ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №9

УДК: 621.391.26:621.396.962

особенности Структурного синтеза алгоритмов обработки

радиолокационной информации при МНОГОЧАСТОТНОМ наблюдении

А.Б. Ястребков, С.Г. Козев

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского

197198, Санкт-Петербург, ул. Ждановская, д.13

Статья поступила в редакцию 20 мая 2024 г.

Аннотация. Рассматриваются постановка и решение задачи структурного синтеза алгоритма обнаружения-измерения параметров подвижных объектов на фоне коррелированных помех и шумов в многочастотных радиолокационных системах наблюдения на базе многолучевых цифровых антенных решеток. Алгоритм обработки синтезирован в предположении гауссовых статистик наблюдения при разделяющихся пространственных и временных характеристиках сигналов и помех. В рамках исследования разработана феноменологическая модель радиолокационной обстановки, адекватная формированию наблюдений в многочастотных пространственно-временных системах обработки сигналов. На основе этой модели получена структура оптимального в смысле байесовских критериев качества алгоритма обнаружения многочастного сигнала, принимаемого на фоне коррелированных помех и шумов применительно к обработке радиолокационных наблюдений на выходах многолучевых цифровых антенных решеток. На базе адаптивного байесовского подхода определены пути решения задачи обнаружения-измерения параметров подвижных объектов в условиях многочастотных наблюдений при параметрической априорной неопределенности о характеристиках помех. Приводятся рекомендации по выбору адаптивных алгоритмов обработки радиолокационной информации в условиях нестационарности наблюдений. Результаты структурного синтеза алгоритма обработки сигналов при многочастотном наблюдении позволяют представить систему обработки радиолокационной информации многоканальной по пространству, времени и радиальной скорости с накоплением результатов обработки по набору частот излучения. Такое представление открывает широкие возможности для использования параллельных вычислительных систем при реализации алгоритмов. Показано, что полученные алгоритмы могут служить основой для обнаружения начала маневрирования объекта наблюдения на этапе первичной обработки радиолокационной информации.

Ключевые слова: радиолокационное наблюдение, многочастотные сигналы, многолучевые цифровые антенные решетки, многоканальные системы, обнаружение-измерение, помехи, адаптация.

Автор для переписки: Ястребков Александр Борисович, yas_alex@mail.ru

Литература

1. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции: в 3 т. Том 3. Обработка сигналов в радио- и гидролокации и прием случайных гауссовых сигналов на фоне помех / Г. Ван Трис; пер. с англ. под ред. В.Т. Горяинова. – М.: Советское радио, 1977. – 664 с.

2. Ширман Я.Д. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех / Я.Д. Ширман, В.Н. Манжос. – М.: Радио и связь, 1981. – 416 с.

3. Обработка сигналов в многоканальных РЛС / А.П. Лукошкин, С.С. Каринский, А.А. Шаталов [и др.]; под ред. А.П. Лукошкина. – М.: Радио и связь, 1983. – 328 с.

4. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию / С.З. Кузьмин. – Киев: КВiЦ, 2000. – 428 с.

5. Шишов Ю.А. Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов / Ю.А. Шишов, В.А. Ворошилов. – М.: Радио и связь, 1987. – 144 с.

6. Уидроу Б. Адаптивная обработка сигналов / Б. Уидроу, С. Стирнз; пер. с англ. под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 1989. – 440 с.

7. Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы / В.И. Джиган. – М.: Техносфера, 2013. – 528 с.

8. Монзинго Р.А. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию / Р.А. Монзинго, Т.У. Миллер; пер. с англ. В.А. Лексаченко. – М.: Радио и связь, 1986. – 448 с.

9. Васильев А.В. Сверхширокополосные РЛС на основе многочастотных антенных решеток // Материалы VI общероссийской научно-технической конференции «Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем», Омск, 19-20 апр., 2016 г. / Омский государственный технический университет –2016. – С. 75-85.

10. Вишин Г.М. Многочастотная радиолокация / Г.М. Вишин. – М.: Военное изд-во Министерства обороны СССР, 1973. – 89 с.

11. Лабец В.В. Модели сигналов, одновременно излучаемых и принимаемых многочастотными РЛС с ФАР / В.В. Лабец, А.А. Шаталов, В.А. Шаталова // Вестник воздушно-космической обороны. – 2019. – Выпуск № 2 (22). – С.44-51.

12. Попов Д.И. Анализ оптимальных обнаружителей многочастотных сигналов // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 2004. – Том 47, № 10. – С. 75-80. – https://doi.org/10.20535/s0021347004100115

13. Проблемы антенной техники / Под ред. Л.Д. Бахраха, Д.И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1989. – 368 с. – ISBN 5-256-00335-6

14. Richards M.A. Fundamentals of Radar Signal Processing / М.А. Richards. – New York: McGraw-Hill, 2014. – 618 p. – ISBN 0-07-144474-2

15. Обработка сигналов в радиотехнических системах. / Далматов А.Д., Елисеев А.А. [и др.]; под ред А.П. Лукошкина. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та,1987. – 400 с.

16. Riley K.F. Mathematical methods for physics and engineering / K.F. Riley, M.P. Hobson, S.J. Bence. – New York: Cambridge University Press Collection, 2006. – 1036 p. – https://doi.org/10.1017/CBO9780511810763

17. Патент № 2619056 Российская Федерация, МПК G01S 13/04 (2006.01), G01S 13/58 (2006.01). Способ обнаружения движущейся цели с различением скоростных и маневренных характеристик №2015143941: заявлено 13.10.2015: опубл. 11.05.2017, бюл.№14 / А.А. Шаталов, А.Б. Ястребков, Д.Н. Самотонин [и др.]; патентообладатель: ФГБУ «ЦНИИ ВВС Минобороны России». – 19 с.

18. Литвин А.И. Обобщенные кронекеровские произведения матриц / А.И. Литвин, Л.А. Писаренко // Вестник Томского государственного университета. –2003. – № 280 (декабрь): Серия «Математика. Кибернетика. Информатика». – С. 60-64.

19. Радиолокация сложных целей (разрешение и распознавание) / В.С. Давыдов, А.П. Лукошкин, А.А. Шаталов, А.Б. Ястребков. – СПб.: Янис, 1993. –280 с.

20. Кузьменков В.Ю. Способы и устройства совместного измерения радиальной дальности и радиального ускорения / В.Ю. Кузьменков, В.М. Логинов // Радиотехника и электроника. – 1997. – Т.42, №12. – С. 1465-1475.

Для цитирования:

Ястребков А.Б., Козев С.Г. Особенности структурного синтеза алгоритмов обработки радиолокационной информации при многочастотном наблюдении // Журнал радиоэлектроники. – 2029. – № 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.9.1