Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 2 · RADAR INFORMATION METHODS AND ELEMENTS

Method for supporting the efficiency operation of coherent time processing in short-time radar with phased array under the influence of active noise interference

M.S. Vinogradov1, B.G. Sverdlov2

1 Moscow Aviation Institute, Moscow, Russia
2 Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudnyi
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.2.13 UDC 621.396.962.3 EDN HGQSEP

Abstract

The aim of the study is to develop a method and synthesize an algorithm to minimize losses in the efficiency of adaptive space-time signal processing during circular rotation of the phased array. As a result of the conducted research, the effect of the non-stationary nature of the active noise interference source caused by the rotation of the antenna during the survey on the efficiency of adaptive space-time processing was shown. There is a justified need to use modified algorithms in the spatial processing system to compensate for this effect by eliminating the effect of suppression residues on the operation of coherent-time processing. It is proved that the well-known approach of freezing scales in the case of short-range radar may not be rational to use, since the rotation speed of the antenna is very high and the phased array source «exits» the formed gap before a coherent burst of pulses has time to accumulate for further temporary processing. A method is proposed for creating directional extended dips in the adaptive directional pattern of a phased array by modifying the training sample and adding virtual sources of active noise interference to it. Unlike known approaches, the proposed method does not require preliminary direction finding of real sources of active noise interference. An algorithm for creating additional samples and modifying them to obtain extended dips with the required characteristics is considered. The results of mathematical modeling of the work of the two considered methods are presented, the resulting beam forms are shown and based on the results of collecting and analyzing statistics, the effectiveness of the two methods is compared according to the energy criterion. An increase in the efficiency of short-range phased array radars using the proposed method is shown when exposed to active noise interference.

  • adaptive compensation of active noise interference
  • Adaptive Beamforming space-time processing
  • virtual noise sources
  • active noise interference expansion of the dips of the beam form
Аннотация (на русском)

Метод обеспечения эффективной когерентно-временной обработки в РЛС малой дальности с ФАР при воздействии активных шумовых помех

Целью исследования является разработка метода и синтез алгоритма для минимизации потерь в эффективности адаптивной пространственно-временной обработки сигналов при круговом вращении ФАР. В результате проведенных исследований было показано влияние не стационарности источника АШП вызванная вращением антенны в процессе обзора на эффективность работы адаптивной пространственно-временной обработки. Обоснована необходимость использовать модифицированные алгоритмы в системе пространственной обработки для компенсации данного эффекта, за счет устранения влияния остатков от подавления на работу когерентно - временной обработки. Доказано, что известный подход «заморозки» весов, в случае РЛС малой дальности может быть не рационален в использовании, так как скорость вращения антенны весьма высока и источник АШП «выходит» из сформированного «провала» раньше, чем успевает накопиться когерентная пачка импульсов для дальнейшей временной обработки. Предложен метод создания направленных расширенных «провалов» в адаптивной диаграмме направленности ФАР, посредством модификации обучающей выборки и добавления в нее виртуальных источников АШП. В отличии от известных подходов, предложенный метод не требует предварительной пеленгации реальных источников АШП. Рассмотрен алгоритм создания дополнительных выборок и их модификации для получения расширенных «провалов» с требуемыми характеристиками. Приведены результаты математического моделирования работы двух рассмотренных методов, показаны результирующие ДН и по результатам сбора и анализа статистики, проведено сравнение эффективности двух методов по энергетическому критерию. Показано повышение эффективность работы РЛС с ФАР малой дальности с использованием предложенного метода при воздействии АШП.

For citation

Vinogradov M.S., Sverdlov B.G. Method for supporting the efficiency operation of coherent time processing in short-time radar with phased array under the influence of active noise interference // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.2.13

References

  1. Вовшин Б.М. Построение и свойства оптимальных систем межпериодной обработки когерентных радиолокационных сигналов на фоне гауссовских пассивных помех / Б.М. Вовшин, А.Н. Корнеев // Вестник воздушно-космической обороны. - 2021. - № 4(32). - С. 33-44. - EDN SKETLQ.
  2. Попов Д.И. Адаптивная межпериодная обработка многочастотных сигналов // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2018. - №. 64. - С. 17-22.
  3. Гладкая Е.Н. и др. Адаптивная обработка радиолокационных сигналов при наличии пассивных помех // Вопросы радиоэлектроники. - 2010. - Т. 2. - №. 2. - С. 23-35.
  4. Андриенко В.Б. и др. Построение адаптивных подавителей пассивных помех с использованием параметрической оценки мешающих отражений и решетчатых фильтров // Вопросы радиоэлектроники. - 2010. - Т. 2. - №. 2. - С. 91-99.
  5. Виноградов М.С., Нелин И.В., Свердлов Б.Г. Анализ эффективности алгоритмов адаптивной обработки в радиолокационных системах при воздействии комбинированных помех // Авиация и космонавтика. - 2021. - С. 302-303.
  6. Лукошкин А.П. Обработка сигналов в многоканальных РЛС. - Радио и связь, 1983.
  7. Рябуха В.П. и др. Оценка интервала фиксации пространственного весового вектора при последовательной пространственно-временной обработке сигналов на фоне комбинированных помех // Вести высших учебных заведений. Радиоэлектроника. - 2012. - Т. 55. - №. 10. - С. 13-25. http://doi.org/10.20535/S0021347012100020
  8. Виноградов М.С., Свердлов Б.Г. Адаптивный алгоритм пространственной обработки сигналов для радиолокационной станции малой дальности // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ Т. - 2024. - Т. 202. - №. 5.
  9. Vovshin B.M., Pushkov A.A., Vinogradov M.S. About high-speed performance of adaptive space processing against the background of the correlated hindrances. Radiotekhnika. 2024. V. 88. № 4. P. 121-132. https://doi.org/10.18127/j00338486-202404-12 (In Russian)
  10. Bellman R.Introduction to matrix analysis. - Society for Industrial and Applied Mathematics, 1997. https://doi.org/10.1137/1.9781611971170.fm
  11. Yang J. et al. Robust null broadening beamforming based on covariance matrix reconstruction via virtual interference sources // Sensors. - 2020. - Т. 20. - №. 7. - С. 1865. https://doi.org/10.3390/s20071865
  12. Xiao S., Li B., Wang Q. Adaptive Null Widening Beamforming Algorithm in Spatially Correlated Color Noise //Sensors. - 2022. - Т. 22. - №. 16. - С. 6182. https://doi.org/10.3390/s22166182
  13. Wan F., Xu J., Zhang Z. Robust beamforming based on covariance matrix reconstruction in FDA-MIMO radar to suppress deceptive jamming // Sensors. - 2022. - Т. 22. - №. 4. - С. 1479. https://doi.org/10.3390/s22041479.
  14. Farina A. et al. ECCM techniques for a rotating, multifunction, phased-array radar // 1995 25th European Microwave Conference. - IEEE, 1995. - Т. 1. - С. 490-495.
  15. Ширман Я.Д. и др. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник // Радиотехника. - 2007. - Т. 512.