RU2316788C9 - Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target - Google Patents

Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target Download PDF

Info

Publication number
RU2316788C9
RU2316788C9 RU2006128804/09A RU2006128804A RU2316788C9 RU 2316788 C9 RU2316788 C9 RU 2316788C9 RU 2006128804/09 A RU2006128804/09 A RU 2006128804/09A RU 2006128804 A RU2006128804 A RU 2006128804A RU 2316788 C9 RU2316788 C9 RU 2316788C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
signal
target
amplitudes
complex
Prior art date
Application number
RU2006128804/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2316788C1 (en
Inventor
Юрий Николаевич Гуськов (RU)
Юрий Николаевич Гуськов
Николай Юрьевич Жибуртович (RU)
Николай Юрьевич Жибуртович
Виктор Васильевич Абраменков (RU)
Виктор Васильевич Абраменков
Сергей Анатольевич Климов (RU)
Сергей Анатольевич Климов
Юрий Иванович Савинов (RU)
Юрий Иванович Савинов
Анатолий Анатольевич Чижов (RU)
Анатолий Анатольевич Чижов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority to RU2006128804/09A priority Critical patent/RU2316788C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2316788C1 publication Critical patent/RU2316788C1/en
Publication of RU2316788C9 publication Critical patent/RU2316788C9/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to radiolocation and may be used for determination of the fact of availability of a group target in a pulsed volume.
SUBSTANCE: the achieved technical result is increasing probability of determination of a group or a single targets taking into account a turbo-propeller effect. As the base for the mode one can use the principle of compensation of the signal if it is formed by a single target at availability only of an echo-signal from the airframe and appearance of uncompensated residues, if the echo-signal is formed by a group target or a single target taking into account the reflections as of the airframe so of the turbine blades or the propellers of a flying vehicle. For this it is necessary to execute a correlation-filter processing of the signal received by an antenna in strobes of distance and Doppler filters. The difference in complex amplitudes is found out by way of comparison of weight coefficients of complex amplitudes of signals on Doppler frequencies in each current strobe of distance. The decision about correct detection of a target is taken if differences of these coefficients prevail some threshold value.
EFFECT: increases reliability of detection of an air target.
10 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в бортовых, наземных и корабельных импульсно-доплеровских радиолокационных станциях (РЛС) для установления факта наличия групповой цели в импульсном объеме.The invention relates to radar and can be used in airborne, ground and ship pulse-Doppler radar stations (radar) to establish the fact of the presence of a group target in the pulse volume.

Известен способ обнаружения групповой цели по патенту РФ №2157550 от 10.10.2000 г. МПК G01S 5/04, 3/72. Способ основывается на том, что различные методы пеленгования групповой цели дают несовпадающие пеленги. Для этого пеленгацию цели осуществляют одновременно несколькими известными методами пеленгации. Например, одноканальным и моноимпульсным, по направлению приема излучений бортовых радиоэлектронных средств и одноканальным или еще и моноимпульсным методом. Если разброс полученных значений пеленга, измеренных одновременно разными методами пеленгации, превышает пороговую величину, то принимают решение о наличии групповой цели.A known method for detecting a group target according to the patent of the Russian Federation No. 2157550 dated 10.10.2000, IPC G01S 5/04, 3/72. The method is based on the fact that various methods of direction finding a group target give diverging bearings. To this end, direction finding of the target is carried out simultaneously by several known methods of direction finding. For example, single-channel and monopulse, in the direction of receiving emissions of on-board electronic equipment and single-channel or also monopulse method. If the scatter of the received bearing values, measured simultaneously by different direction finding methods, exceeds a threshold value, then a decision is made about the presence of a group target.

Недостаток способа состоит в том, что вероятность обнаружения групповой цели существенно снижается с увеличением дальности до нее.The disadvantage of this method is that the probability of detecting a group target decreases significantly with increasing range to it.

Известен также другой способ обнаружения групповой цели по патенту РФ №2143706 от 27.12.99 г. МПК G01S 3/22. Способ заключается в том, что в процессе обзора пространства РЛС по азимуту α осуществляют измерение сигналов пеленгационных ошибок по азимуту U'α и углу места U'β, преобразуют их в сигнал пеленгационной ошибки, величина и знак которого связаны с угловым рассогласованием по угломестной координате β соотношениемThere is also another method for detecting a group target according to the patent of the Russian Federation No. 2143706 dated 12/27/99, IPC G01S 3/22. The method consists in the fact that in the process of viewing the radar space in azimuth α, they measure direction-finding error signals in azimuth U ' α and elevation angle U' β , convert them into a direction-finding error signal, the magnitude and sign of which are associated with angular mismatch in the elevation coordinate β the ratio

Uβ=U'β·cosγ-U'α·sinγ,U β = U ' β cosγ-U' α sin sin,

где γ - угол между плоскостью сканирования луча антенны РЛС и плоскостью пеленгации, фиксируют сигнал пеленгационной ошибки Uβ в начале Uβн и в конце Uβk пачки суммарного сигнала, формируют модуль разности ΔUβ сигналов Uβн и Uβк, служащий для обнаружения групповой целиwhere γ is the angle between the scanning plane of the radar antenna beam and the direction-finding plane, the direction-finding error signal U β is fixed at the beginning of U βn and at the end of U βk of the total signal packet, the difference module ΔUβ of the signals U βн and U βк is formed , which serves to detect a group target

Figure 00000002
Figure 00000002

сравнивают ΔUβ с установленным пороговым значением, соответствующим аппаратурной ошибке РЛС Un, при превышении которого принимают решение об обнаружении групповой цели.ΔU β is compared with a set threshold value corresponding to the radar hardware error U n , when exceeded which a decision is made to detect a group target.

Недостатком способа, как и ранее рассмотренного, является зависимость вероятности правильного обнаружения групповой цели от дальности до нее.The disadvantage of the method, as previously discussed, is the dependence of the probability of the correct detection of a group target on the range to it.

Наиболее близким техническим решением является способ обнаружения групповой цели по патенту США №4536764 от 20.08.85 г. МПК G01S 7/28, 13/52. Способ основан на анализе амплитуд сигналов доплеровских частот в импульсно-доплеровской РЛС. Сущность способа заключается в том, что в стробе, в котором обнаружена (сопровождается) цель, выбирают несколько сигналов смежных доплеровских частот. Выбранные сигналы доплеровских частот обрабатывают в два прохода, причем каждый проход включает этапы поиска, порогового обнаружения и подсчета числа целей С1 и С2 соответственно. Затем вычисляют промежуточный счет С в соответствии с выражениемThe closest technical solution is a method for detecting a group target according to US patent No. 4536764 from 08.20.85, IPC G01S 7/28, 13/52. The method is based on the analysis of the amplitudes of the Doppler frequency signals in a pulse-Doppler radar. The essence of the method lies in the fact that in the strobe in which the target is detected (accompanied), several signals of adjacent Doppler frequencies are selected. The selected Doppler frequency signals are processed in two passes, and each pass includes the steps of searching, threshold detection and counting the number of targets C 1 and C 2, respectively. Then calculate the intermediate score C in accordance with the expression

Figure 00000003
Figure 00000003

и приравнивают далее окончательный счет C0 к промежуточному счету С (С0=С), если полученный промежуточный счет С больше или равен единице (С≥1), либо приравнивают окончательный счет C0 к единице (C0=1), если полученный промежуточный счет С меньше единицы (С<1). Если полученный окончательный счет C0 больше единицы (C0>1), то принимают решение об обнаружении групповой цели.and then equate the final score C 0 to the interim account C (C 0 = C) if the resulting interim account C is greater than or equal to one (C≥1), or equate the final score C 0 to one (C 0 = 1) if received interim account C is less than one (C <1). If the final score C 0 obtained is greater than unity (C 0 > 1), then a decision is made to detect a group target.

Недостатком способа-прототипа является невысокая вероятность обнаружения групповой или одиночной целей в условиях наличия в их спектре доплеровских частот интенсивных сигналов, обусловленных турбовинтовым эффектом (эхосигналы от винтов, лопаток турбин и т.д.). В способе-прототипе сигналы, обусловленные наличием данного эффекта, как и сигналы от планера («планерной составляющей»), могут попасть в анализируемое множество сигналов доплеровских частот и быть приняты за совокупность отдельных групповых или одиночных целей, что и приводит к невысокой вероятности обнаружения групповой или одиночной целей.The disadvantage of the prototype method is the low probability of detecting group or single targets in the presence of intense signals in their spectrum of Doppler frequencies due to the turboprop effect (echo signals from screws, turbine blades, etc.). In the prototype method, signals due to the presence of this effect, like signals from a glider (“glider component”), can fall into the analyzed set of Doppler frequency signals and be taken as a set of separate group or single targets, which leads to a low probability of detecting group or solitary goals.

Задачей изобретения является обеспечение обнаружения групповой или одиночной целей с учетом наличия в их спектре доплеровских частот сигналов, обусловленных турбовинтовым эффектом (эхосигналы от винтов, лопаток турбин и т.д.).The objective of the invention is to provide detection of group or single targets, taking into account the presence in their spectrum of Doppler frequencies of signals due to the turboprop effect (echo signals from screws, turbine blades, etc.).

Способ обнаружения групповой цели импульсно-доплеровской РЛС заключается в том, что выделяют квадратурные косинусную Sc(t) и синусную Ss(t) составляющие комплексной огибающей принятых антенной РЛС отраженных от цели сигналов, в каждой квадратурной составляющей осуществляют преобразование сигналов в цифровую форму

Figure 00000004
и
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Tn - период повторения зондирующих импульсов, Δt - интервал дискретизации), формируют стробы дальности
Figure 00000008
,
Figure 00000009
Figure 00000010
(K - скважность зондирующих импульсов) путем суммирования цифровых отсчетов сигналов в пределах интервалов, равных длительности τзи зондирующего импульса, подвергают полученные в результате суммирования сигналы амплитудному взвешиванию, осуществляют фильтровую обработку сигналов по алгоритму БПФ, вычисляют модуль
Figure 00000011
Figure 00000012
(J - количество сигналов доплеровских частот на выходе фильтров БПФ) комплексной огибающей сигналов доплеровских частот на выходе фильтров БПФ. Выбирают далее сигнал с наибольшим значением модуля комплексной огибающей Ukj max и определяют соответствующий ему k-й строб дальности и сигнал доплеровской частоты jmax. Для всех сигналов доплеровских частот выбранного k-го строба дальности определяют коэффициенты ослабления
Figure 00000013
комплексных амплитуд сигналов по частотам, равные отношению комплексных амплитуд сигналов j-х частот
Figure 00000014
к максимальной комплексной амплитуде сигнала частоты jmax
Figure 00000015
A method for detecting a group target of a pulse-Doppler radar is to isolate the quadrature cosine S c (t) and sinus S s (t) components of the complex envelope of the received radar antenna signals reflected from the target, in each quadrature component, the signals are converted to digital form
Figure 00000004
and
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
T n is the repetition period of the probe pulses, Δt is the sampling interval), form the range gates
Figure 00000008
,
Figure 00000009
Figure 00000010
(K - porosity probing pulses) by summing the digital samples of signals within intervals of equal duration τ communication probe pulse, is subjected to the resultant summation signal amplitude weighting, The filter processing performed by the FFT algorithm signal, calculating module
Figure 00000011
Figure 00000012
(J is the number of Doppler frequency signals at the output of the FFT filters) the complex envelope of the Doppler frequency signals at the output of the FFT filters. Next, the signal with the highest value of the modulus of the complex envelope U kj max is selected and the corresponding kth range gate and the Doppler frequency signal jmax are determined. For all the Doppler frequencies of the selected k-th range gate, the attenuation coefficients are determined
Figure 00000013
complex amplitudes of signals in frequencies equal to the ratio of complex amplitudes of signals of j frequencies
Figure 00000014
to the maximum complex amplitude of the frequency signal jmax
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

в смежном с k-м стробе дальности при помощи вычисленных коэффициентов

Figure 00000013
формируют разность амплитуд сигналов Δj между комплексными амплитудами сигналов доплеровских частот и произведения максимальной комплексной амплитуды сигнала частоты jmax на соответствующие коэффициенты ослабления
Figure 00000013
видаin the adjacent k-th range gate using the calculated coefficients
Figure 00000013
form the difference in the amplitudes of the signals Δ j between the complex amplitudes of the Doppler frequency signals and the product of the maximum complex amplitude of the frequency signal jmax by the corresponding attenuation coefficients
Figure 00000013
kind of

Figure 00000017
Figure 00000017

сравнивают полученную разность амплитуд сигналов Δj пороговым значением амплитуды η, которое устанавливают исходя из требуемого значения вероятности ложного обнаружения групповой цели, при превышении порогового значения η хотя бы одним значением разности амплитуд сигналов Δj принимают решение об обнаружении групповой цели.comparing the obtained signal amplitude difference Δ j with a threshold amplitude value η, which is set based on the desired probability of false detection of a group target, if the threshold value η is exceeded, at least one value of the signal amplitude difference Δ j decides to detect a group target.

Поясним подробнее сущность изобретения. Для варианта одиночной цели комплексную амплитуду отраженного сигнала в k-м стробе дальности и j-м частотном фильтре при отсутствии шума можно записать в видеLet us explain in more detail the essence of the invention. For the single-target option, the complex amplitude of the reflected signal in the kth range gate and jth frequency filter in the absence of noise can be written as

Figure 00000018
Figure 00000018

где

Figure 00000019
- комплексная амплитуда сигнала на выходе доплеровского фильтра, обусловленная суммарным воздействием комплексных амплитуд планерной и турбинных составляющих сигнала цели на частотную характеристику j-го фильтра;Where
Figure 00000019
- the complex amplitude of the signal at the output of the Doppler filter, due to the total effect of the complex amplitudes of the glider and turbine components of the target signal on the frequency response of the j-th filter;

Fk - величина, равная количеству дискретных отсчетов сигнала цели, приходящихся на k-й строб дальности.F k - a value equal to the number of discrete samples of the target signal attributable to the k-th range gate.

При этом коэффициенты ослабления

Figure 00000013
комплексной амплитуды сигнала по частотам, вычисленные в k-м стробе дальности, согласно (1), равныAt the same time, attenuation coefficients
Figure 00000013
the complex amplitude of the signal in frequency, calculated in the k-th range gate, according to (1), are

Figure 00000020
Figure 00000020

Из выражения (4) видно, что в случае одиночной цели полученные коэффициенты определяются отношением комплексных амплитуд сигналов на выходе доплеровских фильтров и не зависят от того, в каком стробе дальности они получены. В смежном стробе дальности, например (k+1)-м, при помощи вычисленных коэффициентов (4) найдем разности между комплексными амплитудами сигналов в соответствии с выражением (2)It can be seen from expression (4) that in the case of a single target, the obtained coefficients are determined by the ratio of the complex amplitudes of the signals at the output of the Doppler filters and do not depend on which range gate they are received in. In the adjacent range gate, for example, (k + 1) -m, using the calculated coefficients (4) we find the differences between the complex signal amplitudes in accordance with expression (2)

Figure 00000021
Figure 00000021

Из выражения (5) видно, что разности амплитуд сигналов Δj в данном случае будут равны нулю, поскольку для одиночной цели в любом стробе дальности комплексные амплитуды сигналов в доплеровских фильтрах компенсируются. Таким образом, для варианта одиночной цели при отсутствии шумов разности амплитуд сигналов Δj будут равны нулю.It can be seen from expression (5) that the differences in the signal amplitudes Δ j in this case will be zero, since for a single target in any range gate, the complex signal amplitudes in the Doppler filters are compensated. Thus, for the single-target option, in the absence of noise, the signal amplitude differences Δ j will be zero.

В случае групповой цели выражение для сигнала в k-м стробе дальности и j-м частотном фильтре при отсутствии шума можно записать в видеIn the case of a group target, the expression for the signal in the kth range gate and jth frequency filter in the absence of noise can be written as

Figure 00000022
Figure 00000022

где

Figure 00000023
- комплексная амплитуда сигнала на выходе доплеровского фильтра, обусловленная суммарным воздействием комплексных амплитуд планерной и турбинных составляющих сигнала n-й цели на частотную характеристику j-го фильтра;Where
Figure 00000023
- the complex amplitude of the signal at the output of the Doppler filter, due to the total effect of the complex amplitudes of the glider and turbine components of the signal of the nth target on the frequency response of the jth filter;

Fkn - величина, равная количеству дискретных отсчетов сигнала n-й цели, приходящихся на k-й строб дальности;F kn - a value equal to the number of discrete samples of the signal of the nth target falling on the k-th range gate;

N - количество одиночных целей в составе групповой.N - the number of single targets in the group.

При этом коэффициенты ослабления

Figure 00000013
комплексной амплитуды сигнала по частотам, вычисленные в k-м стробе дальности, согласно (1), равныAt the same time, attenuation coefficients
Figure 00000013
the complex amplitude of the signal in frequency, calculated in the k-th range gate, according to (1), are

Figure 00000024
Figure 00000024

Из выражения (7) видно, что в случае групповой цели полученные коэффициенты определяются довольно сложной зависимостью. В частности, они теперь зависят от взаимного расположения n-го отраженного сигнала групповой цели относительно k-го строба дальности.From the expression (7) it can be seen that in the case of a group goal, the obtained coefficients are determined by a rather complex dependence. In particular, they now depend on the relative position of the nth reflected signal of the group target relative to the kth range gate.

В смежном (k+1)-м стробе дальности при помощи вычисленных коэффициентов (7) найдем разности между комплексными амплитудами сигналов в соответствии с выражением (2)In the adjacent (k + 1) th range gate, using the calculated coefficients (7), we find the differences between the complex signal amplitudes in accordance with expression (2)

Figure 00000025
Figure 00000025

Из выражения (8) видно, что разности амплитуд сигналов Δj в данном случае не будут равны нулю, поскольку зависимость коэффициентов от взаимного расположения n-го отраженного сигнала групповой цели относительно k-го строба дальности не позволяет скомпенсировать комплексные амплитуды сигналов на выходе доплеровских фильтров. Таким образом, для варианта групповой цели при отсутствии шумов разности амплитуд сигналов Δj не будут равны нулю. Это является отличительным признаком групповых и одиночных целей.It can be seen from expression (8) that the differences in the signal amplitudes Δ j in this case will not be zero, since the dependence of the coefficients on the relative position of the nth reflected group target signal relative to the kth range gate does not allow to compensate for the complex signal amplitudes at the output of Doppler filters . Thus, for the group target option, in the absence of noise, the signal amplitude differences Δ j will not be zero. This is a hallmark of group and single goals.

Изобретение поясняется чертежами на фиг.1-10. На фиг.1 изображена структурная схема импульсно-доплеровской РЛС, реализующей предлагаемый способ обнаружения групповой цели, где 1 - фазовый детектор, 2 - фильтр нижних частот, 3 - аналого-цифровой преобразователь, 4 - сумматор, 5 - антенна, 6 - приемник, 7 - гетеродин, 8 - процессор обработки сигналов.The invention is illustrated by drawings in figures 1-10. Figure 1 shows the structural diagram of a pulse-Doppler radar that implements the proposed method for detecting a group target, where 1 is a phase detector, 2 is a low-pass filter, 3 is an analog-to-digital converter, 4 is an adder, 5 is an antenna, 6 is a receiver, 7 - local oscillator, 8 - signal processor.

На фиг.2 представлен алгоритм, поясняющий последовательность преобразования сигнала в процессоре обработки сигналов 8.Figure 2 presents the algorithm explaining the sequence of signal conversion in the signal processor 8.

На фиг.3-10 приведены диаграммы экспериментальных данных, доказывающие работоспособность способа.Figure 3-10 shows a diagram of experimental data proving the efficiency of the method.

Осуществить предлагаемый способ обработки возможно в импульсно-доплеровской РЛС. Один из возможных вариантов структурной схемы устройства, реализующего предлагаемый способ обнаружения групповой цели, представлен на фиг.1. На схеме импульсно-доплеровской РЛС антенная система 5 последовательно соединена с приемником сигналов 6. Выходной сигнал приемника 6 с помощью двух фазовых детекторов 1, гетеродина 7 и фазовращателя на 90° 9 делится на два квадратурных канала. Каждый квадратурный канал содержит последовательно соединенные фазовый детектор 1, фильтр нижних частот 2, АЦП 3 и сумматор 4. Выходы квадратурных каналов, т.е. сумматоров 4, соединены с процессором обработки сигналов 8. Процессор обработки сигналов 8 функционирует в соответствии с заранее заложенной в него программой.Implement the proposed method of processing is possible in a pulse-Doppler radar. One of the possible structural diagrams of a device that implements the proposed method for detecting a group target is shown in FIG. In the pulse-Doppler radar diagram, the antenna system 5 is connected in series with the signal receiver 6. The output signal of the receiver 6 is divided into two quadrature channels by two phase detectors 1, a local oscillator 7, and a phase shifter 90 ° 9. Each quadrature channel contains a phase detector 1 connected in series, a low-pass filter 2, an ADC 3 and an adder 4. The outputs of the quadrature channels, i.e. adders 4, are connected to the signal processing processor 8. The signal processing processor 8 operates in accordance with a pre-programmed program.

Обнаружение групповой цели импульсно-доплеровской РЛС происходит следующим образом. Принятые антенной 5 сигналы поступают на вход приемника 6. Для обеспечения когерентной обработки сигналы с выхода приемника 6 с помощью двух фазовых детекторов 1, гетеродина 7, фазовращателя на 90° 9 и двух фильтров нижних частот 2 разделяются на квадратурные косинусную Sc(t) и синусную Ss(t) составляющие. В аналого-цифровых преобразователях 3 производится формирование последовательности цифровых отсчетов квадратурных составляющих сигналов

Figure 00000026
и
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000007
Tn - период повторения зондирующих импульсов, Δt - интервал дискретизации). Далее формируются стробы дальности
Figure 00000029
,
Figure 00000030
Figure 00000031
(K - скважность зондирующих импульсов) путем суммирования отсчетов сигналов в сумматорах 4. Суммирование производится в пределах интервалов, равных длительности τзи зондирующего импульса РЛС.The detection of a group target of a pulse-Doppler radar occurs as follows. The signals received by antenna 5 are fed to the input of receiver 6. To ensure coherent processing, the signals from the output of receiver 6 using two phase detectors 1, a local oscillator 7, a 90 ° phase shifter, and two low-pass filters 2 are separated into quadrature cosine S c (t) and sinus S s (t) components. In the analog-to-digital converters 3 the formation of a sequence of digital samples of the quadrature component signals
Figure 00000026
and
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000007
T n is the repetition period of the probe pulses, Δt is the sampling interval). Next, range gates are formed
Figure 00000029
,
Figure 00000030
Figure 00000031
(K - porosity probing pulses) by summing the signal samples in the adders 4. The summation is within the interval of duration τ communication probing radar pulse.

Вся дальнейшая обработка сигнала происходит в процессоре обработки сигналов 8. На фиг.2 представлена схема, поясняющая последовательность преобразования сигналов в процессоре обработки сигналов 8. Полученные в результате суммирования сигналы подвергают амплитудному взвешиванию и осуществляют фильтровую обработку по алгоритму БПФ, а затем вычисляют модуль комплексной огибающей сигналов доплеровских частот на выходе фильтров БПФ

Figure 00000032
,
Figure 00000033
(J - количество сигналов доплеровских частот на выходе фильтров БПФ). Далее выбирают сигнал с наибольшим значением модуля комплексной огибающей Ukj max и определяют соответствующий ему k-й строб дальности и сигнал доплеровской частоты jmax. В процессоре обработки сигналов 8 для всех сигналов доплеровских частот выбранного k-го строба дальности определяют коэффициенты ослабления
Figure 00000013
комплексных амплитуд сигналов по частотам, в соответствии с выражением (1). Затем в смежном стробе дальности (например, k+1-м) при помощи вычисленных коэффициентов ослабления амплитуды сигнала
Figure 00000013
формируют разности амплитуд сигналов Δj по формуле (2). Полученные разности амплитуд сигналов Δj сравнивают с пороговым значением амплитуды сигнала η, которое устанавливают исходя из требуемого значения вероятности ложного обнаружения групповой цели. При превышении порогового значения η хотя бы одной разностью амплитуд сигналов Δj принимают решение об обнаружении групповой цели.All further signal processing takes place in the signal processing processor 8. FIG. 2 is a diagram explaining the signal conversion sequence in the signal processing processor 8. The signals obtained from the summation are subjected to amplitude weighting and are filtered by the FFT algorithm, and then the complex envelope module is calculated Doppler frequency signals at the output of FFT filters
Figure 00000032
,
Figure 00000033
(J is the number of Doppler frequency signals at the output of the FFT filters). Next, select the signal with the highest value of the modulus of the complex envelope U kj max and determine the corresponding kth range gate and the Doppler frequency signal jmax. In the signal processing processor 8, for all signals of the Doppler frequencies of the selected k-th range gate, the attenuation coefficients are determined
Figure 00000013
complex amplitudes of signals in frequencies, in accordance with expression (1). Then, in an adjacent range gate (for example, k + 1-m) using the calculated attenuation coefficients of the signal amplitude
Figure 00000013
form the difference in the amplitudes of the signals Δ j according to the formula (2). The resulting signal amplitude differences Δ j are compared with a threshold signal amplitude η, which is set based on the desired value of the probability of false detection of a group target. If the threshold value η is exceeded by at least one difference in signal amplitudes Δ j , a decision is made to detect a group target.

Подтверждение возможности получения вышеуказанного технического результата при осуществлении предлагаемого способа проводилось по экспериментальным данным (фиг.3-10).Confirmation of the possibility of obtaining the above technical result in the implementation of the proposed method was carried out according to experimental data (Fig.3-10).

На фиг.3 представлены сигналы доплеровских частот одиночной цели в k-м стробе дальности. На фиг.4 показаны сигналы доплеровских частот той же одиночной цели в (k+1)-м стробе дальности. На фиг.5 показаны разности амплитуд сигналов А, вычисленные по формуле (2) в (k+1)-м стробе дальности. Представленные разности амплитуд сигналов Δj были вычислены для сигналов доплеровских частот одиночной цели, представленных на фиг.3, 4. Коэффициенты ослабления комплексной амплитуды сигнала по частотам

Figure 00000013
определялись, согласно соотношению (1), по сигналам доплеровских частот одиночной цели в k-м стробе дальности. Из фиг.5 видно, что разности амплитуд сигналов Δj ниже порогового значения амплитуды η.Figure 3 presents the signals of the Doppler frequencies of a single target in the k-th range gate. Figure 4 shows the signals of the Doppler frequencies of the same single target in the (k + 1) -th range gate. Figure 5 shows the differences in the amplitudes of the signals A, calculated by the formula (2) in the (k + 1) -th range gate. The presented differences in the signal amplitudes Δ j were calculated for the signals of the Doppler frequencies of a single target, presented in figure 3, 4. The attenuation coefficients of the complex signal amplitude in frequency
Figure 00000013
were determined, according to relation (1), from the signals of the Doppler frequencies of a single target in the k-th range gate. From figure 5 it is seen that the difference in the amplitudes of the signals Δ j below the threshold amplitude η.

Поэтому в соответствии с предлагаемым способом будет принято решение об обнаружении одиночной цели, что соответствует действительности.Therefore, in accordance with the proposed method, a decision will be made to detect a single target, which is true.

Для проверки работоспособности способа при наличии групповой цели программным образом были объединены сигналы доплеровских частот одиночной цели, изображенные на фиг.6, 7 с сигналами доплеровских частот одиночной цели, изображенными на фиг.3, 4 в k-м и в (k+1)-м стробах дальности соответственно. Полученные в результате такого объединения сигналы доплеровских частот групповой (парной) цели в k-м и в (k+1)-м стробах дальности показаны на фиг.8, 9 соответственно. Вычисленные по формуле (2) разности амплитуд сигналов Δj в (k+1)-м стробе дальности представлены на фиг.10. Из фиг.10 видно, что одна из разностей амплитуд сигналов Δj превысила пороговое значение амплитуды η, поэтому в соответствии с предлагаемым способом будет принято решение об обнаружении групповой цели, что также соответствует действительности.To verify the operability of the method in the presence of a group target, the signals of the single-target Doppler frequencies shown in Figs. 6 and 7 with the signals of the single-target Doppler frequencies shown in Figs. 3 and 4 in the kth and in (k + 1) were combined programmatically -th range gates, respectively. The signals of the Doppler frequencies of the group (pair) target obtained in such a combination in the kth and in the (k + 1) -th range gates are shown in Figs. 8, 9, respectively. The difference in signal amplitudes Δ j calculated by formula (2) in the (k + 1) -th range gate is shown in Fig. 10. Figure 10 shows that one of the differences in the signal amplitudes Δ j exceeded the threshold value of the amplitude η, therefore, in accordance with the proposed method, a decision will be made to detect a group target, which also corresponds to reality.

Использование изобретения в бортовых, наземных и корабельных импульсно-доплеровских РЛС не потребует изменения их принципов построения, режимов работы, а также существенных вычислительных затрат и позволит обнаруживать групповую или одиночную цели в условиях наличия в их спектре доплеровских частот сигналов, обусловленных турбовинтовым эффектом (эхосигналы от винтов, лопаток турбин и т.д.).The use of the invention in airborne, ground-based and ground-based pulse-Doppler radars will not require a change in their construction principles, operating modes, as well as significant computational costs and will make it possible to detect group or single targets in the presence of signals due to the turboprop effect in their spectrum of Doppler frequencies (echo signals from screws, turbine blades, etc.).

Claims (1)

Способ обнаружения групповой цели импульсно-доплеровской радиолокационной станцией (РЛС), заключающийся в том, что выделяют квадратурные косинусную Sс(t) и синусную Ss(t) составляющие комплексной огибающей принятых антенной РЛС отраженных от цели сигналов, в каждой квадратурной составляющей осуществляют преобразование сигналов в цифровую форму
Figure 00000034
и
Figure 00000035
,
Figure 00000036
Тn - период повторения зондирующих импульсов, Δt - интервал дискретизации), формируют стробы дальности
Figure 00000037
,
Figure 00000038
(К -скважность зондирующих импульсов) путем суммирования цифровых отсчетов сигналов в пределах интервалов, равных длительности τзи зондирующего импульса, подвергают полученные в результате суммирования сигналы амплитудному взвешиванию, осуществляют фильтровую обработку сигналов по алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ), вычисляют модуль
Figure 00000039
,
Figure 00000040
(J - количество сигналов доплеровских частот на выходе фильтров БПФ) комплексной огибающей сигналов доплеровских частот на выходе фильтров БПФ, отличающийся тем, что выбирают сигнал с наибольшим значением модуля комплексной огибающей Ukjmax и определяют соответствующий ему k-й строб дальности и сигнал доплеровской частоты jmax, для всех сигналов доплеровских частот выбранного k-го строба дальности определяют коэффициенты ослабления
Figure 00000041
комплексных амплитуд сигналов по частотам, равные отношению комплексных амплитуд сигналов j-х частот
Figure 00000042
к максимальной комплексной амплитуде сигнала частоты jmax
Figure 00000043
A method for detecting a group target by a pulse-Doppler radar station (radar), which consists in extracting the quadrature cosine S s (t) and sine S s (t) components of the complex envelope of the received radar antenna of the signals reflected from the target, in each quadrature component they transform digital signals
Figure 00000034
and
Figure 00000035
,
Figure 00000036
T n - the repetition period of the probe pulses, Δt - sampling interval), form the range gates
Figure 00000037
,
Figure 00000038
(K -skvazhnost probing pulses) by summing the digital samples of signals within intervals of equal duration τ communication probe pulse, is subjected to the resultant summation signal amplitude weighting, The filter signal processing performed by the algorithm of fast Fourier transform (FFT), calculating module
Figure 00000039
,
Figure 00000040
(J is the number of Doppler frequency signals at the output of the FFT filters) of the complex envelope of Doppler frequency signals at the output of the FFT filters, characterized in that the signal with the highest value of the complex envelope modulus U kjmax is selected and the corresponding kth range gate and the Doppler frequency signal jmax , for all signals of the Doppler frequencies of the selected k-th range gate, the attenuation coefficients are determined
Figure 00000041
complex amplitudes of signals in frequencies equal to the ratio of complex amplitudes of signals of j frequencies
Figure 00000042
to the maximum complex amplitude of the frequency signal jmax
Figure 00000043
Figure 00000044
Figure 00000044
 в смежном с k-м стробе дальности при помощи вычисленных коэффициентов
Figure 00000045
формируют разность амплитуд сигналов Δj, видаin the adjacent k-th range gate using the calculated coefficients
Figure 00000045
form the difference in the amplitudes of the signals Δ j , of the form
Figure 00000046
Figure 00000046
 между комплексными амплитудами сигналов доплеровских частот и произведения максимальной комплексной амплитуды сигнала частоты jmax на соответствующие коэффициенты ослабления
Figure 00000041
, сравнивают полученную разность амплитуд сигналов Δj с пороговым значением амплитуды η, которое устанавливают исходя из требуемого значения вероятности ложного обнаружения групповой цели, при превышении порогового значения η хотя бы одним значением разности амплитуд сигналов Δj принимают решение об обнаружении групповой цели.between the complex amplitudes of the Doppler frequency signals and the product of the maximum complex amplitude of the frequency signal jmax by the corresponding attenuation coefficients
Figure 00000041
, the obtained difference in the amplitudes of the signals Δ j is compared with a threshold value of the amplitude η, which is set based on the required value of the probability of false detection of a group target; if the threshold value η is exceeded, at least one value of the difference in the amplitudes of the signals Δ j decides to detect a group target.
RU2006128804/09A 2006-08-09 2006-08-09 Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target RU2316788C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128804/09A RU2316788C9 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128804/09A RU2316788C9 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2316788C1 RU2316788C1 (en) 2008-02-10
RU2316788C9 true RU2316788C9 (en) 2008-05-10

Family

ID=39266352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006128804/09A RU2316788C9 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2316788C9 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787843C1 (en) * 2021-11-18 2023-01-13 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны" Министерства обороны Российской Федерации Method for radar detection of group of one-type small unmanned aerial vehicles

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626284C1 (en) * 2016-06-20 2017-07-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Passive method of detecting vehicles by its own acoustic noise
RU2657462C1 (en) * 2017-06-28 2018-06-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Device for digital processing of signals in a pulse-doppler radars with compensation of fm doppler signals
RU2705070C1 (en) * 2019-04-16 2019-11-05 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method of aircraft with turbojet engine type identification in pulse-doppler radar station

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787843C1 (en) * 2021-11-18 2023-01-13 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны" Министерства обороны Российской Федерации Method for radar detection of group of one-type small unmanned aerial vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
RU2316788C1 (en) 2008-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6809682B1 (en) Method and device for the detection and track of targets in high clutter
US7205932B2 (en) Method and apparatus for improved determination of range and angle of arrival utilizing a two tone CW radar
US7903024B2 (en) Adaptive moving target indicator (MTI) clutter rejection filter for radar systems
US8704706B2 (en) Radar return signal processing apparatus and method
EP3098623A1 (en) A vehicle radar system
US10054668B2 (en) Probabilistic signal, detection, and track processing architecture and system
US9140783B2 (en) Radar device
Fischer et al. Robust detection and mitigation of mutual interference in automotive radar
US7737881B2 (en) Signal processing system for pulse-doppler radar
JP2002522772A (en) Radar ice sounder with parallel Doppler processing
EP3264131A1 (en) A vehicle radar for environmental detection
CA2541434C (en) Efficient technique for estimating elevation angle when using a broad beam for search in a radar
US5559516A (en) Dual cancellation interferometric AMTI radar
RU2316788C9 (en) Mode of detection by a pulsed-doppler radar of a group target
RU2419107C1 (en) Method of selecting moving targets in pulse-wise carrier frequency tuning
CN109061626A (en) A kind of method that Step Frequency coherent processing detects low signal to noise ratio moving-target
CN106093927B (en) Target based on the big pulse width signal of radar tests the speed distance measuring method
EP2823330B1 (en) Target detection system and method
RU2379704C1 (en) Method of multiple target resolution
RU2411537C1 (en) Method of selecting targets on background of velocity deflecting noise
JP2023001662A (en) Radar system, and radar signal processing method
RU2298806C1 (en) Mode of detection of a group target
RU2407034C9 (en) Method of resolving group target
RU2691387C1 (en) Method of helicopters detection by onboard radar station
RU2293349C1 (en) Mode of detection of a group target

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090810

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20100820