Аннотация. Для РСА синтезирован полифазный (p-фазный, где p-простое число) зондирующий сигнал с нулевой зоной автокорреляции, представляющий собой последовательность из p ФКМ-импульсов, кодированных комплементарными последовательностями p-ичного D-кода с дополнительной фазокодовой манипуляцией дискрет импульсов М-последовательностями. Для оценки качества радиолокационных изображений точечных целей и протяженных поверхностей используются соответственно уровни максимального бокового лепестка и одностороннего интегрального корреляционного шума АКФ. С этой целью в работе проведен сравнительный анализ суммарных АКФ синтезированного ансамбля сигналов с ансамблями ортогональных ЛЧМ и ФКМ-сигналов, используемых в соседних тактах зондирования РСА. В работе также рассмотрена проблема наложения эхо-сигналов РСА с разных дальностей при сравнительно высокой частоте повторения зондирующих импульсов. Для оценки уровня подавления рекуррентных помех от точечных целей и от протяженных поверхностей используются соответственно уровни максимального бокового лепестка и одностороннего интегрального корреляционного шума ВКФ. С этой целью в работе проведен сравнительный анализ суммарных ВКФ синтезированного ансамбля сигналов с ансамблями ортогональных ЛЧМ и ФКМ-сигналов, используемых в режимах синтеза апертуры РСА. Применение ортогональных ЛЧМ и ФКМ-сигналов позволяет успешно подавлять ложные сигналы ярких точечных целей из соседних периодов повторения. Однако высокий уровень интегрального корреляционного шума ВКФ ортогональных сигналов искажает радиолокационные изображения слабо отражающих поверхностей, расположенных рядом с яркими протяженными объектами. Показатели суммарных корреляционных характеристик синтезированного ансамбля сигналов превосходят соответствующие показатели суммарных корреляционных характеристик ансамбля ортогональных ФКМ и ЛЧМ-сигналов как без рассогласования, так и с рассогласованием по частоте Доплера. Это позволяет успешно использовать ФКМ-сигнал с нулевой зоной автокорреляции для улучшения качества радиолокационных изображений и подавления рекуррентных помех по дальности в РСА.

Ключевые слова: автокорреляционная функция, взаимнокорреляционная функция, М-последовательность, нулевая зона автокорреляции, ортогональный сигнал, пачка импульсов, рекуррентная помеха, функция неопределенности.

Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 23-19-00485, https://rscf.ru/project/23-19-00485/.

Автор для переписки: Ипанов Роман Николаевич, iproman@ya.ru

Литература

1. Новые технологии дистанционного зондирования Земли из космоса / В.В. Груздов, Ю.В. Колковский, А.В. Криштопов, А.И. Кудря. – Москва: Техносфера, 2018. – 482 с.

2. Кудря А.И. Расширение возможностей использования M-последовательности в PCА / А.И. Кудря, Е.Ф. Толстов, В.Н. Четверик // Труды 5-ой Всероссийской научной конференции «Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред» (г. Муром, 26–28 июня 2012 г.). – Муром: МиВЛГУ, 2012. – С. 518–531.

3. Вновь открытая планета (Радиолокационные исследования Венеры с космических аппаратов «Венера-15» и «Венера-16») / Ю.Н. Александров, А.Т. Базилевский, В.А. Котельников [и др.] // Астрономия. – 1987. – Т. 32. – С. 201.

4. Johnson W.T.K. Magellan imaging radar mission to Venus / W.T.K. Johnson // Proceedings of the IEEE. – 1991. – Vol. 79, № 6. – P. 777–790.

5. Earth-based 12.6-cm wavelength radar mapping of the Moon: New views of impact melt distribution and mare physical properties / B.A. Campbell, L.M. Carter, D.B. Campbell [et al.] // Icarus. – 2010. – Vol. 208, № 2. – P. 565–573.

6. Alfonzo G.C. Orthogonal Waveform Experiments with a Highly Digitized Radar / G.C. Alfonzo, M. Jirousek, M. Peichl // Proceedings of the 9th European Conference on Synthetic Aperture Radar (Nuremberg, 23–26 April 2012). – Frankfurt: VDE, 2012.

7. Galati G. Orthogonal Waveforms for Multistatic and Multifunction Radar / G. Galati, G. Pavan, A. Franco // Proceedings of the 9th European Radar Conference (Amsterdam, 31 October – 2 November 2012). – N.Y.: IEEE, 2013. – P. 310–313.

8. Garren D.A. Use of P3-coded transmission waveforms to generate synthetic aperture radar images / D.A. Garren, P.E. Pace, R.A. Romero // Proceedings of the 2014 IEEE Radar Conference (Cincinnati, 19–23 May 2014). – N.Y.: IEEE, 2014. – P. 0765–0768.

9. Захаров А.И. Влияние интегрального уровня боковых лепестков ортогональных полиномов сигнала РСА на качество измерений / А.И. Захаров // Труды 7-ой Всероссийской научной конференции «Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред» (г. Муром, 31 мая –2 июня 2016 г.). – Муром: МиВЛГУ, 2016. – С. 377–381.

10. Mittermayer J. Range ambiguity suppression in SAR by up and down chirp modulation for point and distributed targets / J. Mittermayer, J.M. Martinez // Proceedings of the 2003 International Geoscience and Remote Sensing Symposium (Toulouse, 21–25 July 2003). – N.Y.: IEEE, 2003. – P. 4077–4079.

11. Ипанов Р.Н. Полифазные когерентные дополнительные сигналы / Р.Н. Ипанов // Журнал радиоэлектроники. – 2017. – № 1. – URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan17/14/text.pdf.

12. Ипанов Р.Н. Импульсные фазоманипулированные сигналы с нулевой зоной автокорреляции / Р.Н. Ипанов // Радиотехника и электроника. – 2018. – Т. 63, № 8. – С. 823–830. – https://doi.org/10.1134/S0033849418080077.

13. Ipanov R.N. Radar Signals with ZACZ Based on Pairs of D-Code Sequences and Their Compression Algorithm / R.N. Ipanov, A.I. Baskakov, N. Olyunin, Min-Ho Ka // IEEE Signal Processing Letters. – 2018. – Vol. 25, № 10. – P. 1560–1564. – https://doi.org/10.1109/LSP.2018.2867734.

14. Баскаков А.И. Фазокодоманипулированные радиолокационные сигналы для точного определения дальности и скорости малоразмерных космических объектов / А.И. Баскаков, Р.Н. Ипанов, А.А. Комаров // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – № 12. – URL: http://jre.cplire.ru/jre/dec18/7/text.pdf.

15. Baskakov A.I. The Use of Phase-shift Keyed Signals with a Zero Autocorrelation Zone in a Multi-position Radar System for Searching and Detecting of Space Debris Objects / A.I. Baskakov, R.N. Ipanov, A.A. Komarov // Proceedings of the 2019 PhotonIcs & Electromagnetics Research Symposium (Rome, 17–20 June 2019). – N.Y.: IEEE, 2020. – P. 1043–1049. – https://doi.org/10.1109/PIERS-Spring46901.2019.9017759.

16. Ипанов Р.Н. Зондирующие сигналы с нулевой зоной автокорреляции для радиолокаторов с синтезированной апертурой / Р.Н. Ипанов // Журнал радиоэлектроники. – 2019. – № 8. – URL: http://jre.cplire.ru/jre/aug19/7/text.pdf.

17. Ipanov R.N. Signals with zero autocorrelation zone for the synthesised aperture radar / R.N. Ipanov // Electronics Letters. – 2019. – Vol. 55, № 19. – P. 1063-1065. – https://doi.org/10.1049/el.2019.1918.

18. Ipanov R.N. Polyphase Radar Signals with ZACZ Based on p-Pairs D-Code Sequences and Their Compression Algorithm. Infocommunications Journal / R.N. Ipanov // – 2019. – Vol. 11, № 3. – P. 21–27. – https://doi.org/10.36244/ICJ.2019.3.4.

19. Ipanov R.N. Phase-Code Shift Keyed Probing Signals with Discrete Linear Frequency Shift Keying and Zero Autocorrelation Zone / R.N. Ipanov, A.A. Komarov, A.P. Klimova // Proceedings of the 2019 International Conference on Engineering and Telecommunication (Dolgoprudny, 20–21 November 2019). – N.Y.: IEEE, 2020. – P. 1–5. – https://doi.org/10.1109/EnT47717.2019.9030566.

20. Ipanov R.N. Phase-Code Shift Keyed Probing Signals with Discrete Linear Frequency Modulation and Zero Autocorrelation Zone / R.N. Ipanov // Infocommunications Journal. – 2020. – Vol. 12, № 1. – P. 45–52. – https://doi.org/10.36244/ICJ.2020.1.7.

21. Ипанов Р.Н. Импульсные полифазные сигналы с нулевой зоной автокорреляции и алгоритм их сжатия / Р.Н. Ипанов // Радиотехника и электроника. – 2020. – Т. 65, №6. – С. 578–586. – https://doi.org/10.31857/S0033849420060121.

22. Ипанов Р.Н. Полифазные частотно-манипулированные зондирующие сигналы с нулевой зоной автокорреляции для радиолокаторов с синтезированной апертурой / Р.Н. Ипанов // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – № 6. – URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun20/11/text.pdf.

23. Ипанов Р.Н. Импульсные сигналы с нулевой зоной автокорреляции для радиолокаторов с синтезированной апертурой / Р.Н. Ипанов // Радиотехника и электроника. – 2020. – Т.65, № 9. – С. 894–901. – https://doi.org/10.31857/S0033849420080069.

24. Ipanov R.N. Polyphase signals with discrete frequency shift keying and zero autocorrelation zone for the remote sensing radar / R.N. Ipanov, A.A. Komarov // Journal of Applied Remote Sensing. – 2020. – Vol. 14, № 4. – P. 040501. – https://doi.org/10.1117/1.JRS.14.040501.

25. Ipanov R.N. Probing signals with ZACZ for GPR onboard of unmanned aerial vehicle / R.N. Ipanov, A.A. Komarov // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. – 2021. – Vol. 21, № 1. – P. 110–117. – https://doi.org/10.11591/ijeecs.v21.i1.pp110-117.

26. Ипанов Р.Н. Требования к кодирующей матрице фазокодоманипулированного зондирующего сигнала с нулевой зоной автокорреляции / Р.Н. Ипанов // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – № 7. – URL: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.7.5.

27. Ipanov R.N. Requirements for the Coding Matrix of a Probing Signal with Zero Auto-correlation Zone for the Remote Sensing Radar / R.N. Ipanov // Sensing and Imaging. – 2023. – Vol. 24, № 1. – 18. – https://doi.org/10.1007/s11220-023-00423-8.

Для цитирования:

Ипанов Р.Н., Комаров А.А. Применение зондирующих ФКМ-сигналов с нулевой зоной автокорреляции для улучшения качества измерений в РСА. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.1.11.