RU2810535C1 - Method and device for estimating the complex matrix of back scatter of radar objects (options) - Google Patents

Abstract

FIELD: radar engineering.

SUBSTANCE: used in single-position surveillance radars, as well as in synthetic aperture antenna radars (SAR) that evaluate the polarization properties of sounded objects. In the method for estimating the complex matrix of back scatter of radar objects, the complex envelopes of the orthogonal polarization components of the emitted pulsed radio signal are identical up to the absolute phase and are described by the function, the phase of any one of the components of the emitted vector radio signal is manipulated, from pulse to pulse, in accordance with the binary random function P(t), which takes T_C =n at the synthesis period⋅ T₀ one of two equally probable values: -1 or 1 and determining equally probable phase values of 0 or 180 degrees of the manipulated component, signals are generated by filtering components coordinated with the function accordingly, they generate signals and element ratings of backscattering matrices of an object located in a range resolution element are formed, respectively, by trajectory processing of time sequences of n samples of signal values, taken from each of n sequentially emitted probing pulses in the range strobe corresponding to the resolution element. n is the number of probing periods in the synthesis interval.

EFFECT: evaluating the complex matrix of back scatter (CMBS) of radar objects under real conditions of observing them in SAR, without reducing the viewing speed compared to conventional, non-polarimetric SAR, and with increased accuracy of CMBS estimation.

4 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Группа изобретений относится к радиолокационной (РЛ) технике и может быть использована в обзорных однопозиционных радиолокационных станциях (РЛС), а также в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА), производящих оценку поляризационных свойств зондируемых объектов.The group of inventions relates to radar (RL) technology and can be used in surveillance single-position radar stations (RLS), as well as in synthetic aperture antenna radars (SAR), which assess the polarization properties of sounded objects.

Уровень техникиState of the art

Известны способ и устройство измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта (МОР) [1], где в каждом периоде зондирования объект облучают двумя, сдвинутыми по времени, ортогональными по структуре радиосигналами S_X и S_Y на соответствующих ортогональных поляризациях и на одной несущей частоте. Запоминают начальные фазы излученных радиосигналов. Принимают все (четыре) ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов двумя, соответствующими по поляризации, каналами приемника. Для разделения ортогональных по структуре одинаково поляризованных составляющих отраженных радиосигналов, принятых соответствующим по поляризации каналом приемника, выходной радиосигнал каждого канала приемника подают на входы двух корреляторов, в качестве опорных напряжений на которые подают соответствующие излученным ортогональные по структуре радиосигналы, задержанные относительно излученных на время задержки соответствующих отраженных сигналов. Из фазы каждого выходного радиосигнала вычитают запомненное значение начальной фазы соответствующего излученного радиосигнала. Измеряют параметры выходного сигнала каждого коррелятора, определяющие соответствующий элемент поляризационной МОР. Исключают задержку по времени измерения параметров, которая обусловлена разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение МОР объекта.A known method and device for measuring the polarization scattering matrix of an object (MSM) [1], where in each probing period the object is irradiated with two time-shifted radio signals S _X and S _Y , orthogonal in structure, at the corresponding orthogonal polarizations and at the same carrier frequency. The initial phases of the emitted radio signals are remembered. All (four) orthogonally polarized components of radio signals reflected from the object are received by two receiver channels corresponding in polarization. To separate the equally polarized components of the reflected radio signals, orthogonal in structure, received by the receiver channel corresponding in polarization, the output radio signal of each receiver channel is fed to the inputs of two correlators, as reference voltages to which the radio signals corresponding to the emitted ones, orthogonal in structure, are supplied, delayed relative to the emitted ones by the delay time of the corresponding reflected signals. The stored value of the initial phase of the corresponding emitted radio signal is subtracted from the phase of each output radio signal. The parameters of the output signal of each correlator are measured, which determine the corresponding element of the polarization MOR. The time delay in measuring parameters, which is caused by different emission times of radio signals at different polarizations, is eliminated, and a set of measurement results is obtained, which determines the measured value of the MOP of the object.

Недостатком способа является низкая точность измерения МОР объектов в реальных условиях радиолокационного зондирования пространства, когда отражающий объект - не единственный и наблюдается в присутствии других объектов, распределенных по зондируемому пространству. Различие эффективной поверхности обратного рассеяния (ЭПР) объектов достигает шести порядков (60 дБ) и более. В таких условиях оценка МОР «малого» объекта (в присутствии в соседних стробах разрешения «больших» объектов) производится с низкой точностью, поскольку реальная развязка ортогональных по временной структуре сигналов SX и SY в современных системах редко превышает величину минус 45 дБ, т.к. реальная база сложного зондирующего сигнала РСА составляет величину N ~ 5÷33-10³ [2;3].The disadvantage of this method is the low accuracy of measuring MOP objects in real conditions of radar sounding of space, when the reflecting object is not the only one and is observed in the presence of other objects distributed throughout the sounded space. The difference in the effective backscattering surface (ERS) of objects reaches six orders of magnitude (60 dB) or more. In such conditions, the assessment of the MOP of a “small” object (in the presence of “large” objects in neighboring resolution gates) is carried out with low accuracy, since the actual isolation of the SX and SY signals orthogonal in time structure in modern systems rarely exceeds minus 45 dB, because . the real base of the complex SAR probing signal is N ~ 5÷33-10 ³ [2;3].

Длительность сигналов S_X и S_Y соответствует (по шкале дальности) расстоянию, на котором укладываются тысячи элементов разрешения РЛС. Например, в [2] приводятся технические характеристики РСА авиационного базирования, в которой длительность зондирующего сигнала составляет τ=5÷33 мкс, база сигнала N=τ⋅Δƒ ~ 5÷33⋅10³ (Δƒ - ширина полосы сигнала излучения), период повторения сигнала Т=0,5÷1 мс. Таким образом, при использовании ортогональных сигналов S_X и S_Y с указанными в [2] параметрами, все сигналы от объектов, расположенных в полосе дальности ΔD,The duration of the S _X and S _Y signals corresponds (on the range scale) to the distance at which thousands of radar resolution elements are placed. For example, in [2] the technical characteristics of aircraft-based SAR are given, in which the duration of the probing signal is τ=5÷33 μs, the signal base N=τ⋅Δƒ ~ 5÷33⋅10 ³ (Δƒ is the bandwidth of the radiation signal), period signal repetition T=0.5÷1 ms. Thus, when using orthogonal signals S _X and S _Y with the parameters specified in [2], all signals from objects located in the range band ΔD,

оказывают влияние друг на друга, при этом сигналы от «больших» объектов существенно искажают параметры сигналов, отраженных «малыми» объектами. Это обстоятельство обуславливает большую погрешность оценки МОР при использовании известного способа в реальных условиях функционирования РЛС, в том числе РСА. Например, при оценке МОР одиночного «малого» объекта, отклик от которого на 30 дБ выше собственных шумов приемника, относительная точность оценки элементов МОР определяется ~ этой же величиной минус 30 дБ. Но если в полосе дальности ΔD (см. выражение 1) расположен «большой» объект, отклик от которого на 75 дБ выше шумов приемника, то относительная точность оценки составит ~ 0 дБ (100%), т.к. взаимная развязка ортогональных сигналов не превышает 45 дБ и в стробе разрешения «малого» объекта присутствует паразитный сигнал от «большого» объекта, уровень которого на 30 дБ выше шумов приемника. Поэтому паразитный сигнал по уровню равен отраженному от «малого» объекта сигналу, что и обуславливает 100% ошибку в оценке его МОР.influence each other, while signals from “large” objects significantly distort the parameters of signals reflected by “small” objects. This circumstance causes a large error in estimating the MOR when using the known method in real operating conditions of radars, including SAR. For example, when estimating the MOR of a single “small” object, the response from which is 30 dB higher than the receiver’s own noise, the relative accuracy of the estimate of the elements of the MOR is determined by ~ the same value minus 30 dB. But if in the range band ΔD (see expression 1) there is a “large” object, the response from which is 75 dB higher than the receiver noise, then the relative accuracy of the estimate will be ~ 0 dB (100%), because the mutual isolation of orthogonal signals does not exceed 45 dB and in the resolution strobe of the “small” object there is a spurious signal from the “large” object, the level of which is 30 dB higher than the noise of the receiver. Therefore, the parasitic signal is equal in level to the signal reflected from the “small” object, which causes a 100% error in estimating its MOR.

Наиболее близким к заявляемому способу решением является способ измерения МОР объекта [5, 6].The closest solution to the proposed method is the method for measuring the MOP of an object [5, 6].

Способ заключается в том, что последовательно, через период зондирования Т, излучают на ортогональных поляризациях на одной несущей частоте одинаковые по структуре радиосигналы, описываемые комплексными огибающими (Фиг. 1), запоминают значения начальных фаз излученных радиосигналов, после каждого излучения одновременно принимают обе ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, измеряют их амплитуды и фазы, из значений последних вычитают значение начальной фазы соответствующего излученного радиосигнала, исключают задержку по времени измерения параметров, которая обусловлена разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и за два последовательных излучения радиосигналов (через период зондирования Т) на разных поляризациях получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение МОР объекта.The method consists in sequentially, after a probing period T, radio signals of the same structure, described by complex envelopes, are emitted at orthogonal polarizations at the same carrier frequency (Fig. 1), the values of the initial phases of the emitted radio signals are stored, after each emission, both orthogonally polarized components of the radio signals reflected from the object are simultaneously received, their amplitudes and phases are measured, the value of the initial phase of the corresponding emitted radio signal is subtracted from the values of the latter, the time delay in measuring the parameters is eliminated , which is due to the different emission times of radio signals at different polarizations, and for two successive radiations of radio signals (through the probing period T) at different polarizations, a set of measurement results is obtained, which determines the measured value of the MOP of the object.

Известны поляриметрические космические РСА, реализующие известный способ [7, 11], наиболее близкие к заявляемому устройству, алгоритм работы которых включает в себя выше указанные способ оценки составляющих МОР, которые содержат антенну полного поляризационного приема-передачи электромагнитного (ЭМ) сигнала, поляризационный разделитель (ПР), первый и второй Y-циркуляторы, первый и второй цифровой приемники, первый усилитель мощности сверхвысокочастотного сигнала (СВЧ), первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), формирователь цифрового зондирующего сигнала, первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), второе ОЗУ, контроллер, опорный генератор, первый и второй траекторные фильтры (ТФ). Такие РСА, кроме режима работы с одной поляризацией - вертикальной (В или V) или горизонтальной (Г или Н), обеспечивают получение изображений и измерение составляющих МОР элементов поверхности зондируемой поверхности.There are known polarimetric space SARs that implement the known method [7, 11], which are closest to the claimed device, the operating algorithm of which includes the above-mentioned method for estimating the components of the MOR, which contain an antenna for the full polarization reception and transmission of an electromagnetic (EM) signal, a polarization separator ( PR), first and second Y-circulators, first and second digital receivers, first microwave signal power amplifier, first digital-to-analog converter (DAC), digital probing signal generator, first random access memory (RAM), second RAM, controller, reference generator, first and second trajectory filters (TF). Such SARs, in addition to the operating mode with one polarization - vertical (V or V) or horizontal (G or H), provide images and measurements of the surface elements of the probed surface that make up the MOP.

Недостатком известных способа и устройства является ограниченная возможность их применения в маловысотных авиационных РСА.The disadvantage of the known method and device is the limited possibility of their use in low-altitude aircraft SAR.

Тот факт, что оценка элементов МОР в известных решениях производится по двум импульсам излучения, и период оценки МОР равен двум периодам Т сигнала излучения (каждый из столбцов МОР определяется с периодом повторения 2Т), существенно ограничивает применение способа в маловысотных авиационных РСА, поскольку частота повторения сигнала излучения определяет максимальную скорость полета носителя и однозначное измерение дальности объектов. При всех прочих равных параметрах снижение частоты повторения сигнала излучения РСА вдвое снижает максимальную скорость носителя РСА.The fact that the evaluation of MOR elements in known solutions is carried out using two radiation pulses, and the period of evaluation of the MOP is equal to two periods T of the radiation signal (each of the MOR columns is determined with a repetition period of 2T), significantly limits the use of the method in low-altitude aviation SARs, since the repetition frequency The radiation signal determines the maximum flight speed of the carrier and unambiguous measurement of the range of objects. With all other parameters being equal, reducing the repetition rate of the SAR radiation signal halves the maximum speed of the SAR carrier.

Сущность группы изобретенийThe essence of the group of inventions

Основной технической задачей, решаемой заявленным изобретением, является реализация возможности использования изобретения в РСА без снижения скорости обзора.The main technical problem solved by the claimed invention is the implementation of the possibility of using the invention in SAR without reducing the viewing speed.

Техническим результатом является возможность оценки комплексной матрицы обратного рассеяния (КМОР) радиолокационных объектов в реальных условиях их наблюдения в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА), без снижения скорости обзора по сравнению с обычными, не поляриметрическими РСА, и повышенной точностью оценивания КМОР.The technical result is the ability to evaluate the complex backscatter matrix (CSMA) of radar objects under real conditions of observing them in synthetic aperture antenna (SAR) radars, without reducing the viewing speed compared to conventional, non-polarimetric SARs, and with increased accuracy of CMBS estimation.

Технический результат достигается за счет того, что в способе оценки комплексной матрицы обратного рассеяния (КМОР) РЛ объектов, включающем формирование ортогональных по поляризации компонент импульсного векторного радиосигнала, посредством которого производится периодическое, с периодом повторения Т₀, зондирование объектов, прием ортогонально поляризованных компонент отраженного от объектов векторного радиосигнала, траекторную обработку последовательности отсчетов значений сигнала в стробе дальности, согласно предложенному решению, комплексные огибающие ортогональных по поляризации компонент излученного импульсного радиосигнала с точностью до абсолютной фазы идентичны и описываются функцией фаза одной любой из компонент излучаемого векторного радиосигнала манипулирована, от импульса к импульсу, в соответствии с бинарной случайной функцией П(Х), принимающей на периоде синтезирования T_C=n⋅Т₀, где n - количество периодов зондирования на интервале синтезирования, одно из двух равновероятных значений: -1 или 1, и обусловливающей равновероятные значения фазы 0 или 180 градусов манипулируемой компоненты, формируют сигналы путем согласованной с функцией фильтрации компонент соответственно, формируют сигналы а оценки элементов матрицы обратного рассеяния объекта, расположенного в элементе разрешения по дальности, формируют, соответственно, путем траекторной обработки временных последовательностей из n отсчетов значений сигналов взятых по каждому из n последовательно излученных зондирующих импульсов в стробе дальности, соответствующем элементу разрешения.The technical result is achieved due to the fact that in the method for estimating the complex backscatter matrix (CMBS) of radar objects, including the formation of orthogonal polarization components of a pulsed vector radio signal, through which periodic, with a repetition period T ₀ , probing of objects is performed, reception of orthogonally polarized components vector radio signal reflected from objects, trajectory processing of a sequence of signal value samples in the range strobe, according to the proposed solution, the complex envelopes of the orthogonal polarization components of the emitted pulse radio signal are identical up to the absolute phase and are described by the function the phase of any one of the components of the emitted vector radio signal is manipulated, from pulse to pulse, in accordance with the binary random function P(X), taking on the synthesis period T _C =n⋅T ₀ , where n is the number of probing periods on the synthesis interval, one of two equally probable values: -1 or 1, and causing equally probable phase values of 0 or 180 degrees of the manipulated component, form signals by coordinated with the function filtering components accordingly, they generate signals and element ratings backscattering matrices of an object located in a range resolution element are formed, respectively, by trajectory processing of time sequences of n samples of signal values taken from each of n sequentially emitted probing pulses in the range strobe corresponding to the resolution element.

Технический результат достигается также за счет того, что в устройстве оценки КМОР РЛ объектов, содержащем антенну полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала, ПР, первый и второй Y-циркуляторы, первый и второй цифровой приемники, первый усилитель мощности СВЧ, первый ЦАП, формирователь цифрового зондирующего сигнала, первое ОЗУ, второе ОЗУ, контроллер, опорный генератор, первый и второй ТФ, при этом вход антенны полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала соединен с выходом ПР, первый вход ПР соединен с первым входом первого Y-циркулятора, а второй вход ПР соединен с первым входом второго Y-циркулятора, второй вход первого Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом первого цифрового приемника, второй вход второго Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом второго цифрового приемника, третий вход первого Y-циркулятора соединен с выходом первого усилителя мощности СВЧ, вход первого усилителя мощности СВЧ соединен с выходом первого ЦАП, выходная шина данных первого цифрового приемника соединена с шиной записи первого ОЗУ, выходная шина данных второго цифрового приемника соединена с шиной записи второго ОЗУ, шина чтения первого ОЗУ соединена с входом первого ТФ, шина чтения второго ОЗУ соединена с входом второго ТФ, выход опорного генератора соединен с входами синхронизации первого и второго цифровых приемников, входами синхронизации первого ЦАП, входами синхронизации контроллера и формирователя цифрового зондирующего сигнала, к единой шине управления контроллера подсоединены входы управления первого и второго цифровых приемников, первого и второго ОЗУ, а также формирователя цифрового зондирующего сигнала, согласно предложенному решению, дополнительно введены второй усилитель мощности СВЧ, второй ЦАП, первый, второй и третий управляемые цифровой инвертор знака числового кода, третье ОЗУ, формирователь бинарной псевдослучайной последовательности (ПСП), а также третий и четвертый ТФ, третий вход второго Y-циркулятора соединен с выходом второго усилителя мощности СВЧ, вход второго усилителя мощности СВЧ соединен с выходом второго ЦАП, вход данных первого ЦАП соединен с выходом первого цифрового инвертора знака числового кода, вход данных второго ЦАП соединен с цифровым выходом цифрового формирователя цифрового зондирующего сигнала, с которым соединен также вход данных первого цифрового инвертора знака числового кода, вход управления первого цифрового инвертора знака числового кода соединен с выходом формирователя бинарной ПСП, к которому подсоединен также вход записи данных третьего ОЗУ, тактовый вход формирователя бинарной ПСП соединен с первым выходом контроллера, шина чтения первого ОЗУ соединена с входом данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода, а шина чтения второго ОЗУ соединена с входом данных третьего управляемого цифрового инвертора знака числового кода, выход второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом третьего ТФ, выход третьего управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом четвертого ТФ, входы управления второго и третьего управляемых цифровых инверторов знака числового кода соединены с выходом данных третьего ОЗУ, выход опорного генератора соединен с входом синхронизации второго ЦАП, к единой шине управления контроллера подсоединен вход управления третьего ОЗУ.The technical result is also achieved due to the fact that in the device for estimating the CMOR of radar objects, containing an antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal, PR, first and second Y-circulators, first and second digital receivers, first microwave power amplifier, first DAC, shaper digital probing signal, the first RAM, the second RAM, the controller, the reference oscillator, the first and second TF, while the input of the antenna of the full polarization reception and transmission of the EM signal is connected to the output of the PR, the first input of the PR is connected to the first input of the first Y-circulator, and the second the PR input is connected to the first input of the second Y-circulator, the second input of the first Y-circulator is connected to the microwave signal input of the first digital receiver, the second input of the second Y-circulator is connected to the microwave signal input of the second digital receiver, the third input of the first Y-circulator is connected to the output the first microwave power amplifier, the input of the first microwave power amplifier is connected to the output of the first DAC, the output data bus of the first digital receiver is connected to the write bus of the first RAM, the output data bus of the second digital receiver is connected to the write bus of the second RAM, the read bus of the first RAM is connected to the input of the first TF, the read bus of the second RAM is connected to the input of the second TF, the output of the reference oscillator is connected to the synchronization inputs of the first and second digital receivers, the synchronization inputs of the first DAC, the synchronization inputs of the controller and digital probing signal generator, the control inputs of the first and second are connected to the single controller control bus digital receivers, the first and second RAM, as well as a digital probing signal shaper, according to the proposed solution, a second microwave power amplifier, a second DAC, a first, second and third controlled digital numeric code sign inverter, a third RAM, a binary pseudo-random sequence (PSR) generator are additionally introduced ), as well as the third and fourth TF, the third input of the second Y-circulator is connected to the output of the second microwave power amplifier, the input of the second microwave power amplifier is connected to the output of the second DAC, the data input of the first DAC is connected to the output of the first digital code sign inverter, data input the second DAC is connected to the digital output of the digital generator of the digital probing signal, to which the data input of the first digital sign inverter of the numeric code is also connected, the control input of the first digital inverter of the sign of the numeric code is connected to the output of the binary memory frequency generator, to which the data recording input of the third RAM is also connected, the clock input of the binary memory frequency generator is connected to the first output of the controller, the read bus of the first RAM is connected to the data input of the second controlled digital sign inverter of the numeric code, and the read bus of the second RAM is connected to the data input of the third controlled digital sign inverter of the numeric code, the output of the second controlled digital sign inverter numerical code is connected to the input of the third TF, the output of the third controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to the input of the fourth TF, the control inputs of the second and third controlled digital inverters of the numeric code sign are connected to the data output of the third RAM, the output of the reference oscillator is connected to the synchronization input of the second DAC, The control input of the third RAM is connected to the single control bus of the controller.

Технический результат достигается также за счет того, что в устройстве оценки КМОР РЛ объектов, содержащем антенну полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала, ПР, первый и второй Y-циркуляторы, первый и второй цифровые приемники, первый усилитель мощности СВЧ, ЦАП, формирователь цифрового зондирующего сигнала, первое и второе ОЗУ, контроллер, опорный генератор, первый и второй ТФ, при этом вход антенны полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала соединен с выходом ПР, первый вход ПР соединен с первым входом первого Y-циркулятора, а второй вход ПР соединен с первым входом второго Y-циркулятора, второй вход первого Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом первого цифрового приемника, второй вход второго Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом второго цифрового приемника, вход первого усилителя мощности СВЧ соединен с выходом ЦАП, вход данных ЦАП соединен с выходом формирователя цифрового зондирующего сигнала, выходная шина данных первого цифрового приемника соединена с шиной записи первого ОЗУ, выходная шина данных второго цифрового приемника соединена с шиной записи второго ОЗУ, шина чтения первого ОЗУ соединена с входом первого ТФ, шина чтения второго ОЗУ соединена с входом второго ТФ, выход опорного генератора соединен с входами синхронизации первого и второго цифровых приемников, ЦАП, контроллера и формирователя цифрового зондирующего сигнала, к единой шине управления контроллера подсоединены входы управления первого и второго цифровых приемников, первого, второго ОЗУ, а также формирователя цифрового зондирующего сигнала, согласно предложенному решению, дополнительно введены второй усилитель мощности СВЧ, управляемый аналоговый инвертор, формирователь бинарной ПСП, третье ОЗУ, первый и второй управляемые цифровые инверторы знака числового кода, третий и четвертый ТФ, при этом третий вход первого Y-циркулятора соединен с выходом первого усилителя мощности СВЧ, третий вход второго Y-циркулятора соединен с выходом второго усилителя мощности СВЧ, к выходу ЦАП подсоединен вход СВЧ управляемого аналогового инвертора, к выходу которого присоединен вход второго усилителя мощности СВЧ, вход управления управляемого аналогового инвертора соединен с выходом формирователя бинарной ПСП, к которому подсоединен также вход записи данных третьего ОЗУ, тактовый вход формирователя бинарной ПСП соединен с первым выходом контроллера, вход данных первого управляемого цифрового инвертора знака числового кода подсоединен также к шине чтения первого ОЗУ, вход данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода подсоединен также к шине чтения второго ОЗУ, выход первого управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом третьего ТФ, выход второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом четвертого ТФ, входы управления первого и второго управляемых цифровых инверторов знака числового кода соединены с шиной чтения данных третьего ОЗУ, а вход управления третьего ОЗУ подсоединен к единой шине управления контроллера.The technical result is also achieved due to the fact that in the device for estimating the CMOR of radar objects, containing an antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal, PR, first and second Y-circulators, first and second digital receivers, first microwave power amplifier, DAC, digital shaper probing signal, first and second RAM, controller, reference oscillator, first and second TF, while the input of the antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal is connected to the output of the PR, the first input of the PR is connected to the first input of the first Y-circulator, and the second input of the PR connected to the first input of the second Y-circulator, the second input of the first Y-circulator is connected to the microwave signal input of the first digital receiver, the second input of the second Y-circulator is connected to the microwave signal input of the second digital receiver, the input of the first microwave power amplifier is connected to the output of the DAC, the input The DAC data is connected to the output of the digital probing signal driver, the output data bus of the first digital receiver is connected to the write bus of the first RAM, the output data bus of the second digital receiver is connected to the write bus of the second RAM, the read bus of the first RAM is connected to the input of the first TF, the read bus of the second RAM connected to the input of the second TF, the output of the reference oscillator is connected to the synchronization inputs of the first and second digital receivers, DAC, controller and digital probing signal shaper, the control inputs of the first and second digital receivers, the first and second RAM, as well as the shaper are connected to a single controller control bus digital probing signal, according to the proposed solution, a second microwave power amplifier, a controlled analog inverter, a binary memory frequency generator, a third RAM, the first and second controlled digital inverters of the numeric code sign, a third and fourth TF are additionally introduced, while the third input of the first Y-circulator is connected with the output of the first microwave power amplifier, the third input of the second Y-circulator is connected to the output of the second microwave power amplifier, the input of the microwave controlled analog inverter is connected to the output of the DAC, the input of the second microwave power amplifier is connected to the output of which, the control input of the controlled analog inverter is connected to the output of the driver binary PSP, to which the data write input of the third RAM is also connected, the clock input of the binary PSP driver is connected to the first output of the controller, the data input of the first controlled digital inverter of the numeric code sign is also connected to the read bus of the first RAM, the data input of the second controlled digital inverter of the numeric code sign is also connected to the read bus of the second RAM, the output of the first controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to the input of the third TF, the output of the second controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to the input of the fourth TF, the control inputs of the first and second controlled digital inverters of the numeric code sign are connected to the bus reading data from the third RAM, and the control input of the third RAM is connected to a single control bus of the controller.

Заявленная группа изобретений взаимосвязана настолько, что образует единый творческий замысел, а значит, удовлетворяет требованию единства.The claimed group of inventions is so interconnected that it forms a single creative concept, and therefore satisfies the requirement of unity.

Заявляемая группа изобретений поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлены временные диаграммы модулей комплексных огибающих сигналов ортогональных по поляризации компонент зондирующего векторного сигнала излучения прототипа, на фиг. 2 - временные диаграммы модулей комплексных огибающих сигналов ортогональных по поляризации компонент зондирующего векторного сигнала излучения е₀ заявляемого способа, на фиг. 3, фиг. 4 - функциональные схемы устройств (вариант 1 и вариант 2, соответственно), реализующих заявляемый способ.The claimed group of inventions is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the timing diagrams of the modules of complex signal envelopes components of the probing vector radiation signal orthogonal in polarization prototype, in Fig. 2 - timing diagrams of modules of complex signal envelopes orthogonal in polarization components of the probing vector radiation signal e ₀ of the proposed method, in Fig. 3, fig. 4 - functional diagrams of devices (option 1 and option 2, respectively) that implement the proposed method.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Устройство оценки комплексной матрицы обратного рассеяния радиолокационных объектов (вариант 1, фиг. 3) содержит антенну полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала 1, ПР 2, первый и второй Y-циркуляторы 3, первый и второй цифровые приемники 4, первый и второй усилители мощности СВЧ 5, первый и второй ЦАП 6, первый, второй и третий управляемые цифровые инверторы знака числового кода 7, формирователь цифрового зондирующего сигнала 8, первое, второе и третье ОЗУ 9, формирователь бинарной ПСП 10, контроллер 11, опорный генератор 12, первый, второй, третий и четвертый ТФ 13.The device for estimating the complex matrix of backscattering of radar objects (option 1, Fig. 3) contains an antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal 1, PR 2, first and second Y-circulators 3, first and second digital receivers 4, first and second power amplifiers Microwave 5, first and second DAC 6, first, second and third controlled digital inverters of the sign of the numeric code 7, digital probing signal driver 8, first, second and third RAM 9, binary memory frequency generator 10, controller 11, reference oscillator 12, first, second, third and fourth TF 13.

Вход антенны полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала 1 соединен с выходом ПР 2, первый и второй входы которого соединены с первыми входами первого и второго Y-циркуляторов 3, соответственно. Вторые входы первого и второго Y-циркуляторов 3 соединены с сигнальными СВЧ входами первого и второго цифровых приемников 4, соответственно. Третий вход первого Y-циркулятора 3 соединен с выходом первого усилителя мощности СВЧ 5, третий вход второго Y-циркулятора 3 соединен с выходом второго усилителя мощности СВЧ 5.The input of the antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal 1 is connected to the output of PR 2, the first and second inputs of which are connected to the first inputs of the first and second Y-circulators 3, respectively. The second inputs of the first and second Y-circulators 3 are connected to the microwave signal inputs of the first and second digital receivers 4, respectively. The third input of the first Y-circulator 3 is connected to the output of the first microwave power amplifier 5, the third input of the second Y-circulator 3 is connected to the output of the second microwave power amplifier 5.

Вход первого усилителя мощности СВЧ 5 соединен с выходом первого ЦАП 6, вход второго усилителя мощности СВЧ 5 соединен с выходом второго ЦАП 6.The input of the first microwave power amplifier 5 is connected to the output of the first DAC 6, the input of the second microwave power amplifier 5 is connected to the output of the second DAC 6.

Вход данных первого ЦАП 6 соединен с выходом первого цифрового инвертора знака числового кода 7. Вход данных второго ЦАП 6 соединен с цифровым выходом цифрового формирователя цифрового зондирующего сигнала 8, с которым соединен также вход данных первого цифрового инвертора знака числового кода 7.The data input of the first DAC 6 is connected to the output of the first digital sign inverter of the numeric code 7. The data input of the second DAC 6 is connected to the digital output of the digital generator of the digital probing signal 8, to which the data input of the first digital sign inverter of the numeric code 7 is also connected.

Вход управления первого цифрового инвертора знака числового кода 7 соединен с выходом формирователя бинарной ПСП 10, к которому подсоединен также вход записи данных третьего ОЗУ 9. Тактовый вход формирователя бинарной ПСП 10 соединен с первым выходом контроллера 11. Выходная шина данных первого цифрового приемника 4 соединена с шиной записи первого ОЗУ 9, выходная шина данных второго цифрового приемника 4 соединена с шиной записи второго ОЗУ 9.The control input of the first digital inverter of the sign of the numeric code 7 is connected to the output of the binary PSP driver 10, to which the data recording input of the third RAM 9 is also connected. The clock input of the binary PSP driver 10 is connected to the first output of the controller 11. The output data bus of the first digital receiver 4 is connected to write bus of the first RAM 9, the output data bus of the second digital receiver 4 is connected to the write bus of the second RAM 9.

Шина чтения первого ОЗУ 9 соединена с входом данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7, а также с входом первого ТФ 13. Шина чтения второго ОЗУ 9 соединена с входом данных третьего управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7, а также с входом второго ТФ 13.The read bus of the first RAM 9 is connected to the data input of the second controlled digital sign inverter of the numeric code 7, as well as to the input of the first TF 13. The read bus of the second RAM 9 is connected to the data input of the third controlled digital sign inverter of the numeric code 7, as well as to the input of the second TF 13.

Выход данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7 соединен с входом третьего ТФ 13. Выход данных третьего управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7 соединен с входом четвертого ТФ 13.The data output of the second controlled digital inverter of the numeric code sign 7 is connected to the input of the third TF 13. The data output of the third controlled digital inverter of the numeric code sign 7 is connected to the input of the fourth TF 13.

Входы управления второго и третьего управляемых цифровых инверторов знака числового кода 7 соединены с выходом данных третьего ОЗУ 9.The control inputs of the second and third controlled digital inverters of the sign of the numeric code 7 are connected to the data output of the third RAM 9.

Выход опорного генератора 12 соединен с входами синхронизации первого и второго цифровых приемников 4, входами синхронизации первого и второго ЦАП 6, входами синхронизации контроллера 11 и формирователя цифрового зондирующего сигнала 8. К единой шине управления контроллера 11 подсоединены входы управления первого и второго цифровых приемников 4, первого, второго и третьего ОЗУ 9, а также формирователя цифрового зондирующего сигнала 8.The output of the reference generator 12 is connected to the synchronization inputs of the first and second digital receivers 4, the synchronization inputs of the first and second DAC 6, the synchronization inputs of the controller 11 and the digital probing signal generator 8. The control inputs of the first and second digital receivers 4 are connected to the single control bus of the controller 11, first, second and third RAM 9, as well as a digital probing signal generator 8.

Устройство оценки КМОР РЛ объектов (вариант 2, фиг. 4) содержит антенну полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала 1, ПР 2, первый и второй Y-циркуляторы 3, первый и второй цифровые приемники 4, первый и второй усилители мощности СВЧ 5, управляемый аналоговый инвертор 14, ЦАП 6, формирователь цифрового зондирующего сигнала 8, первое, второе и третье ОЗУ 9, формирователь бинарной ПСП 10, контроллер 11, опорный генератор 12, первый и второй управляемые цифровые инверторы знака числового кода 7, первый, второй, третий и четвертый ТФ 13.The device for estimating the CMOR of radar objects (option 2, Fig. 4) contains an antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal 1, PR 2, the first and second Y-circulators 3, the first and second digital receivers 4, the first and second microwave power amplifiers 5, controlled analog inverter 14, DAC 6, digital probing signal shaper 8, first, second and third RAM 9, binary memory frequency generator 10, controller 11, reference oscillator 12, first and second controlled digital sign inverters of the numeric code 7, first, second, third and the fourth TF 13.

При этом вход антенны полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала 1 соединен с выходом ПР 2, первый вход ПР 2 соединен с первым входом первого Y-циркулятора 3, а второй вход ПР 2 соединен с первым входом второго Y-циркулятора 3.In this case, the input of the antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal 1 is connected to the output of PR 2, the first input of PR 2 is connected to the first input of the first Y-circulator 3, and the second input of PR 2 is connected to the first input of the second Y-circulator 3.

Второй вход первого Y-циркулятора 3 соединен с сигнальным СВЧ входом первого цифрового приемника 4, второй вход второго Y-циркулятора 3 соединен с сигнальным СВЧ входом второго цифрового приемника 4. Третий вход первого Y-циркулятора 3 соединен с выходом первого усилителя мощности СВЧ 5, третий вход второго Y-циркулятора 3 соединен с выходом второго усилителя мощности СВЧ 5.The second input of the first Y-circulator 3 is connected to the microwave signal input of the first digital receiver 4, the second input of the second Y-circulator 3 is connected to the microwave signal input of the second digital receiver 4. The third input of the first Y-circulator 3 is connected to the output of the first microwave power amplifier 5, the third input of the second Y-circulator 3 is connected to the output of the second microwave power amplifier 5.

Вход первого усилителя мощности СВЧ 5 соединен с выходом ЦАП 6 и входом СВЧ управляемого аналогового инвертора 14. Вход второго усилителя мощности СВЧ 5 соединен с выходом управляемого аналогового инвертора 14. Вход данных ЦАП 6 соединен с цифровым выходом формирователя цифрового зондирующего сигнала 8, вход управления управляемого аналогового инвертора 14 соединен с выходом формирователя бинарной ПСП 10, и со входом записи данных третьего ОЗУ 9. Тактовый вход формирователь бинарной ПСП 10 соединен с первым выходом контроллера 11.The input of the first microwave power amplifier 5 is connected to the output of the DAC 6 and the input of the microwave controlled analog inverter 14. The input of the second microwave power amplifier 5 is connected to the output of the controlled analog inverter 14. The data input of the DAC 6 is connected to the digital output of the digital probing signal generator 8, the control input of the controlled analog inverter 14 is connected to the output of the binary memory card driver 10, and to the data recording input of the third RAM 9. The clock input of the binary memory memory driver 10 is connected to the first output of the controller 11.

Выходная шина данных первого цифрового приемника 4 соединена с шиной записи первого ОЗУ 9, выходная шина данных второго цифрового приемника 4 соединена с шиной записи второго ОЗУ 9.The output data bus of the first digital receiver 4 is connected to the write bus of the first RAM 9, the output data bus of the second digital receiver 4 is connected to the write bus of the second RAM 9.

Шина чтения первого ОЗУ 9 соединена с входом данных первого управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7, а также с входом первого ТФ 13. Шина чтения второго ОЗУ 9 соединена с входом данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7, а также с входом второго ТФ 13. Выход первого управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7 соединен с входом третьего ТФ 13, выход второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода 7 соединен с входом четвертого ТФ 13. Входы управления первого и второго управляемых цифровых инверторов знака числового кода 7 соединены с шиной чтения данных третьего ОЗУ 9. Выход опорного генератора 12 соединен с входами синхронизации первого и второго цифровых приемников 4, ЦАП 6, контроллера 11 и формирователя цифрового зондирующего сигнала 8. К единой шине управления контроллера 11 подсоединены входы управления первого и второго цифровых приемников 4, первого, второго и третьего ОЗУ 9, а также формирователя цифрового зондирующего сигнала 8.The read bus of the first RAM 9 is connected to the data input of the first controlled digital sign inverter of the numeric code 7, as well as to the input of the first TF 13. The read bus of the second RAM 9 is connected to the data input of the second controlled digital sign inverter of the numeric code 7, as well as to the input of the second TF 13. The output of the first controlled digital inverter of the numeric code sign 7 is connected to the input of the third TF 13, the output of the second controlled digital inverter of the numeric code sign 7 is connected to the input of the fourth TF 13. The control inputs of the first and second controlled digital inverters of the numeric code sign 7 are connected to the read bus data of the third RAM 9. The output of the reference oscillator 12 is connected to the synchronization inputs of the first and second digital receivers 4, the DAC 6, the controller 11 and the digital probing signal generator 8. The control inputs of the first and second digital receivers 4, the first, and second and third RAM 9, as well as a digital probing signal generator 8.

Осуществление группы изобретенийImplementation of a group of inventions

Заявленный способ реализуется при помощи двух вариантов устройств следующим образомThe claimed method is implemented using two device options as follows

Устройство оценки КМОР РЛ объектов (вариант 1, фиг. 3.) функционирует следующим образом.The device for estimating the CMOR of radar objects (option 1, Fig. 3.) operates as follows.

Устройством непрерывно периодически цифровым методом формируется периодический зондирующий векторный сигнал, это происходит следующим образом. Синхронизируемые опорным генератором 12 формирователь цифрового зондирующего сигнала 8 и управляющий им контроллер 11 формируют периодически повторяющийся цифровой зондирующий сигнал, который является последовательностью цифровых кодов, описывающих мгновенные отсчеты комплексной огибающей периодического (с периодом Т) радиоимпульсного зондирующего радиолокационного сигнала Начало зондирующего сигнала соответствует началу очередного цикла (периода) зондирования, имеющего длительность Т₀. Синхронно с формированием цифрового зондирующего сигнала с помощью формирователя бинарной ПСП 10, тактируемого специальным управляющим сигналом, привязанным к началу цикла зондирования и формируемым контроллером 11, формируется бинарная ПСП П(t), описывающая своими кодами 1 и 0 принимаемые значения 1 или -1, соответственно, равновероятные на временном интервале синтезирования апертуры РСА T_C.The device continuously periodically generates a periodic probing vector signal using a digital method, this occurs as follows. The digital probing signal generator 8 and the controller 11 that controls it, synchronized by the reference oscillator 12, generate a periodically repeating digital probing signal, which is a sequence of digital codes that describe instantaneous samples of the complex envelope of a periodic (with period T) radio pulse probing radar signal The beginning of the probing signal corresponds to the beginning of the next probing cycle (period) with duration T ₀ . Synchronously with the formation of a digital probing signal using a binary PSP shaper 10, clocked by a special control signal tied to the beginning of the probing cycle and generated by controller 11, a binary PSP P(t) is formed, describing with its codes 1 and 0 the received values 1 or -1, respectively , equally probable on the time interval of synthesizing the SAR aperture T _C .

Цифровой зондирующий сигнал, сформированный формирователем 8, поступает на вход второго ЦАП 6 непосредственно, а на вход первого ЦАП 6 после обработки цифровым инвертором знака числового кода 7, управляемым кодом ПСП с выхода формирователя бинарной ПСП 10. В результате на выходах ЦАП 6 формируются два скалярных ортогональных по поляризации сигнала (компоненты) векторного зондирующего сигнала при этом The digital probing signal generated by the shaper 8 is supplied to the input of the second DAC 6 directly, and to the input of the first DAC 6 after processing by a digital inverter the sign of the numerical code 7, controlled by the PSP code from the output of the binary PSP driver 10. As a result, two scalar signals are formed at the outputs of the DAC 6 orthogonal in signal polarization (components) vector probing signal wherein

ЦАП 6 могут быть с непосредственным формированием СВЧ сигнала, с прямым преобразованием кода или его интерполяцией, либо, при формировании на промежуточной частоте, содержать дополнительные конверторы вверх по частоте и единый для обоих каналов вспомогательный СВЧ гетеродин.DAC 6 can be with direct generation of a microwave signal, with direct code conversion or its interpolation, or, when generated at an intermediate frequency, contain additional up-frequency converters and a common auxiliary microwave local oscillator for both channels.

Эти два сигнала с выходов ЦАП 6 усиливаются усилителями мощности СВЧ 5 и через третьи входы Y-циркуляторов 3 поступают на входы ПР 2, круглый волноводный выход которого подсоединен к входу антенны полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала 1.These two signals from the outputs of the DAC 6 are amplified by microwave power amplifiers 5 and through the third inputs of Y-circulators 3 they are supplied to the inputs of PR 2, the round waveguide output of which is connected to the input of the antenna for full polarization reception and transmission of the EM signal 1.

В результате на выходе антенны 1 формируется векторный сигнал е₀, описываемый выражениемAs a result, a vector signal e ₀ is formed at the output of antenna 1, described by the expression

где: - комплексная огибающая периодического (с периодом зондирования Т₀) импульсного выходного сигнала цифрового формирователя (см. фиг. 2), причем для простоты считаем, что мощность сигнала, т.е. Where: - complex envelope of the periodic (with probing period T ₀ ) pulsed output signal of the digital shaper (see Fig. 2), and for simplicity we assume that the signal power, i.e.

П(t) - бинарная функция, принимающая равновероятные значения 1 или -1 на временном интервале синтезирования РСА Т_С;P(t) is a binary function that takes equally probable values 1 or -1 on the time interval of synthesizing the SAR T _S ;

Из выражения (2) следует, что огибающие векторного сигнала излучения е₀ идентичны по форме и частотно временной структуре и отличаются только начальной фазой, при этом фаза составляющей меняется относительно фазы составляющей от импульса к импульсу случайным образом, принимая равновероятно значения 0 или 180 градусов (см. фиг. 2). Манипуляция фазы огибающей производится путем смены знака цифрового кода в цифровым инверторе знака числового кода 7. При подаче 1 на управляющий вход сдвиг фазы равен 0 градусов, при подаче 0 сдвиг фазы входного сигнала равен 180 градусов. Бинарный сигнал управления цифровым инвертором знака числового кода формируется в формирователе бинарной ПСП 10, представляющем собой датчик случайной бинарной последовательности, реализуемый, например, по известной схеме на сдвиговом регистре с обратной связью с элементами «исключающее ИЛИ», тактируемого сигналом с выхода 1 управляющего контроллера 11, совпадающего с моментом запуска формирователя цифрового сигнала излучения.From expression (2) it follows that the envelopes vector radiation signal e ₀ are identical in shape and frequency-time structure and differ only in the initial phase, while the phase of the component varies with respect to the phase of the component from pulse to pulse randomly, taking equally likely values of 0 or 180 degrees (see Fig. 2). Envelope phase manipulation is made by changing the sign of the digital code in the digital inverter of the sign of the numerical code 7. When 1 is applied to the control input, the phase shift is 0 degrees, when 0 is applied, the phase shift of the input signal equals 180 degrees. The binary control signal for the digital inverter of the sign of the numeric code is generated in the binary PSP generator 10, which is a random binary sequence sensor, implemented, for example, according to a well-known circuit on a shift register with feedback with “exclusive OR” elements, clocked by a signal from output 1 of the control controller 11 , coinciding with the moment of launching the digital radiation signal shaper.

В каждом цикле РЛ зондирования длительностью Т₀ векторный зондирующий сигнал е₀ облучает РЛ объект или их совокупность, которые переизлучают отраженный сигнал е_р, описываемый выражениемIn each radar probing cycle of duration T _0, the vector probing signal e ₀ irradiates the radar object or a set of them, which re-emit the reflected signal e _p , described by the expression

где: - комплексная матрица обратного рассеяния элемента разрешения зондируемого пространства;Where: - complex backscattering matrix of the resolution element of the probed space;

L_i(t)=e^jϕ(t) - траекторная функция, которая учитывает изменение фазы сигнала излучения во время движения носителя и для каждого i-ого элемента разрешения РСА определяется его дальностью, скоростью носителя, рабочей частотой сигнала излучения и углом визирования (относительно вектора скорости носителя) [4];L _i (t)=e ^jϕ(t) is a trajectory function that takes into account the change in the phase of the radiation signal during the movement of the carrier and for each i-th resolution element of the SAR is determined by its range, the speed of the carrier, the operating frequency of the radiation signal and the viewing angle (relative to carrier velocity vector) [4];

t_i - время задержки сигнала, отраженного от i-ого элемента разрешения по дальности, относительно момента излучения сигнала t _i - delay time of the signal reflected from the i-th range resolution element relative to the moment of signal emission

Векторный отраженный ЭМ сигнал e_P принимается той же антенной 1 и с ее круглого волноводного выхода поступает на вход ПР 2, с выходов которого ортогональные по поляризации составляющие этого сигнала поступают на первые входы Y- циркуляторов 3, со вторых выходов которых поступают на входы первого и второго цифровых приемников 4, соответственно. В цифровых приемниках 4 производится фильтрация, согласованная с комплексной огибающей излученного сигнала e₀. (см. выражение 2). Обычно в РСА комплексная огибающая описывает линейный частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал, сложный радиосигнал с линейным изменением частоты внутри радиоимпульса. Это позволяет существенно повысить потенциал РСА при сохранении высокой разрешающей способности по дальности. В общем виде составляющие векторного сигнала отраженного от i-ого элемента разрешения по дальности, на выходе приемников 4 можем записать какThe vector reflected EM signal e _P is received by the same antenna 1 and from its circular waveguide output is supplied to the input of PR 2, from the outputs of which components are orthogonal in polarization This signal is supplied to the first inputs of Y-circulators 3, from the second outputs of which they are supplied to the inputs of the first and second digital receivers 4, respectively. In digital receivers 4 filtering is performed, consistent with the complex envelope emitted signal e ₀ . (see expression 2). Typically in SAR the complex envelope describes a linear frequency modulated (chirp) signal, a complex radio signal with a linear change in frequency within a radio pulse. This allows you to significantly increase the potential of SAR while maintaining high range resolution. In general terms, the components of the vector signal reflected from the i-th range resolution element, at the output of receivers 4 we can write as

где: g(t) - импульсная характеристика согласованного с сигналом where: g(t) - impulse response matched with the signal

t_i - время задержки отраженного сигнала от объекта, расположенного в i-ом стробе дальности, относительно момента излучения;t _i is the delay time of the reflected signal from an object located in the i-th range gate relative to the moment of radiation;

B(t-t_i) - отклик («сжатый» сигнал) согласованного фильтра на сигнал B(tt _i ) - response (“compressed” signal) of the matched filter to the signal

* - знак временной свертки.* - time convolution sign.

Выходные сигналы приемников 4 являются цифровыми, т.е. представляют собой последовательности кодов, описывающих мгновенные значения их комплексных огибающих. Цифровые сигналы с выходов цифровых приемников 4, сформированные в каждом периоде РЛ зондирования длительностью Т₀, последовательно сохраняются в первом и втором ОЗУ 9, формируя в них на интервале синтезирования РСА длительностью Т_с двумерные массивы РЛ отклика. При этом каждому очередному циклу зондирования длительностью Т₀ соответствует строка двумерного массива.Output signals 4 receivers are digital, i.e. are sequences of codes describing the instantaneous values of their complex envelopes. Digital signals from the outputs of digital receivers 4, generated in each radar probing period of duration T ₀ , are sequentially stored in the first and second RAM 9, forming _two -dimensional radar response arrays in them during the SAR synthesis interval of duration T s. In this case, each next probing cycle of duration T ₀ corresponds to a row of a two-dimensional array.

Синхронно с записью откликов в первое и второе ОЗУ 9 в третьем ОЗУ 9 фиксируются код ПСП. Причем если для каждого периода зондирования длительностью Т₀, в ОЗУ 9, содержится совокупность многоразрядных коды, представляющие собой комплексные числа, описывающие мгновенные отсчеты комплексных огибающих сигналов то в третьем ОЗУ 9 каждому периоду T₀ соответствует одноразрядный код, описывающий текущее для данного периода Т₀ значение кода ПСП.Synchronously with the recording of responses in the first and second RAM 9, the PSP code is recorded in the third RAM 9. Moreover, if for each probing period of duration T ₀ , RAM 9 contains a set of multi-bit codes, which are complex numbers describing instantaneous samples of complex signal envelopes then in the third RAM 9 each period T ₀ corresponds to a single-digit code that describes the current value of the PSP code for a given period T ₀ .

При достижении совокупностью из n периодов зондирования Т₀, длительности Т_С=nT₀ возможно начинать радиоголографическую фокусировку РЛ изображений (синтезирование). При этом цифровые сигналы с выходов первого и второго ОЗУ 9 загружаются в первый и четвертый ТФ 13 непосредственно, а перед загрузкой во второй и третий ТФ 13 подвергаются фазовой манипуляции, которая сводится к смене знака цифрового кода во втором и третьем управляемых цифровых инверторах знака числового кода 7 под управлением данных о ПСП (П(t)), хранимых и извлекаемых при синтезировании из третьего ОЗУ 9.When a set of n probing periods reaches T ₀ , duration T _C =nT ₀ it is possible to begin radio-holographic focusing of radar images (synthesis). At the same time, digital signals from the outputs of the first and second RAM 9 are loaded into the first and fourth TF 13 directly, and before loading into the second and third TF 13 they are subjected to phase manipulation, which comes down to changing the sign of the digital code in the second and third controlled digital inverters of the sign of the numeric code 7 under data control about PSP (P(t)), stored and retrieved during synthesis from the third RAM 9.

В результате в четыре ТФ 13 загружаются четыре сигнала соответственно, в которых они обрабатываются. Учитывая выражение для матрицы М в (3), выражения для входных сигналов ТФ имеют вид:As a result, four signals are loaded into four TF 13 respectively, in which they are processed. Taking into account the expression for the matrix M in (3), the expressions for the input signals of the TF have the form:

В ТФ 13 в каждом i-ом стробе дальности производится согласованная с траекторной функцией L_i(t) фильтрация последовательности из n отсчетов значений сигналов (5), результатом такой обработки по каждому зондирующему сигналу формируются четыре комплексные величины:In TF 13, in each i-th range gate, a sequence of n samples of signal values (5) is filtered, consistent with the trajectory function L _i (t), and as a result of such processing, four complex values are formed for each probing signal:

где B(0) - значение функции отклика B(t) согласованного фильтра приемника в точке t=t_j. Траекторные функции L_t(t) для прямолинейного движения РСА имеет вид функций Френеля.where B(0) is the value of the response function B(t) of the matched receiver filter at point t=t _j . Trajectory functions L _t (t) for rectilinear motion of the SAR have the form of Fresnel functions.

Как это следует из выражений (6), совокупность выходных сигналов ТФ являются корректной оценкой КМОР, причем относительная точность оценки определяется количеством отсчетов сигналов. Чем больше число n этих отсчетов, тем точнее оценка КМОР. Относительная точность (без учета собственных шумов приемника) определяется величинойAs follows from expressions (6), the set of output signals of the TF are a correct estimate of the CMOR, and the relative accuracy of the estimate is determined by the number of signal samples. The larger the number n of these samples, the more accurate the CMOR estimate. The relative accuracy (without taking into account the receiver’s own noise) is determined by the quantity

Число n в РСА определяется частотой повторения зондирующего сигнала, скоростью движения носителя и длиной траекторной функции. Для характерных значений n=5÷20⋅10³ [9,12], относительная точность оценки КМОР (без учета влияния объектов в соседних стробах разрешения) составляет величину ~ The number n in SAR is determined by the repetition rate of the probing signal, the speed of the carrier and the length of the trajectory function. For characteristic values n=5÷20⋅10 ³ [9,12], the relative accuracy of CMOR estimation (without taking into account the influence of objects in neighboring resolution gates) is ~

Отметим, что для случая нулевой скорости носителя (обычная РЛС) траекторная функция равна константе L_i(t)=const и ТФ выполняет функцию вычисления среднего значения последовательности из n отсчетов значений сигналов. Это означает, что данный способ оценки КМОР применим и для неподвижных РЛС, когда время наблюдения объекта позволяет произвести n зондирований.Note that for the case of zero carrier speed (conventional radar), the trajectory function is equal to the constant L _i (t)=const and the TF performs the function of calculating the average value of a sequence of n samples of signal values. This means that this method of estimating CMOR is also applicable for stationary radars, when the object observation time allows n soundings to be made.

Отметим также, что поскольку бинарная функция П(t) непериодическая, со случайными равновероятными значениями -1 и 1, скорость носителя такая же, как и у обычной РСА с периодом повторения зондирующего сигнала Т. Это обусловлено тем, что при больших значениях n для любых L_i(t)≠П(t) в выражении (6) выполняется соотношениеNote also that since the binary function P(t) is non-periodic, with random equiprobable values -1 and 1, the speed of the carrier is the same as that of a conventional SAR with a repetition period of the probing signal T. This is due to the fact that for large values of n for any L _i (t)≠П(t) in expression (6) the relation is satisfied

Влияние на точность оценки КМОР «больших» объектов практически устраняется использованием, например, окна Блэкмана [13,14] при согласованной обработке импульсного сигнала в приемнике. Первый боковой лепесток функции отклика такого фильтра на ЛЧМ сигнал может быть подавлен на ψ=-80 дБ, а второй и дальние боковые лепестки будут подавлены до уровня ψ=-90 дБ и более. Это позволяет практически устранить влияние «больших» объектов на оценку КМОР «малых» объектов при различии величины их ЭПР до α=60 дБ. При этом относительная точность оценки КМОР «малых» объектов будет не хуже величины -ψ+α=30 дБ, что вполне достаточно для практических применений. Отметим, что весовая оконная обработка в способе-аналоге практически не повышает уровень взаимной развязки ортогональных сигналов, и не позволяет уменьшить ошибки в оценке КМОР.The influence on the accuracy of CMOR estimation of “large” objects is practically eliminated by using, for example, the Blackman window [13,14] with coordinated processing of the pulse signal in the receiver. The first side lobe of the response function of such a filter to a chirp signal can be suppressed by ψ = -80 dB, and the second and far side lobes will be suppressed to a level of ψ = -90 dB or more. This makes it possible to practically eliminate the influence of “large” objects on the assessment of the CMOR of “small” objects when their ESR values differ up to α=60 dB. In this case, the relative accuracy of estimating the CMOR of “small” objects will be no worse than -ψ+α=30 dB, which is quite sufficient for practical applications. Note that weight window processing in the analogue method practically does not increase the level of mutual decoupling of orthogonal signals, and does not reduce errors in estimating the CMOR.

По мере движения РСА (или при обработке после измерительного полета по результатам РЛ съемки, сохраненных в ОЗУ 9) в ТФ 13 добавляются новые строки, уже прошедшие обработку строки постепенно отбрасываются и в результате на выходах ТФ 13 устройства по варианту 1 формируются четверки строк, каждому i-му элементу разрешения по дальности соответствует четыре комплексных элемента образующие комплексную матрицу обратного рассеяния M_i для i-го элемента разрешения по дальности.As the SAR moves (or during processing after a measuring flight based on the results of radar surveys stored in RAM 9), new lines are added to TF 13, lines that have already undergone processing are gradually discarded and as a result, four lines are formed at the outputs of TF 13 of the device according to option 1, each The i-th range resolution element corresponds to four complex elements forming a complex backscattering matrix M _i for the i-th range resolution element.

Взаимная когерентность формируемых сигналов излучения и приема заявляемого устройства по варианту 1 обеспечивается тактированием всех цифровых узлов от единого опорного генератора 12. Управление узлам при зондировании и синтезировании осуществляется по совмещенной шине управления от контроллера 11.The mutual coherence of the generated emission and reception signals of the proposed device according to option 1 is ensured by clocking all digital nodes from a single reference oscillator 12. The nodes are controlled during probing and synthesis via a combined control bus from the controller 11.

Устройство оценки комплексной матрицы обратного рассеяния радиолокационных объектов (вариант 2, фиг. 4) функционирует следующим образом.The device for estimating the complex backscatter matrix of radar objects (option 2, Fig. 4) operates as follows.

Устройством непрерывно периодически цифровым методом формируется периодический зондирующий векторный сигнал, это происходит следующим образом. Синхронизируемые опорным генератором 12 формирователь цифрового зондирующего сигнала 8 и управляющий им контроллер 11 формируют периодически повторяющийся цифровой зондирующий сигнал, который является последовательностью цифровых кодов, описывающих мгновенные отсчеты комплексной огибающей периодического (с периодом Т) радиоимпульсного зондирующего радиолокационного сигнала Начало зондирующего сигнала соответствует началу очередного цикла (периода) зондирования, имеющего длительность Т₀. Синхронно с формированием цифрового зондирующего сигнала с помощью формирователя бинарной ПСП 10, тактируемого специальным управляющим сигналом, привязанным к началу цикла зондирования и формируемым контроллером 11, формируется бинарная ПСП П(t), описывающая своими кодами 1 и 0 принимаемые значения 1 или -1, соответственно, равновероятные на временном интервале синтезирования апертуры РСА Т_С.The device continuously periodically generates a periodic probing vector signal using a digital method, this occurs as follows. The digital probing signal generator 8 and the controller 11 that controls it, synchronized by the reference oscillator 12, generate a periodically repeating digital probing signal, which is a sequence of digital codes that describe instantaneous samples of the complex envelope of a periodic (with period T) radio pulse probing radar signal The beginning of the probing signal corresponds to the beginning of the next probing cycle (period) with duration T ₀ . Synchronously with the formation of a digital probing signal using a binary PSP shaper 10, clocked by a special control signal tied to the beginning of the probing cycle and generated by controller 11, a binary PSP P(t) is formed, describing with its codes 1 and 0 the received values 1 or -1, respectively , equally probable on the time interval of synthesizing the SAR T _S aperture.

Цифровой зондирующий сигнал, сформированный формирователем 8, поступает на вход ЦАП 6, а с его выхода на вход управляемого аналогового инвертора 14, управляемого кодом ПСП с выхода бинарного формирователя ПСП 10. В результате на выходах ЦАП 6 формируются два скалярных ортогональных по поляризации сигнала (компоненты) векторного зондирующего сигнала при этом The digital probing signal generated by the shaper 8 is supplied to the input of the DAC 6, and from its output to the input of the controlled analog inverter 14, controlled by the PSP code from the output of the binary shaper PSP 10. As a result, two scalar orthogonal polarization signals (components) are formed at the outputs of the DAC 6 ) vector probing signal wherein

ЦАП 6 может быть с непосредственным формированием СВЧ сигнала, с прямым преобразованием кода или его интерполяцией, либо, при формировании на промежуточной частоте, содержать дополнительные конверторы вверх по частоте и единый для обоих каналов вспомогательный СВЧ гетеродин.DAC 6 can be with direct generation of a microwave signal, with direct code conversion or its interpolation, or, when generated at an intermediate frequency, it can contain additional up-frequency converters and an auxiliary microwave local oscillator common for both channels.

Два сигнала с выходов ЦАП 6 и управляемого аналогового инвертора 14 усиливаются усилителями мощности СВЧ 5 и через третьи входы Y-циркуляторов 3 поступают на входы ПР 2, круглый волноводный выход которого подсоединен к входу антенны полного поляризационного приема-передачи ЭМ сигнала 1.Two signals from the outputs of the DAC 6 and the controlled analog inverter 14 are amplified by microwave power amplifiers 5 and through the third inputs of the Y-circulators 3 they are supplied to the inputs of the PR 2, the round waveguide output of which is connected to the input of the antenna of the full polarization reception and transmission of the EM signal 1.

В результате на выходе антенны 1 формируется векторный сигнал е₀, описываемый выражениемAs a result, a vector signal e ₀ is formed at the output of antenna 1, described by the expression

где: - комплексная огибающая периодического (с периодом зондирования Т₀) импульсного выходного сигнала цифрового формирователя (см. фиг. 2), причем для простоты считаем, что мощность сигнала, т.е. Where: - complex envelope of the periodic (with probing period T ₀ ) pulsed output signal of the digital shaper (see Fig. 2), and for simplicity we assume that the signal power, i.e.

П(t) - бинарная функция, принимающая равновероятные значения 1 или -1 на временном интервале синтезирования РСА Т_С;P(t) is a binary function that takes equally probable values 1 or -1 on the time interval of synthesizing the SAR T _S ;

Из выражения (2) следует, что огибающие векторного сигнала излучения е₀ идентичны по форме и частотно временной структуре и отличаются только начальной фазой, при этом фаза составляющей меняется относительно фазы составляющей от импульса к импульсу случайным образом, принимая равновероятно значения о или 180 градусов (см. фиг. 2). Манипуляция фазы огибающей на 180 градусов производится под воздействием бинарного модулирующего сигнала на вход управления управляемого аналогового инвертора 14. При подаче логической 1 на управляющий вход модулятора вносимый им сдвиг фазы равен 0 градусов, при подаче логического 0 дополнительный сдвиг фазы, вносимый управляемым аналоговым инвертором 14 в его входной сигнала равен 180 градусов. Бинарный сигнал управления управляемым аналоговым инвертором 14 формируется в формирователе бинарной ПСП 10, представляющем собой датчик случайной бинарной последовательности, реализуемый, например, по известной схеме на сдвиговом регистре с обратной связью с элементами «исключающее ИЛИ», тактируемого сигналом с выхода 1 управляющего контроллера 11, совпадающего с моментом запуска формирователя цифрового сигнала излучения.From expression (2) it follows that the envelopes vector radiation signal e ₀ are identical in shape and frequency-time structure and differ only in the initial phase, while the phase of the component varies with respect to the phase of the component from pulse to pulse randomly, taking equiprobably values o or 180 degrees (see Fig. 2). Envelope phase manipulation 180 degrees is produced under the influence of a binary modulating signal to the control input of the controlled analog inverter 14. When logical 1 is applied to the control input of the modulator, the phase shift it introduces is 0 degrees; when logical 0 is applied, the additional phase shift introduced by the controlled analog inverter 14 into its input signal equals 180 degrees. The binary control signal of the controlled analog inverter 14 is generated in the binary PSP generator 10, which is a random binary sequence sensor, implemented, for example, according to a well-known circuit on a shift register with feedback with “exclusive OR” elements, clocked by a signal from output 1 of the control controller 11, coinciding with the moment of launching the digital radiation signal shaper.

В каждом цикле радиолокационного зондирования длительностью Т₀ векторный зондирующий сигнал е₀ облучает радиолокационный (РЛ) объект или их совокупность, которые переизлучают отраженный сигнал e_P, описываемый выражениемIn each cycle of radar sounding with a duration T _0, the vector sounding signal e ₀ irradiates a radar (RL) object or a set of objects, which re-emit the reflected signal e _P , described by the expression

где: - комплексная матрица обратного рассеяния элемента разрешения зондируемого пространства;Where: - complex backscattering matrix of the resolution element of the probed space;

L_i(t)=e^jϕ(t) - траекторная функция, учитывает изменение фазы сигнала излучения во время движения носителя и для каждого i-ого элемента разрешения РСА определяется его дальностью, скоростью носителя, рабочей частотой сигнала излучения и углом визирования (относительно вектора скорости носителя) [4];L _i (t)=e ^jϕ(t) - trajectory function, takes into account the change in the phase of the radiation signal during the movement of the carrier and for each i-th element of the SAR resolution is determined by its range, the speed of the carrier, the operating frequency of the radiation signal and the viewing angle (relative to the vector carrier speed) [4];

t_i - время задержки сигнала, отраженного от i-ого элемента разрешения по дальности, относительно момента излучения сигнала t _i - delay time of the signal reflected from the i-th range resolution element relative to the moment of signal emission

Векторный отраженный ЭМ сигнал e_P принимается той же антенной 1 и с ее круглого волноводного выхода поступает на вход ПР 2, с выходов которого ортогональные по поляризации составляющие этого сигнала поступают на первые входы Y - циркуляторов 3, со вторых выходов которых поступают на входы первого и второго цифровых приемников 4, соответственно. В цифровых приемниках 4 производится фильтрация, согласованная с комплексной огибающей излученного сигнала е₀. (см. выражение 2). Обычно в РСА комплексная огибающая описывает ЛЧМ-сигнал, сложный радиосигнал с линейным изменение частоты внутри радиоимпульса. Это позволяет существенно повысить потенциал РСА при сохранении высокой разрешающей способности по дальности. В общем виде, составляющие векторного сигнала отраженного от i-ого элемента разрешения по дальности, на выходе цифровых приемников 4 можем записать какThe vector reflected EM signal e _P is received by the same antenna 1 and from its circular waveguide output is supplied to the input of PR 2, from the outputs of which components are orthogonal in polarization This signal is supplied to the first inputs of Y-circulators 3, from the second outputs of which they are supplied to the inputs of the first and second digital receivers 4, respectively. In digital receivers 4 filtering is performed, consistent with the complex envelope emitted signal e ₀ . (see expression 2). Typically in SAR the complex envelope describes a chirp signal, a complex radio signal with a linear change in frequency within the radio pulse. This allows you to significantly increase the potential of SAR while maintaining high range resolution. In general terms, the components of a vector signal reflected from the i-th range resolution element, at the output of digital receivers 4 we can write as

где: g(t) - импульсная характеристика согласованного с сигналом where: g(t) - impulse response matched with the signal

t_i - время задержки отраженного сигнала от объекта, расположенного в i-ом стробе дальности, относительно момента излучения;t _i is the delay time of the reflected signal from an object located in the i-th range gate relative to the moment of radiation;

B(t-t_i) - отклик («сжатый» сигнал) согласованного фильтра на сигнал B(tt _i ) - response (“compressed” signal) of the matched filter to the signal

* - знак временной свертки.* - time convolution sign.

Выходные сигналы приемников 4 являются цифровыми, т.е. представляют собой последовательности кодов, описывающих мгновенные значения их комплексных огибающих. Цифровые сигналы с выходов цифровых приемников 4, сформированные в каждом периоде РЛ зондирования длительностью Т₀, последовательно сохраняются в первом и втором ОЗУ 9, формируя в них на интервале синтезирования РСА длительностью Т_С двумерные массивы РЛ отклика. При этом каждому очередному циклу зондирования длительностью Т₀ соответствует строка двумерного массива.Output signals 4 receivers are digital, i.e. are sequences of codes describing the instantaneous values of their complex envelopes. Digital signals from the outputs of digital receivers 4, generated in each radar probing period of duration T ₀ , are sequentially stored in the first and second RAM 9, forming two-dimensional radar response arrays in them during the SAR synthesis interval of duration T _C . In this case, each next probing cycle of duration T ₀ corresponds to a row of a two-dimensional array.

Синхронно с записью откликов в первое и второе ОЗУ 9 в третьем ОЗУ 9 фиксируются код ПСП. Причем если для каждого периода зондирования длительностью Т₀, в ОЗУ 9, содержится совокупность многоразрядных кодов, представляющих собой комплексные числа, описывающие мгновенные отсчеты комплексных огибающих сигналов то в третьем ОЗУ 9 каждому периоду Т₀ соответствует одноразрядный код, описывающий текущее для данного периода Т₀ значение кода ПСП.Synchronously with the recording of responses in the first and second RAM 9, the PSP code is recorded in the third RAM 9. Moreover, if for each probing period of duration T ₀ , RAM 9 contains a set of multi-bit codes, which are complex numbers that describe instantaneous samples of complex signal envelopes then in the third RAM 9 each period T ₀ corresponds to a single-digit code that describes the current value of the PSP code for a given period T ₀ .

При достижении совокупностью из n периодов зондирования Т₀, длительности Т_С=nT₀ возможно начинать радиоголографическую фокусировку РЛ изображений (синтезирование). При этом цифровые сигналы с выходов первого и второго ОЗУ 9 загружаются в первый и второй ТФ 13 непосредственно, а перед загрузкой в третий и четвертый ТФ 13 подвергаются фазовой манипуляции, которая сводится к смене знака цифрового кода в первом и втором управляемых цифровых инверторах знака числового кода 7 под управлением данных о ПСП (П(t)), хранимых и извлекаемых при синтезировании из третьего ОЗУ 9.When a set of n probing periods reaches T ₀ , duration T _C =nT ₀ it is possible to begin radio-holographic focusing of radar images (synthesis). At the same time, digital signals from the outputs of the first and second RAM 9 are loaded into the first and second TF 13 directly, and before loading into the third and fourth TF 13 are subjected to phase manipulation, which comes down to changing the sign of the digital code in the first and second controlled digital inverters of the sign of the numeric code 7 under data control about PSP (P(t)), stored and retrieved during synthesis from the third RAM 9.

В результате в четыре ТФ 13 загружаются четыре сигнала соответственно, в которых они обрабатываются. Учитывая выражение для матрицы М в (3), выражения для входных сигналов ТФ имеют вид:As a result, four signals are loaded into four TF 13 respectively, in which they are processed. Taking into account the expression for the matrix M in (3), the expressions for the input signals of the TF have the form:

В ТФ 13 в каждом i-ом стробе дальности производится согласованная с траекторной функцией L_i(t) фильтрация последовательности из n отсчетов значений сигналов (5), результатом такой обработки по каждому зондирующему сигналу формируются четыре комплексные величины:In TF 13, in each i-th range gate, a sequence of n samples of signal values (5) is filtered, consistent with the trajectory function L _i (t), and as a result of such processing, four complex values are formed for each probing signal:

где В(0) - значение функции отклика B(t) согласованного фильтра приемника в точке t=t_i. Траекторные функции L_i(t) для прямолинейного движения РСА имеет вид функций Френеля.where B(0) is the value of the response function B(t) of the matched receiver filter at point t=t _i . Trajectory functions L _i (t) for rectilinear motion of the SAR have the form of Fresnel functions.

Как это следует из выражений (6), совокупность выходных сигналов ТФ являются корректной оценкой КМОР, причем относительная точность оценки определяется количеством отсчетов сигналов. Чем больше число n этих отсчетов, тем точнее оценка КМОР. Относительная точность (без учета собственных шумов приемника) определяется величинойAs follows from expressions (6), the set of output signals of the TF are a correct estimate of the CMOR, and the relative accuracy of the estimate is determined by the number of signal samples. The larger the number n of these samples, the more accurate the CMOR estimate. The relative accuracy (without taking into account the receiver’s own noise) is determined by the quantity

Число n в РСА определяется частотой повторения зондирующего сигнала, скоростью движения носителя и длиной траекторной функции. Для характерных значений n=5÷20⋅10³ [9,12], относительная точность оценки КМОР (без учета влияния объектов в соседних стробах разрешения) составляет величину ~ The number n in SAR is determined by the repetition rate of the probing signal, the speed of the carrier and the length of the trajectory function. For characteristic values n=5÷20⋅10 ³ [9,12], the relative accuracy of CMOR estimation (without taking into account the influence of objects in neighboring resolution gates) is ~

Отметим, что для случая нулевой скорости носителя (обычная РЛС) траекторная функция равна константе L_i(t)=const и ТФ 13 выполняет функцию вычисления среднего значения последовательности из n отсчетов значений сигналов. Это означает, что данный способ оценки КМОР применим и для неподвижных РЛС, когда время наблюдения объекта позволяет произвести n зондирований.Note that for the case of zero carrier speed (conventional radar), the trajectory function is equal to the constant L _i (t)=const and TF 13 performs the function of calculating the average value of a sequence of n samples of signal values. This means that this method of estimating CMOR is also applicable for stationary radars, when the object observation time allows n soundings to be made.

Отметим также, что поскольку бинарная функция П(t) непериодическая, со случайными равновероятными значениями -1 и 1, скорость носителя такая же, как и у обычной РСА с периодом повторения зондирующего сигнала Т. Это обусловлено тем, что при больших значениях n для любых L_i(t) ≠ П(t) в выражении (6) выполняется соотношениеNote also that since the binary function P(t) is non-periodic, with random equiprobable values -1 and 1, the speed of the carrier is the same as that of a conventional SAR with a repetition period of the probing signal T. This is due to the fact that for large values of n for any L _i (t) ≠ П(t) in expression (6) the relation is satisfied

Влияние на точность оценки КМОР «больших» объектов практически устраняется использованием, например, окна Блэкмана [13,14] при согласованной обработке импульсного сигнала в приемнике. Первый боковой лепесток функции отклика такого фильтра на ЛЧМ сигнал может быть подавлен на ψ = -80 дБ, а второй и дальние боковые лепестки будут подавлены до уровня ψ = -90 дБ и более. Это позволяет практически устранить влияние «больших» объектов на оценку КМОР «малых» объектов при различии величины их ЭПР до α = 60 дБ. При этом относительная точность оценки КМОР «малых» объектов будет не хуже величины -ψ+α=30 дБ, что вполне достаточно для практических применений. Отметим, что весовая оконная обработка в способе-аналоге практически не повышает уровень взаимной развязки ортогональных сигналов, и не позволяет уменьшить ошибки в оценке КМОР.The influence on the accuracy of CMOR estimation of “large” objects is practically eliminated by using, for example, the Blackman window [13,14] with coordinated processing of the pulse signal in the receiver. The first side lobe of the response function of such a filter to a chirp signal can be suppressed by ψ = -80 dB, and the second and far side lobes will be suppressed to a level of ψ = -90 dB or more. This makes it possible to practically eliminate the influence of “large” objects on the assessment of the CMOR of “small” objects when their ESR values differ by up to α = 60 dB. In this case, the relative accuracy of estimating the CMOR of “small” objects will be no worse than -ψ+α=30 dB, which is quite sufficient for practical applications. Note that weight window processing in the analogue method practically does not increase the level of mutual decoupling of orthogonal signals, and does not reduce errors in estimating the CMOR.

По мере движения РСА (или при обработке после измерительного полета по результатам РЛ съемки, сохраненных в ОЗУ 9) в ТФ 13 добавляются новые строки, уже прошедшие обработку строки постепенно отбрасываются и в результате на выходах ТФ 13 устройства по варианту 2 формируются четверки строк, каждому i-му элементу разрешения по дальности соответствует четыре комплексных элемента образующие КМОР M_i для i-го элемента разрешения по дальности.As the SAR moves (or during processing after a measuring flight based on the results of radar surveys stored in RAM 9), new lines are added to TF 13, lines that have already undergone processing are gradually discarded and as a result, four lines are formed at the outputs of TF 13 of the device according to option 2, each The i-th range resolution element corresponds to four complex elements forming the CMOR M _i for the i-th range resolution element.

Взаимная когерентность формируемых сигналов излучения и приема заявляемого устройства по варианту 2 обеспечивается тактированием всех цифровых узлов от единого опорного генератора 12. Управление узлам при зондировании и синтезировании осуществляется по совмещенной шине управления от контроллера 11.The mutual coherence of the generated emission and reception signals of the proposed device according to option 2 is ensured by clocking all digital nodes from a single reference oscillator 12. The nodes are controlled during probing and synthesis via a combined control bus from the controller 11.

Таким образом, поскольку в двух вариантах устройств (фиг. 3, фиг. 4) реализованы все операции над сигналами заявляемого способа, определяемые формулой изобретения, доказано, что:Thus, since in two variants of devices (Fig. 3, Fig. 4) all operations on the signals of the proposed method, defined by the claims, are implemented, it has been proven that:

1. Предлагаемый способ применим в РСА без снижения скорости обзора по сравнению с обычными, не поляриметрическими РСА;1. The proposed method is applicable in SAR without reducing the viewing speed compared to conventional, non-polarimetric SAR;

2. Предлагаемый способ позволяет повысить точность оценки КМОР РЛ объектов в реальных условиях их наблюдения.2. The proposed method makes it possible to increase the accuracy of estimating the CMOR of radar objects under real observation conditions.

ЛитератураLiterature

[1] Храбростин Б.В., Никитин В.М. Способ и устройство для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта. - Патент RU 2 190 239 С1, 2001 г.[1] Khrabrostin B.V., Nikitin V.M. Method and device for measuring the polarization scattering matrix of an object. - Patent RU 2 190 239 C1, 2001

[2] Внотченко С.Л., Достовалов М.Ю., Дьяков А.В., Дьяков И.В., Ермаков Р.В., Жаровская Е.П., Коваленко А.И., Мусинянц Т.Г., Нейман Л.С., Риман В.В., Суслов В.Е. Авиационные мобильные малогабаритные радиолокаторы с синтезированной апертурой семейства «Компакт» (принципы реализации и опыт применения) / III Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» - ИРЭ РАН, 26-30 октября 2009.[2] Vnotchenko S.L., Dostovalov M.Yu., Dyakov A.V., Dyakov I.V., Ermakov R.V., Zharovskaya E.P., Kovalenko A.I., Musinyants T.G. , Neiman L.S., Riman V.V., Suslov V.E. Aviation mobile small-sized synthetic aperture radars of the “Compact” family (implementation principles and application experience) / III All-Russian Conference “Radarlocation and Radio Communication” - IRE RAS, October 26-30, 2009.

[3] Внотченко С.Л., Достовалов М.Ю., Дьяков А.В и др. Авиационный четырехдиапазонный радиолокационный комплекс «КОМПАКТ» - особенности, результаты и перспективы развития. // Труды XXVIII всероссийского симпозиума «Радиолокационные исследования природных сред», Санкт-Петербург, 2013, т. 1, стр. 34-44.[3] Vnotchenko S.L., Dostovalov M.Yu., Dyakov A.V. et al. Aviation four-band radar complex “COMPACT” - features, results and development prospects. // Proceedings of the XXVIII All-Russian Symposium “Radar Research of Natural Environments”, St. Petersburg, 2013, vol. 1, pp. 34-44.

[4] Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. Учебное пособие для вузов. // Под ред. Г.С. Кондратенкова. - М: «Радиотехника», 2005. - 368 с. ил. (Сер. Радиолокация).[4] Radiovision. Radar systems for remote sensing of the Earth. Textbook for universities. // Ed. G.S. Kondratenkova. - M: “Radio Engineering”, 2005. - 368 p. ill. (Ser. Radar).

[5] Хойнен. Измерение матрицы рассеяния цели. ТИИЭР, т. 53, 8, 1965, с. 1074-1084.[5] Heunen. Measuring the target scattering matrix. TIER, vol. 53, 8, 1965, p. 1074-1084.

[6] Д.Б. Канарейкин, М.В. Павалов, В.А. Потехин Поляризация радиолокационых сигналов. М.: Сов. радио, 1966, с. 118-124, 282-293.[6] D.B. Kanareikin, M.V. Pavalov, V.A. Potekhin Polarization of radar signals. M.: Sov. radio, 1966, p. 118-124, 282-293.

[7] J.-L. Suchail, С. Buck, J. Guijarro, A.Shonenberger, R.Torres. The Envisat ASAR Instrument. EUSAR'2000, Germany, pp. 33-36.[7] J.-L. Suchail, S. Buck, J. Guijarro, A. Shonenberger, R. Torres. The Envisat ASAR Instrument. EUSAR'2000, Germany, pp. 33-36.

[8] L. Brule, H. Baeggli. RADARSAT-2 Program Update. System. Proc. EUSAR'2002, Germany, pp. 25-28.[8] L. Brule, H. Baeggli. RADARSAT-2 Program Update. System. Proc. EUSAR'2002, Germany, pp. 25-28.

[9] M. Suess, S. Riegger, W. Pitz, R. Weminghaus. TerraSAR X - Design and Performance. Proc. EUSAR'2004, Germany, pp. 49-52.[9] M. Suess, S. Riegger, W. Pitz, R. Weminghaus. TerraSAR X - Design and Performance. Proc. EUSAR'2004, Germany, pp. 49-52.

[10] R. Torres, D. Simpson. The TERRASAR-L System. Proc. EUSAR'2004, Germany, pp.41-44.[10] R. Torres, D. Simpson. The TERRASAR-L System. Proc. EUSAR'2004, Germany, pp.41-44.

[11] T. Misra, S.S. Rana, K.N. Shankara. Synthetic aperture radar payload of Radar imaging satellite (RISAT) of ISRO. Proc. URSI GA 2005, New Delhi, India.[11] T. Misra, S.S. Rana, K.N. Shankara. Synthetic aperture radar payload of Radar imaging satellite (RISAT) of ISRO. Proc. URSI GA 2005, New Delhi, India.

[12] Отчет о ПНИЭР «Прикладные исследования и экспериментальная разработка многочастотных радиолокационных станций дистанционного зондирования Земли на платформах легкомоторной и беспилотной авиации для решения задач мониторинга и противодействия техногенным и биогенным угрозам» по теме: Доработка макета РСА ДЗЗ, проведение экспериментальных исследований и подтверждение заданных требований в составе БПЛА» (заключительный, этап 3) / Рук. М.Е. Ровкин. Рег. №АААА-Б20-220090290004-2. - Томск, 2019. - 505 с[12] Report on PNIER “Applied research and experimental development of multi-frequency radar stations for remote sensing of the Earth on light-engine and unmanned aircraft platforms to solve problems of monitoring and countering man-made and biogenic threats” on the topic: Finalization of the model of the remote sensing satellite system, conducting experimental research and confirming the specified requirements as part of a UAV" (final, stage 3) / Director. M.E. Rovkin. Reg. No. ААА-Б20-220090290004-2. - Tomsk, 2019. - 505 s.

[13] Window function//Электронный ресурс (на англ. языке), доступно по ссылке https://en.wikipedia.org/wiki/Window_function, дата обращения 07.02.2023[13] Window function//Electronic resource (in English), available at https://en.wikipedia.org/wiki/Window_function, accessed 02/07/2023

[14] Weisstein, Eric W.//"Blackman Function"//Электронный ресурс (на англ. языке), доступно по ссылке https://mathworld. wolfram.com/BlackmanFunction.html, дата обращения 07.02.2023[14] Weisstein, Eric W.//"Blackman Function"//Electronic resource (in English), available at https://mathworld. wolfram.com/BlackmanFunction.html, accessed 02/07/2023

Claims (3)

1. Способ оценки комплексной матрицы обратного рассеяния радиолокационных объектов, включающий формирование ортогональных по поляризации компонент импульсного векторного радиосигнала, посредством которого производится периодическое, с периодом повторения Т₀, зондирование объектов, прием ортогонально поляризованных компонент отраженного от объектов векторного радиосигнала, траекторную обработку последовательности отсчетов значений сигнала в стробе дальности, отличающийся тем, что комплексные огибающие ортогональных по поляризации компонент излученного импульсного радиосигнала с точностью до абсолютной фазы идентичны и описываются функцией , фаза одной любой из компонент излучаемого векторного радиосигнала манипулирована, от импульса к импульсу, в соответствии с бинарной случайной функцией П(t), принимающей на периоде синтезирования Т_С=n⋅Т₀, где n - количество периодов зондирования на интервале синтезирования, одно из двух равновероятных значений: -1 или 1, и обусловливающей равновероятные значения фазы 0 или 180 градусов манипулируемой компоненты, формируют сигналы путем согласованной с функцией фильтрации компонент , соответственно, формируют сигналы , , а оценки элементов матрицы обратного рассеяния объекта, расположенного в элементе разрешения по дальности, формируют, соответственно, путем траекторной обработки временных последовательностей из n отсчетов значений сигналов , взятых по каждому из n последовательно излученных зондирующих импульсов в стробе дальности, соответствующем элементу разрешения.1. A method for estimating the complex backscattering matrix of radar objects, including the formation of orthogonal polarization components of a pulsed vector radio signal, through which periodic, with a repetition period T ₀ , probing of objects is carried out, reception of orthogonally polarized components vector radio signal reflected from objects, trajectory processing of a sequence of signal value samples in a range strobe, characterized in that the complex envelopes of the orthogonal polarization components of the emitted pulse radio signal are identical up to the absolute phase and are described by the function , the phase of one of any components of the emitted vector radio signal is manipulated, from pulse to pulse, in accordance with the binary random function P(t), taking on the synthesis period T _C =n⋅T ₀ , where n is the number of probing periods on the synthesis interval, one signals are formed from two equally probable values: -1 or 1, and determining equally probable phase values of 0 or 180 degrees of the manipulated component by coordinated with the function filtering components , accordingly, generate signals , , and the evaluations of the elements backscattering matrices of an object located in a range resolution element are formed, respectively, by trajectory processing of time sequences of n samples of signal values , taken from each of n sequentially emitted probing pulses in the range strobe corresponding to the resolution element. 2. Устройство оценки комплексной матрицы обратного рассеяния радиолокационных объектов, содержащее антенну полного поляризационного приема-передачи электромагнитного сигнала, поляризационный разделитель, первый и второй Y-циркуляторы, первый и второй цифровой приемники, первый усилитель мощности СВЧ, первый цифроаналоговый преобразователь, формирователь цифрового зондирующего сигнала, первое оперативное запоминающее устройство, второе оперативное запоминающее устройство, контроллер, опорный генератор, первый и второй траекторные фильтры, при этом вход антенны полного поляризационного приема-передачи электромагнитного сигнала соединен с выходом поляризационного разделителя, первый вход поляризационного разделителя соединен с первым входом первого Y-циркулятора, а второй вход поляризационного разделителя соединен с первым входом второго Y-циркулятора, второй вход первого Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом первого цифрового приемника, второй вход второго Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом второго цифрового приемника, третий вход первого Y-циркулятора соединен с выходом первого усилителя мощности СВЧ, вход первого усилителя мощности СВЧ соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, выходная шина данных первого цифрового приемника соединена с шиной записи первого оперативного запоминающего устройства, выходная шина данных второго цифрового приемника соединена с шиной записи второго оперативного запоминающего устройства, шина чтения первого оперативного запоминающего устройства соединена с входом первого траекторного фильтра, шина чтения второго оперативного запоминающего устройства соединена с входом второго траекторного фильтра, выход опорного генератора соединен с входами синхронизации первого и второго цифровых приемников, входами синхронизации первого цифроаналогового преобразователя, входами синхронизации контроллера и формирователя цифрового зондирующего сигнала, к единой шине управления контроллера подсоединены входы управления первого и второго цифровых приемников, первого и второго оперативных запоминающих устройств, а также формирователя цифрового зондирующего сигнала, отличающееся тем, что дополнительно введены второй усилитель мощности СВЧ, второй цифроаналоговый преобразователь, первый, второй и третий управляемые цифровой инвертор знака числового кода, третье оперативное запоминающее устройство, генератор бинарной случайной последовательности, а также третий и четвертый траекторные фильтры, третий вход второго Y-циркулятора соединен с выходом второго усилителя мощности СВЧ, вход второго усилителя мощности СВЧ соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход данных первого цифроаналогового преобразователя соединен с выходом первого цифрового инвертора знака числового кода, вход данных второго цифроаналогового преобразователя соединен с цифровым выходом цифрового формирователя цифрового зондирующего сигнала, с которым соединен также вход данных первого цифрового инвертора знака числового кода, вход управления первого цифрового инвертора знака числового кода соединен с выходом генератора бинарной случайной последовательности, к которому подсоединен также вход записи данных третьего оперативного запоминающего устройства, тактовый вход генератора бинарной случайной последовательности соединен с первым выходом контроллера, шина чтения первого оперативного запоминающего устройства соединена с входом данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода, а шина чтения второго оперативного запоминающего устройства соединена с входом данных третьего управляемого цифрового инвертора знака числового кода, выход второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом третьего траекторного фильтра, выход третьего управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом четвертого траекторного фильтра, входы управления второго и третьего управляемых цифровых инверторов знака числового кода соединены с выходом данных третьего оперативного запоминающего устройства, выход опорного генератора соединен с входом синхронизации второго цифроаналогового преобразователя, к единой шине управления контроллера подсоединен вход управления третьего оперативного запоминающего устройства.2. A device for estimating a complex matrix of backscattering of radar objects, containing an antenna for full polarization reception and transmission of an electromagnetic signal, a polarization separator, the first and second Y-circulators, the first and second digital receivers, the first microwave power amplifier, the first digital-to-analog converter, and a digital sounding signal generator , the first RAM, the second RAM, the controller, the reference generator, the first and second trajectory filters, while the input of the antenna of the full polarization reception and transmission of the electromagnetic signal is connected to the output of the polarization separator, the first input of the polarization separator is connected to the first input of the first Y- circulator, and the second input of the polarization separator is connected to the first input of the second Y-circulator, the second input of the first Y-circulator is connected to the microwave signal input of the first digital receiver, the second input of the second Y-circulator is connected to the microwave signal input of the second digital receiver, the third input of the first Y -circulator is connected to the output of the first microwave power amplifier, the input of the first microwave power amplifier is connected to the output of the first digital-to-analog converter, the output data bus of the first digital receiver is connected to the recording bus of the first RAM, the output data bus of the second digital receiver is connected to the recording bus of the second RAM devices, the read bus of the first RAM is connected to the input of the first trajectory filter, the read bus of the second RAM is connected to the input of the second trajectory filter, the output of the reference generator is connected to the synchronization inputs of the first and second digital receivers, the synchronization inputs of the first digital-to-analog converter, the controller synchronization inputs and a digital probing signal generator, the control inputs of the first and second digital receivers, the first and second random access memory devices, as well as a digital probing signal generator are connected to the controller’s single control bus, characterized in that a second microwave power amplifier, a second digital-to-analog converter, a first , the second and third controlled digital inverter of the sign of the numeric code, the third random access memory, the binary random sequence generator, as well as the third and fourth trajectory filters, the third input of the second Y-circulator is connected to the output of the second microwave power amplifier, the input of the second microwave power amplifier is connected to the output of the second digital-to-analog converter, the data input of the first digital-to-analog converter is connected to the output of the first digital inverter of the numeric code sign, the data input of the second digital-to-analog converter is connected to the digital output of the digital generator of the digital probing signal, to which the data input of the first digital inverter of the numeric code sign is also connected, the control input the first digital inverter of the sign of the numeric code is connected to the output of the binary random sequence generator, to which the data recording input of the third random-access memory device is also connected, the clock input of the binary random sequence generator is connected to the first output of the controller, the read bus of the first random-access memory device is connected to the data input of the second controlled digital inverter of the numeric code sign, and the reading bus of the second RAM is connected to the data input of the third controlled digital inverter of the numeric code sign, the output of the second controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to the input of the third trajectory filter, the output of the third controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to By the input of the fourth trajectory filter, the control inputs of the second and third controlled digital inverters of the sign of the numeric code are connected to the data output of the third random access memory, the output of the reference generator is connected to the synchronization input of the second digital-to-analog converter, the control input of the third random access memory is connected to the single control bus of the controller. 3. Устройство оценки комплексной матрицы обратного рассеяния радиолокационных объектов, содержащее антенну полного поляризационного приема-передачи электромагнитного сигнала, поляризационный разделитель, первый и второй Y-циркуляторы, первый и второй цифровые приемники, первый усилитель мощности СВЧ, цифроаналоговый преобразователь, формирователь цифрового зондирующего сигнала, первое и второе оперативные запоминающие устройства, контроллер, опорный генератор, первый и второй траекторные фильтры, при этом вход антенны полного поляризационного приема-передачи электромагнитного сигнала соединен с выходом поляризационного разделителя, первый вход поляризационного разделителя соединен с первым входом первого Y-циркулятора, а второй вход поляризационного разделителя соединен с первым входом второго Y-циркулятора, второй вход первого Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом первого цифрового приемника, второй вход второго Y-циркулятора соединен с сигнальным СВЧ входом второго цифрового приемника, третий вход первого Y-циркулятора соединен с выходом первого усилителя мощности СВЧ вход первого усилителя мощности СВЧ соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход данных цифроаналогового преобразователя соединен с выходом формирователя цифрового зондирующего сигнала, выходная шина данных первого цифрового приемника соединена с шиной записи первого оперативного запоминающего устройства, выходная шина данных второго цифрового приемника соединена с шиной записи второго оперативного запоминающего устройства, шина чтения первого оперативного запоминающего устройства соединена с входом первого траекторного фильтра, шина чтения второго оперативного запоминающего устройства соединена с входом второго траекторного фильтра, выход опорного генератора соединен с входами синхронизации первого и второго цифровых приемников, цифроаналогового преобразователя, контроллера и формирователя цифрового зондирующего сигнала, к единой шине управления контроллера подсоединены входы управления первого и второго цифровых приемников, первого, второго оперативных запоминающих устройств, а также формирователя цифрового зондирующего сигнала, отличающееся тем, что дополнительно введены: второй усилитель мощности СВЧ, управляемый аналоговый инвертор, генератор бинарной случайной последовательности, третье оперативное запоминающее устройство, первый и второй управляемые цифровые инверторы знака числового кода, третий и четвертый траекторные фильтры, при этом третий вход второго Y-циркулятора соединен с выходом второго усилителя мощности СВЧ, к выходу цифроаналогового преобразователя подсоединен вход СВЧ управляемого аналогового инвертора, к выходу которого присоединен вход второго усилителя мощности СВЧ, вход управления управляемого аналогового инвертора соединен с выходом генератора бинарной случайной последовательности, к которому подсоединен также вход записи данных третьего оперативного запоминающего устройства, тактовый вход генератора бинарной случайной последовательности соединен с первым выходом контроллера, вход данных первого управляемого цифрового инвертора знака числового кода подсоединен также к шине чтения первого оперативного запоминающего устройства, вход данных второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода подсоединен также к шине чтения второго оперативного запоминающего устройства, выход первого управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом третьего траекторного фильтра, выход второго управляемого цифрового инвертора знака числового кода соединен с входом четвертого траекторного фильтра, входы управления первого и второго управляемых цифровых инверторов знака числового кода соединены с шиной чтения данных третьего оперативного запоминающего устройства, а вход управления третьего оперативного запоминающего устройства подсоединен к единой шине управления контроллера.3. A device for estimating a complex matrix of backscattering of radar objects, containing an antenna for full polarization reception and transmission of an electromagnetic signal, a polarization separator, the first and second Y-circulators, the first and second digital receivers, the first microwave power amplifier, a digital-to-analog converter, a digital sounding signal former, first and second random access memory devices, a controller, a reference oscillator, first and second trajectory filters, wherein the input of the antenna of the full polarization reception and transmission of the electromagnetic signal is connected to the output of the polarization separator, the first input of the polarization separator is connected to the first input of the first Y-circulator, and the second the input of the polarization separator is connected to the first input of the second Y-circulator, the second input of the first Y-circulator is connected to the microwave signal input of the first digital receiver, the second input of the second Y-circulator is connected to the microwave signal input of the second digital receiver, the third input of the first Y-circulator is connected to By the output of the first microwave power amplifier, the input of the first microwave power amplifier is connected to the output of the digital-to-analog converter, the data input of the digital-to-analog converter is connected to the output of the digital probing signal driver, the output data bus of the first digital receiver is connected to the recording bus of the first random access memory, the output data bus of the second digital receiver is connected with the write bus of the second RAM, the read bus of the first RAM is connected to the input of the first trajectory filter, the read bus of the second RAM is connected to the input of the second trajectory filter, the output of the reference generator is connected to the synchronization inputs of the first and second digital receivers, a digital-to-analog converter, controller and digital probing signal shaper, the control inputs of the first and second digital receivers, the first and second random access memory devices, as well as the digital probing signal shaper are connected to a single control bus of the controller, characterized in that the following are additionally introduced: a second microwave power amplifier, a controlled analog inverter , a binary random sequence generator, a third random access memory, the first and second controlled digital sign inverters of the numeric code, the third and fourth trajectory filters, while the third input of the second Y-circulator is connected to the output of the second microwave power amplifier, the microwave input is connected to the output of the digital-to-analog converter a controlled analog inverter, to the output of which is connected the input of the second microwave power amplifier, the control input of the controlled analog inverter is connected to the output of the binary random sequence generator, to which the data recording input of the third random access memory is also connected, the clock input of the binary random sequence generator is connected to the first output of the controller , the data input of the first controlled digital inverter of the numeric code sign is also connected to the read bus of the first RAM, the data input of the second controlled digital inverter of the numeric code sign is also connected to the read bus of the second RAM, the output of the first controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to the input the third trajectory filter, the output of the second controlled digital inverter of the numeric code sign is connected to the input of the fourth trajectory filter, the control inputs of the first and second controlled digital inverters of the numeric code sign are connected to the data read bus of the third RAM, and the control input of the third RAM is connected to a single controller control bus.