RU2296345C2 - Mode of targets radar station clearance according to distance and a pulse radar station with compression of pulses and restoration of signals - Google Patents
Mode of targets radar station clearance according to distance and a pulse radar station with compression of pulses and restoration of signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296345C2 RU2296345C2 RU2004138785/09A RU2004138785A RU2296345C2 RU 2296345 C2 RU2296345 C2 RU 2296345C2 RU 2004138785/09 A RU2004138785/09 A RU 2004138785/09A RU 2004138785 A RU2004138785 A RU 2004138785A RU 2296345 C2 RU2296345 C2 RU 2296345C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- input
- output
- filter
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для разрешения целей по дальности в наземных и бортовых радиолокационных станциях (РЛС), а также может быть использовано в радиотехнических системах связи. Оно представляется двумя объектами: способом и устройством.The invention relates to the field of radar and can be used to solve targets in range in ground and airborne radar stations (radar), and can also be used in radio communication systems. It is represented by two objects: a method and a device.
1. Способ.1. The way.
Известен способ разрешения целей по дальности радиолокационной станцией (РЛС) - излучение коротких зондирующих импульсов. Укорочение импульса улучшает разрешение по дальности [Применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. / Под ред. Э.Оппенгейма, пер. под ред. А.М.Рязанцева. - М.: Мир, 1980, стр.274].A known method of resolving range targets by a radar station (radar) is the emission of short probe pulses. Pulse shortening improves range resolution [Application of digital signal processing: Per. from English / Ed. E. Oppenheim, trans. under the editorship of A.M. Ryazantseva. - M .: Mir, 1980, p. 274].
Однако укорочение импульса при ограниченной пиковой мощности передатчика снижает предельную дальность действия РЛС за счет уменьшения средней излучаемой мощности.However, the shortening of the pulse with limited peak transmitter power reduces the ultimate range of the radar by reducing the average radiated power.
Из известных способов разрешения целей по дальности РЛС одним из близких по достигаемому результату является техника сжатия импульсов [Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника, 1970. Пер. с англ. (в четырех томах) /Под общей ред. К.Н.Трофимова; том 3. Радиолокационные устройства и системы/ Под ред. А.С.Виницкого. - М.: Сов. радио, 1978, стр.400-402].Of the known methods for resolving targets by radar range, one of the closest to the achieved result is the pulse compression technique [Reference radar. Ed. M. Skolnik, 1970. Per. from English (in four volumes) / Under the general ed. K.N. Trofimova;
Сущность этого способа заключается в излучении РЛС сложного зондирующего сигнала с внутриимпульсной частотной модуляцией или фазовой манипуляцией, приеме отраженного сигнала и обработке его в согласованном фильтре, где осуществляется сжатие сигнала на коротком интервале времени. Этим одновременно достигается и большая энергия излучения, свойственная длинному (несжатому) зондирующему сигналу, и высокое разрешение целей по дальности, свойственное короткому сжатому импульсу. Процесс сжатия импульсов известным способом реализуется в согласованном фильтре.The essence of this method is to radar a complex probe signal with in-pulse frequency modulation or phase shift keying, receive the reflected signal and process it in a matched filter, where the signal is compressed over a short time interval. This simultaneously achieves both a large radiation energy, characteristic of a long (uncompressed) probing signal, and high resolution of targets in range, characteristic of a short compressed pulse. The pulse compression process in a known manner is implemented in a matched filter.
Сложный зондирующий сигнал можно представить в виде импульсной характеристики h(t) "кодирующего" фильтра (временного отклика на единичный импульс). Зондирующий сигнал может быть также описан его частотным спектром Н(ω). Принятый отраженный от цели сигнал h(t) подается на согласованный фильтр, частотная характеристика которого Н*(ω) является комплексно-сопряженной по отношению к частотному спектру зондирующего сигнала. При этом на выходе согласованного фильтра появляется сжатый импульс, вид которого определяется обратным преобразованием Фурье произведения спектра зондирующего сигнала Н(ω) на частотную характеристику согласованного фильтра Н*(ω):A complex probing signal can be represented as the impulse response h (t) of the “coding” filter (time response to a single pulse). The probe signal can also be described by its frequency spectrum H (ω). The received signal h (t) reflected from the target is supplied to a matched filter whose frequency response H * (ω) is complex conjugate with respect to the frequency spectrum of the probe signal. In this case, a compressed pulse appears at the output of the matched filter, the form of which is determined by the inverse Fourier transform of the product of the spectrum of the probe signal H (ω) by the frequency response of the matched filter H * (ω):
Выходной сигнал согласованного фильтра можно выразить и через импульсную характеристику кодирующего фильтра. Сжатый импульс определяется сверткой сигнала h(t) с импульсной характеристикой h(-t) согласованного фильтра:The output of the matched filter can also be expressed through the impulse response of the coding filter. The compressed pulse is determined by the convolution of the signal h (t) with the impulse response h (-t) of the matched filter:
где h(t-τ) - импульсная характеристика согласованного фильтра является обращенной во времени копией зондирующего сигнала h(τ).where h (t-τ) - the impulse response of the matched filter is a time-reversed copy of the probe signal h (τ).
Выходной сигнал согласованного фильтра hсж(t) можно трактовать как импульсную характеристику системы сжатия импульсов, этот сигнал является откликом такой системы на сигнал от одиночной точечной цели.The output signal of the matched filter h cf (t) can be interpreted as the impulse response of the pulse compression system, this signal is the response of such a system to a signal from a single point target.
Таким образом, импульсная характеристика системы сжатия определяется сверткой импульсных характеристик кодирующего и согласованного фильтровThus, the impulse response of the compression system is determined by the convolution of the impulse characteristics of the coding and matched filters
где hc(t)=h(-t) - импульсная характеристика согласованного фильтра;where h c (t) = h (-t) is the impulse response of the matched filter;
** - знак операции свертки.** - sign of the convolution operation.
В качестве прототипа способа, наиболее близкого к предлагаемому изобретению, выбран способ, используемый в РЛС со сжатием импульсов [Применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ., п/р Э.Оппенгейма, пер. п/р А.Рязанцева. М.: Мир, 1980, стр.269].As a prototype of the method closest to the proposed invention, the method used in radar with pulse compression [Application of digital signal processing. Per. from English, p / p E. Oppenheim, trans. p / r A. Ryazantseva. M.: Mir, 1980, p. 269].
Недостатком способа, описанного в прототипе, является то, что после сжатия согласованным фильтром выходной импульс имеет некоторую длительность и соответствующую ей ширину спектра, не позволяющие обеспечить заданное разрешение по дальности. Невозможно выделить детали изображения, размер которых менее длительности импульсной характеристики радиолокационной системы сжатия импульса. Кроме того, выходной сигнал согласованного фильтра состоит из сжатого импульса и некоторого числа откликов, соответствующих другим значениям дальности, которые называют боковыми лепестками по времени или по дальности. Боковые лепестки являются источником взаимных помех при наличии в одном интервале дальности сигналов от других целей, находящихся в других интервалах дальности, что может ограничить эффективный динамический диапазон радиолокационного приемника при приеме сигналов от больших целей и уменьшить разрешение. Для уменьшения уровня боковых лепестков используется амплитудная весовая обработка выходных сигналов, что нарушает условие согласования, и приводит к ухудшению разрешения по дальности, а также к уменьшению отношения сигнал/шум на выходе согласованного фильтра.The disadvantage of the method described in the prototype is that after compression by a matched filter, the output pulse has a certain duration and its corresponding spectrum width, which does not allow for a given range resolution. It is impossible to distinguish image details whose size is less than the duration of the impulse response of the radar pulse compression system. In addition, the output of the matched filter consists of a compressed pulse and a certain number of responses corresponding to other range values, which are called side lobes in time or in range. The side lobes are a source of mutual interference when there is a signal in one interval of the range of signals from other targets located in other ranges of range, which may limit the effective dynamic range of the radar receiver when receiving signals from large targets and reduce resolution. To reduce the level of the side lobes, amplitude-weighted processing of the output signals is used, which violates the matching condition, and leads to a deterioration in the resolution in range, as well as to a decrease in the signal-to-noise ratio at the output of the matched filter.
Задачей изобретения является повышение разрешающей способности по дальности РЛС при заданной ширине спектра зондирующего сигнала.The objective of the invention is to increase the resolution over the range of the radar at a given spectral width of the probe signal.
Решение ее достигается тем, что в отличие от известного способа разрешения целей по дальности, согласно изобретению до обнаружения цели дополнительно к согласованной фильтрации производится восстановление входного сигнала восстанавливающим фильтром.Its solution is achieved by the fact that, in contrast to the known method of resolving targets in range, according to the invention, before detecting the target, in addition to the matched filtering, the input signal is restored by the recovery filter.
Ранее в патенте РФ N 2182714 использован метод восстановления сигналов для решения другой технической задачи - повышения угловой разрешающей способности РЛС при обзоре. В этом изобретении технический результат достигался за счет формирования и обработки траекторного сигнала в согласованном фильтре и дополнительной обработки - восстановления входного траекторного сигнала в восстанавливающем фильтре.Earlier, in RF patent N 2182714, a signal recovery method was used to solve another technical problem - increasing the angular resolution of the radar during the review. In this invention, the technical result was achieved due to the generation and processing of the path signal in the matched filter and additional processing - restoration of the input path signal in the recovery filter.
Длительность импульсной характеристики реальной радиолокационной системы сжатия импульсов определяет искажение входного сигнала. Чем больше длительность импульсной характеристики системы сжатия импульсов, тем сильнее искажается входной сигнал и тем ниже разрешающая способность РЛС по дальности. Процесс восстановления (или устранения искажений) предусматривает апостериорное обращение тех этапов формирования и обработки сигнала, которые вызвали его искажение. Сигнал ξ(t) на выходе согласованного фильтра можно представить в виде сверткиThe duration of the impulse response of a real radar pulse compression system determines the distortion of the input signal. The longer the duration of the impulse response of the pulse compression system, the stronger the input signal is distorted and the lower the radar resolution in range. The recovery process (or elimination of distortion) provides for a posteriori treatment of those stages of signal formation and processing that caused its distortion. The signal ξ (t) at the output of the matched filter can be represented as a convolution
На фиг.1 изображена эквивалентная структурная схема прохождения сигнала,Figure 1 shows the equivalent structural diagram of the passage of the signal,
гдеWhere
ρ(t) - входной сигнал или функция отражения цели;ρ (t) - input signal or target reflection function;
hсж(t) - импульсная характеристика радиолокационной системы сжатия импульсов (3);h cf (t) is the impulse response of the radar pulse compression system (3);
h(t) - импульсная характеристика системы формирования зондирующего сигнала (импульсная характеристика кодирующего фильтра);h (t) is the impulse response of the probing signal generation system (impulse response of the coding filter);
hc(t) - импульсная характеристика согласованного фильтра;h c (t) is the impulse response of the matched filter;
hC(t)=h(-t)h C (t) = h (-t)
n(t) - шум;n (t) is the noise;
** - знак операции свертки.** - sign of the convolution operation.
Соотношение (4) можно трактовать следующим образом. На вход системы сжатия импульсов поступает входной сигнал ρ(t). На выходе системы сжатия наблюдается искаженный сигнал ξ(t). Степень искажения входного сигнала ρ(t) определяется длительностью импульсной характеристики системы сжатия hсж(t) и шумом n(t).Relation (4) can be interpreted as follows. The input signal ρ (t) is input to the pulse compression system. At the output of the compression system, a distorted signal ξ (t) is observed. The degree of distortion of the input signal ρ (t) is determined by the duration of the impulse response of the compression system h squ (t) and noise n (t).
Под восстановлением сигнала понимается такая обработка искаженного сигнала ξ(t), которая позволяет получить функцию, наиболее близкую (по тому или иному критерию) к истинному входному сигналу ρ(t). Сущностью предлагаемого способа является нахождение оценки входного сигнала (функции отражения цели) 
Обработка искаженного сигнала осуществляется в частотной области, оценка спектра входного сигнала 
при этом оценка спектра входного сигнала определяетсяthe estimate of the spectrum of the input signal is determined
где знак * означает комплексное сопряжение;where the * sign means complex conjugation;
Нсж(jω) - частотная характеристика радиолокационной системы сжатия импульсов;N squ (jω) is the frequency response of the radar pulse compression system;
|Нсж(ω)|2=Нсж(jω)·Н*сж(jω);| N cr (ω) | 2 = N cg (jω) · N * cc (jω);
Wn(ω), Wρ(ω) - спектральные плотности мощности шума и входного сигнала ρ(t);W n (ω), W ρ (ω) - spectral power density of noise and input signal ρ (t);
ξ(jω) - спектр искаженного сигнала ξ(t);ξ (jω) is the spectrum of the distorted signal ξ (t);
ω - круговая частота.ω is the circular frequency.
Приведенная в выражении (5) частотная характеристика оптимального линейного фильтра Винера позволяет получить оценку сигнала, близкую к входному в смысле минимума среднеквадратического отклонения при условии, что спектры плотности мощности входного сигнала и шума априорно известны. Если спектральные плотности мощности входного сигнала и шума не известны, то они могут быть оценены по искаженному сигналу [Ярославский Л.П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голофафии. - Введение в цифровую оптику. - М.: Радио и связь, 1987. - стр.155].The frequency response of the Wiener optimal linear filter given in expression (5) allows one to obtain a signal estimate close to the input signal in the sense of a minimum standard deviation, provided that the power density spectra of the input signal and noise are a priori known. If the spectral power density of the input signal and noise are not known, then they can be estimated from the distorted signal [Yaroslavsky L.P. Digital signal processing in optics and holophafia. - Introduction to digital optics. - M.: Radio and Communications, 1987. - p. 155].
На фиг.2 изображена структурная схема с возможным фактическим распределением функций между элементами схемы, где ξ1(t)=ρ(t)**h(t)+n1(t) - сигнал на входе согласованного фильтра;Figure 2 shows a structural diagram with a possible actual distribution of functions between circuit elements, where ξ 1 (t) = ρ (t) ** h (t) + n 1 (t) is the signal at the input of the matched filter;
n1(t) - белый шум;n 1 (t) is the white noise;
** - знак операции свертки.** - sign of the convolution operation.
При каскадном включении согласованного и восстанавливающего фильтров результирующая импульсная характеристика системы обработки hцсо(t) представляет собой свертку импульсных характеристик этих фильтров (см. фиг.2):When the matched and recovery filters are cascaded on, the resulting impulse response of the processing system h cso (t) is a convolution of the impulse responses of these filters (see Fig. 2):
где hцсо(t) - импульсная характеристика блока цифровой системы обработки (ЦСО);where h cso (t) is the impulse response of the digital processing system (CCO) block;
hc(t) - импульсная характеристика согласованного фильтра;h c (t) is the impulse response of the matched filter;
hв(t)- импульсная характеристика восстанавливающего фильтра с частотной характеристикой (5).h in (t) is the impulse response of the recovery filter with a frequency response (5).
Процедура оценивания входного сигнала (или функции отражения цели) ρ(t) обеспечивается перемножением частотной характеристики ЦСО Нцсо(jω) с частотным спектром ξ1(jω) входного сигнала ξ1(t) с последующим обратным преобразованием Фурье во временную область, что соответствует линейной свертке сигнала на входе согласованного фильтра ξ1(t) с импульсной характеристикой блока ЦСО hцсо(t) во временной области (см. фиг.2) [Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов, Пер. с англ. Под ред. С.Я.Шаца. - М.: Связь, 1979, стр.89].The procedure for evaluating the input signal (or the target reflection function) ρ (t) is provided by multiplying the frequency response of the DSP N cso (jω) with the frequency spectrum ξ 1 (jω) of the input signal ξ 1 (t) followed by the inverse Fourier transform to the time domain, which corresponds to linear convolution of the signal at the input of the matched filter ξ 1 (t) with the impulse response of the central heating unit h cso (t) in the time domain (see figure 2) [Oppenheim A.V., Shafer R.V. Digital signal processing, Per. from English Ed. S.Ya.Shatsa. - M.: Communication, 1979, p. 89].
Указанная процедура проводится в соответствии с алгоритмами:The specified procedure is carried out in accordance with the algorithms:
операция прямого преобразования Фурьеdirect fourier transform operation
где ξ1(t) - выходной сигнал приемника, поступающий в ЦСО на согласованный фильтр,where ξ 1 (t) is the output signal of the receiver, arriving in the DSC on the matched filter,
ξ1(jω) - частотный спектр выходного сигнала приемника, [Я.З.Цыпкин - Основы теории автоматических систем, 1977, стр.525] операция согласованной фильтрации в частотной областиξ 1 (jω) is the frequency spectrum of the output signal of the receiver, [Ya.Z. Tsypkin - Fundamentals of the theory of automatic systems, 1977, p. 525] operation of matched filtering in the frequency domain
где Hc(jω) - частотная характеристика согласованного фильтра,where H c (jω) is the frequency response of the matched filter,
ξ(jω) - частотный спектр выходного сигнала согласованного фильтра,ξ (jω) is the frequency spectrum of the output signal of the matched filter,
операция восстановления сигнала в восстанавливающем фильтреsignal recovery operation in the recovery filter
где HB(jω) - частотная характеристика восстанавливающего фильтра Винера (5);where H B (jω) is the frequency response of the Wiener recovery filter (5);
Нцсо(jω) - частотная характеристика цифровой системы обработки ЦСО;N cso (jω) is the frequency response of the digital processing system of the cso;
операция обратного преобразования Фурьеinverse fourier transform operation
[Я.З.Цыпкин - Основы теории автоматических систем, 1977, стр.525] далее в обнаружителе производится обнаружение сигнала, а в вычислителе определяется дальность до цели.[Ya. Z. Tsypkin - Fundamentals of the theory of automatic systems, 1977, p.525] Further, a signal is detected in the detector, and the distance to the target is determined in the computer.
2. Устройство.2. The device.
Импульсная радиолокационная станция (РЛС) со сжатием импульсов и восстановлением сигналов связана единым изобретательским замыслом с вышеописанным способом разрешения целей по дальности и обеспечивает выполнение этого способа.Pulse radar station (radar) with pulse compression and signal recovery is connected by a single inventive concept with the above-described method of resolving targets in range and ensures the implementation of this method.
Радиолокационный сигнал, имеющий обычно вид последовательности коротких радиоимпульсов, формируется в передатчике и излучается антенной в пространство. Отражающие объекты - "цели" переотражают часть электромагнитной энергии в направлении РЛС. Некоторая часть отраженной в сторону РЛС энергии, образующей эхо-сигнал, улавливается антенной и детектируется в приемнике. Обнаружение эхо-сигнала свидетельствует о наличии цели. Сравнение отраженного сигнала с излученным позволяет получить информацию о цели: дальность и скорость перемещения относительно РЛС. В большинстве импульсных РЛС полученная информация отображается на электронно-лучевом индикаторе за которым наблюдает оператор.A radar signal, usually in the form of a sequence of short radio pulses, is generated in the transmitter and emitted by the antenna into space. Reflecting objects - "targets" reflect part of the electromagnetic energy in the direction of the radar. Some of the energy reflected towards the radar, forming an echo signal, is captured by the antenna and detected in the receiver. Echo detection indicates the presence of a target. Comparison of the reflected signal with the radiated one allows obtaining information about the target: range and speed of movement relative to the radar. In the majority of pulsed radars, the received information is displayed on an electron-beam indicator, which is observed by the operator.
В импульсных РЛС разрешение по дальности определяется длительностью зондирующего импульса. Чем короче импульс, тем выше разрешение. [Моделирование в радиолокации. А.И.Леонов, В.Н.Васенев, Ю.И.Гайдуков и др.; под ред. А.И.Леонова. - М.: Сов. радио, 1979, стр.10].In pulsed radars, range resolution is determined by the duration of the probe pulse. The shorter the pulse, the higher the resolution. [Modeling in radar. A.I. Leonov, V.N. Vasenev, Yu.I. Gaidukov and others; under the editorship of A.I. Leonova. - M .: Owls. Radio, 1979, p. 10].
Однако укорочение импульса оказывается серьезной проблемой из-за ограничения у передатчика радиолокатора пиковой мощности, поскольку энергия излучаемого импульса пропорциональна его длительности. В результате при использовании простого монохроматического импульса увеличение разрешающей способности радиолокационной станции по дальности будет сопровождаться уменьшением дальности ее действия.However, pulse shortening is a serious problem due to the peak power of the radar transmitter, since the energy of the emitted pulse is proportional to its duration. As a result, when using a simple monochromatic pulse, an increase in the resolution of the radar station in range will be accompanied by a decrease in the range of its action.
В качестве прототипа как наиболее близкая по своей технической сущности к предлагаемому изобретению выбрана импульсная РЛС со сжатием импульсов [Применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. / Под ред. Э.Оппенгейма, пер. под ред. А.М.Рязанцева. - М.: Мир, 1980, стр.269].As a prototype, as the closest in technical essence to the proposed invention, a pulsed radar with pulse compression is selected [Application of digital signal processing. Per. from English / Ed. E. Oppenheim, trans. under the editorship of A.M. Ryazantseva. - M .: Mir, 1980, p. 269].
Известная импульсная РЛС включает в себя антенну для излучения и приема сигналов, генератор передатчика для формирования сложных зондирующих сигналов, приемник для усиления сигналов и устройство обработки сигналов, в котором производится согласованная фильтрация принятых сигналов, обнаружение сигналов от цели и измерение дальности до цели. Для обеспечения разрешения РЛС по дальности в качестве зондирующего сигнала используется сложный сигнал в виде радиоимпульса с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).Known pulsed radar includes an antenna for emitting and receiving signals, a transmitter generator for generating complex sounding signals, a receiver for amplifying signals and a signal processing device in which the received signals are matched by filtering, detecting signals from the target and measuring the distance to the target. To ensure radar resolution in range, a complex signal in the form of a radio pulse with linear frequency modulation (LFM) is used as a probing signal.
Отразившись от цели, ЛЧМ-импульс, принятый антенной, поступает после усиления в приемнике в устройство обработки сигналов. Устройство обработки содержит согласованный фильтр, где производится сжатие импульса во времени.Reflected from the target, the chirp pulse received by the antenna arrives after amplification in the receiver in the signal processing device. The processing device contains a matched filter, where the pulse is compressed in time.
Однако применение техники сжатия импульса не позволяет сжать импульс до потенциально возможной величины, определяемой характеристиками спектра зондирующего сигнала.However, the application of the pulse compression technique does not allow compression of the pulse to a potential value determined by the characteristics of the spectrum of the probe signal.
Кроме того, сигнал на выходе согласованного фильтра помимо основного главного лепестка имеет боковые лепестки по оси дальности. Наличие боковых лепестков усложняет проблему обеспечения высокой разрешающей способности вследствие того, что боковые лепестки сигнала, отраженного от больших целей, могут маскировать основной сигнал, отраженный от небольшой цели, которая была бы обнаружена при отсутствии большой цели.In addition, the signal at the output of the matched filter, in addition to the main main lobe, has side lobes along the range axis. The presence of side lobes complicates the problem of providing high resolution due to the fact that the side lobes of a signal reflected from large targets can mask the main signal reflected from a small target that would be detected in the absence of a large target.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение разрешающей способности по дальности РЛС со сжатием импульсов посредством восстановления входного сигнала в восстанавливающем фильтре.The objective of the invention is to increase the resolution of the range of the radar with pulse compression by restoring the input signal in the recovery filter.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в импульсную РЛС со сжатием импульсов согласно изобретению дополнительно введен восстанавливающий фильтр, вход которого соединен с выходом согласованного фильтра, а выход - с входом обнаружителя.The solution to this problem is achieved by the fact that in the pulse radar with pulse compression according to the invention, a recovery filter is additionally introduced, the input of which is connected to the output of the matched filter, and the output to the input of the detector.
На фиг.3 изображена блок-схема импульсной РЛС со сжатием импульсов и восстановлением.Figure 3 shows a block diagram of a pulsed radar with pulse compression and recovery.
РЛС содержит антенну 1, антенный переключатель 2, передатчик 3, приемник 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, цифровую систему обработки (ЦСО) 6, обнаружитель 7, вычислитель дальности 8. В состав ЦСО входят согласованный фильтр 9 и восстанавливающий фильтр 10.The radar contains an
На фиг.4 изображена блок-схема ЦСО.Figure 4 shows a block diagram of the DSS.
ЦСО включает в себя блок оперативной памяти 11, процессор прямого быстрого преобразования Фурье (ПБПФ) 12, умножитель 13, долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) 14, где хранятся отсчеты частотной характеристики ЦСО и процессор обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) 15.The DSS includes a
РЛС содержит антенну 1, передатчик 3, выход которого через антенный переключатель 2 соединен с антенной 1, приемник 4, вход которого через антенный переключатель 2 соединен с выходом антенны 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, вход которого соединен с выходом приемника 4, согласованный фильтр 9, вход которого соединен с выходом АЦП 5, восстанавливающий фильтр 10, вход которого соединен с выходом согласованного фильтра 9, обнаружитель 7, вход которого соединен с выходом восстанавливающего фильтра 10, вычислитель дальности 8, вход которого соединен с выходом обнаружителя 7. ЦСО содержит блок оперативной памяти 11, вход которого соединен с выходом АЦП 5, а выход со входом процессора прямого быстрого преобразования Фурье (ПБПФ) 12, выход процессора ПБПФ соединен с первым входом умножителя 13, ко второму входу умножителя 13 подсоединен выход долговременного запоминающего устройства (ДЗУ) 14, выход умножителя 13 присоединен ко входу процессора обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) 15, выход процессора ОБПФ соединен со входом обнаружителя 7.The radar contains an
РЛС работает следующим образом. Антенна 1 излучает в пространство последовательность импульсов. Сигналы на антенну 1 для излучения в пространство поступают через антенный переключатель 2 с передатчика 3. Последовательность отраженных импульсов поступает через антенну 1 и антенный переключатель 2 на приемник 4. Через АЦП 5 сигнал поступает на цифровую систему обработки ЦСО 6, с выхода ЦСО на обнаружитель 7, а затем на вычислитель дальности 8. Вычисленная дальность обычно используется в системе индикации. В ЦСО 6 сигнал подвергается фильтрации в согласованном фильтре 9 и восстанавливающем фильтре 10. Вход согласованного фильтра 9 является входом ЦСО 6, а выход восстанавливающего фильтра 10 является выходом ЦСО 6.The radar operates as follows.
В цифровой системе обработки (ЦСО) 6 на каждом периоде зондирования производится обработка сигнала в соответствии со структурной схемой, приведенной на фиг.2.In a digital processing system (CCO) 6, at each sensing period, a signal is processed in accordance with the block diagram shown in FIG.
Отраженный от цели сигнал с шумом ξ1(t) с выхода АЦП 5 (см. фиг.3) поступает в ЦСО 6 на согласованный фильтр 9. В процессоре ПБПФ 12 (см. фиг.4) сигнал подвергается операции прямого быстрого преобразования Фурье ПБПФ в соответствии с алгоритмом (8) (в ЦСО - прямого дискретного преобразования Фурье (12), в результате которого определяется частотный спектр ξ1(jω) выходного сигнала приемника.The signal reflected from the target with noise ξ 1 (t) from the output of the ADC 5 (see Fig. 3) is fed to the
В умножителе 13 (см. фиг.4) производится умножение частотного спектра ξ1(jω) на частотную характеристику ЦСО Нцсо(jω) в соответствии с алгоритмом (10), в результате чего определяется оценка частотного спектра входного сигнала 
В ЦСО РЛС алгоритмы дискретного преобразования Фурье ДПФ реализуются в виде известных алгоритмов прямого и обратного быстрого преобразования Фурье ПБПФ и ОБПФ в соответствии с блок-схемой, приведенной на фиг.4.In the DSS radar, discrete Fourier transform DFT algorithms are implemented in the form of well-known direct and inverse fast Fourier transform algorithms of the FFT and IFFT in accordance with the block diagram shown in figure 4.
Блок цифровой системы обработки может быть реализован на основе программно-управляемого процессора, например, фирмы RCA (США) [Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны /В.Н.Антипов, В.Т.Горяинов, А.Н.Кулин и др.; под ред. В.Т.Горяинова. - М.: Радио и связь, 1988 - стр.211].The block of the digital processing system can be implemented on the basis of a software-controlled processor, for example, RCA (USA) [Radar stations with digital synthesis of the antenna aperture / V.N. Antipov, V.T. Goryainov, A.N. Kulin, etc. ; under the editorship of V.T. Goryainova. - M.: Radio and Communications, 1988 - p. 211].
С целью проверки предлагаемого способа разрешения целей по дальности были проведены численные эксперименты. Эксперименты показали, что введение операции восстановления входного сигнала в процесс сжатия сигнала по дальности импульсной радиолокационной станции позволяет:In order to verify the proposed method for resolving range targets, numerical experiments were carried out. The experiments showed that the introduction of the operation of restoring the input signal to the process of compressing the signal along the range of the pulsed radar allows you to:
- расширить эффективную полосу зондирующего сигнала и как следствие - увеличить разрешающую способность РЛС по дальности;- expand the effective band of the probing signal and, as a result, increase the radar resolution in range;
- снизить уровень боковых лепестков сжатого импульса по сравнению с результатами согласованной фильтрации;- reduce the level of the side lobes of the compressed pulse in comparison with the results of the matched filtering;
- повысить точность измерения дальности до цели.- increase the accuracy of measuring the distance to the target.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004138785/09A RU2296345C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Mode of targets radar station clearance according to distance and a pulse radar station with compression of pulses and restoration of signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004138785/09A RU2296345C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Mode of targets radar station clearance according to distance and a pulse radar station with compression of pulses and restoration of signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004138785A RU2004138785A (en) | 2006-06-10 |
| RU2296345C2 true RU2296345C2 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=36712575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004138785/09A RU2296345C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Mode of targets radar station clearance according to distance and a pulse radar station with compression of pulses and restoration of signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2296345C2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479921C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-04-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of detecting pulsed radio signals in conditions of interfering radio pulses against white noise |
| RU2480782C1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Method and device to resolve moving targets along angular directions in surveillance radars |
| RU2491572C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-08-27 | Дмитрий Львович Сабаев | Method of providing constant range resolution in pulse radar station with quasirandom phase modulation |
| RU2510685C2 (en) * | 2012-02-29 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Synthetic-aperture and quasicontinuous radiation radar station |
| RU2596229C1 (en) * | 2015-09-21 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for increasing range resolution of radar station |
| RU2619769C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-05-18 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Method of measurement of the polarization matrix of the object scattering |
| RU2717256C1 (en) * | 2019-09-11 | 2020-03-19 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method of forming radar image of earth surface by onboard radar station |
| CN110927693A (en) * | 2019-12-23 | 2020-03-27 | 航天南湖电子信息技术股份有限公司 | Pulse compression method combining matched filtering with sparse inversion |
-
2004
- 2004-12-30 RU RU2004138785/09A patent/RU2296345C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ./ Под ред. ОППЕНГЕЙМА Э., пер. под ред. РЯЗАНЦЕВА A.M. М.: Мир, 1980, с.274. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479921C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-04-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of detecting pulsed radio signals in conditions of interfering radio pulses against white noise |
| RU2480782C1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Method and device to resolve moving targets along angular directions in surveillance radars |
| RU2491572C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-08-27 | Дмитрий Львович Сабаев | Method of providing constant range resolution in pulse radar station with quasirandom phase modulation |
| RU2510685C2 (en) * | 2012-02-29 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Synthetic-aperture and quasicontinuous radiation radar station |
| RU2596229C1 (en) * | 2015-09-21 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for increasing range resolution of radar station |
| RU2619769C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-05-18 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Method of measurement of the polarization matrix of the object scattering |
| RU2717256C1 (en) * | 2019-09-11 | 2020-03-19 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method of forming radar image of earth surface by onboard radar station |
| CN110927693A (en) * | 2019-12-23 | 2020-03-27 | 航天南湖电子信息技术股份有限公司 | Pulse compression method combining matched filtering with sparse inversion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004138785A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3620810B1 (en) | Radar interference detection | |
| US10845461B2 (en) | System and method for enabling radar operation in a spectrally congested environment | |
| KR101908196B1 (en) | Frequency modulation scheme for fmcw radar | |
| JP6208710B2 (en) | Holographic radar and holographic radar sensor using distance gate | |
| JP5711465B2 (en) | System and method for suppressing ambiguous peaks by step frequency technique | |
| EP2391022B1 (en) | Classification of interference | |
| EP1929327B1 (en) | Signal acquisition system and method for ultra-wideband (uwb) radar | |
| US8760340B2 (en) | Processing radar return signals to detect targets | |
| RU2614038C1 (en) | Method and device for detecting search objects comprising metal contacts in nonlinear short-range radars | |
| US10302740B2 (en) | System and method for fast adaptive range doppler compression | |
| RU2296345C2 (en) | Mode of targets radar station clearance according to distance and a pulse radar station with compression of pulses and restoration of signals | |
| JP4999592B2 (en) | Radar equipment | |
| US7339519B2 (en) | Methods and apparatus for target radial extent determination using deconvolution | |
| US9035824B2 (en) | System and method of radar location | |
| CN109061626B (en) | Method for detecting low signal-to-noise ratio moving target by step frequency coherent processing | |
| US20190018126A1 (en) | Method for coded ultrasonic echo detection | |
| JP5574907B2 (en) | Radar equipment | |
| RU2360360C1 (en) | Device for linear suppression of retransmitted noise | |
| EP2997394A1 (en) | Coherent radar | |
| CN111665475B (en) | Radar main lobe interference suppression method and device, electronic equipment and storage medium | |
| Pardhu et al. | Design of matched filter for radar applications | |
| RU2658075C1 (en) | Method of signals superresolution by time in active location | |
| RU2802367C1 (en) | Method for selecting moving targets at high pulse repetition rate of a probing linear-frequency-modulated signal with a small duty cycle | |
| RU2713501C1 (en) | Device for doppler processing and compression of phase-shift keyed radar signals | |
| RU2792418C1 (en) | Multichannel device for processing phase-shift keyed radar signals |