Способ повышения разрешающей способности радиолокатора

 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано, например, в судовых навигационных радиолокаторах в условиях интенсивного судоходства. Способ повышения разрешающей способности радиолокатора состоит в том, что излучают зондирующий сигнал, принимают отраженный от объектов сигнал, обрабатывают принятый сигнал, например, осуществляют усиление, оптимальную фильтрацию, детектирование, и подают на обнаружитель; после обработки принятого сигнала производят обратную по отношению к операции свертки операцию над обработанным сигналом и предварительно сформированным сигналом, соответствующим функции ядра этой свертки. Данный способ может быть реализован с использованием традиционной элементной базы. Реализация его значительно повысит уровень безопасности в условиях интенсивного судоходства. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано, например, в судовых навигационных радиолокаторах в условиях интенсивного судоходства.

Известен способ повышения разрешающей способности радиолокатора, при котором уменьшают длительность излучаемых сигналов до значения, меньшего требуемой величины разрешения (см. например, Байрашевский А.М. Судовые радиолокационные станции. Атлас М. Транспорт, 1986, с.55).

Недостатком такого способа является снижение мощности зондирующего сигнала, что обусловливает уменьшение дальности обнаружения объектов. Кроме того, следует отметить, что для сохранения средней мощности сигнала в ряде случаев, необходимо увеличение амплитуды зондирующего сигнала, что в условиях, например, порта или населенного пункта недопустимо по экологическим соображениям.

Известен способ повышения разрешающей способности радиолокатора, при котором излучают широкополосный сигнал, принимают отраженный от объектов сигнал, осуществляют его обработку путем усиления, оптимальной фильтрации и детектирования, и подают на обнаружитель, в частности индикатор (см. например Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М. Советское радио, 1974, с. 57).

Этот способ, принятый за прототип изобретения, позволяет значительно повысить разрешающую способность радиолокатора без уменьшения длительности зондирующего сигнала.

Однако повышение разрешающей способности, достигаемое этим способом, зависит от параметров зондирующего сигнала и оптимального фильтра (см. например, тот же источник, с.65, рис. 1.4.7) и ограничено шириной корреляционной функции сигнала, полученного в результате обработки (см. например, Фалькович С.Е. Прием радиолокационных сигналов на фоне флюктуационных помех. М. Советское радио, 1961, с. 90), что, в частности, не удовлетворяет требованиям безопасности в условиях весьма интенсивного судоходства.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности радиолокатора, которое обеспечило бы необходимый уровень безопасности в условиях интенсивного судоходства.

Это достигается тем, что в способе повышения разрешающей способности радиолокатора, при котором излучают зондирующий сигнал, принимают отраженный от объектов сигнал, обрабатывают принятый сигнал, например, осуществляют усиление, оптимальную фильтрацию, детектирование, и подают на обнаружитель, после обработки принятого сигнала производят обратную по отношению к операции свертки операцию над обработанным сигналом и предварительно сформированным сигналом, соответствующим функции ядра этой свертки.

Реализация изобретения обеспечивает повышение разрешающей способности радиолокатора в 3-5 раз по сравнению со способом-прототипом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема, поясняющая реализацию способа; на фиг. 2 схема, поясняющая процесс обработки сигнала.

Реализация способа поясняется на приведенном ниже конкретном примере. Изображенная на фиг. 1 схема содержит передающее устройство 1 с передающей антенной 2 и приемное устройство, содержащее приемную антенну 3 в виде параболического отражателя с облучателем, широкополосный усилитель 4, оптимальный фильтр 5, детектор 6. Выход детектора соединен с первым входом блока 7 обращения свертки. На второй вход блока 7 подается сигнал с выхода блока 8 формирования сигнала, соответствующего функции ядра этой свертки. Результирующий сигнал с выхода блока 7 поступает на обнаружитель, в конкретном примере-индикаторе 9. Передающее устройство 1 через антенну 2 направляет зондирующий сигнал к объектам 1о, 11 и 12. которые необходимо наблюдать раздельно. Зондирующий сигнал (фиг. 2а) отражается от объектов 10, 11 и 12. Отраженный сигнал принимается антенной 3, усиливается (фиг. 2б) посредством усилителя 4 и поступает в оптимальный фильтр 5. После осуществления оптимальной фильтрации сигнал (фиг. 2в) детектируют с помощью детектора 5 и подают (фиг. 2г) на первый вход блока 7 обращения свертки. В блоке 8, представляющем собой синтезатор, формируют сигнал (фиг. 2д), соответствующий функции ядра этой сверки, который подают на второй вход блока 7. В блоке 7 осуществляется обратная по отношению к операции свертки операция над обработанным сигналом (фиг.2г) и предварительно сформированным сигналом, соответствующим функции ядра этой свертки (фиг. 2д).

Данная операция может быть выполнена, например, обратным Фурье-преобразованием сигнала, полученного делением сигнала, сформированного прямым Фурье-преобразованием обработанного сигнала (фиг. 2г) на сигнал полученный прямым Фурье-преобразованием сигнала (фиг. 2д), соответствующего функции ядра свертки, предварительно сформированного в блоке 8. Обращение свертки методом деления спектров соответствует инверсной фильтрации. Операции Фурье-преобразований в конкретном примере выполняются при помощи микросхем К1815ВФ3. Результирующий сигнал (фиг. 2е), получаемый на выходе блока 7, подается на обнаружитель 9, в конкретном примере индикатор на основе электронно-лучевой трубки.

Предлагаемый способ практически исключает зависимость разрешающей способности радиолокатора от параметров зондирующего сигнала и характеристик тракта обработки принятого сигнала, при этом, разрешающая способность не ограничена шириной корреляционной функции обработанного сигнала.

Данный способ может быть реализован с использованием традиционной элементной базы. Реализация его значительно повысит уровень безопасности в условиях интенсивного судоходства.

Формула изобретения

1. Способ повышения разрешающей способности радиолокатора, при котором излучают зондирующий сигнал, отраженный сигнал принимают, усиливают, осуществляют оптимальную фильтрацию, детектируют и измеряют его параметры, например, посредством индикатора, отличающийся тем, что после детектирования сигнала проводят обратную по отношению к операции свертки операцию над продетектированным сигналом и предварительно сформированным сигналом, соответствующим функции ядра этой свертки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обратную по отношению к операции свертки операцию производят обратным Фурье-преобразованием сигнала, полученного делением сигнала, сформированного прямым Фурье-преобразованием обработанного сигнала, на сигнал, полученный прямым Фурье-преобразованием предварительно сформированного сигнала, соответствующего функции ядра этой свертки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2