RU2672092C1 - Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects - Google Patents

Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects Download PDF

Info

Publication number
RU2672092C1
RU2672092C1 RU2017125843A RU2017125843A RU2672092C1 RU 2672092 C1 RU2672092 C1 RU 2672092C1 RU 2017125843 A RU2017125843 A RU 2017125843A RU 2017125843 A RU2017125843 A RU 2017125843A RU 2672092 C1 RU2672092 C1 RU 2672092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
targets
angular
radar
angular position
Prior art date
Application number
RU2017125843A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Григорьевич Татарский
Дмитрий Александрович Ясенцев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
Priority to RU2017125843A priority Critical patent/RU2672092C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2672092C1 publication Critical patent/RU2672092C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—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
    • G01S13/904—SAR modes
    • G01S13/9092—SAR modes combined with monopulse 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • 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
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/68—Radar-tracking systems; Analogous systems for angle tracking only
    • 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

Landscapes

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

Abstract

FIELD: radar ranging and radio navigation.SUBSTANCE: invention relates to radiolocation and can be used for any aircraft having an underlying surface radar survey system on board. Technical result is achieved by using the monopulse principles of processing the output signals of Doppler filters implemented in the digital radar signal processing system in the underlying surface mapping mode.EFFECT: technical result consists in increasing the accuracy of measuring the azimuth (horizontal) angular position of radiocontrast terrestrial fixed targets when the radar is functioning in the aperture synthesis (AS) mode.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для повышения точности измерения угловых координат малоразмерных наземных радиоконтрастных целей.The invention relates to radar and can be used to improve the accuracy of measuring the angular coordinates of small-sized ground-based radio contrast targets.

Известны различные способы, обеспечивающие оценку угловых координат наземных стационарных целей. Наиболее простой из них - способ, заключающийся в сканировании антенны радиолокационной системы (РЛС) узким лучом ее диаграммы направленности (ДНА) заданного углового сектора и фиксации уровня отраженных сигналов приемным устройством РЛС с отображением интенсивности отраженных сигналов на индикаторе (формирование радиолокационного изображения (РЛИ) окружающего пространства в сектора обзора). При наличии в зоне обзора радиоконтрастной цели и попадании ее в луч ДНА индикатор фиксирует наличие цели (формирует отметку цели) и ее угловое положение по максимальному уровню принятого сигнала, соответствующему угловому положению максимума диаграммы направленности. Этот способ получил название «метод максимума» и описан, например в [П.А. Бакулев. Радиолокационные системы. Учебник для вузов - М.: Радиотехника, 2004].Various methods are known for providing an estimate of the angular coordinates of stationary ground targets. The simplest of them is the method consisting in scanning the antenna of a radar system (narrow radar) with a narrow beam of its radiation pattern (BOTTOM) of a given angular sector and fixing the level of reflected signals by the receiving radar device with displaying the intensity of the reflected signals on the indicator (generating a radar image (RLR) of the surrounding spaces in the sector of the review). If there is a radio-contrast target in the viewing area and when it gets into the bottom of the beam, the indicator fixes the presence of the target (forms the mark of the target) and its angular position according to the maximum level of the received signal corresponding to the angular position of the maximum radiation pattern. This method is called the “maximum method” and is described, for example, in [P.A. Bakulev. Radar systems. Textbook for high schools - M .: Radio engineering, 2004].

Для повышения точности измерения угловых координат объектов используют моноимпульсный метод, суть которого состоит в сравнении параметров сигналов, принятых суммарной и разностными ДНА, формируемыми на единой апертуре антенны [Леонов А.И., Фомичев К.И., Моноимпульсная радиолокация, Москва, Радио и связь, 1984]. При этом угловое положение объекта определяется по положению так называемого равносигнального направления (РСН) - направления, соответствующего положению оптической оси антенны при одинаковом уровне принимаемых сигналов лучами разностной диаграммы.To improve the accuracy of measuring the angular coordinates of objects using the monopulse method, the essence of which is to compare the parameters of the signals received by the total and difference DNDs formed on a single aperture of the antenna [Leonov A.I., Fomichev K.I., Monopulse radar, Moscow, Radio and communication, 1984]. In this case, the angular position of the object is determined by the position of the so-called equal-signal direction (RSN) - the direction corresponding to the position of the optical axis of the antenna at the same level of received signals by the rays of the difference diagram.

Известный способ реализуется устройством (патент №2287839, Россия), которое содержит два приемных тракта, каждый из которых содержит последовательно включенную приемную антенну, усилитель высокой частоты, делитель мощности, один из выходов которого соединен с частотомером, а другие выходы с последовательно соединенными амплитудными детекторами, видеоусилителями и аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), выходы усилительных трактов и частотомера подключены к вычислителю. Нормированное отношение разности принятых сигналов, с учетом частоты принятого сигнала, определяет пеленг цели.The known method is implemented by a device (patent No. 2287839, Russia), which contains two receiving paths, each of which contains a receiving antenna in series, a high-frequency amplifier, a power divider, one of the outputs of which is connected to a frequency meter, and the other outputs are connected in series with amplitude detectors , video amplifiers and analog-to-digital converters (ADC), the outputs of the amplifier paths and the frequency meter are connected to the computer. The normalized ratio of the difference of the received signals, taking into account the frequency of the received signal, determines the bearing of the target.

Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки угловых координат неземных малоразмерных целей, что позволит решить различные функциональные задачи, связанные с прицеливанием по обнаруженным целям, их сопровождением при маневрах носителя РЛС и т.д.The technical result of the invention is to increase the accuracy of estimating the angular coordinates of small unearthly targets, which will allow to solve various functional problems associated with aiming for detected targets, their support during maneuvers of a radar carrier, etc.

В предлагаемом способе измерение угловых координат наблюдаемых объектов осуществляется моноимпульсным методом, но в отличие от известных необходимая двухлепестковая диаграмма направленности антенны формируется за счет последовательного во времени установления синтезированной ДНА в два пространственных положения, при которых синтезированные диаграммы пересекаются на уровне 0,6-0,8 от максимального значения. Луч, проходящий через фазовый центр антенны и точку пересечения синтезированных диаграмм, определяет РСН, относительно которого обеспечивается определение углового положения цели (объекта).In the proposed method, the angular coordinates of the observed objects are measured by a single-pulse method, but unlike the known ones, the necessary two-petal antenna radiation pattern is formed by sequentially establishing the synthesized DND in two spatial positions, at which the synthesized diagrams intersect at the level of 0.6-0.8 from the maximum value. The beam passing through the phase center of the antenna and the intersection point of the synthesized diagrams determines the RSN, relative to which the angular position of the target (object) is determined.

Поставленная задача решаются тем, что осуществляется излучение и прием зондирующего сигнала в пределах диаграммы направленности антенны РЛС и его запоминание в течение определенного времени накопления; производится сжатие сигнала и стробирование по каналам дальности; в каждом из каналов дальности проводится доплеровская фильтрация запомненного сигнала, реализуемая алгоритмами спектрального анализа, в пределах времени накопления с вычислением амплитудного спектра; осуществляется поиск номеров каналов дальности и доплеровских фильтров, в которых значение амплитуды выходного сигнала фильтра превышает определенное пороговое значение (обнаружение целей); для каждой из обнаруженных целей определяется номер вспомогательного фильтра с наибольшим значением выходного сигнала из двух соседних с фильтром, значение амплитуды выходного сигнала которого превышает пороговое; по номерам каналов дальности и доплеровских фильтров рассчитываются грубые угловые положения обнаруженных целей; для каждой из обнаруженных целей формируются линейные комбинации значений выходных сигналов фильтров, содержащих сигнал от целей, и вспомогательных фильтров; на основании сформированных линейных комбинаций рассчитываются поправки к угловым положениям целей для каждой из целей; оценивается уточненное значение угловых положений целей как сумма грубых оценок угловых положений и угловых поправок.The problem is solved by the fact that the radiation and reception of the probing signal within the radiation pattern of the radar antenna and its storage for a certain accumulation time; the signal is compressed and gated over the range channels; in each of the range channels, Doppler filtering of the stored signal is carried out, implemented by spectral analysis algorithms, within the accumulation time with the calculation of the amplitude spectrum; searching for range channel numbers and Doppler filters in which the amplitude of the filter output signal exceeds a certain threshold value (target detection); for each of the detected targets, the number of the auxiliary filter is determined with the highest value of the output signal from the two adjacent to the filter, the value of the amplitude of the output signal of which exceeds the threshold; by the numbers of the range channels and Doppler filters, rough angular positions of the detected targets are calculated; for each of the detected targets, linear combinations of the output values of the filters containing the signal from the targets and auxiliary filters are formed; based on the generated linear combinations, corrections to the angular positions of the targets for each of the goals are calculated; The adjusted value of the angular positions of the targets is estimated as the sum of rough estimates of the angular positions and angular corrections.

В заявленном изобретении повышение точности оценки угловых координат цели обеспечивается за счет синтезирования апертуры антенны с дальнейшим уточнением углового положения цели за счет обработки, аналогичной обработке сигналов в амплитудных суммарно-разностных моноимпульсных пеленгаторах, позволяющей сформировать угловую поправку, которая рассчитывается на основе амплитуд выходных сигналов доплеровских фильтров, оцениваемых в процессе синтезирования апертуры.In the claimed invention, improving the accuracy of estimating the angular coordinates of the target is ensured by synthesizing the antenna aperture with further refinement of the angular position of the target due to processing similar to signal processing in amplitude total-difference monopulse direction finders, which allows generating an angular correction, which is calculated based on the amplitudes of the output signals of Doppler filters evaluated in the process of synthesizing aperture.

Известно, что отклик радиолокационной системы с синтезированием апертуры антенны на входной сигнал одиночной точечной цели, иногда называют синтезированной диаграммой направленности (СДН) [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. 17]. Таким образом, можно применить моноимпульсный подход к выходным сигналам доплеровских фильтров. Поскольку при формировании РЛИ оцениваются только амплитуды сигналов доплеровских фильтров, то целесообразно использовать подходы, реализуемые в амплитудных моноимпульсных системах. Наиболее часто используются амплитудные суммарно-разностные системы моноимпульсные системы. В подобных системах направление на цель отсчитывается относительно равносигнального направления (РСН), положение которого считается заранее известным. Для расчета поправки относительно РСН осуществляется оценка амплитуд сигналов с двух антенн, диаграммы направленности которых пересекаются по выбранному уровню, и после этого формируются их линейные комбинации (сумма и разность), а затем и отношение разности амплитуд к их сумме. Это отношение далее умножается на крутизну пеленгационной характеристики (которая определяется параметрами антенной системы РЛС и считается известной). Результат умножения есть модуль величины поправки. Кроме этого, анализируя разность амплитуд, оценивается знак поправки (плюс или минус). После оценки модуля и разности поправки она добавляется к углу ориентации РСН.It is known that the response of a radar system with the synthesis of the antenna aperture to the input signal of a single point target is sometimes called a synthesized radiation pattern (SDN) [Radar stations with digital synthesis of the antenna aperture / V.N. Antipov, V.T. Goryainov, A.N. Culin, et al .; Ed. V.T. Goryainova. - M .: Radio and communications, 1988, p. 17]. Thus, a monopulse approach can be applied to the output signals of Doppler filters. Since in the formation of radar images only the amplitudes of the signals of the Doppler filters are estimated, it is advisable to use approaches implemented in amplitude single-pulse systems. The most commonly used amplitude sum-difference systems are single-pulse systems. In such systems, the direction to the target is measured relative to the equal signal direction (RSN), the position of which is considered to be known in advance. To calculate the correction relative to the RSN, the amplitudes of the signals from two antennas are evaluated, whose radiation patterns intersect at the selected level, and then their linear combinations (sum and difference) are formed, and then the ratio of the amplitude difference to their sum. This ratio is further multiplied by the steepness of the direction-finding characteristic (which is determined by the parameters of the radar antenna system and is considered known). The result of the multiplication is the modulus of the correction value. In addition, by analyzing the difference in amplitudes, the correction sign (plus or minus) is estimated. After evaluating the module and the difference of the correction, it is added to the orientation angle of the RSN.

Исследования показали, что повышение точности определения углового положения наземных целей, достигается примерно в 10-20 раз по сравнению с оценками, формируемыми без использования заявленных алгоритмов уточнения.Studies have shown that increasing the accuracy of determining the angular position of ground targets is achieved by about 10-20 times compared with estimates generated without using the claimed refinement algorithms.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 иллюстрируется положение двух СДН, на фиг. 2 показана исходная ситуация, на фиг. 3 - пояснения к моноимпульсному способу оценки углового положения цели, на фиг. 4 - пояснения к заявленному способу уточнения углового положения цели.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 illustrates the position of two SDNs; FIG. 2 shows the initial situation, FIG. 3 is an explanation of a monopulse method for estimating the angular position of a target; FIG. 4 - explanations of the claimed method for clarifying the angular position of the target.

На фиг. 1 представлено изображение, поясняющее процесс образования равносигнального направления (РСН) путем пересечения двух ДН синтезированных апертур искусственной антенны при последовательном их формировании во времени и удовлетворяющих двум пространственным положениям (1 и 2), при которых обеспечивается смещение максимумов диаграмм, равное 2Δ.In FIG. Figure 1 is an image explaining the process of forming an equal-signal direction (RSN) by crossing two MDs of the synthesized apertures of an artificial antenna during their sequential formation in time and satisfying two spatial positions (1 and 2), at which the diagram maxima are shifted equal to 2Δ.

На фиг. 2 обозначено: ЦК - центр кадра, формируемого на носителе РЛС (радиолокационного изображения), ТЦ - точечная цель, угловое положение которой необходимо оценить, Θц - истинное угловое положение точечной цели, которое подлежит оцениванию, Θ0 - ширина диаграммы направленности антенны, Θн - угловое направление на центр кадра, Rн -дальность до центра кадра.In FIG. 2 is indicated: CC - the center of the frame formed on the radar (radar image) carrier, TC - the point target, the angular position of which must be estimated, Θ c - the true angular position of the point target to be evaluated, Θ 0 - the width of the antenna pattern, Θ n is the angular direction to the center of the frame, R n is the distance to the center of the frame.

На фиг. 3 введены следующие обозначения. Θц - истинное угловое положение цели, Θн - угловое положение равносигнального направления (РСН),

Figure 00000001
- оценка угловой поправки, J1, J2 - амплитуды выходных сигналов с 1 и 2 доплеровских фильтров соответственно, f1, f2 - частоты настройки доплеровских фильтров, Θ1, Θ2 - соответствующие им угловые направления.In FIG. 3, the following notation is introduced. Θ c - the true angular position of the target, Θ n - the angular position of the equal signal direction (RSN),
Figure 00000001
- an estimate of the angular correction, J 1 , J 2 are the amplitudes of the output signals from 1 and 2 Doppler filters, respectively, f 1 , f 2 are the tuning frequencies of the Doppler filters, Θ 1 , Θ 2 are the corresponding angular directions.

Угловое положение РСН Θн считается известным. На основе амплитуд выходных сигналов антенн J1, J2 угловая поправка

Figure 00000002
рассчитывается по следующему правилу:
Figure 00000003
.The angular position of the RSN Θ n is considered known. Based on the amplitudes of the output signals of the antennas J 1 , J 2 angular correction
Figure 00000002
calculated according to the following rule:
Figure 00000003
.

Знак разности амплитуд указывает на знак поправки. Для формирования оценки углового положения

Figure 00000004
к угловому положению РСН добавляется оцененное значение поправки
Figure 00000005
The sign of the amplitude difference indicates the sign of the correction. To form an estimate of the angular position
Figure 00000004
the estimated correction value is added to the angular position of the RSN
Figure 00000005

Фиг. 4 поясняет заявленный способ оценки углового положения цели. Здесь Θн - угловое положение максимума ДН реальной антенны, соответствующее центру формируемого кадра РЛИ, fH - доплеровская частота сигнала, соответствующая максимуму ДНА,

Figure 00000006
, V - скорость полета носителя РЛС, λ - длина волны зондирующего сигнала РЛС, fn - частоты настройки фильтров доплеровской селекции, Θn - соответствующие им угловые положения
Figure 00000007
, Jn - значения амплитуд выходных сигналов доплеровской селекции, Jпор - пороговое значение амплитуды, Θц - истинное угловое положение цели, fц - истинная частота сигнала цели
Figure 00000008
.FIG. 4 illustrates the claimed method for estimating the angular position of a target. Here Θ n is the angular position of the maximum of the bottom of the real antenna, corresponding to the center of the generated radar frame, f H is the Doppler frequency of the signal corresponding to the maximum of the bottom,
Figure 00000006
, V is the flight speed of the radar carrier, λ is the wavelength of the probe signal of the radar, f n are the tuning frequencies of the Doppler filters, Θ n are the corresponding angular positions
Figure 00000007
, J n are the amplitudes of the output signals of the Doppler selection, J pores is the threshold value of the amplitude, Θ c is the true angular position of the target, f c is the true frequency of the target signal
Figure 00000008
.

После формирования массива амплитуд выходных сигналов фильтров доплеровской селекции J во всех каналах дальности осуществляется пороговая обработка, которая заключается в сравнении значения амплитуды сигнала на выходе фильтра с пороговым значением Jпор. Фильтр, выходной сигнал которого превысил порог (Jn), содержит в себе основную часть сигнала от цели, поскольку имеет ближайшую к истинной частоте сигнала опорную частоту. После этого определяется номер соседнего фильтра, имеющего максимальную амплитуду (вспомогательный фильтр). В данном случае этот фильтр расположен слева и имеет номер (n-1). Используя номера основного и вспомогательного фильтра рассчитывается грубое угловое положение цели

Figure 00000009
.After forming an array of amplitudes of the output signals of the Doppler selection filters J in all range channels, threshold processing is performed, which consists in comparing the signal amplitude at the filter output with the threshold value Jpor. The filter, the output signal of which exceeded the threshold (Jn), contains the main part of the signal from the target, since it has the reference frequency closest to the true frequency of the signal. After that, the number of the neighboring filter having the maximum amplitude (auxiliary filter) is determined. In this case, this filter is located on the left and has a number (n-1). Using the numbers of the main and auxiliary filters, the rough angular position of the target is calculated
Figure 00000009
.

Расчет угловой поправки осуществляется следующим образом. После определения номеров основного и вспомогательного фильтров формируются линейные комбинации амплитуд их выходных сигналов - JΣ=Jn+Jn-1, JΔ=Jn-Jn-1. Затем рассчитывается оценка угловой поправка, уточняющая угловое положение цели, -

Figure 00000010
, где КПХ - крутизна пеленгационной характеристики, определяемая следующим образом:
Figure 00000011
Figure 00000012
- угловая разрешающая способность РЛС при накоплении сигнала в течение времени синтезирования ТН, ΔJ - разница амплитуд выходных сигналов при нахождении цели на краях доплеровских фильтров, которая определяется экспериментальным путем. Для получения окончательной оценки углового положения цели рассчитанная угловая поправка
Figure 00000013
добавляется к грубой оценке угловой координаты цели
Figure 00000014
.The calculation of the angular correction is as follows. After determining the numbers of the main and auxiliary filters, linear combinations of the amplitudes of their output signals are formed - J Σ = J n + J n-1 , J Δ = J n -J n-1 . Then the angular correction estimate is calculated, which specifies the angular position of the target, -
Figure 00000010
where K PX - the steepness of the direction-finding characteristic, defined as follows:
Figure 00000011
Figure 00000012
is the angular resolution of the radar during signal accumulation during the synthesis time T N , ΔJ is the difference in the amplitudes of the output signals when the target is located at the edges of the Doppler filters, which is determined experimentally. To obtain a final estimate of the target’s angular position, the calculated angular correction
Figure 00000013
added to a rough estimate of the angular coordinate of the target
Figure 00000014
.

Реализация данного способа высокоточного измерения углового положения стационарных наземных точечных целей возможна при использовании когерентной РЛС с режимом синтезирования апертуры искусственной антенны при последовательном во времени формировании двух ДН синтезированных апертур, максимумы которых смещены друг относительно друга на величину, не превышающую значение ширины диаграммы θCA синтезированной апертуры. Смещение синтезированных ДН обеспечивается путем формирования опорных функций с требуемыми параметрами при обработке траекторного сигнала в системе обработки РЛС в течение времени синтезирования. Процесс обработки также включает сжатие сигнала и стробирование по каналам дальности с последующим проведением спектрального анализа запомненного сигнала в каждом из каналов дальности и вычислением амплитудного спектра, определение номеров каналов дальности и доплеровских фильтров, в которых уровень выходного сигнала превысил установленный порог, вычисление грубых значений

Figure 00000015
угловых координат обнаруженных целей, формирование суммы и разности значений выходных сигналов основных и вспомогательных фильтров, вычисление поправки
Figure 00000016
к угловым координатам целей (для каждой из целей) и определение их точного углового положения.The implementation of this method of high-precision measurement of the angular position of stationary ground-based target targets is possible when using a coherent radar with a synthetic antenna aperture synthesis mode with the formation of two synthesized apertures in succession in time, the maximums of which are offset from each other by an amount not exceeding the value of the diagram width θ CA of the synthesized aperture . The displacement of the synthesized MDs is ensured by the formation of support functions with the required parameters when processing the trajectory signal in the radar processing system during the synthesis time. The processing process also includes compression of the signal and gating over the range channels, followed by spectral analysis of the stored signal in each of the range channels and calculating the amplitude spectrum, determining the number of range channels and Doppler filters in which the output signal level exceeded the set threshold, calculating rough values
Figure 00000015
angular coordinates of the detected targets, the formation of the sum and difference of the values of the output signals of the main and auxiliary filters, the calculation of the correction
Figure 00000016
to the angular coordinates of the targets (for each of the goals) and determining their exact angular position.

Claims (10)

Способ измерения углового положения наземных неподвижных радиоконтрастных объектов, содержащий в себе этапы:A method for measuring the angular position of land-based stationary radio-contrast objects, comprising the steps of: - излучение и прием зондирующего сигнала в пределах диаграммы направленности антенны РЛС, преобразование его в цифровую форму и запоминание в течение определенного времени накопления;- radiation and reception of the probe signal within the radiation pattern of the radar antenna, converting it into digital form and storing for a certain accumulation time; - сжатие сигнала и стробирование по каналам дальности;- signal compression and gating over range channels; - в каждом из каналов дальности проводится доплеровская фильтрация запомненного сигнала в пределах времени накопления с вычислением амплитудного спектра;- Doppler filtering of the stored signal within the accumulation time with the calculation of the amplitude spectrum is carried out in each of the range channels; - осуществляется поиск номеров каналов дальности и доплеровских фильтров, в которых значение амплитуды выходного сигнала фильтра превышает определенное пороговое значение;- a search is made for the numbers of the range channels and Doppler filters in which the amplitude value of the filter output signal exceeds a certain threshold value; - для каждой из обнаруженных целей определяется номер вспомогательного фильтра с наибольшим значением выходного сигнала из двух соседних с фильтром, значение амплитуды выходного сигнала которого превышает пороговое;- for each of the detected targets, the number of the auxiliary filter is determined with the highest value of the output signal from the two adjacent to the filter, the value of the amplitude of the output signal of which exceeds the threshold; - по номерам каналов дальности и доплеровских фильтров рассчитываются грубые угловые положения обнаруженных целей;- the rough angular positions of the detected targets are calculated by the numbers of the range channels and Doppler filters; - для каждой из обнаруженных целей формируются линейные комбинации значений выходных сигналов фильтров, содержащих сигнал от целей, и вспомогательных фильтров;- for each of the detected targets, linear combinations of the values of the output signals of the filters containing the signal from the targets and auxiliary filters are formed; - на основании сформированных линейных комбинаций рассчитываются поправки к угловым положениям целей для каждой из целей;- based on the generated linear combinations, corrections to the angular positions of the targets for each of the goals are calculated; - оценивается уточненное значение угловых положений целей как сумма грубых оценок угловых положений и угловых поправок.- the adjusted value of the angular positions of the targets is estimated as the sum of rough estimates of the angular positions and angular corrections.
RU2017125843A 2017-07-19 2017-07-19 Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects RU2672092C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017125843A RU2672092C1 (en) 2017-07-19 2017-07-19 Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017125843A RU2672092C1 (en) 2017-07-19 2017-07-19 Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672092C1 true RU2672092C1 (en) 2018-11-12

Family

ID=64327767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017125843A RU2672092C1 (en) 2017-07-19 2017-07-19 Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672092C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761106C1 (en) * 2021-02-15 2021-12-06 Сергей Евгеньевич Мищенко Method for determining direction to target with digital antenna array of monopulse radar station
RU2777528C2 (en) * 2019-02-27 2022-08-05 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Технологии. Инвестиции. Менеджмент" (ООО "НПК "ТИМ") Method for processing of radar signal and system for its implementation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128846C1 (en) * 1997-07-17 1999-04-10 Открытое акционерное общество "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Method for detection of parameters of ground obstacles for low-level aircraft flights
RU2273863C1 (en) * 2004-10-20 2006-04-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Direction tracking single-pulse radar device
RU2287839C2 (en) * 2004-06-24 2006-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ФГУП "ТНИИС") Device for mono-impulse measurement of bearing of radio signals sources
RU2316786C1 (en) * 2006-10-24 2008-02-10 Рязанский государственный радиотехнический университет Mode of observation over the surface and air situation on a multi-channel radar basis
US7522090B2 (en) * 2006-10-31 2009-04-21 Honeywell International Inc. Systems and methods for a terrain contour matching navigation system
US8212714B1 (en) * 2009-08-31 2012-07-03 Sandia Corporation Using doppler radar images to estimate aircraft navigational heading error
EP2357841B1 (en) * 2002-03-27 2015-07-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Method and apparatus for processing three-dimensional images

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128846C1 (en) * 1997-07-17 1999-04-10 Открытое акционерное общество "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Method for detection of parameters of ground obstacles for low-level aircraft flights
EP2357841B1 (en) * 2002-03-27 2015-07-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Method and apparatus for processing three-dimensional images
RU2287839C2 (en) * 2004-06-24 2006-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ФГУП "ТНИИС") Device for mono-impulse measurement of bearing of radio signals sources
RU2273863C1 (en) * 2004-10-20 2006-04-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Direction tracking single-pulse radar device
RU2316786C1 (en) * 2006-10-24 2008-02-10 Рязанский государственный радиотехнический университет Mode of observation over the surface and air situation on a multi-channel radar basis
US7522090B2 (en) * 2006-10-31 2009-04-21 Honeywell International Inc. Systems and methods for a terrain contour matching navigation system
US8212714B1 (en) * 2009-08-31 2012-07-03 Sandia Corporation Using doppler radar images to estimate aircraft navigational heading error

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777528C2 (en) * 2019-02-27 2022-08-05 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Технологии. Инвестиции. Менеджмент" (ООО "НПК "ТИМ") Method for processing of radar signal and system for its implementation
RU2761106C1 (en) * 2021-02-15 2021-12-06 Сергей Евгеньевич Мищенко Method for determining direction to target with digital antenna array of monopulse radar station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2682661C1 (en) Method of active review single-pulse radiolocation with an inverse synthesis of antenna aperture
US8159384B2 (en) Method for examining an ice region or dry region using radar echo sounding
RU2392635C2 (en) Method for detecting and determining coordinates of search object
US20120313820A1 (en) System technique for conical geo-location of radio frequency sources
CN109061638B (en) Phased array close-range digital imaging method
RU2373551C1 (en) Method of measuring angular coordinates of several objects in multichannel doppler radar sets
US6677885B1 (en) Method for mitigating atmospheric propagation error in multiple pass interferometric synthetic aperture radar
Chau et al. Empirical phase calibration for multistatic specular meteor radars using a beamforming approach
Rossi et al. High-resolution InSAR building layovers detection and exploitation
RU2416105C1 (en) Method of determining motion parametres of aerial objects in surveillance radar by using coherent properties of reflected signals
CN111381215A (en) Phase correction method and meteor position acquisition method
RU2661941C1 (en) Method for radar imaging using the radar station with the synthesized aperture
Ryzhikov et al. Measurement of angular coordinates of point targets in the onboard weather navigation radar based on a multi-channel phased antenna array with an assimetic pattern
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
RU2305851C2 (en) Method for determining coordinates of radio emission source
RU2569843C1 (en) Method of forming three-dimensional image of earth's surface in on-board doppler radar station with linear antenna array
RU2317566C1 (en) Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range
EP1451529B1 (en) Methods and apparatuses for reconstructing angle information
RU2330304C1 (en) Phase direction-finder
RU2416806C2 (en) Method of processing radar signals
CN115656944A (en) Accurate correction method for ship image electromagnetic scattering characteristic flicker based on MIMO radar
Putney et al. Synthetic aperture sonar-the modern method of underwater remote sensing
André et al. Spatially variant incoherence trimming for improved SAR CCD
RU2379705C2 (en) Method of two-stage image recovery in multi-channel radio- and radio-ir-radars
RU2707556C1 (en) Method of determining terrain elevation height of a radar with synthesized antenna aperture