Корреляционно-фильтровой метод обработки сверхширокополосных ЛЧМ сигналов

Abstract

The principles of processing superposition of reflected super-wide-band LFM signals by a correlation-filtering method are considered. As a result, the compressed over the distance chirp signals are transformed in a spatial «window» and their frequencies are shifted proportionally. In this case, the frequency band of the reflected signals narrows in proportion to the transformation coefficient, so that further processing can be performed in digital form. This ensure high stability and identity of the processed signals necessary for more reliable recognition of radar targets with allowance for over-resolution by distance. A method for compensating frequency detunings, compressed and frequency-shifted superpositions of reflected chirp signals, is proposed, which makes it possible to carry out their weight processing by standard methods and to limit the spectral band. Thus, the signal-to-noise ratio is increased, and the correlation-filtering method, taking into account the compensation of frequency detunings of the transformed and compressed chirp signals, approaches the optimal modus. This makes it possible to provide detection at longer distances, about 0.8 times the maximum detection, and, if necessary, take appropriate measures. It is shown that, regardless of the spatial "window" size, energy losses remain minimal, and the frequency of discrete samples of compressed pulses decreases in proportion to the transformation coefficient, while providing high resolution and maintaining phase information about the "brilliant" points in the spatial "portrait". In addition, the correlation-filter path characteristics dependence is determined: the deviation and duration of the main and auxiliary heterodynes, as well as the compressing filter spectral characteristics from the parameters of the spatial "window", the distance resolution and the coefficient of transformation.

• radar
• recognition
• correlation-filteingr method
• frequency-time transformation
• weight processing

Аннотация (на русском)

Корреляционно-фильтровой метод обработки сверхширокополосных ЛЧМ сигналов

Рассмотрены принципы обработки суперпозиции отраженных сверхширокополосных ЛЧМ сигналов корреляционно-фильтровым методом, в результате чего происходит трансформация в пространственном "окне" по дистанции сжатых ЛЧМ сигналов и пропорциональное их смещение по частоте. При этом полоса частот отраженных сигналов сужается пропорционально коэффициенту трансформации, поэтому дальнейшая их обработка может быть выполнена в цифровом виде, благодаря чему обеспечивается высокая стабильность и идентичность обрабатываемых сигналов, необходимые для более достоверного распознавания радиолокационных целей с учетом сверхразрешения по дальности. Предложен способ компенсации частотных расстроек, сжатых и смещенных по частоте суперпозиции отраженных ЛЧМ сигналов, что делает возможным стандартными методами выполнить их весовую обработку и ограничить спектральную полосу. Таким образом, повышается отношение сигнал/шум, а корреляционно-фильтровой метод обработки с учетом компенсации частотных расстроек трансформированных и сжатых ЛЧМ сигналов, приближается к оптимальному способу. Это позволяет обеспечить распознавание целее на больших дальностях, порядка 0,8 от максимального обнаружения, и при необходимости принять соответствующие меры. Показано, что независимо от размеров пространственного "окна" энергетические потери остаются минимальными, а частота дискретных выборок сжатых импульсов снижается пропорционально коэффициенту трансформации, при этом обеспечивается высокое разрешение и сохраняется фазовая информация о "блестящих" точках в пространственном "портрете". Кроме этого определена зависимость характеристик корреляционно-фильтрового тракта: девиации и длительности основного и вспомогательного гетеродинов, а также спектральных характеристик сжимающего фильтра от параметров пространственного "окна" разрешения по дальности и коэффициента трансформации.

For citation

References

1. Я.Д. Ширман, П.В. Потелещенко, И.И. Сачук, В.М. Орленко Использование широкополосных зондирующих сигналов в задаче наведения зенитных управляемых ракет / Сб. науч. трудов Харьковского университета Воздушных Сил им. И. Кожедуба 2008, выпуск 2 (17).
2. Радиолокационные системы [Электронный ресурс]: учебник / В. П. Бердышев, Е. Н. Гарин, А. Н. Фомин [и др.]; под общ. ред. В. П. Бердышева; разраб.: Центр обучающих систем ИнТК СФУ. - Версия 1.0. - Электрон. дан. (4 Мб). - Красноярск: СФУ, 2012. Режим доступа: http://vii.sfu-kras.ru/images/libs/Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy_resurs.pdf
3. Патент РФ №2407033 (2009 г.) Устройство распознавания воздушных целей двухчастотным способом.
4. Патент РФ №2083993 (1995 г.) Радиолокационное устройство распознавания воздушных целей.
5. С.П. Лещенко Развитие теории и техники радиолокационного распознавания воздушных целей / Прикладная радиоэлектроника, 2009, том 8, №4.
6. Кочемасов В.Н., Белов Л.А., Оконечников В.С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией, - М.: Радио и связь, 1983. - 192 с.
7. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. - М.: Сов. Радио, 1974. - 359 с.
8. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981. - 416 с.
9. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы /Пер. с англ. Под ред. В.С. Кельзона. - М.: Сов. Радио, 1971. - 566 с.
10. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. Радио, 1970. - 560 с.
11. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. Под ред. М. Абрамовича и И. Стигал / Пер. с англ. под ред. В.А. Диткина и Л.Н. Карамзиной. - М.: Наука, 1973. - 832 с.