Способ подавления боковых лепестков лчм-сигнала с межпериодным расширением спектра

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным системам, использующим линейно-частотно-модулированные сигналы, и предназначено для подавления боковых лепестков сжатого линейно-частотно-модулированного сигнала (ЛЧМ-сигнала) с межпериодным расширением спектра. Достигаемый технический результат - снижение уровня боковых лепестков сжатого ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра. Способ заключаюется в том, что формируют сигнал в виде последовательности из М ЛЧМ-импульсов, где М целое число, большее либо равное единице, причем несущая частота ЛЧМ-импульсов изменяется от импульса к импульсу с перекрытием спектров отдельных ЛЧМ-импульсов, излучают сигнал, принимают отраженный сигнал, осуществляют сжатие принятого сигнала путем свертки с опорным сигналом. Перед сжатием принятого сигнала формируют опорный сигнал посредством весового взвешивания каждого из М ЛЧМ-импульсов последовательности двумя специально подобранными оконными функциями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным системам, использующим линейно-частотно-модулированные сигналы, и предназначено для подавления боковых лепестков сжатого ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра.

Известен «Способ подавления боковых лепестков автокорреляционной функции широкополосного сигнала» [RU 2335782, опубликовано 10.10.2008, МПК G01S 7/36], включающий излучение импульсных фазокодоманипулированных сигналов с изменением кода фазовой манипуляции от периода к периоду повторения зондирующих импульсов, прием отраженных сигналов и их обработку, причем в каждом периоде зондирования излучают один из двух согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, у которых амплитуды боковых лепестков автокорреляционных функций равны по модулю, но имеют противоположные знаки, а основные пики автокорреляционных функций равны. При приеме отраженных сигналов производят их сжатие отдельно для каждого периода повторения зондирующих импульсов, суммируют результаты сжатия отраженных сигналов с задержкой первого результата относительно второго на период зондирования в соответствии с временным положением согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов.

Недостатком указанного способа является использование жестко заданного набора согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, используемых при излучении, не позволяющее применять ЛЧМ-сигналы.

Известен «Способ подавления боковых лепестков автокорреляционных функций шумоподобных сигналов» [RU 2549163, опубликовано 20.04.2015, МПК Н03Н 17/06], в котором осуществляют согласованную фильтрацию соответствующего сигнала и формируют его автокорреляционную функцию (АКФ), представляющую собой выходной сигнал согласованного фильтра. Далее реализуют итерационную процедуру, заключающуюся в том, что на первом итерационном шаге по исходной АКФ определяют моменты времени и амплитуды наиболее интенсивных ее боковых лепестков, на основе чего формируют соответствующую временную весовую функцию, на которую умножают исходную АКФ и вычисляют частотный спектр полученного сигнала (взвешенной АКФ), который затем делят на квадрат модуля частотного спектра входного сигнала. По полученной частотной характеристике, ограниченной исходной полосой частот, синтезируют соответствующий корректирующий фильтр, который соединяют последовательно с исходным согласованным фильтром. Если при этом амплитуды отдельных боковых лепестков превысят заданный уровень, то осуществляют следующий итерационный шаг в соответствии с описанными операциями, результатом которого является синтез нового физически реализуемого корректирующего фильтра, при этом в качестве АКФ, подлежащей взвешиванию, используют выходной сигнал на предыдущем итерационном шаге.

Недостатком указанного способа является сложность его реализации и неопределенное время осуществления способа, связанное с неопределенным количеством итераций.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки радиолокационного сигнала, описанный в описании полезной модели «Бортовая радиолокационная станция» [RU 152358, опубликовано 27.05.2015, МПК G01S 13/00]. Бортовая радиолокационная станция содержит антенну, приемник, передатчик, задающий генератор, сигнальный процессор, синхронизатор, управляющий процессор, блок управления и синхронизации и блок разделения и обработки. Бортовая радиолокационная станция реализует способ межпериодного расширения спектра сигнала, заключающийся в формировании серии из n узкополосных импульсов с шириной спектра ΔƒC на разных несущих частотах ƒ0, ƒ1…ƒn-1, несущая частота меняется на величину, кратную шагу Δƒ между импульсами, излучении последовательности импульсов, приеме отраженных импульсов, синтезе суммарного широкополосного спектра сигнала шириной Δƒc∑=nΔƒc, обработке суммарного сигнала, включающей сжатие сигнала по дальности, формировании радиолокационного изображения.

Недостатком указанного способа является высокий уровень боковых лепестков принятого многочастотного сигнала, возникающий при сжатии сигнала и приводящий к снижению динамического диапазона радиолокационного изображения.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение динамического диапазона радиолокационного изображения (РЛИ), формируемого радиолокационной станцией.

Техническим результатом является снижение уровня боковых лепестков сжатого ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в формировании сигнала в виде последовательности из М ЛЧМ-импульсов с изменяющейся несущей частотой, где М - целое число, большее либо равное единице, излучении сигнала, приеме отраженного сигнала, осуществлении сжатия принятого сигнала путем свертки с опорным сигналом.

Новым является то, что несущая частота ЛЧМ-импульсов изменяется от импульса к импульсу с перекрытием спектров отдельных ЛЧМ-импульсов, а перед сжатием принятого сигнала формируют опорный сигнал посредством весового взвешивания каждого из М ЛЧМ-импульсов последовательности первой оконной функцией с плоской центральной частью и плавными фронтами на краях, причем относительная ширина фронтов выбирается равной относительному перекрытию спектров соседних ЛЧМ-импульсов последовательности по частоте, и последующей обработке последовательности из М ЛЧМ-импульсов второй оконной функцией высокого разрешения, разделенной на М равных по длительности частей, с относительным перекрытием, равным относительному перекрытию ЛЧМ-импульсов по частоте, причем длительность каждой из М частей второй оконной функции соответствует длительности каждого из М ЛЧМ-импульсов, путем весового взвешивания каждого из М ЛЧМ-импульсов соответствующей из М частью второй оконной функции.

На Фиг. 1 представлен график ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра при М=4 (4 импульса) в координатах «время-частота».

На Фиг. 2 представлена характерная осциллограмма ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра при М=4 (4 импульса) в координатах «время-амплитуда».

На Фиг. 3 представлена схема формирования опорной функции посредством весовых окон W1 и W2.

На Фиг. 4 представлены результаты сжатия последовательности из 4-х ЛЧМ-импульсов с межпериодным расширением спектра по методике прототипа а), б) и по заявляемой методике в), г).

Способ подавления боковых лепестков ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра осуществляется следующим образом.

ЛЧМ-сигнал с межпериодным расширением спектра описывается математическим выражением

,

где Тр - период повторения импульсов, М - их количество, a sm(t) - функция, описывающая одиночный ЛЧМ-импульс на m-й несущей частоте:

,

где ƒ0 - начальная (нижняя) частота в сигнале, Δƒ - сдвиг между несущими частотами ЛЧМ-импульсов, τp и Δƒp - соответственно длительность и девиация ЛЧМ-импульса, П(t) - его прямоугольная огибающая,

Перекрытие импульсов по частоте (Δƒp-Δƒ) выбирается в диапазоне от 0% до 50% девиации Δƒp, исходя из требований к уровню боковых лепестков и базы Δƒp⋅τр ЛЧМ-импульсов: чем ниже требуемый уровень боковых лепестков и чем меньше база, тем больше должно быть перекрытие импульсов по частоте. График такого сигнала при М=4 (4 импульса) в координатах «время-частота» схематически показан на Фиг. 1, а его характерный вид - на Фиг. 2.

Сформированную последовательность ЛЧМ-импульсов излучают радиолокационной станцией, а затем принимают отраженный сигнал.

Для сжатия принятого сигнала формируют опорный сигнал, с которым будет осуществляться свертка. Для этого каждый ЛЧМ-импульс исходной последовательности s(t) последовательно взвешивают оконной функцией W1 и соответствующей частью окна W2.

Весовое окно W1 имеет плоскую центральную часть и плавные фронты на краях, где его значения падают до нуля. Относительная ширина фронта при этом выбирается равной относительному перекрытию импульсов по частоте (Δƒp-Δƒ)/Δƒp. В качестве примера окна W1 можно привести следующую функцию, заданную на единичном интервале x ∈ (0; 1):

,

где Ф(⋅) - функция ошибок.

Оконная функция W2 состоит из М частей, при этом каждая часть окна представляет собой фрагмент амплитудного взвешивающего окна высокого разрешения (напр., Хемминга, Хана, Блэкмана).

Фрагменты весового окна W2 формируются следующим образом: окно W2 «разрезается» на М равных частей, и границы фрагмента при взвешивании m-го импульса выбираются так, чтобы центральная часть импульса относительной ширины Δƒ/Δƒp была взвешена m-й частью окна W2. Схема формирования опорной функции посредством весовых окон W1 и W2 проиллюстрирована на Фиг. 3.

После взвешивания исходного ЛЧМ-сигнала s(t) оконными функциями W1 и W2 осуществляют сжатие принятого сигнала путем свертки полученного опорного сигнала с принятым ЛЧМ-сигналом.

На Фиг. 4 а), б) показан (в разных масштабах по горизонтальной оси) результат сжатия ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра, состоящего из 4-х импульсов с базой 1000 без подавления боковых лепестков, а на Фиг. 4 в) и г) - аналогичный результат при использовании заявленного способа подавления при 10%-ном перекрытии спектров ЛЧМ-импульсов по частоте. На Фиг. 4 показано снижение уровня ближних боковых лепестков на 15-20 дБ за счет применения заявляемого способа. Это позволяет обнаруживать цели со слабым отраженным сигналом, который находился ниже уровня боковых лепестков сигнала, отраженного от цели, расположенной в соседнем элементе разрешения. В результате существенно расширяется динамический диапазон РЛИ.

Таким образом, за счет формирования сигнала перекрытием спектров отдельных ЛЧМ-импульсов и формирования особым образом опорного сигнала достигается заданный технический результат.

1. Способ подавления боковых лепестков ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра, заключающийся в том, что формируют сигнал в виде последовательности из М ЛЧМ-импульсов, где М - целое число, большее либо равное единице, излучают сигнал, принимают отраженный сигнал, осуществляют сжатие принятого сигнала путем свертки с опорным сигналом, отличающийся тем, что несущая частота ЛЧМ-импульсов изменяется от импульса к импульсу с перекрытием спектров отдельных ЛЧМ-импульсов, а перед сжатием принятого сигнала формируют опорный сигнал посредством весового взвешивания каждого из М ЛЧМ-импульсов последовательности первой оконной функцией с плоской центральной частью и плавными фронтами на краях, причем относительная ширина фронтов выбирается равной относительному перекрытию спектров соседних ЛЧМ-импульсов последовательности по частоте, и последующей обработки последовательности из М ЛЧМ-импульсов второй оконной функцией высокого разрешения, разделенной на М равных по длительности частей, с относительным перекрытием, равным относительному перекрытию ЛЧМ-импульсов по частоте, причем длительность каждой из М частей второй оконной функции соответствует длительности каждого из М ЛЧМ-импульсов, путем весового взвешивания каждого из М ЛЧМ-импульсов соответствующей из М частью второй оконной функции.

2. Способ подавления боковых лепестков сжатой последовательности импульсов ЛЧМ-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что перекрытие спектров соседних ЛЧМ-импульсов последовательности составляет от 0% до 50% ширины спектра отдельного ЛЧМ-импульса.

3. Способ подавления боковых лепестков сжатой последовательности импульсов ЛЧМ-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что в качестве второй оконной функции высокого разрешения используется функция Хемминга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для распознавания синхронной ответной помехи (СОП). Достигаемый технический результат - распознавание сигналов синхронной ответной помехи, формирующих ложные цели.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к области защиты радиолокационных станций (РЛС) от пассивных помех ионосферного происхождения, и может быть использовано для обеспечения работы РЛС в условиях воздействия естественных пассивных помех ионосферного происхождения.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности, к радиолокационным станциям, устанавливаемым на подвижных объектах. Достигаемый технический результат – возможность проведения анализа помеховой обстановки, повышение скрытности и надежности работы.

Изобретение предназначено для обеспечения электромагнитной совместимости отечественного средства создания преднамеренных радиопомех с отечественной радиоэлектронной аппаратурой (РЭА) при их одновременной работе на совпадающих частотах без снижения эффективности радиоподавления РЭА противника.

Изобретение относится к устройству, обеспечивающему электромагнитную совместимость отечественного средства создания преднамеренных радиопомех с отечественной радиоэлектронной аппаратурой (РЭА) при их одновременной работе на совпадающих частотах без снижения эффективности радиоподавления РЭА противника.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля. Достигаемый технический результат - повышение эффективности поиска источников излучения, сигналы которых имеют перекрывающиеся энергетические спектры и/или одновременно регистрируются пространственно-разнесенными приемными каналами комплекса радиоконтроля.

Изобретение относится к области радиолокации и может использоваться в обзорных радиолокационных станциях для пеленгации постановщиков активных помех (ПАП). Достигаемый технический результат - уменьшение количества ложных пеленгов ПАП.

Изобретение относится к вращающимся управляемым ракетам, снарядам и боевым элементам с пассивным инфракрасным самонаведением на воздушные, наземные и другие цели.

Изобретение относится к устройствам ближней радиолокации и предназначено главным образом для обнаружения низколетящей сосредоточенной цели или плавательных средств на фоне сигналов, отраженных от распределенной морской поверхности и образованных облучением этой поверхности радиосигналом радиолокатора.

Изобретение относится к радарным системам с защитой от активных импульсных непреднамеренных радиопомех (НРП) радиоэлектронных средств (РЭС), расположенных на одном объекте.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей. Указанный результат достигается тем, что фильтр подавления помех содержит первый и второй блоки задержки, блок весовых коэффициентов, первый и второй комплексные перемножители, весовой блок, комплексный сумматор, блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации, двухканальный коммутатор и синхрогенератор, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие когерентную обработку исходных отсчетов. 11 ил.

Изобретение относится к радиолокационной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей. Указанный результат достигается тем, что режекторный фильтр содержит первый и второй блоки задержки, блок весовых коэффициентов, первый и второй комплексные перемножители, весовой блок, комплексный сумматор, блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации, двухканальный коммутатор и синхрогенератор, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие когерентную обработку исходных отсчетов. 11 ил.

Изобретение относится к технике первичных дальностных измерений импульсно-доплеровских радиолокационных станций (ИД РЛС). Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости первичной дальнометрии обнаруженной одиночной либо не разрешаемой по углу и скорости группы рассредоточенных по дальности целей, которые предварительно обнаружены на фоне интенсивных пассивных помех (ПП) с узкополосным энергетическим спектром, например отражений от подстилающей поверхности земли, местных предметов и малоскоростных метеообразований. Указанный результат достигается использованием в измерительном цикле зондирования адаптированных к фоноцелевой обстановке квазинепрерывных сигналов с оптимизированными параметрами модуляции и характеристиками приемообработки локационных сигналов. Благодаря этому обеспечивается типовая для ИД РЛС эффективная доплеровская селекция целей на фоне ПП с возможностью их первичной дальнометрии за один-два цикла зондирования с точностью, соизмеримой с точностью дальностных измерений нониусным методом с многократным перебором используемых частот повторения импульсов. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех при групповой перестройке несущей частоты зондирующих импульсов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности выделения сигналов движущихся целей. Вычислитель для подавления помех содержит первый, второй и третий блоки задержки, блок весовых коэффициентов, первый и второй комплексные перемножители, весовой блок, комплексный сумматор, синхрогенератор, блок комплексного сопряжения, блок переключения, блок точности, блок коммутации и двухканальный коммутатор, определенным образом соединенные между собой и осуществляющие когерентную обработку исходных отсчетов. Сигнал от движущейся цели и пассивной помехи, значительно превышающий полезный сигнал в квадратурных фазовых детекторах, переносится на видеочастоту и преобразуется таким образом, чтобы компенсировались остатки помехи. 11 ил.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы для сокращения времени обзора направления. Достигаемым техническим результатом изобретений является сокращение временных затрат на обнаружение подвижных целей и на измерение их координат в условиях действия пассивных помех. Технический результат достигается тем, что в двухэтапном способе измерения координат цели на первом этапе разрешают цель по скорости, а на втором - определяют дальность до нее, при этом параметры сигнала и (или) режим обнаружения цели на втором этапе формируют на основе информации об интервалах неоднозначности координат цели, полученных на первом этапе. Устройство для реализации способа содержит антенну, переключатель прием-передача, передатчик, приемник, регистратор обнаружения цели, формирователь сигнала, синхронизатор, устройство селекции движущихся целей (СДЦ), два оптимальных фильтра, многоотводную линию задержки с устройствами логического перемножения «И» в каждом отводе, вычислитель интервалов неоднозначности, при этом выход антенны соединен с первым входом переключателя прием-передача, выход которого соединен с входом приемника, выход приемника соединен с входом устройства СДЦ, первый выход устройства СДЦ соединен с входом первого оптимального фильтра, а второй его выход соединен с входом второго оптимального фильтра, выход первого оптимального фильтра соединен с входом вычислителя интервалов неоднозначности и с входом многоотводной линии задержки, выход вычислителя интервалов неоднозначности соединен с входом синхронизатора, первый выход которого соединен с входом формирователя сигнала, а второй со вторым входом многоотводной линии задержки, выход формирователя сигнала соединен с входом передатчика, выход передатчика соединен со вторым входом переключателя прием-передача, выход второго оптимального фильтра соединен со вторыми входами устройств логического перемножения «И», первые входы которых соединены с соответствующими отводами многоотводной линии задержки, выходы устройств логического перемножения «И» соединены с соответствующими входами регистратора обнаружения цели. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Пороговое устройство для сигналов систем управления воздушным движением содержит аналого-цифровой преобразователь, схему вычисления постоянной составляющей сигнала, блок вычислителя амплитуды, четыре цифровых компаратора, три цифровых сумматора, противопомеховое устройство, две схемы выбора максимального значения, схему плавающего порога, соединенные определенным образом. Обеспечивается увеличение помехозащищенности бортовой аппаратуры управления воздушным движением. 6 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для использования в радиолокационных станциях для детектирования движущихся целей на фоне отражений от земной поверхности. Достигаемый технический результат - уменьшение вероятности обнаружения ложных целей и вероятности пропуска целей. Указанный результат достигается за счет того, что накапливают заданное количество радиолокационных кадров, находят в одних и тех же точках радиолокационных кадров амплитудные спектры функций яркости и вычисляют эффективную ширину, формируют результирующее яркостное изображение, размер которого равен размеру радиолокационных кадров, при этом в точках результирующего изображения устанавливают значение высокой или низкой яркости в зависимости от заданного порогового значения. 3 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным системам, использующим линейно-частотно-модулированные сигналы, и предназначено для подавления боковых лепестков сжатого линейно-частотно-модулированного сигнала с межпериодным расширением спектра. Достигаемый технический результат - снижение уровня боковых лепестков сжатого ЛЧМ-сигнала с межпериодным расширением спектра. Способ заключаюется в том, что формируют сигнал в виде последовательности из М ЛЧМ-импульсов, где М целое число, большее либо равное единице, причем несущая частота ЛЧМ-импульсов изменяется от импульса к импульсу с перекрытием спектров отдельных ЛЧМ-импульсов, излучают сигнал, принимают отраженный сигнал, осуществляют сжатие принятого сигнала путем свертки с опорным сигналом. Перед сжатием принятого сигнала формируют опорный сигнал посредством весового взвешивания каждого из М ЛЧМ-импульсов последовательности двумя специально подобранными оконными функциями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх