ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2012, № 3 · РАДИОТЕХНИКА

Когерентная обработка данных в задачах спектрального анализа радиолокационных сигналов со сверхразрешением

Д.С. Григорян1

1 Лаборатория проблем обработки радиолокационной информации военной академии войсковой ПВО ВС РФ, Смоленск, Россия
Полный текст (PDF) УДК 621.396.677 EDN OXWBSB

Аннотация

Установлено, что при достаточно больших мощностях сигналов, конечные значения отношений сигнал/шум в элементах корреляционных матриц не зависят от способа накопления сигнала. Исследовано влияние величины относительного интервала анализа на относительную норму вектора возмущений весовых коэффициентов и определено ее граничное значение. Определено, что при одном и том же порядке модели относительная норма вектора возмущений весовых коэффициентов при использовании предварительной когерентной обработки данных внутри выборки существенно ниже, чем норма вектора возмущений весовых коэффициентов при использовании исходных авторегрессионных методов цифрового спектрального анализа. Теоретически определено и доказано экспериментально, что эффективность сверхразрешения при одинаковых отношениях сигнал/шум зависит от относительного интервала анализа вне зависимости от выбранного метода обработки данных. Показано очевидное с точки зрения вычислительных затрат преимущество когерентных методов линейного предсказания с прореживанием по сверхразрешению гармонических сигналов по сравнению с исходными методами спектрального анализа.

  • сверхразрешение
  • линейное предсказание
  • вектор весовых коэффициентов
  • обусловленность
  • спектральная функция
Abstract (in English)

It is established that at enough big power of signals, final values of relations a signal/noise in elements of correlation matrixes don't depend on a way of accumulation of a signal. Influence of size of a relative interval of the analysis on relative norm of a indignations vector of weight factors is investigated and its boundary value is defined. It is defined that at the same order of model relative norm of a indignations vector of weight factors at use of preliminary coherent data processing in sample essentially more low, than norm of a vector of indignations of weight factors at use initial autoregressive methods of the digital spectral analysis. It is theoretically defined and proved experimentally that efficiency of the superresolution at identical relations a signal/noise depends on a relative interval of the analysis without dependence from the chosen method of data processing. Obvious advantage from the point of view of computing expenses of coherent methods of a linear prediction with прореживанием under the superpermission of harmonious signals in comparison with initial methods of the spectral analysis is shown.

Для цитирования

Григорян Д.С. Когерентная обработка данных в задачах спектрального анализа радиолокационных сигналов со сверхразрешением // Журнал радиоэлектроники. – 2012. – № 3.

Литература

  1. Марпл-мл. С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения / Пер. с англ. М.: Мир, 1990.
  2. Stoica P, Moses R. L. Introduction to Spectral Analysis. New Jersey, Prentice-Hall, Inc. 1997, 319 p.
  3. Ширман Я. Д. Разрешение и сжатие сигналов. М.: «Сов. Радио», 1974, 360 с.
  4. Варюхин В. А., Покровский В. И., Сажно В. Ф. О точности измерения угловых координат нескольких источников с помощью антенной решетки// Радиотехника и электроника. 1984. № 4.
  5. Варюхин В. А. Основы теории многоканального анализа. - Киев, ВА ПВО СВ им. А. М. Василевского. 1993.
  6. Курикша А. А. Оценка числа и параметров компонент сигнала при наличии шума// Радиотехника и электроника, 1984. №9. С. 1740-1744.
  7. Шинаков Ю. С., Сперанский В. С. "Совместное обнаружение, разрешение и измерение параметров сигналов на фоне помех на выходе антенной решетки. Синтез алгоритмов", "Радиотехника и электроника", 1982, т. 27, № 11, с. 2179-2184.
  8. Шинаков Ю. С. "Совместное обнаружение и разрешение неизвестного числа сигналов", "Радиотехника и электроника", 1985, т. 30, №6, с. 1131-1138.
  9. Фалькович С. Е., Коновалов Л. Н. "Разрешение неизвестного числа сигналов", "Радиотехника и электроника", 1982, т. 27, № 1, с. 92-97.
  10. Черемисин О. П. "Адаптивные методы определения числа и пространственных параметров сигналов в многоканальных приемных системах", "Радиотехника и электроника", 1986, т. 31, № 3, с. 499-508.
  11. Черемисин О. П. Эффективность адаптивных методов пеленгации помех// Радиотехника и электроника. 1989. Т. 34, № 9. С. 1850-1857.
  12. Ермолаев В.Т., Родыгин Ю.Л., Флаксман А.Г. Методы определения вектора пространственной адаптивной обработки при короткой выборке помехи // Изв. Вузов. Радиофизика. 1994. Т.37, № 4. С. 493-509.
  13. Дрогалин В.В. Алгоритмы оценивания угловых координат источников излучений, основанные на методах спектрального анализа. /В.В. Дрогалин и др.. // Успехи современной радиоэлектроники. 1998. №2. - 3-17
  14. Леховицкий Д. И., Флексер П. М., Атаманский Д. В., Кириллов И. Г. Статистический анализ некоторых «сверхразрешающих» методов пеленгации источников шумовых излучений в антенных решетках при конечном объеме обучающей выборки//Антенны, 2000, №2, с. 23-39.
  15. Слюсар В. И. Интерпретация метода Прони для решения дальномерных задач// Радиоэлектроника: Изв. Вузов. 1998. № 1. С. 61-67.
  16. Царьков Н. М. Многоканальные радиолокационные измерители. М., Сов. радио, 1980.
  17. Ратынский М. В. Адаптация и сверхразрешение а антенных решетках - М.: Радио и связь, 2003. - 200 с.
  18. Абраменков В. В. Накопление сигнала при использовании современных методов спектрального анализа// Радиотехника. 2002. № 12. С. 88-91.
  19. Абраменков В. В., Жибуртович Н. Ю., Климов С. А., Савинов Ю. И., Чижов А. А. Оценка влияния искажений характеристик направленности элементов антенных решеток на эффективность измерения угловых координат методом Прони// Информационно-измерительные и управляющие системы, 2005. Т.3. №6. С. 36-41.
  20. Савинов Ю. И. Когерентный метод Прони с квазипрореживанием// Вопросы радиоэлектроники. Серия РЛТ. Вып. 3, 2008 - С. 122-128.
  21. Абраменков В. В. Измерение угловых координат М источников излучения методом нормирования сигнала к амплитудам образовавших его источников//Сб. статей. Авионика 2002 - 2004. М.: Радиотехника, 2005. С. 218 - 221.
  22. Савинов Ю. И. Метод Прони. Смоленск: ВА ВПВО ВС РФ им. А. М. Василевского, 2008, 87 с.
  23. Нечаев Ю.Б. Метод оценки количества сигналов в задачах радиопеленгации при небольшом времени наблюдения / А. Зотов, Ю.Б. Нечаев // Изв. вузов. Радиоэлектроника. - 2008. - № 6 - 3-9.
  24. Аджемов С. Исследование алгоритмов сверхразрешения в адаптивных антенных решетках. / С. Аджемов, Г.О. Бокк, А.Г. Зайцев и др.. // Радиотехника. - 2000. -№11. - 66-71.
  25. Сычев М.И. Пространственно-временная обработка радиосигналов на основе параметрического спектрального анализа // Антенны. - 2001. - вып. 1(47). - С. 70-77.
  26. Добырн В.В. Эффективность применения сверхразрешающих спектральных оценок в бортовых угломерных фазированных антенных решетках /В.В. Добырн, А.В. Немов // Радиотехника. - 1999. - №9. 65-67.
  27. Ганков И.В. Предельные характеристики сверхразрешения когерентных источников при предварительной декорреляции выборки. Радиотехника, 1994. - №10. - 23-27
  28. Григорян Д. С. Определение области сверхразрешения источников излучения по пространству при собственных шумах и неидентичностях приемных трактов// Радиотехника. 2007. № 8. С. 43-48.
  29. Григорян Д. С. Влияние неидентичностей амплитудно-частотных характеристик приемных каналов цифровой антенной решетки на возможность сверхразрешения источников излучения по пространству// Радиотехника. 2009. № 10. С. 27-36.
  30. Беклемишев Д. В. Дополнительные главы линейной алгебры. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 336 с.
  31. Финкельштейн М. И. Основы радиолокации: Учебник для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - M.: Радио и связь, 1983. - 536 с.
  32. Григорян Д. С. Сверхразрешение по частоте при обработке радиолокационных сигналов когерентными методами линейного предсказания вперед-назад с прореживанием данных- "Журнал радиоэлектроники": электронный журнал. - 2011. - №7. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul11/7/text.html
  33. Григорян Д. С. Сверхразрешение по дальности при обработке радиолокационных сигналов с линейной частотной модуляцией когерентным методом линейного предсказания вперед-назад с прореживанием данных - "Журнал радиоэлектроники": электронный журнал. - 2011. - №8. URL: http://jre.cplire.ru/jre/aug11/2/text.html