частоти та часового інтервалу зменшення частоти . При цьому вирази для визначення коефіцієнтів a і b приймуть вигляд:

.

З урахуванням перетворень, модель сигналу прийме вигляд:

Функція невизначеності такого сигналу складається із чотирьох частин: двох автокореляційних членів і двох взаємокореляційних членів, які відповідають двом взаємним добуткам. Виражена через ці компоненти, повна функція невизначеності має вигляд їх суми:

.

Основний вклад в цю функцію вносять автокореляційні члени та. Враховуючи, що взаємокореляційні члени мають не велике і не динамічне значення, вони не вносять значного вкладу в загальну картину розподілу, а лише формують п'єдестал певного незначного рівня:

.

Вирази для автокореляційних членів визначаються як:

.

Функція невизначеності в загальному випадку: , а отже після підстановки, загальний вираз для функції невизначеності буде мати вигляд:

.

На рис. 6 приведено графік поверхні функції невизначеності сигналу з V- подібною, несиметричною лінійною частотною модуляцією та простого радіоімпульсу однакової тривалості. В табл. 1 приведено порівняльну характеристику ширини функції невизначеності на рівні 0,5 для різних значень максимальної частоти нестабільності. Як видно із табл.1, зі збільшенням девіації частоти збільшується ступінь стискання сигналу на виході узгодженого з ним фільтру. Це просто пояснити, оскільки ширина основного листка для простого ЛЧМ імпульсу розраховується через його базу.

Таблиця 1 Порівняльна характеристика параметрів функції невизначеності

		ф+	ф-	Ширина основного листка по рівню 0,5	Рівень бокового листка
107	5х106			0.242	-20
				0.15	-26
				0.175	-23
				0.175	-25
8х106	3 х 106			0.43	-14.8
				0.171	-20
				0.256	-15
				0.252	-18

З проведеного імітаційного моделювання видно, що при реалізації вдосконаленого методу ступінь розрізнення сигналу при врахуванні нестабільності потенційно збільшується в 2…5 рази, при тривалості імпульсу 1…2 мкс і в 15…20 разів при тривалості 6…10 мкс.

В четвертому розділі розроблені науково-обґрунтовані рекомендації, щодо реалізації розробленого методу в імпульсних РЛЗ, структурно-схематичні рішення та техніко-економічна оцінка. При розрахунку коефіцієнтів перехідної характеристики узгодженого фільтру, для вирішення завдань радіолокації, критеріями оптимальності прийнято максимальне стиснення сигналу на виході (потенційно-можлива роздільна здатність) і максимальне виявлення (максимальне відношення сигнал/шум (с/ш)).

Так для досягнення максимального стиснення сигналу відомої форми на виході фільтру, необхідно вирішувати систему рівнянь з умовою максимального наближення відгуку до вигляду дельта-функції. Частотна характеристика ідеального фільтру, що здійснює стиснення сигналу s(k) до дельта-функції, визначається виразом:

H(щ)= 1/S(щ)= S*(щ)/ |S(щ)|2,

де S*(щ) - комплексно зв'язаний спектр корисного сигналу.

На виході такого фільтру:

Y(щ)= H(щ) X(щ) > 1, при X(щ)> S(щ).

Реалізація фільтру можлива тільки за умови S(щ)>0 на всіх частотах в головному частотному діапазоні. Інакше, при S(щi) >0, H(щi)> ? і фільтр стає нестійким. Для виключення такого явища у фільтр необхідно ввести стабілізатор а:

H(щ)= S*(щ)/ [|S(щ)|2+a],

де |S(w)|2+a > 0 у всьому частотному діапазоні.

Фільтр стиснення сигналу може бути отриманий з використанням рівняння:

h(n)R(m-n) = B(m),

де h(n)R(m-n) - згортка функції відгуку фільтру з функцією автокореляції сигналу;

B(m) - функція взаємної кореляції вхідного і вихідного сигналів.

Якщо припустити, що сигнал на виході фільтру z(k)=д(k) при статистичній незалежності сигналу і шуму. Звідси:

B(m)= д(m) s(k+m)= s(-m).

h(n) (Rs(m-n)+Rq(m-n)) = s(-m).

H(щ)= S*(щ)/ (|S(щ)|2+Wq(w)).

Порівняння виразів показує, що оптимальною величиною стабілізатора а є значення спектральної щільності завад.

При некорельованій заваді з дисперсією у2 система рівнянь для визначення значень коефіцієнтів h(n):

ho(R(0))+ h1R(1)+ h2R(2)+ h3R(3)+ ...+ hMR(M) = s(0)

hoR(1) + h1R(0)+ h2R(1)+ h3R(2)+ ...+ hMR(M-1) = 0

hoR(M) + h1R(M-1)+ h2R(M-2)+ ....... + hMR(0) = 0.

Для розрахунку фільтру, що забезпечує максимальне виявлення сигналу з відомою формою s(k) S(w) і функцією автокореляції, при заданому спектрі потужності перешкод Rq(m) Wq(w), повний вхідний сигнал приймається по адитивній моделі: x(t)= s(t)+q(t). На виході проектованого фільтру h(n) H(w):

у(t)= H(щ) S(щ) exp(jщt) dщ, у2 = |H(щ)|2 Wq(щ) dщ,

де у2 - середня квадратична амплітуда вихідної завади. Ці значення використані для задавання критерію максимуму сигнал/шум для довільної точки ti: r = [у(ti)]2/у2.

Дослідження останнього виразу на максимум показує, що він досягається при частотній характеристиці фільтру:

H(щ)= exp(-jщti) S*(щ)/ Wq(щ).

Без втрати узагальненості можна прийняти ti=0:

H(щ)= S*(щ) /Wq(щ)= |S(щ)|exp(jиs(щ)) / Wq(щ).

При переході в часову (координатну) область:

H(щ) Wq(щ)= S*(щ) h(n) * Rq(n-m)= s(-m).

Система лінійних рівнянь для розрахунку фільтру:

hoRq(0)+ h1Rq(1)+ h2Rq(2)+ h3Rq(3)+ ...+ hMRq(M) = S(-M),

hoRq(1)+ h1Rq(0)+ h2Rq(1)+ h3Rq(2)+ ...+ hMRq(M-1)= S(-M+1),

hoRq(M)+ h1Rq(M-1)+ h2Rq(M-2)+ ..... + hMRq(0) = S(0).

Фільтр має максимальний коефіцієнт передачі на частотах домінування сигналу і мінімальний коефіцієнт передачі на частотах домінування завад. Крім того, фазова характеристика фільтру и(щ)= -иS(щ) забезпечує синфазність всіх частотних складових вихідного сигналу і відповідно максимальну його амплітуду в заданий момент часу ti = 0:

у(0) S(щ) H(щ)= .

Коефіцієнт передачі фільтру тим більше і ефективність його роботи тим вище, чим більше відмінності у формі частотних спектрів сигналу і шумів. Для постійної форми спектрів сигналу і шуму будь-який інший фільтр поступається даному фільтру, як по піковому, так і по енергетичному відношенню сигнал/шум (с/ш) на виході фільтру.

Для реалізації розробленого методу в існуючих або перспективних РЛЗ необхідно внести зміни в структурну схему РЛЗ, а саме додати ланку корегування перехідної характеристики фільтру, рис.7.

Відмінність цієї структури від існуючих, полягає в наявності узгоджуючої ланки, яка вносить корективи в роботу приймача в залежності від реальних параметрів зондуючого сигналу, сформованого в поточному періоді зондування.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення та нове вирішення актуального наукового завдання, розробки методу оптимальної обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з урахуванням кутової динамічної складової в їх комплексній обвідній для покращення характеристик виявлення та визначення координат цілей в імпульсних радіолокаційних засобах.

До найважливіших теоретичних та практичних результатів можна віднести такі:

1. Дістала подальшого розвитку математична модель імпульсного радіосигналу з урахуванням внутрішньої фазочастотної нестабільності. Відмінністю цієї моделі від існуючих є те, що в її повній фазі враховано динамічну кутову складову, яка виникає в наслідок фазочастотної нестабільності генератора НВЧ. В результаті досліджень встановлено, що урахування фазочастотної нестабільності генератора НВЧ в моделі сигналу призводить до звуження основного листка його кореляційної функції на рівні 0,5 до 0,15…0,175 від тривалості при рівні бокових листків -25…-23 дБ.

2. Удосконалено метод обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з урахуванням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності. Відмінність цього методу від існуючих полягає в тому, що вперше при прийомі та обробці імпульсних радіолокаційних сигналів враховуються не тільки модуляційні відомі ознаки, а і завчасно невідомі, які виникають внаслідок дестабілізуючих факторів роботи передавачів в цілому та генераторів НВЧ зокрема.

3. За результатами імітаційного моделювання встановлено, що застосування узгодженого цифрового фільтру в приймачі дає змогу підвищити роздільну здатність РЛЗ при збереженні відношення сигнал/шум на вході детектора при малих відстанях в 2…3 рази, при великих - в 15…20 разів і підвищити відношення сигнал/шум на вході детектора на 10…15 дБ без підвищення роздільної здатності.

4. Вперше отримано аналітичний вираз функції невизначеності імпульсного радіосигналу зі складною лінійно-частотною модуляцією, який дає змогу досліджувати ступінь розрізнення по часу затримки та частотному зміщенню імпульсних радіолокаційних сигналів з внутрішньою частотною модуляцією, закон зміни якої представляє собою ламану лінію з двома відрізками різної тривалості та неоднаковим нахилом.

5. Встановлено, що при незначному рівні кореляції відрізків модулюючого сигналу вплив взаємокореляційних членів проявляється тільки на рівні п'єдесталу, а з ростом рівня кореляції посилюються бокові викиди.

Головним практичним результатом роботи є вдосконалення структури імпульсних радіолокаційних станцій, що полягає в введенні додаткового елементу, який узгоджує роботу передавача та приймача і дає змогу врахувати відхилення параметрів зондуючого сигналу через вплив різних дестабілізуючих факторів. Такий підхід дає змогу розглядати прості імпульсні радіолокаційні сигнали як сигнали з внутрішньою модуляцією. При відомій формі модулюючого сигналу (фазових і частотних флуктуацій) та реалізації узгодженого їй алгоритму фільтрації потенційно збільшується відношення с/ш і ступінь розрізнювання, що досягається без внесення змін в передавач.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Барабаш Ю.Л. Оцінка варіації ширини спектру імпульсного радіолокаційного сигналу при врахуванні його внутрішньої фазочастотної нестабільності/ Барабаш Ю.Л., Шинкарук О.М., Чесановський І.І. // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка випуск №22 - Київ: Видавництво Київського національного університету імені Тараса Шевченка, 2009. с. 4-5.

2. Куприенко Д.А. Этапы синтеза рациональной структуры территориально распределённой системы охраны /Д.А.Куприенко,И.И.Чесановский//БДИ 2009,№1С.6-11.

3. Лисий М.І. Обґрунтування рекомендацій щодо реалізації нових технічних рішень у структурі системи інженерно-технічного контролю / М. І. Лисий, Ю. О. Царьов, Д. А. Купрієнко, І. І. Чесановський // Зб. наук. пр. Національної академії Державної прикордонної служби України / за ред. В. О. Балашова. - Хмельницький: НАДПСУ, 2009. - № 47, ч. ІІ. - С. 66-69.

4. Б.М. Міхєєв Обґрунтування вимог до засобів системи технічного контролю за ділянками державного кордону України / Б.М. Міхєєв, І.І.Чесановський// Зб. наук. пр. Нац. акад. ДПС України ім. Б. Хмельницького / за ред. В. О. Балашова. - Хмельницький: НАДПСУ, 2007. - № 38, ч. ІІ. - С. 61-63.

5. Чесановський І.І. Підвищення завадостійкості прийому сигналів з аналоговими видами модуляції шляхом дискретної обробки частотного спектра / І.І. Чесановський, Б.М. Міхєєв // Зб. наук. пр. Нац. акад. ДПС України ім. Б. Хмельницького / за ред. В. О. Балашова. - Хмельницький: НАДПСУ, 2007. - № 40, ч. ІІ. - С. 47-51

6. Чесановський І.І. Прийом та обробка імпульсних радіолокаційних сигналів на основі аналізу їх внутрішньої фазочастотної нестабільності/ Чесановський І.І. // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка випуск №24 - Київ: Видавництво Військового інституту Київського національного університету ім. Тараса Шевченка, 2009. с.24-26.

7. Чесановський І.І. Трансформування функції невизначеності радіосигналів з урахуванням внутрішньоімпульсної фазочастотної нестабільності/ І.І. Чесановський// Зб. наук. пр. Нац. акад. Держ. прикордон. служби України ім. Б. Хмельницького/ за ред.В.О. Балашова.-Хмельницький: НАДПСУ,2009. - № 50. с. 47-52……10

8. Чесановський І.І. Підвищення завадостійкості прийому радіолокаційних сигналів та точності вимірювання дальності до цілі на основі спектрального аналізу/ Чесановський І.І. // Пріоритетні напрямки підвищення ефективності діяльності правоохоронних структур і військових формувань України: Наук.-практ. конф., 17 трав. 2007 р.: тези доп. - Хмельницький, 2007.

9. Чесановський І.І. Підвищення завадостійкості прийому сигналів шляхом застосування внутрішньо імпульсних нестабільностей/ Чесановський І.І. // Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций РТ-2009: 5-я Международная молодежная научно-техническая конференция 20 квітня. 2009 р.: тези доп. - Севастополь, 2009. c. 90

10. Чесановський І.І. Обробка сигналів з урахуванням фазочастотних нестабільностей / Чесановський І.І. // Перспективи розвитку озброєння і військової техніки в сву: ІІ всеукраїнська науково-технічна конференція 28.04. 2009 р.:тези доп. - Львів, 2009. c.149

11. Чесановський І.І. Алгоритм обробки радіолокаційних сигналів з урахуванням внутрішньоімпульсних фазочастотних нестабільностей/ Чесановський І.І. // Освітньо-наукове забезпечення діяльності правоохоронних органів і військових формувань України. ІІ всеукраїнська науково-практична конференція 20 листопада 2009 р.: тези доп. - Хмельницький, 2009. с. 117-119.

12. Чесановський І.І. Розроблення методів прийому сигналів в імпульсних радіолокаційних станціях з урахуванням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності/ Чесановський І.І. // Наукові нотатки постіно діючого семінару науковців, здобувачів та ад'юнктів. - Випуск №15. - Київ: ВІКНУ, 2009. с. 29-50.

13. Шинкарук О.М. Окремі методичні аспекти вибору перспективних зразків озброєння та військової техніки за множиною показників / І.С.Катеринчук, О.М.Шинкарук, І.І. Чесановський// Зб. наук. пр. Нац. акад. ДПС України імені Б.Хмельницького/ за ред. В. Балашова.- Хмельницький: НАДПСУ,2009. - № 46. c. 58-62.

14. Шинкарук О.М. Обробка радіолокаційних сигналів з урахуванням внутрішньоімпульсних фазочастотних нестабільностей/ О.М.Шинкарук, І.І. Чесановський// Зб. наук. пр. Військ. ін-ту Київського нац. ун-ту ім. Тараса Шевченко / за ред. С. В. Лєнкова. - Вип. № 17. - К.: ВІКНУ, 2009 c. 89-92.

15. Шинкарук О.М. Оцінка можливості технічної реалізації процедури аналогово-цифрового перетворення внутрішньої фазочастотної нестабільності імпульсного радіолокаційного сигналу/ Шинкарук О.М., Чесановський І.І.// Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка випуск №20. - Київ: Видавництво Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка", 2009 .С.101-103.

16. Шинкарук О.М. Обробка імпульсних радіолокаційних сигналів шляхом аналізу їх внутрішньої фазочастотної нестабільності/ Шинкарук О.М., Чесановський І.І. // Сучасні проблеми радіоелектронки, телекомунікацій та приладобудування (СПРТП-2009), 4-та Міжнародна науково-практична конференція 8-10 жовтня 2009 р.: тези доп. - Вінниця, 2009. с. 63.

17. Шинкарук О.М. Оцінка варіації ширини спектру імпульсного радіолокаційного сигналу при врахуванні його внутрішньої фазочастотної нестабільності/ Шинкарук О.М., Чесановський І.І. // Військова освіта і наука: сьогодення та майбутнє на честь 175-ї річниці заснування Київського національного університету ім. Т. Шевченка V всеукра-їнська науково-практична конференція 14-16 жовтня 2009 р.:тези доп.- Київ, 2009. с. 48

АНОТАЦІЯ

Чесановський І. І. Метод обробки імпульсних радіолокаційних сигналів з урахуванням їх внутрішньої фазочастотної нестабільності. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 - радіотехнічні та телевізійні системи. - Хмельницький Національний університет, Хмельницький, 2010.

Дисертація присвячена теоретико-прикладному дослідженню питань вдосконалення методів обробки імпульсних радіолокаційних сигналів і розробці структурно-схематичних рішень в існуючих та перспективних імпульсних радіолокаційних засобах. Для досягнення цієї мети дістала подальшого розвитку математична модель імпульсного радіолокаційного сигналу, на основі якої розроблено метод обробки імпульсних радіолокаційних сигналів. В основу методу покладено аналіз внутрішньої фазочастотної нестабільності імпульсних радіолокаційних сигналів, які генерують прилади магнетронного типу, з подальшим синтезом узгодженого алгоритму обробки, в якому очікувана реалізація відкоректована відповідно до фазочастотної динаміки несучого коливання. Виведено аналітичний вираз функції невизначеності радіосигналу зі складною кутовою модуляцією, на основі якого досліджено кореляційні властивості отриманої моделі сигналу. На основі розробленого методу запропоновані алгоритми роботи та структура імпульсної РЛС. Висвітлені питання точності та розрізнювальної здатності методу.

Результати проведеного дослідження ефективності застосуванням запропонованого методу в імпульсних радіолокаційних засобах, свідчать про підвищення роздільної здатності на малих відстанях в 2…3 рази, на великих - в 15…20 разів і збільшення відношення сигнал/шум на вході детектора на 10…15 дБ, при збереженні енергії та тривалості імпульсу.

Ключові слова: імпульсна радіолокаційна станція, магнетрон, фазочастотна нестабільність, кореляція, функція невизначеності, узгоджений фільтр, комплексна обвідна сигналу.

Чесановский И. И. Метод обработки импульсных радиолокационных сигналов с учетом их внутренней фазочастотной нестабильности. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 - радиотехнические и телевизионные системы. - Хмельницкий Национальный университет, Хмельницкий, 2010.

Диссертация посвящена теоретико-прикладному исследованию вопросов совершенствования методов обработки импульсных радиолокационных сигналов и разработке структурно схематических решений в существующих и перспективных импульсных радиолокационных станциях.

Показано, что при использовании в передатчиках радиолокационных систем, в качестве генераторов сверхвысокой частоты (СВЧ), приборов магнетронного типа, их недостаток - фазочастотную нестабильность колебаний, можно использовать в качестве дополнительного информационного (модуляционного) параметра. С этой целью разработан метод обработки импульсных радиолокационных сигналов с учётом их внутренней фазочастотной нестабильности, сущность которого заключается в анализе временной динамики фазочастотной нестабильности колебаний СВЧ, при излучении зондирующего радиоимпульса, с целью согласования ей, передаточной характеристики цифрового фильтра в приемнике. Такой подход, позволяет рассматривать простые импульсные зондирующие радиолокационные сигналы, как сложные с внутренней угловой модуляцией, что позволяет оптимизировать корреляционные свойства их комплексной огибающей без внесения аппаратных изменений в передатчик РЛС.