ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №4

УДК: 621.396.96

Влияние малоразрядного квантования

и ограничений зондирующего радиосигнала, ретранслируемого через DRFM,

на качество искусственного радиолокационного

изображения, формируемого в РСА

Ю.Н. Горбунов ^1,2, А.П. Сонин ³

¹ ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал,

141190, г. Фрязино Московской области, пл. Введенского, д. 1

² АО «Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. акад. А.И. Берга»,

107078, г. Москва, ул. Новая Басманная, д. 20, стр. 9

³ АО «НПО дальней радиолокации имени академика А.Л. Минца»,

127083, Москва, ул. 8 Марта, д.10, стр. 1

Статья поступила в редакцию 18 января 2025 г.

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы влияния квантования и ограничений ретранслируемого зондирующего радиосигнала в аналого-цифровых (АЦП) и цифро-аналоговых (ЦАП) преобразователях цифровой радиочастотной памяти (DRFM) на качество искусственного радиолокационного изображения (РЛИ), формируемого в радиолокаторе с синтезированной апертурой антенны (РСА). Исследована DRFM, построенная на основе обращенного Omega-k алгоритма, формирующая искусственную карту поверхности Земли (Man-Made Map) для тестирования РСА. Исследования проводились численными методами параллельного моделирования процессов цифровой обработки сигналов (ЦОС) в MATLAB. Проведено численное моделирование данной DRFM в одноточечном и многоточечных режимах синтеза цифровых радиоголограмм (ЦРГ) при различной разрядности АЦП и ЦАП, а также при ограничениях амплитуды воспроизводимого радиосигнала. Получены выходные РЛИ (на выходе РСА), соответствующие исходным (загруженным в DRFM) картинам, и определены уровни порождаемых паразитных составляющих в полученных изображениях в зависимости от разрядности АЦП и ЦАП и от уровня амплитудного ограничения воспроизводимого радиосигнала. Проведен анализ распределений мгновенных значений воспроизводимого радиосигнала на выходе DRFM при имитации нескольких точечных отражателей (ТО). Выведены энергетические соотношения для случаев имитации для РСА при помощи DRFM отражений от подстилающей поверхности и от сцены, содержащей множество ТО.

Ключевые слова: цифровая радиочастотная память (DRFM), радиолокатор с синтезированной апертурой антенны (РСА), цифровая радиоголограмма (ЦРГ), радиолокационное изображение (РЛИ), Man-Made Map, цифровая обработка сигналов (ЦОС), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), MATLAB, Omega-k алгоритм, Peak to Average Ratio (PAR).

Автор для переписки: Сонин Александр Петрович, dsplab@mail.ru

Литература

1. Горбунов Ю.Н., Сонин А.П., Хромцев А.В., Свирин Д.М. Тестирование радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны при помощи DRFM // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – № 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.1.7

2. Сонин А.П. Тестирование радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны при помощи цифровой радиочастотной памяти (DRFM), формирующей искусственные карты // Дальняя радиолокация на службе Отечеству. – 2022. – С. 215-228.

3. Yan Z., Guoqing Z., Yu Z. Research on SAR jamming technique based on man-made map // 2006 CIE International Conference on Radar. – IEEE, 2006. – С. 1-4.

4. Saeedi J. A new hybrid method for synthetic aperture radar deceptive jamming // International Journal of Microwave Engineering (JMICRO). – 2019. – Т. 4. – №. 1. – С. 1-14.

5. Sun Q. et al. Efficient deceptive jamming method of static and moving targets against SAR // IEEE Sensors Journal. – 2018. – Т. 18. – №. 9. – С. 3610-3618. https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2813521

6. Cumming I. G., Wong F. H. Digital processing of synthetic aperture radar data // Artech house. – 2005.

7. Сонин А.П. Параллельное моделирование в MATLAB цифровой радиочастотной памяти (DRFM), формирующей искусственные карты для тестирования радиолокатора с синтезированной апертурой антенны // Технологии разработки и отладки сложных технических систем. – 2023. – T. 2. – С. 267-274.

8. Сонин А.П. Влияние перестройки периода повторения зондирующих радиоимпульсов на качество радиолокационного изображения, формируемого цифровой радиочастотной памятью на выходе тестируемого радиолокатора с синтезированной апертурой антенны // Дальняя радиолокация на службе Отечеству. – 2024. – C. 362-376.

9. Сонин А.П. Способ радиолокационной съемки Земли и околоземного пространства радиолокатором с синтезированной апертурой антенны в неоднозначной по дальности полосе с селекцией движущихся целей на фоне отражений от подстилающей поверхности и радиолокатор с синтезированной апертурой антенны для его реализации. Описание изобретения к патенту RU2740782С1

10. Горбунов Ю.Н., Куликов Г.В., Шпак А.В. Радиолокация: стохастический подход. – 2016.

11. Горбунов Ю.Н. Цифровая обработка радиолокационных сигналов в условиях использования грубого (малоразрядного) квантования. – 2007.

12. Schleher G.D.C. A Electronic Warfare in the Information Age // Artech House. – 1999.

13. Непомнящий Г.А. О влиянии параметров цифрового устройства записи и воспроизведения на качество имитационного сигнала сложной структуры // Цифровые радиоэлектронные системы. – 2007-2008. – №. 7. – C. 89-95.

14. Pace P.E. Developing digital RF memories and transceiver technologies for electromagnetic warfare. – Artech House, 2022.

15. Горбунов Ю.Н., Акопян Г.Л. Обработка и генерация хаотических сигналов в технологии DRFM: учет ресурсных ограничений // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. – 2020. – Т. 12. – №. 2. – С. 219-226. https://doi.org/10.17725/rensit.2020.12.219

16. Перунов Ю., Куприянов А. Методы и средства радиоэлектронной борьбы. – Litres, 2022.

17. Сонин А.П. Моделирование цифровой обработки сигналов в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны на множестве CUDA GPU в MATLAB // Технологии разработки и отладки сложных технических систем. – 2020. – С. 429-436.

18. Parallel Computing Toolbox User's Guide. R2024a. – The MathWorks, Inc., 2024. – 1264 p.

19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – «Высшая школа», 2006

20. Kim B. Doherty power amplifiers: from fundamentals to advanced design methods. – Academic Press, 2018.

21. Кочемасов В., Косичкина Т. Усилители мощности по схеме Догерти часть 1 // Электроника: наука, технология, бизнес. – 2019. – №. 3. – С. 144-153. https://doi.org/10.22184/1992-4178.2019.184.3.144.152

22. Стародубцев Г. Усилители Догерти для современных систем связи // Электронные компоненты. – 2020. – №. 4. – C. 42-45.

23. Юдин Л.М., Фомичев К.И. Энергетические соотношения при создании помех. – Москва, Базовая кафедра МИРЭА №333, 1983.

24. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления. – Радиотехника, 2003.

25. Бородин А.М., Лобанов Б.С., Сонин А.П. Пути построения интегрированных бортовых радиотехнических комплексов с цифровой обработкой радиосигналов. – 2011.

Для цитирования:

Горбунов Ю.Н., Сонин А.П. Влияние малоразрядного квантования и ограничений зондирующего радиосигнала, ретранслируемого через DRFM, на качество искусственного радиолокационного изображения, формируемого в РСА // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.4.11