Способ скрытной радиолокации подвижных объектов



Способ скрытной радиолокации подвижных объектов
Способ скрытной радиолокации подвижных объектов

 


Владельцы патента RU 2529483:

Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро по радиоконтролю систем управления, навигации и связи" (ОАО "КБ "Связь") (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов. Указанный результат достигается за счет применения новых операций адаптивной и нелинейной обработки радиосигналов, адаптивно выделенных на множестве азимутально-угломестных направлений возможных положений контролируемых объектов. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Достижение высокой эффективности обнаружения, локализации и идентификации наземных, морских и воздушных объектов ограничивается существенной априорной неопределенностью размеров, ориентации в пространстве, отражающих свойств и параметров движения объектов, а также несовершенством известных способов обнаружения и слежения за подвижными объектами.

Технология скрытного обнаружения и слежения за подвижными объектами, использующая естественный радиоподсвет целей, создаваемый на множестве частот радиоизлучениями передатчиков различного назначения в диапазонах коротких, метровых, дециметровых и сантиметровых волн: широковещательные (коммерческое FM-радиовещание, телевидение высокой четкости), информационные (связь) и измерительные (управление, навигация), пока еще не получила достаточного распространения, несмотря на то, что может существенно повысить скрытность и эффективность обнаружения, пространственной локализации и идентификации широкого класса подвижных объектов.

Известен способ скрытной радиолокации подвижных объектов [1], заключающийся в том, что выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром, синхронно принимают решеткой из N антенн многолучевой радиосигнал, включающий прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика, синхронно преобразуют ансамбль принятых антеннами радиосигналов в цифровые сигналы, из цифровых сигналов формируют прямой и сжатые рассеянные сигналы, сравнивают прямой и рассеянные сигналы и определяют временные задержки, доплеровские сдвиги и направления прихода рассеянных сигналов, по временным задержкам, доплеровским сдвигам и направлениям прихода выполняют обнаружение и пространственную локализацию воздушных объектов.

Данный способ не содержит операций подавления когерентной помехи в виде прямого радиосигнала передатчика и, как следствие, обеспечивает эффективное обнаружение только очень крупных близко расположенных объектов.

Более эффективным является способ скрытной радиолокации подвижных объектов [2], свободный от этого недостатка и выбранный в качестве прототипа. Согласно этому способу:

выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром;

синхронно принимают решеткой из N антенн многолучевой радиосигнал, включающий прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика;

синхронно преобразуют принятые антеннами радиосигналы в цифровые сигналы sn, где n - номер антенны, которые объединяют в матричный цифровой сигнал S={s1,…,sn,...,sN} и запоминают;

из матричного цифрового сигнала S формируют сигнал пространственной корреляционной матрицы R;

сигнал корреляционной матрицы R преобразуют в сигналы оптимальных весовых векторов для формирования прямого w=R-1v и рассеянных w=R-1v радиосигналов, где v - вектор наведения, определяемый азимутально-угломестным направлением приема радиосигнала, длиной волны и геометрией решетки, ℓ - номер азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала;

преобразуют матричный цифровой сигнал S в прямой s=wHS и рассеянные s = w H S цифровые сигналы, где (·)H - символ эрмитова сопряжения, которые совместно со значением выбранного азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала запоминают;

для каждого выбранного азимутально-угломестного направления приема формируют и запоминают зависящую от временного сдвига комплексную взаимно корреляционную функцию (ВКФ) между прямым цифровым сигналом s и рассеянным цифровым сигналом s;

определяют максимальное значение модуля комплексной ВКФ и фиксируют соответствующее этому максимуму значение комплексной ВКФ,

вычисляют разностный рассеянный цифровой сигнал;

формируют зависящую от временного и частотного сдвигов комплексную двумерную взаимно корреляционную функцию (ДВКФ) между разностным рассеянным цифровым сигналом и цифровым прямым сигналом;

по модулю комплексной ДВКФ определяют число сжатых рассеянных сигналов, а также значения задержки по времени и абсолютного доплеровского сдвига каждого сжатого рассеянного сигнала;

по значениям задержки и абсолютного доплеровского сдвига и азимутально-угломестного направления приема сжатых рассеянных сигналов обнаруживают и определяют пространственные координаты объекта.

Способ-прототип благодаря наличию операций адаптивной пространственной фильтрации и операций радиоэлектронной компенсации когерентной помехи в виде мощного прямого радиосигнала передатчика подсвета обеспечивает обнаружение более широкого класса объектов.

Однако данный способ-прототип содержит операции формирования классической двумерной взаимной корреляционной функции, которая, кроме основного лепестка, ограничивающего разрешающую способность и точность пространственной локализации целей, содержит высокие боковые лепестки, ограничивающие чувствительность обнаружения вследствие маскирования сигналов далеких и слабо рассеивающих целей.

Таким образом, недостатком способа-прототипа является низкая эффективность обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов.

Повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов достигается за счет применения новых операций адаптивной и нелинейной обработки радиосигналов, адаптивно выделенных на множестве азимутально-угломестных направлений возможных положений контролируемых объектов.

Технический результат достигается тем, что в способе скрытной радиолокации подвижных объектов, заключающемся в том, что выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром, синхронно принимают решеткой из N антенн многолучевой радиосигнал, включающий прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика, синхронно преобразуют принятые антеннами радиосигналы в цифровые сигналы sn, где n - номер антенны, которые объединяют в матричный цифровой сигнал S={s1,…,sn,…,sN}T и запоминают, из матричного цифрового сигнала S формируют сигнал пространственной корреляционной матрицы R, сигнал корреляционной матрицы R преобразуют в сигналы оптимальных весовых векторов для формирования прямого w=R-1v и рассеянных w=R-1v радиосигналов, где v - вектор наведения, определяемый азимутально-угломестным направлением приема радиосигнала, длиной волны и геометрией решетки, ℓ - номер азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала, преобразуют матричный цифровой сигнал S в прямой s=wHS и рассеянные s = w H S цифровые сигналы, где (·)H - символ эрмитова сопряжения, которые совместно со значением выбранного азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала запоминают, согласно изобретению, преобразуют прямой цифровой сигнал s в матричный сигнал комплексной фазирующей функции А, включающий гипотетические сигналы, рассеиваемые каждым потенциальным объектом, запоминают матричный сигнал А, для каждого выбранного азимутально-угломестного направления приема преобразуют рассеянный цифровой сигнал s в сигнал комплексного частотно-временного изображения h ( 0 ) = ( A H A ) 1 A H s , где AH - матрица, эрмитово сопряженная с A, сигнал h ( 0 ) запоминают и используют в качестве начального приближения, а также итерационно формируют зависящий от предыдущего решения вспомогательный матричный сигнал Л ( h ( k 1 ) ) d i a g { | h z ( k 1 ) | 1 / 2 } , h z ( k 1 ) - z-й элемент вектора h ( k 1 ) , k=1, 2, … - номер итерации, и сигнал очередного приближения частотно-временного изображения h ( k ) = [ A H A + λ Л ( h ( k 1 ) ) ] 1 A H s , где λ - множитель Лагранжа, до тех пор, пока энергия разности текущего и запомненного предыдущего частотно-временных изображений не достигнет заданного малого значения, после чего по локальным максимумам квадрата модуля элементов текущего частотно-временного изображения | h z ( k ) | 2 определяют число рассеянных радиосигналов в выбранном азимутально-угломестном направлении, по параметрам которых - значению временной задержки, доплеровского сдвига каждого рассеянного радиосигнала и значению азимутально-угломестного направления приема рассеянных радиосигналов - выполняют обнаружение и пространственную локализацию подвижных объектов.

Операции способа поясняются чертежом.

Устройство, в котором реализуется предложенный способ, содержит последовательно соединенные систему приема и предварительной обработки 1, систему моделирования и выбора радиопередатчиков (РПД) 2, вычислительную систему 3 и блок управления и индикации 4.

В свою очередь, система приема и предварительной обработки 1 включает антенную решетку 1-1, тракт поиска источников подсвета, включающий преобразователь частоты 1-2, АЦП 1-3 и устройство обнаружения 1-4, а также тракт приема прямых и рассеянных сигналов, включающий преобразователь частоты 1-7, АЦП 1-6 и устройство адаптивной пространственной фильтрации 1-5. Вычислительная система 3 включает блок синтеза частотно-временного изображения 3-1, блок сравнения 3-2, устройство формирования вспомогательного и взвешивающего сигналов 3-3 и блок формирования сигнала фазирующей функции 3-4. При этом система 2 соединена с входом блока 4, а также имеет интерфейс для соединения с внешней базой РПД. Кроме того, блок 4 имеет выход, предназначенный для подключения к внешним системам.

Подсистема 1 является аналогово-цифровым устройством и предназначена для поиска и измерения параметров синхронизации передатчиков подсвета объектов, излучающих радиосигналы с расширенным спектром, а также для адаптивной пространственной фильтрации полезных прямых и рассеянных радиосигналов. Отметим, что после того как параметры синхронизации прямого радиосигнала выбранного передатчика подсвета измерены или когда они априорно известны, прямой радиосигнал передатчика может быть сформирован путем моделирования в системе 2.

Антенная решетка 1-1 состоит из N антенн с номерами n = 1, N ¯ . Пространственная конфигурация антенной решетки должна обеспечивать измерение азимутально-угломестного направления прихода радиосигналов и может быть произвольной пространственной конфигурацией: плоской прямоугольной, плоской кольцевой или объемной, в частности конформной. Для улучшения различения сигналов не только по пространству, но и по поляризации требуется существенное различие поляризационных откликов антенн решетки, то есть антенная решетка должна быть неоднородной (гетерогенной), то есть иметь антенные элементы с отличающимися векторными диаграммами направленности.

Преобразователи частоты 1-2 и 1-7 являются N-канальными, выполнены с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, изменяемой в соответствии с шириной спектра принимаемого радиосигнала. Общий гетеродин обеспечивает многоканальный когерентный прием сигналов.

АЦП 1-3 и 1-6 также является N-канальным и синхронизирован сигналом одного опорного генератора (для упрощения опорный генератор на схеме не показан). Если разрядность и быстродействие АЦП достаточны для непосредственного аналого-цифрового преобразования входных сигналов, как, например, в КВ диапазоне, то вместо преобразователей частоты 1-2 и 1-7 могут использоваться частотно избирательные полосовые фильтры и усилители. Кроме этого, преобразователи частоты 1-2 и 1-7 обеспечивают подключение одной из антенн вместо всех антенн решетки для периодической калибровки приемных каналов по внешнему источнику сигнала. Возможна калибровка с использованием внутреннего генератора, выход которого также подключается вместо всех антенн для периодической калибровки каналов.

Устройство обнаружения 1-4 и устройство адаптивной пространственной фильтрации 1-5 представляют собой вычислительные устройства.

Подсистема 2 является вычислительным устройством и предназначена для идентификации, отбора и периодического обновления передатчиков радиосигналов с расширенным спектром, используемых для подсвета заданной области воздушного пространства, а также для формирования модельных сигналов выбранных передатчиков.

Вычислительная система 3 предназначена для формирования сигнала фазирующей функции (блок 3-4), формирования вспомогательного и взвешивающего сигналов (устройство 3-3), сравнения сигналов частотно-временных изображений, формируемых на смежных итерациях (блок 3-2) и синтеза частотно-временного изображения рассеянных объектами радиосигналов (блок 3-1).

Устройство работает следующим образом.

В системе 2 на основе данных внешней базы радиопередатчиков, а также данных об обнаруженных радиопередатчиках подсвета, поступающих от устройства 1-4, с использованием программных средств моделирования идентифицируется, выбирается и периодически обновляется совокупность передатчиков, излучающих радиосигналы с расширенным спектром. При моделировании оцениваются возможные зоны покрытия, вероятности обнаружения и достижимые точности локализации и идентификации воздушных объектов различного класса, которые могут быть обеспечены при различных вариантах размещения передатчиков относительно станции обнаружения-пеленгования. Кроме того, в системе 2 регенерируются принятые прямые радиосигналы или формируются модельные сигналы передатчиков с требуемыми параметрами синхронизации.

Параметры выбранного множества передатчиков (номер, несущая частота, ширина спектра, форма, параметры синхронизации и мощность излучаемого сигнала, координаты или расстояние и угловое положение относительно точки приема) запоминаются в подсистеме 2, поступают в блок 4, а также используются для настройки преобразователей 1-2 и 1-7. С целью упрощения цепи управления преобразователем не показаны.

По сигналам системы 2 преобразователь частоты 1-2 начинает перестраиваться с заданным темпом в заданном диапазоне частот поиска радиосигналов, например в диапазоне 10-1000 МГц. При этом тракт поиска осуществляет поиск и измерение параметров синхронизации передатчиков подсвета, излучающих радиосигналы с расширенным спектром, на частотах fk дискретной сетки частот поиска. При этом принятый каждым антенным элементом с номером n антенной решетки 1-1 зависящий от времени t радиосигнал skn(t) фильтруется по частоте и переносится на более низкую частоту в преобразователе 1-2. Сформированные в преобразователе 1-2 радиосигналы skn(t) преобразуется с помощью АЦП 1-3 в цифровые сигналы, которые поступают в устройство обнаружения 1-4, в котором на каждой частоте fk дискретной сетки частот поиска осуществляется обнаружение и измерение параметров синхронизации передатчиков подсвета. Функционирование устройства обнаружения 1-4 основано на широко известных способах радиоконтроля, например [3].

Одновременно по сигналам системы 2 преобразователь частоты 1-7 перестраивается на заданную частоту приема fk. Тракт приема синхронно принимает на частоте fk многолучевые радиосигналы, включающие прямой радиосигнал выбранного передатчика с расширенным спектром и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика.

Принятый каждым антенным элементом с номером n антенной решетки 1-1 зависящий от времени t радиосигнал sn(t) фильтруется по частоте и переносится на более низкую частоту в преобразователе 1-7.

Сформированные в преобразователе 1-7 радиосигналы sn(t) синхронно преобразуются с помощью АЦП 1-6 в цифровые сигналы sn={sn(1),…,sn(z),…,sn(Z)}, где z = 1, Z ¯ - номер временного отсчета сигнала.

Цифровые сигналы отдельных антенн sn поступают в устройство 1-5, где объединяются в матричный цифровой сигнал S={s1,…,sn,…,sN}T и запоминаются. Матричный сигнал S имеет размерность N×Z.

Кроме того, в устройстве 1-5 выполняются следующие действия:

- из матричного цифрового сигнала S формируется сигнал пространственной корреляционной матрицы R размером N×N;

- сигнал корреляционной матрицы R преобразуется в сигналы оптимальных весовых векторов для формирования прямого w=R-1v и рассеянных w=R-1v радиосигналов размером N×1, где v - вектор наведения размером N×1, определяемый азимутально-угломестным направлением приема радиосигнала, длиной волны (частотой fk) и геометрией решетки, ℓ - номер азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала;

- матричный цифровой сигнал S преобразуется в прямой s=wHS и рассеянные s = w H S цифровые сигналы, где (·)H - символ эрмитова сопряжения.

Физически описанные операции адаптивной пространственной фильтрации обеспечивают одновременный направленный прием с заданных направлений полезного прямого сигнала выбранного передатчика подсвета и полезного рассеянного сигнала с одновременным подавлением широкого класса помех, приходящих с других направлений. Отметим, что технически реализуемая глубина подавления помехи достигает величины 40 дБ [4].

Это обеспечивает выигрыш в чувствительности при формировании слабых рассеянных сигналов на последующих этапах обработки.

Сформированные в устройстве 1-5 рассеянные цифровые сигналы s совместно со значением выбранного азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала поступают в блок 3-1, а прямой цифровой сигнал s поступает в блок 3-4, где запоминаются.

После этого в блоке 3-4 цифровой прямой сигнал s преобразуется в матричный сигнал комплексной фазирующей функции A, который поступает в устройство 3-3, где также запоминается.

Преобразование прямого сигнала s в матричный сигнал A осуществляют по следующей формуле: A=[Ds0,…,Dsj,…,DsJ-1], где sj=[s(1-j),…,s(Z-j)]T - векторы размером Z×1, являющиеся сдвинутыми по времени на jTs версиями опорного сигнала s, j=0, …, J-1, J - число временных задержек прямого сигнала, Ts - период выборки сигнала;

D = [ D L , , D , , D 0 , D + , , D + L ] , D = [ 1 0 0 0 e j 2 π / Z 0 0 0 e j 2 π ( Z 1 ) / Z ]

- матрицы доплеровских сдвигов, ℓ=0, …, ±L, L - размер координатной сетки по доплеровскому сдвигу.

Таким образом, столбцы матрицы А представляют собой задержанные по времени и сдвинутые по частоте доплеровского сдвига версии прямого сигнала s, а размер этой матрицы Z×J(2L+1) определяется числом отсчетов в разведываемом сигнале (длительностью интервала наблюдения) и размерами координатной сетки по временному запаздыванию и доплеровскому сдвигу частоты.

Кроме того, в устройстве 3-3 из сигнала A последовательно вычисляются сигналы AH, AHA и (AHA)-1, которые поступают в блок 3-1, где запоминаются.

В блоке 3-1 для каждого выбранного азимутально-угломестного направления приема с использованием рассеянного цифрового сигнала s, поступившего от устройства 1-5, и сигналов AH и (AHA)-1, поступивших от блока 3-3, вычисляется и запоминается сигнал начального приближения комплексного частотно-временного изображения h ( 0 ) = ( A H A ) 1 A H s .

Полученный в блоке 3-1 сигнал h 0 начального приближения запоминается в блоке 3-2 и транслируется в устройство 3-3 для запоминания и инициализации очередной итерации с номером k=1.

В устройстве 3-3 с использованием сигнала частотно-временного изображения, полученного на предыдущей итерации, то есть h ( k 1 ) = h ( 0 ) при k=1, формируется вспомогательный матричный сигнал Л ( h ( 1 ) ) d i a g { | h z ( 1 ) | 1 / 2 } , где h z ( 1 ) - z-й элемент вектора h ( 1 ) , и взвешивающий сигнал [ A H A + λ Л ( h ( 1 ) ) ] 1 A H . Значение множителя Лагранжа λ выбирают исходя из уровня шумов в каналах приема. Взвешивающий сигнал [ A H A + λ Л ( h ( 1 ) ) ] 1 A H поступает в блок 3-1.

В блоке 3-1 с использованием сигнала [ A H A + λ Л ( h ( 1 ) ) ] 1 A H и запомненного рассеянного цифрового сигнала s синтезируется сигнал текущего приближения комплексного частотно-временного изображения h ( 1 ) = [ A H A + λ Л ( h ( 1 ) ) ] 1 A H s . Полученный сигнал h ( 1 ) поступает в блок 3-2.

В блоке 3-2 сигнал h ( 1 ) запоминается для использования на следующей итерации.

Кроме этого в блоке 3-2 энергия разности частотно-временных изображении | | h ( 1 ) h ( 0 ) | | 2 , полученных на текущей и предыдущей итерации, сравнивается с заранее установленным фиксированным порогом δ.

При невыполнении условия | | h ( 1 ) h ( 0 ) | | 2 δ сигнал h ( 1 ) поступает в устройство 3-3 для запоминания и инициализации очередной итерации синтеза частотно-временного изображения. После чего в устройстве 3-3, блоках 3-1 и 3-2 выполняется описанная ранее последовательность операций по формированию сигналов Л ( h ( k 1 ) ) , [ A H A + λ Л ( h ( k 1 ) ) ] 1 A H , h ( k ) = [ A H A + λ Л ( h ( k 1 ) ) ] 1 A H s , запоминанию сигнала h ( k ) и проверке выполнения условия | | h ( k ) h ( k 1 ) | | 2 δ .

При выполнении условия | | h ( 1 ) h ( 0 ) | | 2 δ на первой итерации или условия | | h ( k ) h ( k 1 ) | | 2 δ на итерации с номером k≥2 сигнал h ( k ) из блока 3-2 поступает в блок 4.

В блоке 4 восстанавливаются квадраты модулей элементов текущего частотно-временного изображения | h z ( k ) | 2 , по локальным максимумам которого определяется число рассеянных радиосигналов в выбранном азимутально-угломестном направлении, по параметрам которых - значению временной задержки, доплеровского сдвига каждого рассеянного радиосигнала и значению азимутально-угломестного направления приема рассеянных радиосигналов - выполняется обнаружение и пространственная локализация подвижных объектов.

Обнаружение и определение пространственных координат подвижных объектов осуществляется известными способами, например [2].

Результаты обнаружения и пространственной локализации воздушных объектов отображаются для повышения информативности.

Таким образом, учитывая, что сигнал Л ( h ( k 1 ) ) выражается через полученный на предыдущей итерации сигнал частотно-временного изображения h ( k 1 ) , сигнал текущего комплексного частотно-временного изображения h ( k ) также зависит от предыдущего решения h ( k 1 ) . В связи с этим предложенный способ реализует адаптацию с обратной связью по полезному сигналу в каждом ℓ-м азимутально-угломестном направлении поиска объектов, что повышает чувствительность и динамический диапазон формирования изображения. Кроме того, учитывая, что сигнал Л ( h ( k 1 ) ) зависит от модуля в степени (-1) частотно-временного изображения h ( k 1 ) , при формировании сигнала Л ( h ( k 1 ) ) и, следовательно, сигнала h ( k ) , компоненты полезного сигнала усиливаются. Эта особенность, характерная для нелинейной обработки, лежит в основе повышения разрешающей способности формирования изображения радиосигналов, рассеянных объектами.

Из приведенного описания следует, что устройство, реализующее предложенный способ, обеспечивает повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широко класса объектов за счет применения новых операций адаптивной и нелинейной обработки радиосигналов в каждом ℓ-м азимутально-угломестном направлении поиска объектов.

Таким образом, за счет применения в каждом азимутально-угломестном направлении поиска объектов вместо классической двумерной взаимной корреляции операций адаптивной обработки с обратной связью по полезному радиосигналу и операций нелинейной обработки радиосигналов удается решить поставленную задачу с достижением указанного технического результата.

Источники информации

1. US, патент, 6703968 B2, кл. G01S 13/87, 2004 г.

2. RU, патент, 2444755, кл. G01S 13/02, 2012 г.

3. RU, патент, 2190236, кл. G01S 5/04, 2002 г.

4. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. М.: Радио и связь. 2003 г.

Способ скрытной радиолокации подвижных объектов, заключающийся в том, что выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром, синхронно принимают решеткой из N антенн многолучевой радиосигнал, включающий прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика, синхронно преобразуют принятые антеннами радиосигналы в цифровые сигналы sn, где n - номер антенны, которые объединяют в матричный цифровой сигнал S={s1,…,sn,...,sN} и запоминают, из матричного цифрового сигнала S формируют сигнал пространственной корреляционной матрицы R, сигнал корреляционной матрицы R преобразуют в сигналы оптимальных весовых векторов для формирования прямого w=R-1v и рассеянных w=R-1v радиосигналов, где v - вектор наведения, определяемый азимутально-угломестным направлением приема радиосигнала, длиной волны и геометрией решетки, ℓ - номер азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала, преобразуют матричный цифровой сигнал S в прямой s=wHS и рассеянные s = w H S цифровые сигналы, где (·)H - символ эрмитова сопряжения, которые совместно со значением выбранного азимутально-угломестного направления приема рассеянного радиосигнала запоминают, отличающийся тем, что преобразуют прямой цифровой сигнал s в матричный сигнал комплексной фазирующей функции A, включающий гипотетические сигналы, рассеиваемые каждым потенциальным объектом, запоминают матричный сигнал A, для каждого выбранного азимутально-угломестного направления приема преобразуют рассеянный цифровой сигнал s в сигнал комплексного частотно-временного изображения h ( 0 ) = ( A H A ) 1 A H s , где AH - матрица, эрмитово сопряженная с A, сигнал h ( 0 ) запоминают и используют в качестве начального приближения, а также итерационно формируют зависящий от предыдущего решения вспомогательный матричный сигнал Λ ( h ( k 1 ) ) d i a g { | h z ( k 1 ) | 1 / 2 } , h z ( k 1 ) - z-й элемент вектора h ( k 1 ) , k=1,2,… - номер итерации, и сигнал очередного приближения частотно-временного изображения h ( k ) = [ A H A + λ Λ ( h ( k 1 ) ) ] 1 A H s , где λ - множитель Лагранжа, до тех пор, пока энергия разности текущего и запомненного предыдущего частотно-временных изображений не достигнет заданного малого значения, после чего по локальным максимумам квадрата модуля элементов текущего частотно-временного изображения | h z ( k ) | 2 определяют число рассеянных радиосигналов в выбранном азимутально-угломестном направлении, по параметрам которых - значению временной задержки, доплеровского сдвига каждого рассеянного радиосигнала и значению азимутально-угломестного направления приема рассеянных радиосигналов - выполняют обнаружение и пространственную локализацию подвижных объектов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиолокации пассивных космических объектов (КО), например крупных метеоритов и астероидов (размерами более десяти метров), которые могут представлять опасность при столкновении с Землей.

Изобретение может быть использовано в системах классификации и идентификации воздушных объектов (ВО), использующих принцип усреднения признака принадлежности при изменении ракурса объекта, а также в системах построения радиолокационных изображений объектов методом инверсного синтезирования апертуры.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Технический результат - обеспечение доступа к узкополосным сигналам в отложенном режиме и повышение числа одновременно функционирующих каналов приема.

Изобретение может быть использовано в импульсно-доплеровских радиовысотомерах (РВ). Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение скрытности излучения и максимальной измеряемой высоты без увеличения излучаемой мощности.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля воздушного, наземного и морского пространства с использованием прямых и рассеянных подвижными объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к областям гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к РЛС ближней радиолокации, в которые входят обзорные нелинейные радиолокаторы (НРЛ), осуществляющие поиск объектов, содержащих активные радиоэлементы. Достигаемый технический результат изобретения - измерение угловой высоты обнаруживаемого объекта в обзорных НРЛ ближнего действия с малогабаритной движущейся антенной системой. Указанный технический результат достигается тем, что способ заключается в анализе амплитуды отраженных сигналов от объектов поиска после обработки их на основе корреляционного интеграла-свертки, при этом измерение угла места осуществляют путем выбора номера параллельного канала, соответствующего высоте подъема объекта поиска, по оценке максимума множителя ослабления, который существенно зависит от высоты подъема объекта поиска, на основе применения в каналах до корреляторов полосовых фильтров, характеристики которых соответствуют высотам поднятия обнаруживаемых объектов в соответствии с рассчитанным множителем ослабления для выбранных высот, с последующим объединением всех каналов схемой отбора по максимуму, на выходе которой определяют номер канала с ожидаемой высотой поднятия объекта поиска. Предлагается также устройство, реализующее заявленный способ. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение дальности обнаружения малозаметных подвижных объектов. Указанный результат достигается за счет применения операций, обеспечивающих максимизацию выходного отношения сигнал/шум и основанных на нахождении наибольших собственных значений корреляционных матриц, используемых при формировании и компенсации являющегося когерентной помехой прямого сигнала передатчика подсвета, а также при выделении и оптимальном когерентном обнаружении полезных сигналов, полученных после компенсации помехи и откорректированных на заданном множестве гипотетических значений пространственных координат, направлений и скоростей движения объектов. 1 ил.

Изобретение предназначено для обеспечения первичной цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени во всех режимах работы бортовой радиолокационной станции (БРЛС). Достигаемый технический результат - формирование управляющих сигналов, синхронизирующих работу блоков, входящих в состав БРЛС. Указанный результат достигается тем, что в радиолокационный приемник, содержащий n (n - целое число) приемных каналов и формирователь опорных частот, введено устройство управления. Каждый приемный канал включает усилитель промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, цифровой формирователь квадратур, постоянное запоминающее устройство, устройство цифрового гетеродинирования, адаптер, цифровой сумматор и передатчик данных. Устройство управления содержит два приемопередатчика SMI, два формирователя сигналов, семь буферов, два драйвера сигналов и преобразователь уровней. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение вероятности поиска малоразмерных подвижных объектов. Указанный результат достигается за счет выбора передатчиков, совмещенных в пространстве и излучающих на множестве частот узкополосные и широкополосные радиосигналы, а также применения новой совокупности операций адаптивной и комбинированной обработки прямых и рассеянных объектами радиосигналов выбранных передатчиков. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности бортовым измерителям высоты полета, и может быть использовано в импульсно-доплеровских радиовысотомерах для систем управления полетом летательных аппаратов. Достигаемый технический результат изобретения - повышение скрытности излучения. Сущность изобретения состоит в том, что в радиомолчании (до излучения коротких пакетов радиоимпульсов) вычислительное устройство импульсно-доплеровского радиовысотомера проводит анализ уровня помех с выхода датчика помех и при превышении некоторого порогового уровня помех изменяет несущую частоту сверхвысокочастотного генератора таким образом, чтобы уровень помех стал ниже порогового, что позволяет адаптировать работу радиовысотомера к изменяющейся помеховой обстановке, снизить вероятность обнаружения летательного аппарата по излучению радиосредств, затруднить целеуказание. 5 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов. Повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов достигается за счет применения новых операций нелинейной итерационной обработки радиосигналов. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, преимущественно к радиолокации, в частности может быть использовано для зондирования квазимонохроматическими и дискретно-частотными сигналами стационарных, линейно рассеивающих электромагнитные волны объектов. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности радиолокационной станции (РЛС) по дальности за счет когерентной обработки сигналов разной частоты при сохранении потребляемой энергии, энергопотенциала и простоты конструкции РЛС. Указанный результат достигается за счет того, что способ радиолокационного зондирования пространства заключается в излучении N элементами передающей решетки сигналов с произвольными амплитудой A0n и фазой φ0n, их приеме М элементами приемной решетки, при этом М=N, и когерентном их сложении, причем излучают сигнал n-м элементам передающей решетки на частоте fn=f0+nΔf, где n=1, …, N; f0 - минимальная частота; Δf - шаг по частоте, а когерентное сложение осуществляют в соответствии с формулой где Sm - результат когерентного сложения выходных сигналов элементов приемной решетки; A0nm, φ0nm - зарегистрированные амплитуда и фаза сигнала на выходе m-го элемента приемной решетки; kn - волновое число; c - скорость света. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную антенны и волноводный тракт. Волноводный тракт выполнен в виде трех диэлектрических волноводов: волновода, соединяющего генератор и передающую антенну, волновода, соединяющего приемную антенну и вход одного смесителя, волновода, расположенного между упомянутыми волноводами, имеющего криволинейную форму и соединяющего гетеродин с другим смесителем. При этом смесители выполнены по схеме с одним входом и соединены через квадратурный фазовый детектор с блоком цифровой обработки. Технический результат заключается в упрощении конструкции приемо-передающего устройства. 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для распознавания классов воздушно-космических объектов (ВКО) в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение количества распознаваемых классов ВКО при достаточно высоком уровне вероятности правильного распознавания. Указанный результат достигается за счет того, что устройство радиолокационного распознавания ВКО содержит блок обработки радиолокационной информации, вычислитель вертикальной составляющей скорости, вычислитель трассовой скорости, классификаторы первого и второго уровней, параметрический классификатор, вычислитель частотного признака распознавания, вычислитель эффективной площади рассеяния, блок усреднения частотного признака распознавания и блок усреднения эффективной поверхности рассеяния - с соответствующими связями. 1 ил.

Изобретение относится к средствам обнаружения скрытно вмонтированных в стены помещений электронных "подслушивающих" и "подсматривающих" устройств. Технический результат заключается в повышении достоверности обнаружения устройств несанкционированного съема речевой и визуальной информации, обеспечиваемое за счет повышенной информативности принимаемых сигналов. Нелинейный локатор содержит пульт управления, ПЭВМ, блок излучения электромагнитных волн, выполненный с возможностью направления на обследуемую поверхность зондирующих частотных сигналов, блоки приема электромагнитных волн, выполненные с возможностью приема отраженных от обследуемой поверхности частотных сигналов, телеметрический блок, анализатор частотного спектра откликов от заложенных в обследуемой поверхности нелинейных устройств, дисплей. Анализатором частотного спектра производится оценка принятых сигналов по превышению их над фоновым шумом. При этом имеет место интегральная обработка результатов обследования поверхности и анализируется спектральная картина откликов, предопределяющая повышенную информативность принимаемых сигналов. Дисплей выполнен с возможностью индикации отклика от второй гармоники, соответствующего полупроводнику, красным цветом, а отклика от третьей гармоники, соответствующего окислу, - зеленым цветом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх