Селекция движущихся целей в РЛС с перестройкой частоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 621.396.96

Селекция движущихся целей в РЛС с перестройкой частоты

Майоров Д. А.

Аннотация

селекция частота доплер сигнал

Разработан новый подход к селекции движущихся целей для РЛС с поимпульсной перестройкой несущей частоты. Аналитически показана возможность разделения движущихся целей и местных предметов по частоте Доплера путем обработки сигналов с перестройкой частоты. Установлены требования к количеству пачек сигналов с перестройкой частоты для обеспечения селекции компонентов, принадлежащих движущимся целям.

Ключевые слова: селекция движущихся целей, сигналы с перестройкой частоты.

Annotation

The new moving-target selection method for the frequency tuning radar was developed. The moving target and ground feature Doppler selection ability by frequency hopping signal processing was shown. The frequency hopping signal burst amount requirement for moving target components selection was established.

Key words: moving-target selection, frequency hopping signal

Результаты анализа локальных конфликтов последних лет показывают, что средствам воздушного нападения (СВН) отводится одна из главных ролей в вооруженном противостоянии. Ключевыми элементами достижения превосходства над противником и обеспечения успеха проводимых операций продолжают оставаться системы и средства радиоэлектронной борьбы. Традиционные методы радиоэлектронного противодействия в виде применения активных и пассивных помех (ПП) будут применяться еще долгое время. В этих условиях значительную актуальность приобретает разработка и использование новых способов повышения помехоустойчивости радиолокационных систем, одним из которых является перестройка несущей частоты излучения от импульса к импульсу [1].

Однако стремление к повышению помехоустойчивости и расширению информационных возможностей РЛС за счет применения СПЧ ведет к тому, что традиционные методы селекции движущихся целей (СДЦ) становятся неработоспособными. Проблема заключается в зависимости фазы отраженного сигнала (ОС) не только от величины несущей частоты и радиальной скорости, но и от особенностей геометрической конструкции ВЦ. Интерференция волн, отраженных от различных рассеивающих центров (РЦ) на поверхности цели, приводит к тому, что фаза совокупного отраженного сигнала изменяется от импульса к импульсу по неизвестному закону, определяемому особенностями геометрической конструкции цели.

В связи с этим целью исследования является разработка нового подхода к обнаружению целей на фоне пассивных помех для перспективных РЛС с поимпульсной перестройкой несущей частоты. Для достижения цели исследования предлагается использовать достоинства способа измерения радиальной скорости воздушной цели в режиме поимпульсной перестройки частоты [2]. Способ основан на перефазировании комплексной частотной характеристики [3], представляющей собой совокупность комплексных амплитуд откликов согласованного приемника в опорный момент времени t_d на отраженные сигналы n-й частоты f_n=f₀+n?f, где f₀ - основная несущая частота, , N - количество импульсов в пачке СПЧ.

При использовании сигналов со случайным законом перестройки частоты n-й член формируемой комплексной частотной характеристики (КЧХ) движущейся со скоростью V_r многоточечной ВЦ с M рассеивающими центрами на поверхности аналитически описывается выражением [3]

, (1)

гдеK(n)-коэффициент, учитывающий неравномерность амплитудно-частотной характеристики отражений на разных частотах и степень усиления сигналов в приемном тракте РЛС (наличие этого коэффициента позволяет выровнять амплитудно-частотную характеристику антенно-волноводной системы);

ф_i-длительность импульса;

m-порядковый номер РЦ;

C₀(t_d , t_{d m})-корреляционная функция закона модуляции простого прямоугольного радиоимпульса;

t_{d m}-время запаздывания сигнала, отраженного от m-го РЦ;

Е_m-амплитуда сигнала, отраженного от m-го РЦ;

с-скорость распространения электромагнитных волн;

R_m-дальность до m-го РЦ в момент излучения первого импульса из состава пачки СПЧ;

R_d-опорная дальность;

t₀=t_d + ф_i /2-«смещенный» опорный момент времени;

-порядковый номер импульса n-й частоты, определяемый законом перестройки частоты, из диапазона 0…N-1;

Т_i-период повторения импульсов;

y_m-величина фазы, определяемой отражением импульсного сигнала от m-го рассеивающего центра.

Способ [2] основан на обработке сформированной КЧХ. В качестве инструмента определения максимального совпадения истинной радиальной скорости цели с ее предполагаемым значением используются дальностный портрет (ДП) ВЦ [4] и значение энтропии данных, составляющих его вектор. При совпадении истинной и предполагаемой радиальной скорости ВЦ формируется наиболее информативный ДП, энтропия данных которого минимальна. Именно это значение подбираемой скорости выбирается в качестве оценки радиальной скорости ВЦ. Задача измерения радиальной скорости вплотную связана с не менее важной задачей обнаружения движущихся на фоне ПП целей, решение которой, как известно, основано на различии скоростей ВЦ и ПП. Это позволяет использовать указанный способ измерения радиальной скорости в интересах СДЦ.

В случае обнаружения ВЦ на фоне ПП отраженный сигнал представляет собой результат интерференции волн, отраженных от РЦ цели и отражателей, входящих в состав ПП. Следовательно, для разработки нового подхода к СДЦ необходимо провести анализ закономерностей изменения фазы СПЧ, отраженных от движущейся на фоне ПП воздушной цели. Выявление указанных закономерностей позволит разделить ВЦ и ПП по скорости, а также разработать новый подход к СДЦ, основанный на компенсации мешающих отражений от ПП.

Предложенный в [2] способ предполагает наличие точной информации о дальности до цели. В режиме обнаружения дальность цели является неизвестной величиной. В связи с этим весь интервал дальности, на котором ведется обнаружение цели [RВ; RD], где RВ и RD - наклонные дальности до ближней и дальней границы зоны обнаружения, предлагается разбить на D дальностных каналов. Протяженность каждого канала дальности целесообразно выбирать равной ДRd =cфi /2. Количество дальностных каналов равно D=(RD-RВ)/ДRd . Точку Rd=RВ+dДRd , где , выберем в качестве точки опорной дальности в d-м дальностном канале.