Оценка влияния времени задержки на характеристики обнаружения радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВУНЦ ВВС «ВВА»

Оценка влияния времени задержки на характеристики обнаружения радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике

В.П. Лихачев

В современных наземных, воздушных и космических радиолокационных станциях наряду с простыми радиоимпульсами, применяются сигналы со сложной структурой (с линейно-частотной-модуляцией (ЛЧМ), фазо-кодовой-манипуляцией (ФКМ)), которые повышают их помехозащищенность и скрытность функционирования [1-5]. Это снижает эффективность средств радиотехнической разведки (РТР) и радиоэлектронной борьбы (РЭБ) [6-8], в которых применяют приемники прямого усиления или матричные приемники [9-11]. Прием сигналов со сложной структурой такими приемниками может быть сильно затруднен [12-14]. Решение задачи по обнаружению [15-18] и определению вида модуляции [19-22] радиолокационных сигналов возможно путем их обработки автокорреляционным приемником (АКП). Время задержки в АКП ограничено как [19]. Однако, если в процессе обработки ЛЧМ сигналов зависимость успешного определения вида модуляции от заданного значения времени задержки в АКП обусловлено физическим смыслом определения разностной частоты, то для простых и ФКМ радиоимпульсов влияние значения времени задержки на процесс определения вида модуляции не описано. радиоимпульс автокорреляционный приемник сигнал

В связи с этим целью настоящей статьи является оценка влияния времени задержки на характеристики обнаружения радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике.

Имитационное моделирование процесса обнаружения радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике

В интересах оценки влияния времени задержки на характеристики обнаружения радиолокационных сигналов и определения оптимального времени линии задержки, обеспечивающего характеристики обнаружения радиолокационных сигналов разных видов проводилось имитационное моделирование работы структурной схемы автокорреляционного приемника [19].

В качестве исходных данных формировались цифровые записи одиночных ЛЧМ, ФКМ и простых радиоимпульсов (ПИ) с длительностью импульса = 13 мс, = 26 мс, несущей частотой 10 кГц и одинаковой амплитудой при частоте дискретизации 200 кГц. Ширина спектра ЛЧМ сигнала= 30 кГц. Закон чередования фаз ФКМ сигнала по коду Баркера с 13 дискретами (длительность дискреты = 1 мс). Значение отношения сигнал/шум (ОСШ) устанавливалось добавлением к сигналу на входе АКП белого гауссовского шума с изменяемой дисперсией. Далее производился вычислительный эксперимент по обработке цифровых записей сигналов. Задавалась длительность времени задержки = [0,1 0,2 … 0,9 1] мс и = 100 кГц. Пороговые значения энергетического обнаружения в АКП рассчитывались по критерию Неймана-Пирсона для = 0,9; = 0,1 и = 0,8; = 0,1 [1]. В результате моделирования процесса обнаружения радиолокационных сигналов вероятность правильного обнаружения вычислялась как , где - число реализаций с правильным обнаружением сигнала, - общее число реализаций при фиксированном значении дисперсии шума.

Рис. 1. Влияния времени задержки на ОСШ q, которое обеспечивает для импульсов с = 13 мс

Результаты вычислений минимального ОСШ на входе АКП q, которое обеспечивает при =1000, представлены на рисунках 1 и 2.

Рис. 2. Влияния времени задержки на ОСШ q, которое обеспечивает для импульсов с = 26 мс

Заключение

Результаты оценки влияния времени задержки на характеристики обнаружения радиолокационных сигналов в автокорреляционном приемнике показывают, что для обеспечения оптимальных характеристик обнаружения время задержки определяется как:

для ЛЧМ-сигнала < 0,05 ;

для ФКМ сигнала 0,2 < < ;

для простого сигнала 0,05 < .

Полученные критерии выбора оптимального значения время задержки позволят производить настройку АКП для эффективного обнаружения сигналов с различными видами модуляции в зависимости от диапазона временных параметров обнаруживаемых сигналов.

Литература

1. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. / Под ред. Я. Д. Ширмана. - М.: Радиотехника, 2007. - с. 297.

2. Перунов Ю.М. Зарубежные радиоэлектронные средства. В 4-х книгах. Кн. 1: Радиолокационные системы / Ю.М. Перунов, В.В. Мацукевич, А.А. Васильев. - М.: Радиотехника, 2010. - 336 с.

3. Купряшкин И.Ф. Космическая радиолокационная съемка земной поверхности в условиях помех: монография /И.Ф. Купряшкин, В.П. Лихачев. - Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2014. - 460 с.

4. Применение беспилотных летательных аппаратов для ведения тактической радиолокационной разведки. Лихачев В.П., Рязанцев Л.Б., Чередников И.Ю. Военная мысль. 2016. № 3. С. 24-28.

5. Многодиапазонная малогабаритная РЛС с синтезированной апертурой антенны. Принципы построения и функционирования, перспективы. Лихачев В.П., Пашук М.Ф. В сборнике: Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем Материалы VI общероссийской научно-технической конференции. АО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение»; АО «Центральное конструкторское бюро автоматики»; ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет». 2016. С. 261-271.

6. Добыкин В.Д. Радиоэлектронная борьба. Цифровое запоминание и воспроизведение радиосигналов и электромагнитных волн / В.Д. Добыкин, А.И. Куприянова, В.Г. Пономарев, Л.Н. Шустов. - М.: Вузовская книга, 2009. - 360 с.

7. Перунов Ю.М. Зарубежные радиоэлектронные средства. В 4-х кн. Кн. 2: Системы радиоэлектронной борьбы / Ю.М. Перунов, В.В. Мацукевич, А.А. Васильев. - М.: Радиотехника, 2010. - 352 с.

8. Перунов Ю.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием / Ю.М. Перунов, К.И. Фомичев, К.И. Юдин. - М.: Радиотехника, 2008. - 416 с.

9. Подстригаев А.С. Широкополосное приемное устройство станции радиоэлектронной борьбы / А.С. Подстригаев, А.И. Беззуб // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. - № 4. - С. 37 - 44.

10. Пат. 155553 РФ, МПК H04B 15/06. Приемное устройство / А.И. Беззуб, А.С. Подстригаев; заявитель и патентообладатель ОАО «Брянский электромеханический завод». - № 2014151261/08; заявл. 17.12.2014; опубл. 10.10.2015. Бюл. № 28. - 11 с.

11. Патент 159589 РФ, МПК G01S 3/00. Обнаружитель сигнала / А.И. Беззуб, А.С. Подстригаев, В. П. Лихачев. - № 2015138477/08; заявл. 09.09.15; опубл. 10.02.16, Бюл. № 4. - 7 с.

12. Подстригаев А.С. Неоднозначность определения частоты в матричном приемнике / А.С. Подстригаев, В.П. Лихачев // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. - 2015.

13. Подстригаев А. С. Сравнительный анализ показателей эффективности способов снижения неоднозначности определения частоты, возникающей на стыках каналов матричного приемника / А. С. Подстригаев, В. П. Лихачев, К. В. Гапеенко // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2016. - Т. 19, № 3 - С. 21 - 26.

14. Подстригаев А.С., Лихачев В.П., Смоляков А.В. Проектирование широкополосного приемника матрично-параллельного типа для радиотехнического мониторинга и радиотехнической разведки. Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2017. Т. 20. № 3. С. 105-113.

15. Смирнов Ю. А. Радиотехническая разведка. - М.: Воениздат, 2001. - 456 с.

16. Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А., Демчук А.А. Обобщенный алгоритм радиотехнического мониторинга РЛС с синтезированной апертурой антенны. В сборнике: Информатика: проблемы, методология, технологии материалы XVI Международной научно-методической конференции. Под ред. Тюкачева Н.А.. 2016. С. 179-184.

17. Лихачев В.П., Веселков А.А., Семенов В.В. Результаты экспериментальной проверки алгоритма обнаружения и определения параметров широкополосных сигналов РЛС. В сборнике: Информатика: проблемы, методология, технологии материалы XVI Международной научно-методической конференции. Под ред. Тюкачева Н.А.. 2016. С. 170-175.

18. Борисов О.А., Веселков А.А., Лихачев В.П. Модель процесса обработки ЛЧМ сигналов автокорреляционным приемником с суммарным и разностным каналами обработки. В сборнике: Информатика: проблемы, методология, технологии материалы XVII Международной научно-методической конференции: в 5 томах. 2017. С. 110-114.

19. Лихачев В.П., Веселков А.А., Нгуен Чонг Н. Характеристики обнаружения линейно-частотно-модулированных, фазо-кодо-манипулированных и простых радиоимпульсов в автокорреляционном приемнике / Лихачев В.П., Веселков А.А., Нгуен Чонг Н. // Радиотехника, 2018, № 8. - С. 71-76.

20. Лихачев В.П. Показатель помехоустойчивости РЛС с синтезированной апертурой антенны к параметрически формируемым помехам, имитирующим точечные объекты / Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А. // Антенны, 2017, № 12 (244). - С. 31-37.

21. Семенов В.В., Лихачев В.П. Способ определения параметров ЛЧМ сигналов. RU 2578041 С1, заяв. 10.12.2014, опубл. 20.03.16.

22. Лихачев В.П. Экспериментальная апробация алгоритма определения частотно-временных параметров ЛЧМ-сигналов / Лихачев В.П., Семенов В.В., Веселков А.А. // Телекоммуникации, 2016, № 5. - C. 2-7.

Аннотация

В работе рассматриваются результаты имитационного моделирования процесса обнаружения линейно-частотно-модулированных, фазо-кодо-манипулированных и простых радиоимпульсов в автокорреляционном приемнике для оценки влияния времени задержки на вероятность правильного определения вида модуляции сигнала.

Ключевые слова: автокорреляционный приемник, сигнал с линейной частотной модуляцией, сигнал с двоичной фазо-кодовой манипуляцией, простой радиоимпульс, характеристики обнаружения

Presented work describes results of imitation modeling the process of linear frequency modulated signals, phase-code manipulated signals and simple signals detection using autocorrelated receiver in order to measure probabitity of correct detection depending on delay time.

Keywords: linear frequency modulated signals, phase shift keying signals, simple signals, autocorrelated receiver, detection characteristics

Размещено на Allbest.ru