RU202191U1 - Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation - Google Patents

Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation Download PDF

Info

Publication number
RU202191U1
RU202191U1 RU2020103416U RU2020103416U RU202191U1 RU 202191 U1 RU202191 U1 RU 202191U1 RU 2020103416 U RU2020103416 U RU 2020103416U RU 2020103416 U RU2020103416 U RU 2020103416U RU 202191 U1 RU202191 U1 RU 202191U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
channels
accumulation
range
view
Prior art date
Application number
RU2020103416U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Васильевич Колбаско
Александр Викторович Богданов
Original Assignee
Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны им. Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны им. Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны им. Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020103416U priority Critical patent/RU202191U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU202191U1 publication Critical patent/RU202191U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
    • G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
    • G01S13/53—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi performing filtering on a single spectral line and associated with one or more range gates with a phase detector or a frequency mixer to extract the Doppler information, e.g. pulse Doppler radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/74—Multi-channel systems specially adapted for direction-finding, i.e. having a single antenna system capable of giving simultaneous indications of the directions of different signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Устройство относится к области радиолокации и, конкретно, к системам многообзорной обработки радиолокационного сигнала в режиме высокой частоты повторения импульсов. Радиоприемное устройство может быть использовано в наземных и авиационных импульсно-доплеровских РЛС обнаружения движущихся наземных (надводных) и воздушных объектов.Техническим результатом полезной модели является повышение качества обнаружения движущейся цели импульсно-доплеровской РЛС за счет многообзорного накопления сигнала при неоднозначном измерении дальности цели в одном обзоре. Радиоприемное устройство содержит предварительный селектор, смеситель с подключенным к нему гетеродином, аналого-цифровой преобразователь и набор каналов дальности, каждый из которых состоит из умножителя стробирования и набора каналов радиальной скорости. Каждый канал дальности состоит из умножителя стробирования и набора каналов радиальной скорости, каждый из которых состоит из узкополосного фильтра и детектора огибающей. Детекторы огибающей каналов одной радиальной скорости соединены с каналом многообзорного накопления сигнала. Выходы каналов многообзорного накопления сигнала соединены с логическим блоком «ИЛИ». 4 ил.The device relates to the field of radar and, in particular, to systems for multi-view processing of a radar signal in a high pulse repetition rate mode. The radio receiver can be used in ground and aviation pulse-Doppler radars for detecting moving ground (surface) and air objects. The technical result of the utility model is to improve the quality of detecting a moving target of a pulse-Doppler radar due to multi-view signal accumulation with ambiguous target range measurement in one survey ... The radio receiver contains a preselector, a mixer with a local oscillator connected to it, an analog-to-digital converter and a set of range channels, each of which consists of a gating multiplier and a set of radial velocity channels. Each range channel consists of a gating multiplier and a set of radial velocity channels, each of which consists of a notch filter and an envelope detector. The envelope detectors of the channels of one radial velocity are connected to the channel of the multi-view signal accumulation. The outputs of the channels of the multi-view accumulation of the signal are connected to the logical block "OR". 4 ill.

Description

Устройство относится к области радиолокации и, конкретно, к системам многообзорной обработки радиолокационного сигнала в режиме высокой частоты повторения импульсов. Радиоприемное устройство может быть использовано в наземных и авиационных импульсно-доплеровских РЛС обнаружения движущихся наземных (надводных) и воздушных объектов.The device relates to the field of radar and, in particular, to systems for multi-view processing of a radar signal in a high pulse repetition rate mode. The radio receiver can be used in ground and aviation pulse-Doppler radars for detecting moving ground (surface) and air objects.

Известно устройство корреляционно-фильтровой обработки квазинепрерывного сигнала [1, с. 117], состоящее из преселектора, смесителя, гетеродина, набора идентичных каналов дальности и сумматора. Каждый из каналов дальности в свою очередь состоит из двух умножителей стробирования по дальности, набора каналов радиальной скорости и сумматора. Канал радиальной скорости состоит из последовательно включенных узкополосного фильтра, детектора огибающей и порогового устройства. Устройство корреляционно-фильтровой обработки квазинепрерывного сигнала реализует когерентный оптимальный прием сигнала и предназначено для обнаружения сигнала при условии его нахождения в одном из каналов дальности и радиальной скорости в течение времени когерентного накопления. Недостатком устройства является невозможность накопления сигнала в течение длительного времени (между обзорами одной области пространства), поскольку параметры наблюдаемого сигнала (направление прихода, задержка и доплеровский сдвиг) изменяются.Known device for correlation-filter processing of a quasi-continuous signal [1, p. 117], consisting of a preselector, a mixer, a local oscillator, a set of identical range channels and an adder. Each of the range channels, in turn, consists of two range gating multipliers, a set of radial velocity channels and an adder. The radial velocity channel consists of a narrow-band filter, an envelope detector and a threshold device connected in series. The device for correlation-filter processing of a quasi-continuous signal realizes coherent optimal signal reception and is designed to detect a signal provided it is in one of the range and radial velocity channels during the time of coherent accumulation. The disadvantage of the device is the impossibility of accumulating the signal for a long time (between surveys of one region of space), since the parameters of the observed signal (direction of arrival, delay and Doppler shift) change.

Известен двухуровневый (бинарный) накопитель сигнала, который может быть применен для решения задачи многообзорного накопления сигнала [2, с. 245]. Такой накопитель состоит из аналого-цифрового преобразователя, регистров со сдвигом и логического устройства «n и более из k». В регистрах со сдвигом в двоичной форме хранятся результаты сравнения сигнала с первичным порогом. Выходы регистров соединены с логическим устройством. Решение о наличии сигнала принимается логическим устройством по критерию «n и более из k». Такой накопитель используется для обнаружения сигнала при многообзорном наблюдении, когда в каждом обзоре производится сравнение сигнала с первичным порогом [3, с. 311]. Первым недостатком бинарного накопителя являются сопутствующие потери сигнала [1, 2]. При бинарном многообзорном накоплении необходимо однозначное измерение координат цели в каждом обзоре с целью их траекторной фильтрации (выставления стробов). Известно [1, 2], что особенностью импульсно-доплеровских РЛС в режиме высокой частоты повторения импульсов является неоднозначность оценки дальности цели (задержки сигнала), что делает невозможным многообзорное накопление сигнала без устранения неоднозначности измерения дальности получаемых отметок в каждом обзоре, что является вторым недостатком двухуровневого многообзорного накопления сигнала в импульсно-доплеровской РЛС.Known two-level (binary) signal accumulator, which can be used to solve the problem of multi-view signal accumulation [2, p. 245]. Such a storage device consists of an analog-to-digital converter, shift registers and a logical device "n and more of k". The shift registers store in binary form the results of comparing the signal with the primary threshold. The register outputs are connected to the logic device. The decision on the presence of a signal is made by the logic device according to the criterion "n and more of k". Such a storage device is used to detect a signal during multi-view observation, when in each survey the signal is compared with the primary threshold [3, p. 311]. The first disadvantage of a binary storage device is associated signal loss [1, 2]. With binary multispectral accumulation, it is necessary to unambiguously measure the coordinates of the target in each survey for the purpose of their trajectory filtering (setting gates). It is known [1, 2] that a feature of pulse-Doppler radars in the high pulse repetition rate mode is the ambiguity of the target range estimate (signal delay), which makes it impossible for multi-view signal accumulation without eliminating the ambiguity of measuring the range of the received marks in each survey, which is the second disadvantage two-level multi-view accumulation of a signal in a pulse-Doppler radar.

Таким образом, общим недостатком известных устройств является невозможность реализации многообзорного накопления сигнала в импульсно-доплеровской РЛС, работающей в режиме обзора.Thus, a common disadvantage of the known devices is the impossibility of implementing multi-view accumulation of a signal in a pulse-Doppler radar operating in the survey mode.

В качестве наиболее близкого аналога выбрано известное устройство корреляционно-фильтровой обработки квазинепрерывного сигнала [1, с. 117].As the closest analogue, a well-known device for correlation-filter processing of a quasi-continuous signal [1, p. 117].

Технической задачей полезной модели является повышение качества обнаружения движущейся цели импульсно-доплеровской РЛС за счет многообзорного накопления сигнала при неоднозначном измерении дальности цели в одном обзоре.The technical task of the utility model is to improve the quality of detecting a moving target of a pulse-Doppler radar due to multi-view accumulation of a signal with an ambiguous measurement of the target range in one survey.

Техническая задача решается использованием в составе приемного устройства аналого-цифрового преобразователя и набора каналов обнаружения, реализующих экстремальное многообзорное накопление-обнаружение сигнала при обратной экстраполяции стробов дальности.The technical problem is solved by using an analog-to-digital converter and a set of detection channels as part of a receiving device that implement extreme multi-view accumulation-signal detection with backward extrapolation of range gates.

Под экстремальным межобзорным накоплением-обнаружением сигнала понимается формирование достаточной статистики как суммы максимальных (экстремальных) значений сигнала из выборок одного и того же канала радиальной скорости (узкополосного фильтра), полученных за М обзоров, на основе гипотезы о том, что сигнал цели присутствовал в этих обзорах. Таким образом, экстремальное накопление, в отличие от бинарного, предполагает формирование достаточной статистики по совокупной обработке «мягких» решений в каждом обзоре.Extreme inter-survey accumulation-signal detection means the formation of sufficient statistics as the sum of the maximum (extreme) signal values from samples of the same radial velocity channel (narrow-band filter) obtained in M surveys, based on the hypothesis that the target signal was present in these reviews. Thus, extreme accumulation, in contrast to binary, presupposes the formation of sufficient statistics on the aggregate processing of “soft” decisions in each survey.

Под обратной экстраполяцией строба дальности понимается оценка интервала дальностей, в котором цель находилась заданное время назад с высокой вероятностью (строба дальности), на основе текущей оценки ее дальности и радиальной скорости при заданной гипотезе ее движения. Обратная экстраполяция требует обработки сигнала принятого в прошлых обзорах.The backward extrapolation of the range strobe is understood as an estimate of the range interval in which the target was at a given time ago with a high probability (range strobe), based on the current estimate of its range and radial velocity for a given hypothesis of its motion. Backward extrapolation requires processing of the signal received in past surveys.

Многообзорное накопление происходит при условии нахождения обнаруживаемого сигнала (сигнала цели) в одном угловом направлении и одном канале радиальной скорости (доплеровском фильтре) в течение двух и более обзоров, при этом достигается выигрыш в отношении сигнал/шум (ОСШ), что обеспечивает более высокую вероятность обнаружения сигнала. При невыполнении данного условия многообзорное накопление не происходит, но сигнал может быть обнаружен при более высоком ОСШ.Multi-scan accumulation occurs when the detected signal (target signal) is located in one angular direction and one radial velocity channel (Doppler filter) during two or more views, while a gain in signal-to-noise ratio (SNR) is achieved, which provides a higher probability signal detection. If this condition is not met, multi-scan accumulation does not occur, but the signal can be detected at a higher SNR.

Накопление сигнала производится на основе гипотезы о прямолинейном и равномерном движении цели путем обратной экстраполяции строба дальности.Signal accumulation is based on the hypothesis of straight and uniform target movement by inverse extrapolation of the range strobe.

Примененный в устройстве принцип многообзорного накопления позволяет накапливать сигнала при работе импульсно-доплеровской РЛС в режиме обзора без необходимости устранения неоднозначности измерения дальности в каждом обзоре. В отличие от аналога, в предлагаемом приемном устройстве в каналах обнаружения гипотеза о наличии полезного сигнала возникает для каждого канала радиальной скорости в каждом угловом направлении и проверяется в текущем и последующих обзорах. Формирование гипотезы состоит в отборе значения сигнала по критерию максимальной амплитуды из выборки, а не по критерию превышения порога.The principle of multi-view accumulation applied in the device allows accumulating the signal when the pulse-Doppler radar is operating in the survey mode without the need to eliminate the ambiguity of the range measurement in each survey. In contrast to the analogue, in the proposed receiver in the detection channels the hypothesis of the presence of a useful signal arises for each channel of the radial velocity in each angular direction and is tested in the current and subsequent surveys. The formation of the hypothesis consists in the selection of the signal value according to the criterion of the maximum amplitude from the sample, and not according to the criterion of exceeding the threshold.

Решение о наличии сигнала (цели) производится по сумме максимальных значений, полученных в ряде последовательных обзоров, путем ее сравнения с пороговым значением. Пороговое значение выбирается по критерию Неймана-Пирсона (фиксация вероятности ложной тревоги).The decision on the presence of a signal (target) is made by the sum of the maximum values obtained in a number of consecutive surveys, by comparing it with a threshold value. The threshold value is selected according to the Neumann-Pearson criterion (fixing the probability of a false alarm).

Также в радиоприемном устройстве предусмотрена защита от возникновения ложных обнаружений и множественных ложных обнаружений одного сигнала. Защита достигается ограничением амплитуды сигналов при накоплении (суммировании).The radio receiver also provides protection against false detections and multiple false detections of one signal. Protection is achieved by limiting the amplitude of the signals during accumulation (summation).

Предлагаемое радиоприемное устройство корректно функционирует при наличии одной цели (одного сигнала) в одном из каналов дальности одного канала радиальной скорости.The proposed radio receiving device functions correctly in the presence of one target (one signal) in one of the range channels of one radial velocity channel.

Радиоприемное устройство импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала содержит последовательно соединенные предварительный селектор, смеситель с подключенным к нему гетеродином и набор каналов дальности, каждый из которых состоит из умножителя стробирования и набора каналов радиальной скорости. Отличается от аналога тем, что содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход к набору каналов дальности, каждый канал дальности состоит из умножителя стробирования и набора каналов радиальной скорости. Каждый канал радиальной скорости состоит из узкополосного фильтра и детектора огибающей. Выходы детекторов огибающей каналов одной радиальной скорости соединены с входами канала многообзорного накопления сигнала. Выходы каналов многообзорного накопления сигнала соединены с логическим блоком «ИЛИ».The radio receiver of a pulse-Doppler radar with multi-view signal accumulation contains a series-connected preselector, a mixer with a local oscillator connected to it and a set of range channels, each of which consists of a gating multiplier and a set of radial velocity channels. It differs from the analogue in that it contains an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the mixer output, and the output to a set of range channels, each range channel consists of a gating multiplier and a set of radial velocity channels. Each radial velocity channel consists of a notch filter and an envelope detector. The outputs of the envelope detectors of the channels of the same radial velocity are connected to the inputs of the channel of the multi-view signal accumulation. The outputs of the channels of the multi-view accumulation of the signal are connected to the logical block "OR".

Полезная модель иллюстрируется следующими фигурами.The utility model is illustrated by the following figures.

Фиг. 1 - структурная схема радиоприемного устройства импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала. На схеме обозначены:FIG. 1 is a block diagram of a radio receiver of a pulse-Doppler radar with multi-view signal accumulation. The diagram shows:

1 - преселектор;1 - preselector;

2 - смеситель;2 - mixer;

3 - гетеродин;3 - heterodyne;

4 - аналого-цифровой преобразователь;4 - analog-to-digital converter;

5.1-5.n - умножители стробирования по дальности;5.1-5.n - range gating multipliers;

6.1.1-6.n.q - узкополосные фильтры;6.1.1-6.n.q - narrowband filters;

7.1.1-7.n.q - детекторы огибающей;7.1.1-7.n.q - envelope detectors;

8.1-8.q - каналы многообзорного накопления сигнала;8.1-8.q - channels of multi-view signal accumulation;

9 - логический блок «ИЛИ».9 - logical block "OR".

Фиг. 2 - структурная схема канала многообзорного накопления сигнала. На схеме обозначены:FIG. 2 is a block diagram of a multi-view signal accumulation channel. The diagram shows:

10.1-10.N - каналы обнаружения в 1, 2, 3…N обзорах;10.1-10.N - detection channels in 1, 2, 3 ... N views;

11 - формирователь маски;11 - mask shaper;

12 - логический блок «ИЛИ»;12 - logical block "OR";

13, 18.1, 18.2… - пиковые детекторы;13, 18.1, 18.2 ... - peak detectors;

14, 20.1, 20.2… - пороговые устройства.14, 20.1, 20.2 ... - threshold devices.

15.1, 15.2… - многоканальные цифровые линии задержки;15.1, 15.2 ... - multichannel digital delay lines;

16.1, 16.2… - многоканальные умножители;16.1, 16.2 ... - multichannel multipliers;

17.1, 17.2… - ограничители;17.1, 17.2 ... - limiters;

19.1, 19.2… - сумматоры.19.1, 19.2 ... - adders.

Фиг. 3 - кривые обнаружения не флуктуирующего по амплитуде сигнала для F=10-6. На фигуре обозначены:FIG. 3 - curves of detection of a signal that does not fluctuate in amplitude for F = 10 -6 . The figure shows:

D - вероятность правильного обнаружения;D is the probability of correct detection;

пунктир - кривая обнаружения для аналога;dotted line - analogue detection curve;

1 об., 2 об. и 3 об. - кривые обнаружения для радиоприемного устройства импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала при наличии сигнала цели в одном, двух и трех периодах обзора соответственно.1 vol., 2 vol. and 3 vol. - detection curves for a radio receiver of a pulse-Doppler radar with multi-view accumulation of a signal in the presence of a target signal in one, two and three periods of view, respectively.

Фиг. 4 - кривые обнаружения флуктуирующего по амплитуде сигнала для F=10-6. На фигуре обозначены:FIG. 4 - curves of detection of a signal fluctuating in amplitude for F = 10 -6 . The figure shows:

D - вероятность правильного обнаружения;D is the probability of correct detection;

пунктир - кривая обнаружения для аналога;dotted line - analogue detection curve;

1 об., 2 об. и 3 об. - кривые обнаружения для радиоприемного устройства импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала при наличии сигнала цели в одном, двух и трех периодах обзора соответственно.1 vol., 2 vol. and 3 vol. - detection curves for a radio receiver of a pulse-Doppler radar with multi-view accumulation of a signal in the presence of a target signal in one, two and three periods of view, respectively.

Структурная схема радиоприемного устройства импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала приведена на фиг. 1, 2.The block diagram of the radio receiver of a pulse-Doppler radar with multi-view signal accumulation is shown in Fig. 12.

Работа радиоприемного устройства осуществляется следующим образом.The operation of the radio receiving device is as follows.

Входным (фиг. 1) является сигнал с приемной антенны, который проходит обработку последовательно в преселекторе 1, смесителе 2 и аналого-цифровом преобразователе 4. На второй вход смесителя подается сигнал с гетеродина 3. Оцифрованный сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 поступает на n параллельно функционирующих каналов дальности, каждый из которых состоит из умножителя стробирования 5 и набора из q каналов радиальной скорости, каждый из которых состоит из последовательно включенных узкополосного фильтра 6 и детектора огибающей 7. Узкополосные фильтры 6.х.1-6.х.q отличаются частотной настройкой и составляют набор, идентичный для всех каналов дальности.The input signal (Fig. 1) is the signal from the receiving antenna, which is processed sequentially in the preselector 1, the mixer 2 and the analog-to-digital converter 4. The signal from the local oscillator 3 is fed to the second input of the mixer. The digitized signal from the output of the analog-to-digital converter 4 is fed to n parallel operating range channels, each of which consists of a gating multiplier 5 and a set of q radial velocity channels, each of which consists of a series-connected narrow-band filter 6 and an envelope detector 7. Narrow-band filters 6.x.1-6.x.q differ in frequency setting and constitute a set identical for all range channels.

С выходов детекторов огибающей 7 сигналы поступают в q каналов многообзорного накопления сигнала 8.1-8.q, причем каналы одной радиальной скорости, входящие в различные канала дальности, соединены с одним каналом многообзорного накопления сигнала 8. Число каналов многообзорного накопления сигнала соответствует числу каналов дальности.From the outputs of the detectors of the envelope 7, the signals enter q channels of multi-view signal accumulation 8.1-8.q, and the channels of the same radial velocity included in different range channels are connected to one channel of the multi-view signal accumulation 8. The number of multi-view signal accumulation channels corresponds to the number of range channels.

С выходов каналов многообзорного накопления сигнала 8.1-8.q двоичные сигналы поступают на логический блок «ИЛИ» 9. Двоичный выходной сигнал логического блока «ИЛИ» 9 является выходным сигналом приемного устройства и содержит информацию об обнаружении сигнала (цели).From the outputs of the channels of multi-view accumulation of signal 8.1-8.q binary signals are fed to the logical block "OR" 9. The binary output signal of the logical block "OR" 9 is the output signal of the receiving device and contains information about the detection of the signal (target).

Работа каждого из каналов многообзорного накопления сигнала 8.1-8.q (фиг. 2) происходит следующим образом. На вход канала приходит n-элементный вектор значений сигнала одного канала радиальной скорости, содержащий значения n каналов дальности. На фиг. 2 линии, обозначающие путь прохождения векторного сигнала, обозначены наклонной чертой. Входной сигнала одновременно поступает на вход канала обнаружения в одном обзоре 10.1 и вход канала обнаружения в двух обзорах 10.2. В канале обнаружения в одном обзоре 10.1 сигнал проходит через пиковый детектор 13 и пороговое устройство 14. На верхнем по схеме (фиг. 2) выходе пикового детектора 13 формируется скалярный сигнал с максимальной амплитудой из входного векторного сигнала, а на нижнем выходе - номер (индекс) элемента вектора, содержащего сигнал максимальной амплитуды. Далее, сигнал с максимальной амплитудой поступает в пороговое устройство 14, где сравнивается с порогом обнаружения h1. Результатом порогового сравнения является двоичное значение: «0» - сигнала нет, «1» - сигнал есть. С выхода порогового устройства 14 двоичное значение поступает на вход логического блока «ИЛИ» 12, выход которого является выходом канала многообзорного накопления сигнала 8.The operation of each of the channels of the multi-view accumulation of the signal 8.1-8.q (Fig. 2) is as follows. The channel input receives an n-element vector of signal values of one radial velocity channel containing the values of n range channels. FIG. The 2 lines representing the vector signal path are indicated by a slash. The input signal is simultaneously fed to the input of the detection channel in one survey 10.1 and the input of the detection channel in two views 10.2. In the detection channel in one survey 10.1, the signal passes through the peak detector 13 and the threshold device 14. At the upper output of the peak detector 13, according to the diagram (Fig. 2), a scalar signal with a maximum amplitude from the input vector signal is formed, and at the lower output, a number (index ) of the element of the vector containing the maximum amplitude signal. Further, the signal with the maximum amplitude enters the threshold device 14, where it is compared with the detection threshold h 1 . The result of the threshold comparison is a binary value: "0" - no signal, "1" - there is a signal. From the output of the threshold device 14, the binary value is fed to the input of the logical block "OR" 12, the output of which is the output of the channel of multi-view accumulation of the signal 8.

Сигнал, приходящий на вход канала обнаружения в двух обзорах 10.2, поступает в многоканальную цифровую линию задержки 15.1. Многоканальные цифровые линии задержки 15.1-15.N-1 задерживают сигнал на период обзора РЛС, сохраняя сигнал, принятый с того же углового направления. С выхода многоканальной цифровой линии задержки 15.1 сигнал поступает на вход многоканального умножителя 16.1 и на вход канала обнаружения в трех обзорах 10.3. На второй вход многоканального умножителя 16.1 поступает стробирующая маска, генерируемая формирователем маски 11. Формирователь маски 11 рассчитывает стробирующие маски для каналов обнаружения 10.2-10.N следующим образом.The signal arriving at the input of the detection channel in two surveys 10.2 enters the multichannel digital delay line 15.1. Multichannel digital delay lines 15.1-15.N-1 delay the signal for the period of the radar survey, keeping the signal received from the same angular direction. From the output of the multichannel digital delay line 15.1, the signal is fed to the input of the multichannel multiplier 16.1 and to the input of the detection channel in three views 10.3. The second input of the multichannel multiplier 16.1 receives the strobe mask generated by the mask shaper 11. The mask shaper 11 calculates the strobe masks for the detection channels 10.2-10.N as follows.

Стробирующая маска для u-го (u=2…N) канала обнаружения wu определяется следующим образом.The gating mask for the u-th (u = 2 ... N) detection channel w u is defined as follows.

Рассчитывается строб дальности

Figure 00000001
в котором сигнал цели находился u обзоров назад с вероятностью близкой 1 для принятой модели движения цели. Нижняя и верхняя границы строба дальностиRange strobe is calculated
Figure 00000001
in which the target signal was u backward sweeps with a probability close to 1 for the adopted model of target movement. Lower and upper limits of the range strobe

Figure 00000002
Figure 00000002

где υ - оценка радиальной скорости цели, соответствующая центру анализируемого канала радиальной скорости;where υ is the estimate of the radial velocity of the target, corresponding to the center of the analyzed radial velocity channel;

Figure 00000003
- ошибка измерения радиальной скорости цели, определяемая шириной фильтра доплеровской частоты
Figure 00000004
и длиной волны λ;
Figure 00000003
- measurement error of the radial velocity of the target, determined by the width of the Doppler filter
Figure 00000004
and wavelength λ;

Ti - период обзора.T i is the survey period.

Оценка неоднозначной дальности отметки r, соответствующая центру элемента разрешения по дальности в котором находится экстремум в текущем обзореAn estimate of the ambiguous range of the mark r, corresponding to the center of the range resolution element at which the extremum is located in the current survey

Figure 00000005
Figure 00000005

где Δr - разрешающая способность по дальности;where Δ r - range resolution;

Figure 00000006
- номер канала дальности с экстремумом.
Figure 00000006
is the number of the range channel with the extremum.

Производится расчет нижнего

Figure 00000007
и верхнего
Figure 00000008
индексов элементов, определяющих wu.The calculation of the lower
Figure 00000007
and top
Figure 00000008
indices of elements defining w u .

Если размер строба дальности

Figure 00000009
рассчитанный по (1), не меньше интервала однозначного измерения дальности rод, определяемого частотой повторения импульсов РЛС,
Figure 00000010
тогда
Figure 00000011
If the size of the range strobe
Figure 00000009
calculated according to (1), not less than the interval of unambiguous measurement of the range r od , determined by the pulse repetition rate of the radar,
Figure 00000010
then
Figure 00000011

В противном случае, в следствие неоднозначного измерения дальности, возможно

Figure 00000012
и (или)
Figure 00000013
тогдаOtherwise, due to ambiguous range measurement, it is possible
Figure 00000012
and / or
Figure 00000013
then

Figure 00000014
Figure 00000014

где mod(a, b) - функция расчета остатка от деления а на b;where mod ( a , b) is the function of calculating the remainder of dividing a by b;

floor - функция округления до меньшего целого;floor - rounding function to the smallest integer;

ceil - функция округления до большего целого.ceil is a rounding function.

Элементы стробирующей маска wu Elements of the strobe mask w u

Figure 00000015
Figure 00000015

С выхода многоканального умножителя 16.1 сигнал поступает в пиковый детектор 18.1, на выходе которого формируется скалярный сигнал с максимальной амплитудой из входного векторного сигнала. Данный скалярный сигнал поступает на второй (нижний по схеме на фиг. 2) вход сумматора 19.1. На первый (верхний по схеме на фиг. 2) вход сумматора 19.1 поступает сигнал, пришедший из канала обнаружения в одном обзоре 10.1 через ограничитель 17.1, реализующий «жесткое» ограничение амплитуды сигнала в соответствии с выражениемFrom the output of the multichannel multiplier 16.1, the signal enters the peak detector 18.1, at the output of which a scalar signal with the maximum amplitude is formed from the input vector signal. This scalar signal is fed to the second (lower according to the diagram in Fig. 2) input of the adder 19.1. The first (top according to the diagram in Fig. 2) input of the adder 19.1 receives the signal that came from the detection channel in one survey 10.1 through the limiter 17.1, which implements a "hard" limitation of the signal amplitude in accordance with the expression

Figure 00000016
Figure 00000016

где sвых - выходной сигнал ограничителя 17.1-17.N-1;where s out is the output signal of the limiter 17.1-17.N-1;

sвх - входной сигнал ограничителя 17.1-17.N-1;s in - input signal of the limiter 17.1-17.N-1;

hог - порог ограничения амплитуды сигнала.h og - signal amplitude limitation threshold.

С выхода сумматора 19.1 сигнал поступает на вход порогового устройства 20.1, где сравнивается с порогом обнаружения h2. Результатом порогового сравнения является двоичное значение: «0» - сигнала нет, «1» - сигнал есть. С выхода порогового устройства 14 двоичное значение поступает на вход логического блока «ИЛИ» 12, выход которого является выходом канала многообзорного накопления сигнала 8.From the output of the adder 19.1, the signal is fed to the input of the threshold device 20.1, where it is compared with the detection threshold h 2 . The result of the threshold comparison is a binary value: "0" - no signal, "1" - there is a signal. From the output of the threshold device 14, the binary value is fed to the input of the logical block "OR" 12, the output of which is the output of the channel of multi-view accumulation of the signal 8.

Работа каналов обнаружения 10.3-10.N происходит аналогичным образом.Detection channels 10.3-10.N work in a similar way.

Число каналов обнаружения N выбирается исходя из допустимых вычислительных затрат и объема памяти для многоканальных цифровых линий задержки.The number of detection channels N is selected based on the allowable computational costs and the amount of memory for multichannel digital delay lines.

Пороги обнаружения h1-hn выбираются по критерию Неймана-Пирсона.The detection thresholds h 1 -h n are selected according to the Neumann-Pearson criterion.

Таким образом, единичный сигнал на выходе канала многообзорного накопления сигнала 8 формируется при появлении единичного сигнала на выходе хотя бы одного из входящих в его состав каналов обнаружения 10.1-10.N.Thus, a single signal at the output of the multi-view signal accumulation channel 8 is formed when a single signal appears at the output of at least one of its 10.1-10.N detection channels.

Эффективность комбинированного обнаружителя для N=3 и n=20 оценена методом имитационного моделирования. На фиг. 3 и 4 приведены кривые обнаружения флуктуирующего и не флуктуирующего по амплитуде сигнала для F=10-6 в диапазоне ОСШ от 0 до 20 дБ. Вероятность правильного обнаружения для каждого ОСШ оценена по 105 опытам. На каждой из фиг. 3 и 4 приведены: кривые обнаружения для аналога (пунктир); кривые обнаружения для радиоприемного устройства импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала при наличии сигнала цели в одном, двух и трех периодах обзора (сплошные линии) соответственно.The efficiency of the combined detector for N = 3 and n = 20 was estimated by the simulation method. FIG. Figures 3 and 4 show the curves of detecting a fluctuating and non-fluctuating signal in amplitude for F = 10 -6 in the SNR range from 0 to 20 dB. The probability of correct detection for each SNR was estimated from 10 5 experiments. In each of FIG. Figures 3 and 4 show: analogue detection curves (dotted line); detection curves for a radio receiver of a pulse-Doppler radar with multi-view accumulation of a signal in the presence of a target signal in one, two and three periods of view (solid lines), respectively.

Из приведенных результатов видно, что при наличии сигнала цели только в одном периоде обзора эффективность предлагаемого приемного устройства незначительно уступает эффективности аналога (на 0,2 дБ). При наблюдении сигнала цели более чем в двух смежных периодах обзора приемное устройство обеспечивает гарантированный выигрыш в сравнении с аналогом. Значение выигрыша зависит от вероятности ложной тревоги и закона распределения амплитуды сигнала цели. Так, при вероятности правильного обнаружения 0,5 выигрыш составляет: 1,6-2,9 дБ для не флуктуирующего по амплитуде сигнала, 2,9-4,3 дБ для флуктуирующего. При D=0,9 выигрыш составляет: 2,2-3,3 дБ для не флуктуирующего по амплитуде сигнала, 5,7-8 дБ для флуктуирующего.It can be seen from the above results that in the presence of a target signal in only one survey period, the efficiency of the proposed receiver is slightly inferior to the efficiency of the analogue (by 0.2 dB). When the target signal is observed in more than two adjacent viewing periods, the receiving device provides a guaranteed gain in comparison with its analog. The value of the gain depends on the probability of a false alarm and the distribution law of the target signal amplitude. So, with a probability of correct detection of 0.5, the gain is: 1.6-2.9 dB for a signal that does not fluctuate in amplitude, 2.9-4.3 dB for a fluctuating one. With D = 0.9, the gain is: 2.2-3.3 dB for a signal that does not fluctuate in amplitude, 5.7-8 dB for a fluctuating one.

ЛитератураLiterature

1. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981.1. Shirman Ya.D., Manzhos V.N. Theory and technique of processing radar information against the background of interference. M .: Radio and communication, 1981.

2. Ширман Я.Д., Багдасарян С.Т. и др. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. / Под. ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007.2. Shirman Ya.D., Bagdasaryan S.T. and other Radioelectronic systems: Fundamentals of construction and theory. Directory. Ed. 2nd, rev. and add. / Under. ed. POISON. Shirman. M .: Radiotekhnika, 2007.

3. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. - Киев: КВiЦ, 2000.3. Kuzmin S.Z. Digital radar. Introduction to the theory. - Kiev: KViTs, 2000.

Claims (1)

Радиоприемное устройство импульсно-доплеровской РЛС с многообзорным накоплением сигнала, содержащее последовательно соединенные предварительный селектор, смеситель с подключенным к нему гетеродином и набор каналов дальности, каждый из которых состоит из умножителя стробирования и набора каналов радиальной скорости, отличающееся тем, что содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход к набору каналов дальности, каждый канал дальности состоит из умножителя стробирования и набора каналов радиальной скорости, каждый из которых состоит из узкополосного фильтра и детектора огибающей, выходы детекторов огибающей каналов одной радиальной скорости соединены с входами канала многообзорного накопления сигнала, выходы каналов многообзорного накопления сигнала соединены с логическим блоком «ИЛИ».A radio receiver for a pulse-Doppler radar with multi-view signal accumulation, containing a series-connected preselector, a mixer with a local oscillator connected to it and a set of range channels, each of which consists of a gating multiplier and a set of radial velocity channels, characterized in that it contains an analog-to-digital converter , the input of which is connected to the mixer output, and the output to a set of range channels, each range channel consists of a gating multiplier and a set of radial velocity channels, each of which consists of a narrow-band filter and an envelope detector, the outputs of the envelope detectors of the channels of the same radial velocity are connected to the channel inputs multiple-view signal accumulation, the outputs of the multiple-view signal accumulation channels are connected to the logical "OR" block.
RU2020103416U 2020-01-27 2020-01-27 Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation RU202191U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020103416U RU202191U1 (en) 2020-01-27 2020-01-27 Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020103416U RU202191U1 (en) 2020-01-27 2020-01-27 Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU202191U1 true RU202191U1 (en) 2021-02-05

Family

ID=74550943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020103416U RU202191U1 (en) 2020-01-27 2020-01-27 Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU202191U1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2297013C1 (en) * 2005-12-12 2007-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А.Расплетина" Multi-channel correlation-filter receiving arrangement with selection of moving targets
RU2319170C1 (en) * 2006-04-28 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" Digital multi-channel correlation-filtering receiving device with selection of moving targets
RU2327187C2 (en) * 2006-07-06 2008-06-20 Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") Multi-channel correlated-filtering receiving device with double link selection of moving targets (alternatives)
US7602331B2 (en) * 2006-08-10 2009-10-13 University Of Kansas Computationally efficient adaptive radar pulse compression system
US20120274499A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Spatial Digital Systems Radar imaging via spatial spectrum measurement and MIMO waveforms
US9772402B2 (en) * 2014-06-09 2017-09-26 Src, Inc. Multiplatform GMTI radar with adaptive clutter suppression
RU2641727C1 (en) * 2016-12-27 2018-01-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт Войск воздушно-космической обороны Минобороны России" (ФГБУ "ЦНИИ ВВКО Минобороны России") Method of primary impulse-doppler range-finding of targets against background of narrow-band passive jamming

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2297013C1 (en) * 2005-12-12 2007-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А.Расплетина" Multi-channel correlation-filter receiving arrangement with selection of moving targets
RU2319170C1 (en) * 2006-04-28 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" Digital multi-channel correlation-filtering receiving device with selection of moving targets
RU2327187C2 (en) * 2006-07-06 2008-06-20 Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") Multi-channel correlated-filtering receiving device with double link selection of moving targets (alternatives)
US7602331B2 (en) * 2006-08-10 2009-10-13 University Of Kansas Computationally efficient adaptive radar pulse compression system
US20120274499A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Spatial Digital Systems Radar imaging via spatial spectrum measurement and MIMO waveforms
US9772402B2 (en) * 2014-06-09 2017-09-26 Src, Inc. Multiplatform GMTI radar with adaptive clutter suppression
RU2641727C1 (en) * 2016-12-27 2018-01-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт Войск воздушно-космической обороны Минобороны России" (ФГБУ "ЦНИИ ВВКО Минобороны России") Method of primary impulse-doppler range-finding of targets against background of narrow-band passive jamming

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7132975B2 (en) Apparatus and method for detecting moving objects
US6539320B1 (en) Time delay determination and determination of signal shift
EP0557660B1 (en) Signal processor
CN106814353A (en) A kind of Radar Signal Processing System
US4488154A (en) Radar processor
US4339754A (en) Spatially adaptive moving target indicator system for radar equipment
Huang et al. Radar high speed small target detection based on keystone transform and linear canonical transform
US4649389A (en) Stacked beam radar and target height measurement extractor especially for use therein
US4320400A (en) Method and apparatus that nearly instantaneously samples, processes and sorts received signals from very large numbers of radar and radio emitters for frequency and angle of arrival analysis
RU2704789C1 (en) Method for adaptive signal processing in survey coherent-pulse radar stations
GB2032725A (en) Moving target indication radar
RU202191U1 (en) Pulse-Doppler radar radio receiver with multi-view signal accumulation
US3725923A (en) Coherent digital pulse doppler radar system with improved signal handling capacity
CN109581350B (en) Radar distance and speed measurement method and device based on time-frequency integral interpolation
Hassan A new algorithm for radar emitter recognition
RU119126U1 (en) DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM
RU2673679C1 (en) Pulse-doppler radar signals digital processing device with targets by distance migration compensation
RU2730182C1 (en) Method of multiple-rundown signal accumulation in radar station when detecting aerial targets in pulse-doppler mode
UA17265U (en) Direction finder for detecting sources of active interferences
KR101235034B1 (en) Detector of fm target signal using correlated arranging filter and method thereof
Waqar et al. Reconfigurable monopulse radar tracking processor
Dogan et al. Double dual focusing for range ambiguity suppression-experimental results
RU2287840C1 (en) Method of detection and classification of surface targets
RU2154837C1 (en) Method of detection of linear frequency-modulated signal with unspecified parameters
RU2282873C1 (en) Method for detection of signals reflected from maneuvering target

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200517