RU2287840C1 - Method of detection and classification of surface targets - Google Patents
Method of detection and classification of surface targets Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287840C1 RU2287840C1 RU2005113362/09A RU2005113362A RU2287840C1 RU 2287840 C1 RU2287840 C1 RU 2287840C1 RU 2005113362/09 A RU2005113362/09 A RU 2005113362/09A RU 2005113362 A RU2005113362 A RU 2005113362A RU 2287840 C1 RU2287840 C1 RU 2287840C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- target
- targets
- signals
- carrier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокационной технике, преимущественно к способам обнаружения сигналов от надводных целей с селекцией сигналов от ложных целей - источников сосредоточенных пассивным помех - и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС), установленных на скоростных носителях, в частности летательных аппаратах различного назначения, в том числе для аэрокосмической разведки морских судов.The invention relates to radar technology, mainly to methods for detecting signals from surface targets with the selection of signals from false targets - sources of concentrated passive interference - and can be used in coherent-pulse radar stations installed on high-speed carriers, in particular aircraft of various destination, including for aerospace reconnaissance of ships.
В настоящее время в когерентно-импульсных РЛС с фильтрацией принимаемых сигналов по доплеровской частоте для обнаружения сигнала от истинной цели при наличии отражений от ложных целей - источников пассивных помех используется различие в доплеровских частотах сигналов от истинной цели и источников помех, являющееся следствием различия их радиальных скоростей [1].Currently, in coherent-pulse radars with filtering the received signals by Doppler frequency to detect the signal from the true target in the presence of reflections from false targets - sources of passive interference, a difference in the Doppler frequencies of signals from the true target and interference sources is used, which is a consequence of the difference in their radial velocities [one].
Информативным признаком, используемым для классификации целей в этих технических решениях, является средняя доплеровская частота |Fд|≥0.The informative feature used to classify targets in these technical solutions is the average Doppler frequency | F d | ≥0.
Недостатком такого способа является ошибочная классификация (селекция) в тех случаях, когда истинная цель неподвижна или движется в направлении, перпендикулярном направлению распространения излучения - в этих случаях частота Fд=0, а также когда источник пассивной помехи (ложная цель) движется, так что частота Fд эхосигнала от источника помехи отлична от нуля.The disadvantage of this method is the erroneous classification (selection) in cases where the true target is stationary or moving in a direction perpendicular to the direction of radiation propagation - in these cases, the frequency F d = 0, and also when the source of passive interference (false target) moves, so the frequency F d of the echo from the source of interference is non-zero.
Известен другой способ, рассмотренный в [2], который основан на излучении когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, приеме отраженных сигналов, фильтрации принятых в каждом элементе разрешения по дальности сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерении их мощностей, сравнении результатов измерения с пороговым уровнем, принятии решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощности, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышают пороговый уровень. Недостатком этого способа является невозможность селекции истинных целей от одиночных уголковых отражателей (УО). Причина этого явления, как известно, состоит в том, что в отличие от дипольных облаков (ДО), а также от связок УО, соединенных гибкими фалами (тросами), спектр межпериодных флюктуации сигналов от одиночных УО, как и сигналов от надводных кораблей (НК), является узкополосным, т.к. отраженные от тех и других сигналы флюктуируют медленно [3], так что селекция их указанным способом невозможна.There is another method, considered in [2], which is based on the emission of coherent radio pulses with a constant carrier frequency, the reception of reflected signals, filtering the received at each resolution element by the range of the signals at the Doppler frequency on M equally spaced frequency components, measuring their powers, comparing the measurement results with a threshold level, deciding on the presence of a signal from a true target, if the powers of at least one but not more than k adjacent frequency components exceed the threshold level. The disadvantage of this method is the inability to select true targets from single corner reflectors (UO). The reason for this phenomenon, as is known, is that, in contrast to dipole clouds (DOs), as well as from UO bundles connected by flexible files (cables), the inter-period fluctuation spectrum of signals from single UOs, as well as signals from surface ships (NK) ), is narrowband because the signals reflected from those and other fluctuate slowly [3], so their selection in this way is impossible.
Наиболее близким к по технической сущности аналогом, принятым за прототип предлагаемого способа, является способ селекции надводных целей [4].Closest to the technical nature of the analogue adopted as a prototype of the proposed method, is a method for selecting surface targets [4].
Способ по прототипу основан на двухэтапной селекции, а именно после первого этапа, состоящего в излучении когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, приеме отраженных сигналов, фильтрации принятых сигналов: по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих в каждом элементе разрешения по дальности, измерении мощностей частотных составляющих, сравнении результатов измерений с пороговым уровнем, принятии предварительного решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощность, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышает пороговый уровень, где k - отношение максимальной ожидаемой ширины спектра межпериодных флюктуации сигналов от истинной цели к ширине полосы одной частотной составляющей, переходят ко второму этапу, заключающемуся в излучении когерентных радиоимпульсов в течение п периодов повторения с изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой fi,The prototype method is based on two-stage selection, namely, after the first stage, which consists in emitting coherent radio pulses with a constant carrier frequency, receiving reflected signals, filtering the received signals: by the Doppler frequency on M equally spaced frequency components in each resolution element in range, measuring the frequency power components, comparing the measurement results with a threshold level, making a preliminary decision about the presence of a signal from a true target, if the power of at least one about no more than k adjacent frequency components exceeds the threshold level, where k is the ratio of the maximum expected width of the spectrum of inter-period fluctuations of the signals from the true target to the bandwidth of one frequency component, go to the second stage, which consists in the emission of coherent radio pulses during n repetition periods varying from pulse to pulse carrier frequency f i ,
i= 1, 2,..., m, причем i = 1, 2, ..., m, and
где с - скорость света, l - минимальная по ракурсу ожидаемая протяженность истинной цели в радиальном направлении, приеме отраженных сигналов от целей, принятых за истинные на первом этапе селекции, фильтрации сигналов на каждой из m несущих частот по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерении их мощностей Sir (r=1, 2,..., М), нахождении максимальных значений мощностей частотных составляющих Si=Sir, r∈1, 2,..., М, вычислении нормированного значения SH по формулеwhere c is the speed of light, l is the minimum in view of the expected length of the true target in the radial direction, receiving reflected signals from targets accepted as true at the first stage of selection, filtering the signals at each of m carrier frequencies by Doppler frequency on M equally spaced frequency components, measuring their powers S ir (r = 1, 2, ..., M), finding the maximum power values of the frequency components S i = S ir , r∈1, 2, ..., M, calculating the normalized value of S H by the formula
где Sm+1=S1,where S m + 1 = S 1 ,
сравнении полученного результата со вторым пороговым уровнем и принятии решения о наличии сигнала от истинной цели при превышении порогового уровня.comparing the result with the second threshold level and deciding on the presence of a signal from the true target when the threshold level is exceeded.
Недостатком способа-прототипа является невозможность классификации истинных целей, т.е. вынесения решения о принадлежности надводного корабля к определенному классу (в частности, классу "главных" целей).The disadvantage of the prototype method is the inability to classify true goals, i.e. making decisions on the belonging of a surface ship to a certain class (in particular, the class of "main" targets).
Задачей изобретения является обеспечение возможности классификации истинных целей и определения их принадлежности к определенному классу целей.The objective of the invention is to enable the classification of true goals and determine their belonging to a particular class of goals.
Решение поставленной задачи основано на оценке информативных признаков (продольного и поперечного размеров, радиальной скорости и архитектуры) надводного корабля по его радиолокационному образу, полученному путем синтезирования апертуры при переднебоковом обзоре с когерентной обработкой, и вынесении решения о классе надводного корабля путем сравнения значения статистической решающей функции информативных признаков с пороговым уровнем.The solution to this problem is based on the assessment of informative features (longitudinal and transverse dimensions, radial speed and architecture) of a surface ship by its radar image obtained by synthesizing an aperture during anterolateral viewing with coherent processing, and deciding on the class of the surface ship by comparing the value of the statistical decisive function informative signs with a threshold level.
Сущность предлагаемого способа обнаружения и классификации надводных целей заключается в том, что в известном способе селекции, основанном на излучении когерентных радиоимпульсов с постоянной несущей частотой, приеме отраженных сигналов, фильтрации принятых сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих в каждом элементе разрешения по дальности, измерении мощностей частотных составляющих, сравнении результатов измерений с пороговым уровнем, принятии решения о наличии сигнала от истинной цели, если мощности, по крайней мере, одной, но не более k смежных частотных составляющих превышают первый пороговый уровень, где k - отношение максимальной ожидаемой ширины спектра межпериодных флюктуаций сигналов от истинной цели к ширине полосы одной частотной составляющей, излучении на втором этапе когерентных радиоимпульсов в течение n периодов повторения с изменяющейся от импульса к импульсу несущей частотой fi, i= 1, 2,..., m, причем где с - скорость света, l - минимальная по ракурсу ожидаемая протяженность истинной цели в радиальном направлении, приеме отраженных сигналов от целей, принятых за истинные на первом этапе селекции, фильтрации сигналов на каждой из m несущих частот по допплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих, измерении их мощностей Sir (r=1, 2,..., М), нахождении максимальных значений мощностей частотных составляющих , вычислении нормированного значения SH по формулеThe essence of the proposed method for detecting and classifying surface targets is that in the known method of selection based on the emission of coherent radio pulses with a constant carrier frequency, receiving reflected signals, filtering the received signals by Doppler frequency on M equally spaced frequency components in each range resolution element, measuring the power of the frequency components, comparing the measurement results with a threshold level, deciding on the presence of a signal from a true target, if at least one, but no more than k adjacent frequency components exceed the first threshold level, where k is the ratio of the maximum expected width of the spectrum of inter-period fluctuations of signals from the true target to the bandwidth of one frequency component, radiation at the second stage of coherent radio pulses for n repetition periods with a carrier frequency f i , i = 1, 2, ..., m, varying from pulse to pulse, and where c is the speed of light, l is the minimum expected angle of the true target in the radial direction, receiving reflected signals from targets taken as true at the first stage of selection, filtering the signals at each of m carrier frequencies by Doppler frequency on M equally spaced frequency components, measuring their powers S ir (r = 1, 2, ..., M), finding the maximum powers of the frequency components calculating the normalized value of S H according to the formula
где Sm+1=S1,where S m + 1 = S 1 ,
сравнении полученного результата со вторым пороговым уровнем и принятие решения о наличии сигнала от истинной цели при превышении второго порогового уровня, дополнительно из числа целей, принятых на втором этапе селекции за истинные, выбирают цели, находящиеся на направлениях βj, относительно направления вектора V скорости носителя, и удовлетворяющие условиюcomparing the result with the second threshold level and deciding on the presence of a signal from the true target when the second threshold level is exceeded, in addition from the goals accepted at the second stage of selection as true, choose targets located in the directions β j relative to the direction of the carrier velocity vector V , and satisfying the condition
где ψ0.5 - ширина диаграммы направленности антенны по уровню -3 дБ в плоскости, проходящей через вектор V и направление на j-ю цель, и для их классификации выбирают параметры М, m и n из соотношений:where ψ 0.5 is the width of the antenna radiation pattern at the level of -3 dB in the plane passing through the vector V and the direction to the jth target, and for their classification the parameters M, m and n are selected from the relations:
n=m·М,n = m
где Rj - наклонная дальность до j-й цели,where R j is the slant range to the j-th target,
Fп - частота повторения зондирующих импульсов,F p - the repetition frequency of the probe pulses,
V - скорость носителя РЛС,V is the speed of the radar carrier,
изменяют несущую частоту fi(i=1, 2,..., m) зондирующих импульсов от пачки к пачке из М импульсов, сохраняя ее постоянной внутри пачек, уменьшают несущую частоту принимаемых сигналов на величину Fдо доплеровской частоты, соответствующей проекции скорости V носителя РЛС на направление βj на j-ю цель, т.е.:change the carrier frequency f i (i = 1, 2, ..., m) of the probe pulses from a packet to a packet of M pulses, keeping it constant inside the packets, reduce the carrier frequency of the received signals by F to the Doppler frequency corresponding to the projection of the velocity V radar carrier in the direction β j to the j-th target, i.e.:
осуществляют накопление мощностей частотный составляющих Sirq (r=1, 2,..., М) в каждом элементе разрешения по дальности qmin<q<qmax принятых m1<m пачек импульсов с учетом прогнозируемого изменения координат j-ой цели за время накопления вследствие движения носителя РЛС, формируют сигналы:carry out the accumulation of power frequency components S irq (r = 1, 2, ..., M) in each resolution element in range q min <q <q max of received m 1 <m bursts of pulses taking into account the predicted change in the coordinates of the j-th target for accumulation time due to the movement of the radar carrier, form signals:
где qmin, qmax определяются границами зоны обзора по дальности при наблюдении j-й цели, находят координаты r1(q), r2(q) контура радиолокационного изображения j-и цели из условий:where q min , q max are determined by the boundaries of the range of the range when observing the j-th target, find the coordinates r 1 (q), r 2 (q) of the contour of the radar image of the j-target from the conditions:
и граничные - минимальные q1 и максимальные q2 значения q, при которых эти условия выполняются,and boundary - the minimum q 1 and maximum q 2 q values under which these conditions are met,
где C0≥0 - пороговый уровень, определяемый допустимой вероятностью ложного срабатывания вследствие шумов и помех,where C 0 ≥0 is the threshold level determined by the admissible probability of false response due to noise and interference,
определяют оценки ракурса αj j-ой цели, максимального продольного L и поперечного В ее размеров из соотношений:determine the angle view α j of the j-th target, the maximum longitudinal L and transverse In its size from the relations:
по формуле:according to the formula:
гдеWhere
r(q)=aq+d, параметры a. d выбирают из условияr (q) = aq + d, parameters a. d is selected from the condition
Zср=0.5[Z1(q)+Z2(q)],Z cf = 0.5 [Z 1 (q) + Z 2 (q)],
ΔR, ΔX - размеры элемента разрешения в радиальном (по дальности) и поперечном направлениях соответственно, проверяют выполнение условия q2-q1≥r(q2)-r(q1), и если оно не выполняется, повторяют операции от нахождения координат контура до оценок размеров цели после перестановок:ΔR, ΔX are the dimensions of the resolution element in the radial (in range) and transverse directions, respectively, verify that the condition q 2 -q 1 ≥r (q 2 ) -r (q 1 ) is satisfied, and if it is not satisfied, repeat the operation from finding the coordinates contour to target size estimates after permutations:
принимают решение о классе наблюдаемой цели "главная", если:make a decision about the class of the observed goal "main" if:
где L1, L2, B1, В2 - априорно известные значения длины и ширины радиолокационных изображений "главной" и "не главной" целей соответственно,where L 1 , L 2 , B 1 , B 2 - a priori known values of the length and width of the radar images of the "main" and "not main" targets, respectively,
σL, σB - соответствующие априорно известные усредненные среднеквадратичные отклонения,σ L , σ B are the corresponding a priori known average standard deviations,
A0 - пороговое значение, выбираемое в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями (и стоимостями) ошибок классификации.A 0 is a threshold value selected depending on the desired relationship between the probabilities (and costs) of classification errors.
Кроме этого, для классификации дополнительно могут использоваться в качестве информативных признаков координаты наиболее отражающих точек цели в системе координат, связанной с целью, для чего измеряют доплеровскую частоту Fдj отраженных сигналов, приходящих по направлению Bj оси диаграммы направленности антенны относительно направления вектора V скорости носителя РЛС, при где F0 - пороговое значение, определяют координаты носа (или кормы) наблюдаемой j-ой цели по правилам вида:In addition, for classification, the coordinates of the most reflecting points of the target in the coordinate system associated with the target can be additionally used as informative signs, for which the Doppler frequency F dj of the reflected signals arriving in the direction B j of the antenna pattern axis relative to the direction of the carrier velocity vector V is measured Radar at where F 0 is the threshold value, determine the coordinates of the bow (or stern) of the observed j-th target according to the rules of the form:
при Fдj>0:qн=q1, rН=а·q1+d (нос),for F dj > 0: q n = q 1 , r H = a · q 1 + d (nose),
при Fдj<0:qH=q2, rH=a·q2+d (корма),for F dj <0: q H = q 2 , r H = a · q 2 + d (feed),
сравнивают между собой накопленные значения сигналов z(r, q) и определяют координаты r*i, q*j., максимальных значений i=1, 2,..., u, u>0, находят расстояния этих точек от носа по правилам:compare the accumulated values of the signals z (r, q) and determine the coordinates r * i , q * j ., the maximum values i = 1, 2, ..., u, u> 0, find the distances of these points from the nose according to the rules :
- в продольном и поперечном направлениях соответственно, и принимают решение о классе наблюдаемой цели по правилу: - in the longitudinal and transverse directions, respectively, and decide on the class of the observed target according to the rule:
еслиif
то цель - "главная",then the goal is "main",
где l01i, l02i, b01i, b02i - априорно известные усредненные внутри классов расстояния наиболее отражающих точек от носа корабля в продольном и поперечном направлениям для классов "главных" и не "главных" целей соответственно,where l 01i , l 02i , b 01i , b 02i are the a priori known distances averaged inside the classes of the most reflecting points from the bow of the ship in the longitudinal and transverse directions for the classes of “main” and not “main” targets, respectively,
σli, σbi - соответствующие усредненные среднеквадратичные отклонения,σ li , σ bi are the corresponding averaged standard deviations,
А1 - пороговое значение, выбираемое в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями (и стоимостями) ошибок классификации.And 1 is a threshold value selected depending on the desired ratio between the probabilities (and costs) of classification errors.
Приведем необходимые пояснения.We give the necessary explanations.
Согласно предлагаемому способу производится радиолокационное наблюдение целей, принятых за истинные после проведения селекции и находящихся в передней полусфере на направлениях βj, относительно направления вектора V скорости носителя, удовлетворяющих условиюAccording to the proposed method, radar observation of targets accepted as true after selection and located in the front hemisphere in the directions β j relative to the direction of the carrier velocity vector V satisfying the condition
с когерентной обработкой отраженных сигналов в течение времени tk в режиме переднебокового обзора (ПБО) [5]. Определив зондирующий сигнал в видеwith coherent processing of the reflected signals over a time t k in the anterolateral view (TSP) mode [5]. Defining the probing signal in the form
где a(t), φ(t) - функции амплитудной и фазовой модуляции соответственно, получим для сигнала, отраженного от элемента цели, в начале наблюдения находящегося под углом β где βj - 0.5ψ0.5≤β≤βj+0.5ψ0.5 относительно направления вектора V, выражение (см. фиг.8):where a (t), φ (t) are the amplitude and phase modulation functions, respectively, we obtain for the signal reflected from the target element at the beginning of the observation at an angle β where β j - 0.5ψ 0.5 ≤β≤β j + 0.5ψ 0.5 relative to the direction of the vector V, the expression (see Fig.8):
где R(t} - дальность до рассматриваемого элемента цели,where R (t} is the range to the target element in question,
t - время, отсчитываемое от начала облучения.t is the time counted from the start of irradiation.
Далее, имеемNext, we have
Используя разложение в ряд Ньютона, получим из (2) с точностью до членов порядка относительно 1:Using the expansion in Newton's series, we obtain from (2) up to terms of order regarding 1:
Подставляя (3) в (1) получим выражения для фазового набега и мгновенной круговой частоты принимаемых сигналов в виде:Substituting (3) in (1) we obtain the expressions for the phase incursion and the instantaneous circular frequency of the received signals in the form:
В выражениях (2)-(4) собственная скорость цели не учитывается, т.е. цель предполагается неподвижной.In expressions (2) - (4), the target’s own speed is not taken into account, i.e. the target is assumed to be stationary.
Как видно из (4), движение носителя РЛС со скоростью V приводит, во-первых, к линейному фазовому набегу Δψ1(t), который соответствует сдвигу частоты в спектре отраженного сигнала на частоту Доплера:As can be seen from (4), the motion of the radar carrier with speed V leads, firstly, to a linear phase incursion Δψ 1 (t), which corresponds to a frequency shift in the spectrum of the reflected signal by the Doppler frequency:
где - длина волны излучаемых сигналов,Where - wavelength of the emitted signals,
во-вторых, к фазовому набегу с квадратичной зависимостью от времени:secondly, to the phase incursion with a quadratic time dependence:
зависящему также от дальности до цели.depending also on the range to the target.
Ограничиваясь здесь случаем так называемого нефокусированного обзора [5], примем условие допустимых фазовых искажений:Restricting ourselves to the case of the so-called unfocused survey [5], we accept the condition of permissible phase distortions:
тогда для предельного значения времени когерентной обработки получим:then for the limiting value of the coherent processing time we get:
откуда, в свою очередь, имеем выражение для числа когерентно обрабатываемых импульсов при наблюдении j-й цели:whence, in turn, we have an expression for the number of coherently processed pulses when observing the jth target:
далее, полоса пропускания одного канала обработки по частоте Доплера выражается формулойfurther, the bandwidth of one processing channel by Doppler frequency is expressed by the formula
откуда следует, что число М каналов обработки, равное числу спектральных составляющих сигналаwhence it follows that the number M of processing channels equal to the number of spectral components of the signal
совпадает с числом когерентно обрабатываемых импульсов и определяется выражением (8).coincides with the number of coherently processed pulses and is determined by expression (8).
Получим далее выражение для углового и линейного разрешений в поперечном направлении. Сопоставляя (9) с соотношениемWe obtain further the expression for the angular and linear resolutions in the transverse direction. Comparing (9) with the relation
следующим из (5), получим для эквивалентного углового разрешенияfollowing from (5), we obtain for equivalent angular resolution
так что соответствующее линейное разрешение составляетso the corresponding linear resolution is
далее, т.к. время радиолокационного контакта с j-ой цельно составляетfurther since the time of radar contact with the jth is
то с учетом соотношений n≤FпТj и получим верхнее предельное значение для m.then taking into account the relations n≤F p T j and we get the upper limit value for m.
Учет собственной скорости цели Vj при условии , которое, как правило, выполняется для надводных целей, сводится к замене Vcosβ в выражениях (4) на Vcosβ+ Vjcos(β-αj), где αj - ракурс j-ой цели. Действительно, при αj=0, когда цель движется навстречу РЛС, доплеровская частота сигналов увеличивается, а при αj=π - наоборот, уменьшается.Accounting for the target’s own speed V j under the condition , which, as a rule, is performed for surface purposes, reduces to replacing Vcosβ in expressions (4) with Vcosβ + V j cos (β-α j ), where α j is the angle of the j-th target. Indeed, when α j = 0, when the target moves towards the radar, the Doppler frequency of the signals increases, and when α j = π, on the contrary, it decreases.
Правила для нахождения координат контура радиолокационного изображения цели и оценок размеров следуют из геометрических соотношений (фиг.9) и не требуют пояснений. Перестановки, повышают точность оценок по приводимым формулам в ситуации, когда радиальный размер цели оказывается меньше поперечного (фиг.9, цель 2).The rules for finding the coordinates of the contour of the radar image of the target and size estimates follow from the geometric relationships (Fig.9) and do not require explanation. Permutations increase the accuracy of estimates by the given formulas in a situation where the radial size of the target is less than the transverse (Fig. 9, target 2).
Правило классификации получается следующим образом.The classification rule is obtained as follows.
Рассмотрим случай бинарной классификации объектов по совокупности информативных признаков γ1, γ2,..., γn, значения которых будем предполагать статистически независимыми, нормально распределенными с параметрами γ11, γ21,...γn1, σ1, σ2,..., σn и γl2, γ22...,γn2 σ1, σ2,...σn - для первого и второго классов соответственно. Тогда составляя отношение правдоподобия по отношению к совокупности информативных признаковConsider the case of binary classification of objects according to the set of informative features γ 1 , γ 2 , ..., γ n , the values of which will be assumed to be statistically independent, normally distributed with parameters γ 11 , γ 21 , ... γ n1 , σ 1 , σ 2 , ..., σ n and γ l2 , γ 22 ..., γ n2 σ 1 , σ 2 , ... σ n - for the first and second classes, respectively. Then composing the likelihood ratio with respect to the totality of informative features
получим после его логарифмирования и простых преобразований следующее правило решения:after its logarithm and simple transformations, we obtain the following decision rule:
еслиif
то объект относится к классу 1, в противном случае - к классу 2.then the object belongs to
Пороговое значение А статистической решающей функции выбирается в зависимости от желаемого соотношения между вероятностями ошибок классификации (и их стоимостями). В важном для практики частном случае, когда эти ошибки (ошибочная классификация объекта класса 1 как объект класса 2 и наоборот) равноценны, получается выражениеThe threshold value A of the statistical decision function is selected depending on the desired relationship between the probabilities of classification errors (and their costs). In the special case important for practice, when these errors (erroneous classification of an object of
Для оценки направления движения цели предлагается измерять доплеровскую частоту отраженных сигналов, приходящих по направлению βj оси диаграммы направленности антенны, которая, в свою очередь, определяется с возможной точностью по максимуму диаграммы направленности антенны обзорной РЛС, либо по нулю суммарно-разностной диаграммы в случае моноимпульсной РЛС, при этом как уже упоминалось, предварительно учитывают частоту Доплера, соответствующую собственной радиальной скорости носителя РЛС в том же направлении. Далее, учитывая, что надводные корабли движутся обычно носом по направлению движения, определяют координаты носа (или кормы), находят путем сравнения между собой сигналов накопленных значений мощностей частотных составляющих заданное количество их максимальных значений, определяют их координаты сначала в исходной системе, связанной с носителем, а затем, с помощью известных правил преобразования координат, расстояния соответствующих элементов цели от ее носа в продольном и поперечном направлениях.To assess the direction of movement of the target, it is proposed to measure the Doppler frequency of the reflected signals arriving in the direction β j of the axis of the antenna pattern, which, in turn, is determined with possible accuracy by the maximum antenna pattern of the surveillance radar, or by zero of the total-difference diagram in the case of single-pulse The radar, however, as already mentioned, pre-take into account the Doppler frequency corresponding to the own radial velocity of the radar carrier in the same direction. Further, taking into account that surface ships usually move with their bow in the direction of movement, they determine the coordinates of the bow (or stern), and find a given amount by comparing the signals of the accumulated values of the power of the frequency components their maximum values, determine their coordinates first in the original system associated with the carrier, and then, using the known rules for the transformation of coordinates, the distance of the corresponding elements of the target from its nose in the longitudinal and transverse directions.
Сущность изобретения поясняется также дальнейшим описанием и чертежами устройства, реализующего предлагаемый способ обнаружения и классификации надводных целей, на которых представлены:The invention is also illustrated by a further description and drawings of a device that implements the proposed method for the detection and classification of surface targets, which are:
фиг.1 - структурная схема РЛС, реализующей заявляемый способ,figure 1 - structural diagram of a radar that implements the inventive method,
фиг.2 - структурная схема блока перестройки частоты,figure 2 is a structural diagram of a frequency adjustment unit,
фиг.3 - структурная схема преобразователя "код-частота",figure 3 is a structural diagram of the Converter "code-frequency",
фиг.4 - структурная схема двойного балансного модулятора,4 is a structural diagram of a double balanced modulator,
фиг.5 - схема программы устройства обработки информации,5 is a diagram of a program of an information processing device,
фиг.6 - осциллограммы сигналов на выходах синхронизатора,6 - waveforms of the signals at the outputs of the synchronizer,
фиг.7 - структурная схема синхронизатора,Fig.7 is a structural diagram of a synchronizer,
фиг.8 - схема переднебокового обзора,Fig is a diagram of the anterolateral view,
фиг.9 - схема радиолокационного образа корабля.Fig.9 is a diagram of a radar image of the ship.
На фиг.1 приняты следующие обозначения:In figure 1, the following notation:
1 - антенна,1 - antenna
2 - антенный переключатель,2 - antenna switch,
3 - передатчик,3 - transmitter,
4 - блок перестройки частоты,4 - frequency adjustment unit,
5 - синхронизатор,5 - synchronizer,
6 - приемник,6 - receiver
7 - фазовый детектор,7 - phase detector
8 - блок видеоусилителей,8 - block video amplifiers,
9 - блок стробирования по дальности,9 - range gating unit,
10 - вычислитель доплеровской частоты,10 - Doppler frequency calculator,
11 - преобразователь "код-частота",11 - Converter "code-frequency"
12 - двойной балансный модулятор,12 - double balanced modulator,
13 - коммутатор,13 - switch
141,, 14m - формирователи комплексной огибающей,14 1 ,, 14 m - shapers of the complex envelope,
151,..., 15m - фильтры доплеровских частот,15 1 , ..., 15 m - Doppler frequency filters,
161,.... 16m - детекторы частотных составляющих,16 1 , .... 16 m - detectors of frequency components,
17 - устройство обработки информации.17 - information processing device.
На схеме по фиг.1 последовательно соединены синхронизатор 5, блок 4 перестройки частоты, передатчик 3, антенный переключатель 2 и антенна 1. К третьему плечу антенного переключателя 2 подключен сигнальный вход приемника 6, гетеродинный вход которого соединен с выходом гетеродинных колебаний передатчика, а выход приемника 6 соединен с сигнальным входом фазового детектора 7, на выходах которого формируются квадратурные составляющие принятых сигналов. К выходам фазового детектора 7 последовательно подключены блок 8 видеоусилителей, блок 9 стробирования по дальности и коммутатор 13.In the diagram of FIG. 1, a
К выходу вычислителя 10 доплеровской частоты подключен первый вход преобразователя 11 "код-частота", соединенного с первым входом двойного балансного модулятора 12, второй вход которого подключен к выходу колебаний опорной частоты передатчика 3, а выход - к входу опорной частоты фазового детектора 7.The output of the Doppler frequency calculator 10 is connected to the first input of the code-
Выходы с первого по 2 m-и коммутатора 13 попарно подключены к соответствующим входам идентичных частотных каналов с первого по m-и, в которых производится обработка импульсных последовательностей с несущей частотой fi, i=1, 2,..., m. Каждый из частотных каналов содержит последовательно соединенные формирователь 141 (142,, 14m) комплексной огибающей и многоканальный фильтр 151 (152,, 15m) доплеровской частоты, в котором производится фильтрация принятых сигналов по доплеровской частоте на М равноотстоящих частотных составляющих. Выходы многоканальных фильтров 151,..., 15m поканально соединены с входами многоканальных детекторов 161,..., 16m частотных составляющих, выходы которых поканально соединены с соответствующими сигнальными входами (пятым входом) устройства 17 обработки информации.The outputs from the first to 2 m-th switch 13 are connected in pairs to the corresponding inputs of identical frequency channels from the first to m- th , in which the processing of pulse sequences with a carrier frequency f i , i = 1, 2, ..., m. Each of the frequency channels contains a shaper 14 1 (14 2 ,, 14 m ) of a complex envelope and a multi-channel filter 15 1 (15 2 ,, 15 m ) of Doppler frequency, in which the received signals are filtered by the Doppler frequency on M equally spaced frequency components . The outputs of the multi-channel filters 15 1 , ..., 15 m are channel-connected to the inputs of the multi-channel detectors 16 1 , ..., 16 m of frequency components, the outputs of which are channel-connected to the corresponding signal inputs (fifth input) of the information processing device 17.
Первый выход устройства 17 обработки информации соединен с входом управления антенны 1, второй его выход соединен с управляющим входом блока 4 перестройки частоты, а третий выход - с входом синхронизатора 5.The first output of the information processing device 17 is connected to the control input of the
Первый и второй информационные выходы антенны 1 по сигналам угла азимута и угла места соединены соответственно с первыми и вторыми входами устройства 17 обработки информации и вычислителя 10 доплеровской частоты, на третий вход которого поступают значения скорости носителя от бортовой навигационной системы.The first and second information outputs of the
Ко второму выходу синхронизатора 5 подключены управляющий вход передатчика 3 и третий вход устройства 17 обработки информации. К третьему выходу синхронизатора 5 подключены управляющие входы блока 9 стробирования по дальности и устройства 17 обработки информации, а к четвертому - вход тактовых импульсов (второй) преобразователя 11 "код-частота".To the second output of the
Первый выход блока 4 перестройки частоты подключен также к входу управления коммутатора 13, а второй его выход соединен с четвертыми входами вычислителя 10 доплеровской частоты и устройства 17 обработки информации.The first output of the
На фиг.2 представлена структурная схема блока 4 перестройки частоты, где приняты следующие обозначения:Figure 2 presents the structural diagram of the
18 - генератор шумового напряжения,18 is a noise voltage generator,
19 - усилитель-ограничитель,19 - amplifier limiter
20 - счетчик,20 is a counter
21 - первый элемент И,21 - the first element And
22 - регистр,22 - register
23 - дешифратор,23 - decoder,
24 - делитель частоты импульсов,24 - pulse frequency divider,
25 - второй элемент И,25 - the second element And
26 - ключевой блок,26 is a key block,
27 - элемент задержки.27 is a delay element.
На схеме по фиг.2 последовательно соединены генератор 18 шумового напряжения, усилитель-ограничитель 19, счетчик 20, первый элемент И 21, регистр 22 и дешифратор 23.In the diagram of FIG. 2, a
Второй вход первого элемента И 21 соединен с выходом ключевого блока 26, второй вход которого образует второй (управляющий) вход блока 4 перестройки частоты, первый (синхронизирующий) вход которого соединен через делитель 24 частоты импульсов с первым входом второго элемента И 25 и через элемент 27 задержки - к его второму входу. Выход второго элемента И 25 соединен с входом ключевого блока 26.The second input of the first element And 21 is connected to the output of the
Выход дешифратора 23 образует первый выход блока 4 перестройки частоты, а выход регистра 22 - его второй выход.The output of the
На фиг.3 представлена структурная схема преобразователя 11 код-частота, где приняты следующие обозначения:Figure 3 presents the structural diagram of the
23 - дешифратор,23 - decoder,
29 - управляемый делитель,29 - controlled divider
30 - фильтр нижних частот,30 - low pass filter,
На схеме по фиг.3 последовательно соединены дешифратор 28, управляемый делитель 29 и фильтр 30 нижних частот. Первый и второй входы преобразователя 11 код-частота образованы соответственно входом дешифратора 28 и вторым входом управляемого делителя 29, а выход фильтра 30 нижних частот образует выход преобразователя 11.In the diagram of FIG. 3, a
На фиг.4 представлена структурная схема двойного балансного модулятора (ДБМ) 12, где приняты следующие обозначения:Figure 4 presents the structural diagram of a double balanced modulator (DBM) 12, where the following notation:
31, 33 - фазовращатели на угол 31, 33 - phase shifters at an angle
32, 34 - перемножители,32, 34 - multipliers,
35 - сумматор.35 - adder.
На схеме по фиг.4 первый вход двойного балансного модулятора 12 соединен с первым входом перемножителя 32 непосредственно, а с первым входом перемножителя 34 - через первый фазовращатель 31, второй вход ДБМ 12 соединен со вторым входом второго перемножителя 34 непосредственно, а со вторым входом первого перемножителя 32 - через фазовращатель 33. Выходы перемножителей 32 и 34 соединены с соответствующими входами сумматора 35, выход которого является выходом ДБМ 12.In the diagram of Fig. 4, the first input of the double
На фиг.5 представлена схема программы устройства 17 обработки информации, где обозначено:Figure 5 presents the program diagram of the device 17 information processing, where indicated:
36 - команда блоку 4 перестройки частоты - работа на постоянной частоте fi= const,36 - command to block 4 frequency adjustment - work at a constant frequency f i = const,
37 - селекция дипольных облаков по правилу:37 - selection of dipole clouds according to the rule:
если то цель - дипольное облако, где граничные частоты спектра в q-м канале дальности, в котором обнаружена цель,if then the goal is a dipole cloud, where the boundary frequencies of the spectrum in the q-th range channel in which the target is detected,
38 - команда блоку 4 перестройки частоты - работа с перестройкой частоты,38 - command to block 4 frequency adjustment - work with frequency adjustment,
39 - селекция уголковых отражателей по правилу:39 - selection of corner reflectors according to the rule:
если , то j-я цель - истинная, здесьif , then the j-th goal is true, here
где Sm+1=S1,where S m + 1 = S 1 ,
40 - проверка выполнения условия40 - verification of the condition
41 - накопление мощностей частотных составляющих mi<m пачек отраженных сигналов с формированием сигналов41 - accumulation of power frequency components m i <m packets of reflected signals with the formation of signals
42 - нахождение координат контура j-ой цели на плоскости (r, q),42 - finding the coordinates of the contour of the j-th target on the plane (r, q),
43 - определение параметров a, d прямой rj(q)=aq+d - продольной оси радиолокационного изображения НК,43 - determination of the parameters a, d of the line r j (q) = aq + d - the longitudinal axis of the radar image of the NK,
44 - нахождение значений информативных признаков j-ой цели, в частности длины Lj и ширины Вj радиолокационного образа,44 - finding the values of informative features of the j-th target, in particular the length L j and the width B j of the radar image,
45 - проверка выполнения условия q1-q2≥r(q2)-r(q1), если "нет" - 46 - круговая перестановка и повторение операций 39-41;45 - verification of the fulfillment of the condition q 1 -q 2 ≥r (q 2 ) -r (q 1 ), if "no" - 46 - circular permutation and repetition of operations 39-41;
47 - принятие решения о классе цели - главная или не главная ("да", "нет");47 - making a decision about the class of the goal - the main or not the main ("yes", "no");
48 - проверка выполнения условия j<N, если "да", переход к следующей цели, если "нет" - "конец работы", где N - количество целей, принятых за истинные и удовлетворяющих условию п.40.48 - verification of the fulfillment of condition j <N, if “yes”, transition to the next goal, if “no” - “end of work”, where N is the number of goals accepted as true and satisfying the condition of
На фиг.6 представлены осциллограммы сигналов на выходах синхронизатора 5. Здесь приняты следующие обозначения:Figure 6 presents the waveforms of the signals at the outputs of the
49 - осциллограмма импульсов управления блоком 4 перестройки частоты с периодом Tп, со временем упреждения t1≪Тп, относительно начала периода повторения и длительностью τ0≪t1 - на первом выходе синхронизатора 5;49 is an oscillogram of control pulses of
50 - осциллограмма импульсов управления передатчиком 3 и устройством 17 обработки информации с периодом Тп с началом в момент начала периода повторения и длительностью Ти≪Тп - на втором выходе синхронизатора 5;50 is an oscillogram of the control pulse of the
51 - осциллограммы импульсов управления блоком 9 стробирования по дальности и устройством 17 обработки информации, представляющие собой периодические последовательности из примыкающих друг к другу импульсов с периодом Тп, началом последовательности в момент относительно начала периода повторения, длительностью импульсов и числом импульсов в последовательности51 - waveforms of the control pulses of the range gating unit 9 and the information processing device 17, which are periodic sequences of adjacent pulses with a period T p , the beginning of the sequence at the time relative to the beginning of the repetition period, pulse duration and the number of pulses in the sequence
где Rmax, Rmin - максимальная и минимальная дальности зоны обзора соответственно на третьем выходе синхронизатора 5;where R max , R min - the maximum and minimum ranges of the field of view, respectively, at the third output of the
52 - осциллограммы тактовых импульсов для управления преобразователем 11 код-частота с периодом Т=τc≪Тп и длительностью τт≪Т на четвертом выходе синхронизатора 5.52 - oscillograms of clock pulses for controlling the
На фиг.7 представлена структурная схема синхронизатора 5, где приняты следующие обозначения:Figure 7 presents the structural diagram of the
53 - генератор тактовых импульсов,53 - clock generator,
54 - счетчик,54 - counter
55 - дешифратор,55 - decoder,
56 - блок триггеров.56 - block triggers.
На схеме по фиг.7 последовательно соединены генератор 53 тактовых импульсов, счетчик 54, дешифратор 55 и блок триггеров 56, первый, второй и третий выходы которого образуют одноименные выходы синхронизатора 5. Выход генератора 53 тактовых импульсов соединен также с четвертый выходом синхронизатора 5, а вход синхронизатора соединен с входом управления дешифратора 53.In the diagram of Fig. 7, a
В качестве антенны 1 может выть применена зеркальная антенна [6, стр.46], управляемая следящим приводом в горизонтальной и вертикальной плоскостях по командам, поступающим от устройства 17 обработки информации.As an
Антенный переключатель 2 может быть выполнен на основе ферритового Y-циркулятора [6, стр.46].
Передатчик 3 представляет собой усилительную цепочку, состоящую из последовательно соединенных возбудителя и усилителя мощности, управляемого импульсным модулятором, при этом возбудитель может быть выполнен по схеме, приведенной в патента №2083995 РФ от 27.12.94, фиг.2, состоящей из m=nf усилительно-умножительных цепочек кварцованных частот, коммутируемых кодовыми сигналами, поступающими с блока 4 перестройки частоты, генератора опорной частоты и смесителей, а усилитель мощности в зависимости от требуемой мощности и полосы усиливаемых частот реализуется на основе электровакуумного прибора (амплитрон, лампа бегущей волны и т.п.) или полупроводникового прибора [7, стр.19-52] и импульсного модулятора, построенного по известным схемам [7, стр.103-107].The
Приемник 6 представляет собой последовательное соединение усилителя высокой частоты, вход которого является первым входом приемника, смесителя, гетеродинный вход которого является вторым входом приемника, и усилителя промежуточной частоты, выход которого является выходом приемника.Receiver 6 is a serial connection of a high-frequency amplifier, the input of which is the first input of the receiver, a mixer, the local oscillator input of which is the second input of the receiver, and an intermediate-frequency amplifier, the output of which is the output of the receiver.
Формирователи 141, 142,..., 14m комплексной огибающей могут быть построены на основе последовательного соединения пиковых детекторов, осуществляющих расширение импульсов сигнала, и низкочастотных фильтров (в обоих квадратурных каналах).The complex envelope shapers 14 1 , 14 2 , ..., 14 m can be constructed on the basis of a series connection of peak detectors that expand the signal pulses and low-pass filters (in both quadrature channels).
Фильтры 151, 152,..., 15m доплеровских частот представляют собой многоканальные фильтры с числом каналов М, равным числу когерентно обрабатываемых импульсов.Filters 15 1 , 15 2 , ..., 15 m Doppler frequencies are multichannel filters with the number of channels M equal to the number of coherently processed pulses.
Радиолокационная станция, реализующая заявленный способ обнаружения и классификации надводных целей, работает следующим образом.A radar station that implements the claimed method for the detection and classification of surface targets, operates as follows.
Передатчик 3 генерирует когерентные импульсные зондирующие сигналы с несущей частотой, управляемой блоком 4 перестройки частоты, эти сигналы, проходят через антенный переключатель 2 в антенну 1, излучаются в пространство. Координаты целей (дальность Rj и угол βj), обнаруженных в процессе поиска, поступают с третьего и первого выходов устройства 17 обработки информации на входы синхронизатора 5 и привода антенны 1 соответственно и определяют расположение зон обзора при классификации целей.The
Одновременно со второго выхода устройства 17 обработки информации на второй вход блока 4 перестройки частоты поступает команда "работа на постоянной несущей частоте", при этом производится селекция дипольных облаков.At the same time, from the second output of the information processing device 17, the command “work on a constant carrier frequency” is received at the second input of the
Блок 4 перестройки частоты работает следующим образом (фиг.2).
Генератор 18 шумового напряжения, построенный, например, на основе шумового диода, генерирует колебания шумов с шириной спектра, значительно превосходящей частоту повторения (Δfш≫Fп). Далее эти колебания усиливаются и ограничиваются в усилителе-ограничителе 19 и поступают на счетчик 20, который осуществляет счет, например, положительных фронтов по модулю m и имеет, таким образом, m равновероятных состояний. Синхроимпульсы, поступающие с первого выхода синхронизатора 5 на первый вход блока 4 перестройки частоты через период повторения Тп с упреждением на время t1 относительно начала следующего периода, приходят на делитель 24 частоты импульсов, который может быть построен, например, на основе счетчика, и делит частоту повторения в М раз, а также - через элемент 27 задержки на время фронта - на вход элемента И 25, на другой вход которого приходят импульсы с периодом МТп с выхода делителя 24, в результате чего на выходе элемента И 25 формируются импульсы с периодом МТп, и с упреждением на t1 относительно начала следующего периода повторения зондирующих импульсов.The
Эти импульсы проходят через ключевой блок 26, открытый при наличии на его управляющем входе управляющей команды "работа с перестройкой частоты", поступающей на второй вход блока 4 перестройки частоты, и открывают элемент И 21, через который показания счетчика 20 записываются в регистр 22 и преобразуются в дешифраторе 23 в параллельный код с числом разрядов m, где ненулевым является лишь один из m разрядов, который сохраняется в течение, по крайней мере, М периодов повторения и определяет значения частот сигнала fгi гетеродина в следующей пачке из M импульсов.These pulses pass through the
При поступлении на вход управления ключевого блока 26 через второй вход блока 4 перестройки частоты команды от устройства 17 "работа на частоте fi=const" блок 26 закрывается, импульсы на второй вход элемента И 21 больше не поступают, и новые показания счетчика 20 перестают поступать на регистр 22, так что его код и код на выходе дешифратора 23 остаются неизменными и, следовательно, частоты fi и fгi также остаются постоянными до изменения команды на втором входе блока 4, при этом во всех случаях выполняется соотношение When entering the control input of the
Отраженные от цели сигналы поступают из антенны 1 через третье плечо антенного переключателя 2 на вход приемника 6, где усиливаются на высокой частоте, преобразуются на промежуточную частоту под действием колебаний гетеродинной частоты fгi, поступающих на гетеродинный вход приемника 6 со второго выхода передатчика 3, и после усиления на промежуточной частоте поступают с выхода приемника на сигнальный вход двухканального фазового детектора 7, на вход колебаний опорной частоты которого приходят колебания частоты fпч+Fд, образующиеся в двойном балансном модуляторе 12.The signals reflected from the target are received from the
Двойной балансный модулятор 12 работает следующим образом (фиг.4).Dual
На первый вход ДБМ 12 поступают колебания частоты Доплера Fд, соответствующей радиальной скорости носителя РЛС в направлении на наблюдаемую цель. Они формируются в преобразователе 11 код-частота (см. ниже). Эти колебания, выражающееся в виде приходят на фазовращатель 31, на выходе которого они сдвигаются по фазе на приобретают вид Uдsin(2πFдt-φд), после чего попадают на первый вход перемножителя 34, на второй вход которого приходят со второго входа ДБМ 12 из возбудителя передатчика 3 колебания промежуточной частоты, имеющие вид Uпчcos(2πFпчt-φпч). В результате перемножения на выходе перемножителя 34 появляется напряжение kUпчUдsin(2πFдt-φд)cos(2πFпчt-φпч), которое поступает на вход сумматора 35. Аналогично колебания промежуточной частоты, поступающие на второй вход ДБМ 12, сдвигаются по фазе фазовращателем 33 и попадают на второй вход перемножителя 32, на первый вход которого поступают колебания частоты Доплера Fд с первого входа ДБМ 12. В результате перемножения на выходе перемножителя 32 образуется напряжение kUпчUдcos(2πFдt-φд)sin(2πFпчt-φпч), которое попадает на другой вход сумматора 35.The first input of the
В результате суммирования на выходе сумматора 35 образуется напряжение опоры Uоп с частотой fпч+Fд, которое имеет видAs a result of the summation at the output of the
где обозначено Uоп=UпчUд.where designated U op = U P U d
Колебания частоты Fд формируются в преобразователе 11 код-частота, который работает следующим образом (фиг.3).Fluctuations in the frequency F d are formed in the
На второй вход преобразователя 11 поступают тактовые импульсы кварцованной частоты с четвертого выхода синхронизатора 5, которые приходят на сигнальный вход управляемого делителя 29 частоты, выполненного на основе счетчика. На управляющий вход делителя 29 с первого входа преобразователя 11 через дешифратор 28 приходят управляющие сигналы, определяющие коэффициент деления частоты, который соответствует значению частоты Fд, поступающей из вычислителя 10 доплеровской частоты, где она вычисляется в соответствии с выражением , по поступающим на входы вычислителя 10 значениям скорости V носителя, несущей частоты fi и угла βj. Прямоугольные импульсы в форме меандра с требуемой частотой поступают с выхода делителя 29 частоты на фильтр 30 нижних частот, выделяющий первую гармонику, синусоидальные колебания требуемой частоты поступают на выход преобразователя 11 код-частота, соединенный с входом ДБМ 12.The second input of the
Далее, как описано выше, в ДБМ 12 образуются колебания частоты fпч+Fд, поступающие на вход опорной частоты фазового детектора 7, состоящего из двух идентичных фазовых детекторов, на которые колебания опорной частоты поступают со сдвигом на один относительно другого вследствие прохождения через специальный фазовращатель в цепи опорного напряжения одного из них. На выходе фазового детектора 7 образуются когерентные видеосигналы в двух квадратурных каналах, в которых проведена компенсация доплеровской частоты, соответствующей проекции скорости V носителя в направлении оси диаграммы направленности антенны при наблюдении j-ой цели.Further, as described above, in the
Эти видеосигналы усиливаются в блоке 8 видеоусилителей, состоящем из двух видеоусилителей, полоса которых согласована с шириной спектра принимаемых видеоимпульсов, и попадают в блок 9 стробирования по дальности, в котором они стробируются по дальности в обоих квадратурным каналах, при этом в каждом из них образуется каналов дальности благодаря стробам, поступающим с третьего выхода синхронизатора 5 на вход блока 9 стробирования по дальности.These video signals are amplified in block 8 of video amplifiers, consisting of two video amplifiers, the band of which is consistent with the width of the spectrum of the received video pulses, and fall into block 9 of the gating range, in which they are gated in range in both quadrature channels, while in each of them is formed range channels due to the gates coming from the third output of the
Квадратурные составляющие импульсных видеосигналов от стробируемой цели подаются на входы коммутатора 13, осуществляющего подключение к входу одного из m каналов обработки в зависимости от номера (кода) несущей частоты, поступающего на вход управления коммутатора 13 с выхода блока 4 перестройки частоты.The quadrature components of the pulsed video signals from the gated target are fed to the inputs of the switch 13, which connects to the input of one of the m processing channels depending on the number (code) of the carrier frequency that is input to the control input of the switch 13 from the output of the
Обработка видеосигналов от стробируемой цели начинается в блоке 14 формирования комплексной огибающей, в котором осуществляется формирование комплексной огибающей путем расширения импульсов (с помощью пикового детектирования) и низкочастотной фильтрации (в обоих квадратурных каналах).The processing of video signals from the gated target begins in block 14 of the formation of the complex envelope, in which the complex envelope is formed by expanding the pulses (using peak detection) and low-pass filtering (in both quadrature channels).
Образовавшиеся таким образом квадратурные компоненты комплексной огибающей расфильтровываются затем по доплеровской частоте в многоканальном фильтре 15 доплеровских частот с числом каналов М, равным числу когерентно накапливаемых периодов повторения.The quadrature components of the complex envelope thus formed are then filtered by the Doppler frequency in a multichannel filter of 15 Doppler frequencies with the number of channels M equal to the number of coherently accumulated repetition periods.
С выходов всех М каналов ФДЧ 15 расфильтрованные сигналы попадают в многоканальный детектор 16 частотных составляющих, в котором происходит амплитудное детектирование сигналов во всех М каналах, так что блоки 15 и 16 образуют, по существу, спектроанализатор.From the outputs of all M channels of the PDF 15, the filtered signals enter a multichannel detector 16 of the frequency components, in which the amplitude detection of signals in all M channels occurs, so that the blocks 15 and 16 form essentially a spectrum analyzer.
Далее, сигналы с выходов всех детекторов 16 частотных составляющих в каждом из каналов дальности попадают в устройство 17 обработки информации, работа которого описана выше (см. фиг.5).Further, the signals from the outputs of all the detectors 16 of the frequency components in each of the range channels fall into the information processing device 17, the operation of which is described above (see Fig. 5).
После окончания первого этапа селекции - селекции дипольных облаков, которая производится на постоянной несущей частоте, по команде, поступающей со второго выхода устройства 17 на второй вход блока 4 перестройки частоты, последний переходит в режим перестройки частоты от пачки к - пачке из М импульсов. Это достигается путем открывания ключевого блока 26 (фиг.2), как описано выше.After the end of the first stage of selection - selection of dipole clouds, which is performed at a constant carrier frequency, by the command from the second output of the device 17 to the second input of the
Далее, в устройстве 17 производится селекция уголковых отражателей и классификация целей, как это описано выше.Further, in the device 17 is the selection of corner reflectors and the classification of targets, as described above.
Работа синхронизатора 5 (фиг.7) состоит в формировании управляющих сигналов (фиг.6), при этом сигнал 52 образуется на выходе генератора 53 тактовых импульсов, соединенного с четвертым выходом синхронизатора 5, а прочие сигналы - с помощью счетчика 54, дешифратора 55 и блока RS-триггеров 56, формирующих сигналы требуемой длительности и задержки упреждения относительно начала периода повторения. При этом, поскольку для различных целей время задержки t2 совокупности строб-импульсов 51 относительно начала периода повторения оказывается различным, требуемые значения t2 поступают для очередной цели с третьего выхода устройства 17 через вход синхронизатора 5 на дешифратор 55.The operation of the synchronizer 5 (Fig.7) consists in the formation of control signals (Fig.6), while the
Техническим преимуществом заявляемого способа обнаружения и классификации надводных целей по сравнении со способом-прототипом является расширение функциональных возможностей, выражающееся в возможности классификации надводных целей не только на "истинные" и "ложные", но и классификации истинных целей на "главные" и "не главные".The technical advantage of the proposed method for the detection and classification of surface targets in comparison with the prototype method is the expansion of functionality, expressed in the ability to classify surface targets not only into "true" and "false", but also to classify true targets into "main" and "not main "
Представленные описание и чертежи позволяют реализовать заявляемый способ при использовании существующей элементной базы и технологии для производства радиотехнических устройств в соответствии с назначением, что характеризует промышленную применимость объекта изобретения.The presented description and drawings make it possible to implement the inventive method using the existing elemental base and technology for the production of radio devices in accordance with the purpose, which characterizes the industrial applicability of the object of the invention.
Список литературыBibliography
1. Бакулев П.А. Радиолокация движущихся целей, М.: Сов. радио, 1964.1. Bakulev P.A. Radar of moving targets, M .: Sov. radio, 1964.
2. Патент США № 4119966, кл. G 01 S 13/52, 1973.2. US Patent No. 4119966, cl. G 01 S 13/52, 1973.
3. Красюк И.П., Розенберг В.И. Корабельная радиолокация и метеорология. Л.; Судостроение, 1970.3. Krasyuk I.P., Rosenberg V.I. Shipborne radar and meteorology. L .; Shipbuilding, 1970.
4. Патент РФ № 2083996, кл., G 01 S 13/524 от 27.06.95, публ. 10.07.97. бюл. № 19, прототип.4. RF patent No. 2083996, class G 01 S 13/524 of 06/27/95, publ. 07/10/97. bull. No. 19, prototype.
5. Реутов А.П., Михайлов Б.А., Кондратенков Г.С., Бойко Б.В. РЛС бокового обзора. М.: Сов. радио, 1970.5. Reutov A.P., Mikhailov B.A., Kondratenkov G.S., Boyko B.V. Radar side view. M .: Sov. radio, 1970.
6. Справочник по радиолокации, ред. М. Сколник, т.2, М.: Сов. радио, 1977.6. Handbook of Radar, ed. M. Skolnik, vol. 2, M .: Sov. radio, 1977.
7. Справочник по радиолокации, ред. М. Сколник, т.3, М.: Сов. радио, 1979.7. Handbook of Radar, ed. M. Skolnik, vol. 3, M .: Sov. radio, 1979.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113362/09A RU2287840C1 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method of detection and classification of surface targets |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113362/09A RU2287840C1 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method of detection and classification of surface targets |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2287840C1 true RU2287840C1 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=37502442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005113362/09A RU2287840C1 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method of detection and classification of surface targets |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287840C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514154C1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-04-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for recognition of false targets caused by self-generated noise of mobile carrier |
RU2541158C2 (en) * | 2009-02-19 | 2015-02-10 | Еадс Дойчланд Гмбх | Object identification and classification method |
RU2820302C1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-03 | Акционерное общество "НПК "Тристан" | Moving target selection method |
-
2005
- 2005-05-03 RU RU2005113362/09A patent/RU2287840C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541158C2 (en) * | 2009-02-19 | 2015-02-10 | Еадс Дойчланд Гмбх | Object identification and classification method |
RU2514154C1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-04-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for recognition of false targets caused by self-generated noise of mobile carrier |
RU2820302C1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-03 | Акционерное общество "НПК "Тристан" | Moving target selection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2317565C2 (en) | Mode of detection of several targets used first of all in survey radars with large quantity of beams formed along the angle of place | |
EP0446678B1 (en) | Polystatic correlating radar | |
US5784026A (en) | Radar detection of accelerating airborne targets | |
US20150378016A1 (en) | Fmcw radar having distance range graduation | |
EP2182375A1 (en) | A combined direction finder and radar system, method and computer program product | |
US5703592A (en) | Method and apparatus for estimating the detection range of a radar | |
US10663561B2 (en) | Radar signal processing device | |
RU2315332C1 (en) | Radiolocation station | |
US10274596B2 (en) | Method and system for FMCW radar altimeter system height measurement resolution improvement | |
RU2287840C1 (en) | Method of detection and classification of surface targets | |
US6369748B1 (en) | Radar system mounted on vehicle | |
RU2449309C1 (en) | Abstract | |
RU2099739C1 (en) | Radar | |
RU119126U1 (en) | DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM | |
RU54679U1 (en) | RADAR STATION | |
RU2408028C1 (en) | Method for surveillance of radar station zones | |
CN109343047B (en) | Measurement method for improving target angle detection accuracy of pulse system measurement system | |
US10845475B2 (en) | Method of measuring azimuth of radar target | |
RU2083996C1 (en) | Method of selection of surface targets | |
RU2581898C1 (en) | Method of measuring angular coordinates of target | |
RU2362182C1 (en) | Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation | |
RU2410713C2 (en) | Method of detecting range-extended target and device for realising said method | |
JP2000098028A (en) | Radar | |
RU2691771C1 (en) | Method of detecting ground moving targets by onboard radar | |
Malanowski et al. | Optimization of confirmation time of bistatic tracks in passive radar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120504 |