RU2624630C1 - Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624630C1 RU2624630C1 RU2016135864A RU2016135864A RU2624630C1 RU 2624630 C1 RU2624630 C1 RU 2624630C1 RU 2016135864 A RU2016135864 A RU 2016135864A RU 2016135864 A RU2016135864 A RU 2016135864A RU 2624630 C1 RU2624630 C1 RU 2624630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplitude
- frequency
- input
- multiplier
- radar
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
- G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
- G01S13/9027—Pattern recognition for feature extraction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
- G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
- G01S13/9029—SAR image post-processing techniques specially adapted for moving target detection within a single SAR image or within multiple SAR images taken at the same time
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах непрерывного излучения, установленных на подвижных объектах, для получения радиолокационного изображения в процессе дистанционного зондирования земной (водной) поверхности. Достигаемый технический результат - выравнивание среднего уровня яркости радиолокационного изображения в направлении дальней границы зоны обзора, увеличение дальности действия радиолокационной станции. Указанный результат достигается за счет выравнивания амплитудно-частотного спектра сигнала перед его оцифровкой, при этом после выравнивания уменьшается динамический диапазон амплитуды сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя, что, в свою очередь, приводит к снижению минимального уровня сигнала, который может быть оцифрован с его помощью. Для практической реализации способа цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения в устройство, содержащее последовательно соединенные приемное устройство и умножитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой процессор, а также передающее устройство, выход которого соединен со вторым входом умножителя, дополнительно введена частотная корректирующая цепь, вход которой соединен с выходом умножителя, а выход - со входом аналого-цифрового преобразователя, при этом амплитудно-частотная характеристика частотной корректирующей цепи имеет обратно пропорциональную зависимость относительно закона изменения амплитуд частотных составляющих от дальности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах непрерывного излучения, установленных на подвижных объектах, для получения радиолокационного изображения (РЛИ) в процессе дистанционного зондирования земной (водной) поверхности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ цифровой обработки сигналов (прототип), основанный на реализации алгоритма цифрового синтезирования апертуры антенны в радиолокационной станции (РЛС) непрерывного излучения сигнала с линейной частотной модуляцией [1. Антипов В.Н., Колтышев Е.Е., Мухин В.В., Печенников А.В., Фролов А.Ю., Янковский В.Т. Радиолокационная система беспилотного летательного аппарата. Радиотехника, 2006. №7. С. 14-20].
Способ включает: зондирование земной (водной) поверхности, прием, демодуляцию, оцифровку сигналов, с последующим сжатием сигналов в цифровом процессоре по дальности и азимуту.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство (прототип), содержащее последовательно соединенные приемное устройство, умножитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой процессор, а также передающее устройство, выход которого соединен со вторым входом умножителя.
Недостатком способа и устройства цифровой обработки сигналов в РЛС с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения является низкий уровень яркости формируемых РЛИ в направлении дальней границы зоны обзора, снижающий их информативность и усложняющий дешифрирование [2. Школьный Л.А. РЛС воздушной разведки, дешифрирование радиолокационных изображений. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008. С. 237]. Другим недостатком является малая дальность действия РЛС, обусловленная высоким динамическим диапазоном (ДД) принимаемых сигналов по сравнению с ДД АЦП.
Техническим результатом данного изобретения является выравнивание среднего уровня яркости РЛИ в направлении дальней границы зоны обзора за счет выравнивания амплитудно-частотного спектра сигнала перед его оцифровкой. Выравнивание амплитудно-частотного спектра также приводит к увеличению дальности действия РЛС за счет того, что после выравнивания уменьшается ДД амплитуды сигнала на входе АЦП, что, в свою очередь, приводит к снижению минимального уровня сигнала, который может быть оцифрован с помощью АЦП.
Технический результат достигается тем, что в известном способе формирования РЛИ, состоящем в зондировании земной (водной) поверхности, приеме, демодуляции, оцифровке и сжатии сигналов по дальности и азимуту дополнительно перед оцифровкой сигнала амплитуды частотных составляющих амплитудно-частотного спектра сигнала корректируют обратно пропорционально закону изменения амплитуд частотных составляющих от дальности.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве формирования РЛИ, содержащем последовательно соединенные приемное устройство и умножитель, последовательно соединенные АЦП и цифровой процессор, а также передающее устройство, выход которого соединен со вторым входом умножителя, дополнительно введена частотная корректирующая цепь, вход которой соединен с выходом умножителя, а выход - со входом аналого-цифрового преобразователя, при этом амплитудно-частотная характеристика частотной корректирующей цепи имеет обратно пропорциональную зависимость относительно закона изменения амплитуд частотных составляющих от дальности.
Сущность способа заключается в следующем. В РЛС с непрерывным излучением с линейной частотной модуляцией реализуется частотный способ измерения дальности до цели [3. Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации. М.: «Сов. радио», 1970. С. 365]. При этом дальность действия ограничивается динамическим диапазоном АЦП, который не должен быть меньше ДД амплитуды сигнала на его входе. Верхняя граница ДД соответствует суммарной амплитуде сигнала, представляющего собой сумму сигналов, отраженных от всех элементов разрешения в пределах зоны обзора, а нижняя - амплитуде сигнала, отраженного от отдельного элемента разрешения, расположенного на ее дальней границе. Известно, что в РЛС с непрерывным излучением после демодуляции принятого сигнала на выходе умножителя формируется сигнал, частота биений которого прямо пропорциональна дальности до объекта локации, а амплитуда - обратно пропорциональна ее квадрату [4. Caner Özdemir. Inverse Synthetic Aperture Radar Imaging with MATLAB Algorithms. John Wiley&Sons, 2012. C. 42, 54]. Осуществление частотной коррекции амплитуд частотных составляющих амплитудно-частотного спектра сигнала на выходе умножителя обратно пропорционально закону изменения амплитуд сигналов от дальности обеспечивает равномерность амплитудно-частотного спектра сигнала на входе АЦП, что приводит к выравниванию яркости РЛИ в пределах зоны обзора и уменьшению амплитуды сигналов, отраженных от близкорасположенных элементов разрешения. В результате снижается верхняя граница ДД принимаемых сигналов вследствие уменьшения амплитуды суммарного сигнала, отраженного от всех элементов разрешения в пределах зоны обзора, обеспечивая тем самым возможность оцифровки более слабых сигналов, приходящих с больших дальностей. Значение верхней частоты амплитудно-частотной характеристики частотной корректирующей цепи определяется выражением fmax=2RmaxΔf/(Тпс), где Rmax - максимальная дальность действия радиолокатора, Δf - ширина спектра зондирующего сигнала, Тп - период частотной модуляции и с - скорость света.
Коррекция амплитуды частотных составляющих амплитудно-частотного спектра перед оцифровкой сигнала по закону, обратно пропорциональному закону изменения амплитуд частотных составляющих от дальности, может быть выполнена, например, с применением активных или пассивных фильтров [5. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров. М.: «Радио и связь», 1983. С. 27, 46].
На фигуре представлена структурная схема устройства для осуществления способа цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения.
Устройство состоит из приемного устройства 1, умножителя 2, частотной корректирующей цепи 3, аналого-цифрового преобразователя 4, цифрового процессора 5, передающего устройства 6.
Последовательно соединенные приемное устройство 1, умножитель 2, частотная корректирующая цепь 3, аналого-цифровой преобразователь 4 подключены к цифровому процессору 5, а выход передающего устройства 6 соединен со вторым входом умножителя 2.
Частотная корректирующая цепь 3 предназначена для частотной коррекции амплитуд принятых сигналов на выходе умножителя и может быть выполнена, например, на пассивных или активных фильтрах [5. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров. М.: «Радио и связь», 1983. С. 27, 46].
Работа устройства, реализующего способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны, не отличается от работы устройства способа-прототипа за исключением того, что перед оцифровкой сигналов в АЦП производится дополнительная частотная коррекция сигналов частотной корректирующей цепью 3, которая выравнивает амплитуды частотных составляющих амплитудно-частотного спектра сигнала на выходе умножителя обратно пропорционально закону изменения амплитуд сигналов от дальности. В результате обеспечивается равномерность амплитудно-частотного спектра сигнала на входе АЦП. Это приводит к выравниванию яркости РЛИ в пределах зоны обзора и уменьшению амплитуды сигналов, отраженных от близкорасположенных элементов разрешения. Следствием этого является снижение верхней границы ДД принимаемых сигналов из-за уменьшения амплитуды суммарного сигнала, отраженного от всех элементов разрешения в пределах зоны обзора. Тем самым обеспечивается возможность оцифровки более слабых сигналов, приходящих с бóльших дальностей.
Claims (2)
1. Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения, заключающийся в зондировании земной (водной) поверхности, приеме, демодуляции, оцифровке и сжатии сигналов по дальности и азимуту, отличающийся тем, что дополнительно перед оцифровкой сигнала амплитуды частотных составляющих амплитудно-частотного спектра сигнала корректируют обратно пропорционально закону изменения амплитуд частотных составляющих от дальности.
2. Устройство цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения, содержащее последовательно соединенные приемное устройство и умножитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой процессор, а также передающее устройство, выход которого соединен со вторым входом умножителя, отличающееся тем, что дополнительно введена частотная корректирующая цепь, вход которой соединен с выходом умножителя, а выход - со входом аналого-цифрового преобразователя, при этом амплитудно-частотная характеристика частотной корректирующей цепи имеет обратно пропорциональную зависимость относительно закона изменения амплитуд частотных составляющих от дальности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135864A RU2624630C1 (ru) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135864A RU2624630C1 (ru) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2624630C1 true RU2624630C1 (ru) | 2017-07-05 |
Family
ID=59312554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135864A RU2624630C1 (ru) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624630C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740782C1 (ru) * | 2019-11-26 | 2021-01-21 | Александр Петрович Сонин | Способ радиолокационной съёмки Земли и околоземного пространства радиолокатором с синтезированной апертурой антенны в неоднозначной по дальности полосе с селекцией движущихся целей на фоне отражений от подстилающей поверхности и радиолокатор с синтезированной апертурой антенны для его реализации |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU843259A1 (ru) * | 1978-09-05 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я А-7306 | Устройство коррекции амплитудно-час-ТОТНОй ХАРАКТЕРиСТиКи |
US5418536A (en) * | 1981-12-21 | 1995-05-23 | Westinghouse Electric Corporation | Bandwidth and amplitude insensitive frequency discriminator |
US6222618B1 (en) * | 1995-07-25 | 2001-04-24 | Textron Systems Corporation | Passive ranging to source of known spectral emission |
JP2008058059A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Nissan Motor Co Ltd | 物体識別装置 |
RU2425395C2 (ru) * | 2010-07-21 | 2011-07-27 | Дмитрий Геннадьевич Митрофанов | Устройство классификации радиолокационных объектов наблюдения по интенсивности амплитудных флюктуаций |
RU2549163C1 (ru) * | 2013-10-22 | 2015-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ подавления боковых лепестков автокорреляционных функций шумоподобных сигналов |
-
2016
- 2016-09-05 RU RU2016135864A patent/RU2624630C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU843259A1 (ru) * | 1978-09-05 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я А-7306 | Устройство коррекции амплитудно-час-ТОТНОй ХАРАКТЕРиСТиКи |
US5418536A (en) * | 1981-12-21 | 1995-05-23 | Westinghouse Electric Corporation | Bandwidth and amplitude insensitive frequency discriminator |
US6222618B1 (en) * | 1995-07-25 | 2001-04-24 | Textron Systems Corporation | Passive ranging to source of known spectral emission |
JP2008058059A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Nissan Motor Co Ltd | 物体識別装置 |
RU2425395C2 (ru) * | 2010-07-21 | 2011-07-27 | Дмитрий Геннадьевич Митрофанов | Устройство классификации радиолокационных объектов наблюдения по интенсивности амплитудных флюктуаций |
RU2549163C1 (ru) * | 2013-10-22 | 2015-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ подавления боковых лепестков автокорреляционных функций шумоподобных сигналов |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АНТИПОВ В.Н. и др. Радиолокационная система беспилотного летательного аппарата. Радиотехника, 2006, N 7, с.14-20. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740782C1 (ru) * | 2019-11-26 | 2021-01-21 | Александр Петрович Сонин | Способ радиолокационной съёмки Земли и околоземного пространства радиолокатором с синтезированной апертурой антенны в неоднозначной по дальности полосе с селекцией движущихся целей на фоне отражений от подстилающей поверхности и радиолокатор с синтезированной апертурой антенны для его реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9952311B2 (en) | Radar apparatus and method of reducing interference | |
US9529081B2 (en) | Using frequency diversity to detect objects | |
CN110366689B (zh) | 雷达装置 | |
CN111707992B (zh) | 雷达数据处理***和方法 | |
JP2010197178A (ja) | パルス圧縮装置 | |
JP6462365B2 (ja) | レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 | |
CN104483669A (zh) | 一种基于微波成像技术的危险品有源探测方法及装置 | |
RU2624630C1 (ru) | Способ цифровой обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой антенны непрерывного излучения и устройство для его осуществления | |
RU2660450C1 (ru) | Устройство радиолокационной станции с непрерывным линейно-частотно-модулированным сигналом и синтезом апертуры | |
RU2315332C1 (ru) | Радиолокационная станция | |
US20170242118A1 (en) | Method and system for fmcw radar altimeter system height measurement resolution improvement | |
JP2013160548A (ja) | 二重偏波レーダ装置および偏波間位相差補正方法 | |
GB2529063A (en) | Detecting device, detecting method and program | |
JP2009216680A (ja) | 距離測定方法及び距離測定装置 | |
Aberman et al. | Adaptive frequency allocation in radar imaging: Towards cognitive SAR | |
Caddemi et al. | A study on dynamic threshold for the crosstalk reduction in frequency-modulated radars | |
RU2480788C2 (ru) | Радиолокационная система дистанционного зондирования земли | |
RU2740782C1 (ru) | Способ радиолокационной съёмки Земли и околоземного пространства радиолокатором с синтезированной апертурой антенны в неоднозначной по дальности полосе с селекцией движущихся целей на фоне отражений от подстилающей поверхности и радиолокатор с синтезированной апертурой антенны для его реализации | |
CN112703420B (zh) | 回波信号的处理方法及装置 | |
RU2471200C1 (ru) | Способ пассивного обнаружения и пространственной локализации подвижных объектов | |
RU2011137466A (ru) | Способ и система для дистанционного обнаружения объектов | |
RU2429501C1 (ru) | Способ обнаружения и пеленгования воздушных объектов | |
RU150255U1 (ru) | Устройство распознавания объектов по дальномерному портрету с использованием двоичного квантования | |
WO2020107234A1 (zh) | 雷达***及波形生成方法 | |
Saeedi | A new hybrid method for synthetic aperture radar deceptive jamming |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180906 |