Метод формування радіолокаційних портретів цілей на основі алгоритмів адаптивної фільтрації

Ключові слова: імпульсна радіолокаційна станція, адаптивний фільтр, радіолокаційний сигнал, кореляція, радіолокаційний портрет, узгоджений фільтр, комплексна обвідна, перехідна характеристика.

АННОТАЦИЯ

Бабий Ю.А. Метод формирования радиолокационных портретов целей на основе алгоритмов адаптивной фильтрации. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 - радиотехнические и телевизионные системы. - Хмельницкий национальный университет, Хмельницкий, 2011.

Диссертация посвящена теоретико-прикладному исследованию вопросов повышения когерентности обработки эхо-сигналов в импульсных радиолокационных средствах с некогерентными источниками зондирующих сигналов.

В работе показано, что когерентную обработку эхо-сигналов и идентификацию радиолокационных целей можно производить даже в радиолокационных системах, в которых используются некогерентные источники зондирующих сигналов. При этом, формирование радиолокационных портретов предложено осуществлять с использованием алгоритмов адаптивной фильтрации, путем непосредственного формирования переходных характеристик целей в часовой и частотной плоскостях. Такой подход может быть реализован даже при осуществлении активной радиолокации простыми импульсными зондирующими сигналами. Для этого в работе разработанный метод формирования радиолокационных портретов целей на основе алгоритмов адаптивной обработки сигналов, которая заключается в применении параллельно с радиолокационным каналом передатчик - цель - приемник канала передатчик - адаптивный фильтр - приемник, который дает возможность в пределах одного периода зондирования формировать радиолокационные портреты целей. Реализация такого подхода дает возможность осуществить идентификацию целей и повысить когерентность межпериодной обработки сигналов.

Получила дальнейшее развитие математическая модель комплексного радиолокационного изображения цели с конечным количеством ярких точек, применение которого при реализации дискретной обработки эхо-сигналов по форме их комплексной огибающей дает возможность определять количество и пространственное распределение центров рассеяния на поверхности цели. На примере цели с тремя центрами рассеивания показано, что они безошибочно могут быть определены даже при нахождении цели в дальней зоне в пределах стробов азимута и дальности, что за своими размерами в 4 раза превышают линейные размеры поверхности целей (азимутальную ширину и радиальную протяженность). При этом установлено, что значительное влияние на точность определения количества и расположения центров рассеяния на поверхности цели вносит уровень шума, величина которого не должна превышать 20 дБ по мощности в отношении к сигналу.

Получила дальнейшее развитие математическая модель комплексной переходной характеристики цели со сложной геометрической формой поверхности, которая дает возможность осуществлять математическое моделирование поверхностей целей, учитывая не только количество и расположения элементарных отражателей ее поверхности, но и их конфигурацию в пределах конечного набора элементов простой геометрической формы.

На основе разработанной модели, проведено моделирование комплексных переходных характеристик радиолокационных целей, которые состоят из элементов простой геометрической формы в виде конуса, шара и плоского диска с идеальной проводимостью.

Проведенное моделирование работы предложенного метода, результаты которого показали, что когерентность обработки радиолокационных сигналов тем выше, чем большее количество периодов зондирования, что логически понятно, поскольку с увеличением количества итераций при расчете оптимального вектора весовых коэффициентов фильтра уменьшается значение погрешности адаптации.

Как показали результаты моделирования, полученные с помощью разработанного метода, радиолокационные портреты целей дают возможность различать по дальности яркие точки на поверхности объектов с точностью, что в 3-4 раза превышает потенциальные возможности различения зондирующего сигнала по длительности; повысить когерентность межпериодной обработки сигналов по значению коэффициента когерентности от 3 до 6 раз в зависимости от пространственной формы поверхности цели и соотношения размеров цели и длины волны.

Ключевые слова: импульсная радиолокационная станция, адаптивный фильтр, радиолокационный сигнал, корреляция, радиолокационный портрет, согласованный фильтр, комплексная огибающая, переходная характеристика.

ANNOTATION

Babiy Y. O. Method of forming radar portraits of the targets on the basis of adaptive filtering algorithms. - Manuscript.

PhD thesis for Degree of Candidate of Technical Sciences specialty 05.12.17 - “Radio and television systems”.- Khmelnitsky National University, Khmelnitsky, 2011.

The thesis is devoted to theoretical and applied research on improving coherence processing echo signals in a pulse radar with incoherent sources of probing signals. To achieve this the first time a method of forming radar portraits of objectives based on adaptive signal processing algorithm. The basis of the developed method put the application in parallel with the radar channel transmitter - target - receiver channel transmitter - adaptive filter - receiver that allows you within one period form the sensing radar portraits goals. Received further development of the mathematical model of a complex radar image of the ultimate goals of the number of bright dots which is based on the analysis of complex transformations of the envelope of the signal within the strobe azimuth and range. Received further development of the mathematical model of the complex transient response targets with complex geometrical shape of which allows to consider not only the number and location of the elementary reflectors, but also their configuration within a finite set of elements of simple geometric shapes.

Results of the study the effectiveness of using the proposed method in pulsed radar, demonstrate the achievement of the resolution, which is 3-4 times higher than the potential distinction between the probe signal duration and increasing the coherence of signal processing by the coefficient of coherence from 2,1 - 7,3 times

Keywords: impulsive radio-location station, adaptive filter, radio-location signal, radar portrait, concerted filter, complex circumflex transitional description.

Размещено на Allbest.ru