автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Методы и устройства устранения неоднозначных измерений дальности в импульсных радиотехнических системах

На правах рукописи

£¿<1-'

Кострова Татьяна Григорьевна

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА УСТРАНЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДАЛЬНОСТИ В ИМПУЛЬСНЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Специальность 05 12 04 - «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗОББ394

Владимир 2007

003066394

Работа выполнена на кафедре радиотехники и радиосистем ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Бернюков Арнольд Константинович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Талицкий Евгений Николаевич

кандидат технических наук Богданов Андрей Евгеньевич

Ведущая организация ОАО «Муромский завод радиоизмеритель-

ных приборов»

Защита состоится 19 октября 2007 г в 14 00 на заседании диссертационного совета Д212 025 04 при Владимирском государственном университете по адресу 600000, Владимир,ул Горького, д 87, ауд 211, корпус 1

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу 600000, Владимир, ул Горького, д 87, Ученому секретарю диссертационного совета Д212 025 04 Самойлову Александру Георгиевичу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета

Автореферат разослан 15 сентября 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

А Г Самойлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обнаружение сигналов и определение расстояния являются основными задачами радиодальномеров и ряда акустических устройств (эхолотов, дефектоскопов и др ) систем дистанционного наблюдения Воздействие помех и шумов приводит к маскировке полезных сигналов и вносит неопределенность в результаты обработки наблюдаемого процесса Одним из видов помех, которые возникают в современных импульсных радиодальномерах, является класс так называемых помех на Ж-ом ходе развертки (N > 1). В качестве помехи на Л-ом ходе развертки выступают сигналы от объектов, находящихся за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности Неоднозначное измерение дальности в импульсных дальномерах является их неотъемлемым свойством, поэтому задача устранения неоднозначности отсчета дальности и задача снижения влияния действия помехи на Л-ом ходе развертки тесно связаны

Помехи на И-ом ходе развертки оказывают отрицательное влияние на основные характеристики импульсных дальномеров, приводят к большим ошибкам измерения дальности Сигналы целей, вызванные помехами на Л-ом ходе развертки, статистически не отличимы от сигналов целей, находящихся в пределах однозначного измерения дальности Поэтому такие сигналы поступают на устройство измерения координат, на процессор вторичной обработки информации, затрудняют работу оператора. При наличии устойчивой помехи за несколько обзоров происходит обнаружение и захват траектории ложной цели, т е процессор вторичной обработки начинает формировать ложную информацию об обстановке в зоне ответственности дальномера Большое количество таких помех приводит к перегрузке вычислительных средств и возможной потере сопровождения полезных целей

Поскольку помеха на И-ом ходе развертки является ложной, то необходимо применение специальных мер по устранению неоднозначности измерения дальности или подавления подобных помех Большой вклад в разработку методов и алгоритмов снижения помех на Ы-ом ходе развертки внесли отечественные-и зарубежные ученые М И Финкельштейн, В В Григорин-Рябов, П А Бакулев, В И Раков, Ю Г Сосулин, А И Перов, Р Довиак, Д Зрнич, Ч Мюэ, М Сколник, Я Д.Ширман, А В Оппенгейм, Ю И Пахомов, А Г Рындык и др Не смотря на то, что проблема устранения неоднозначных измерений имеет давнюю историю, интерес к ее решению не спадает в настоящее время

Анализ опубликованных работ показывает, что известные методы и результаты характеризуются следующими ограничениями

1 Основное внимание уделяется подавлению помех на 2-м ходе развертки Недостаточно исследованы вопросы устранения неоднозначности измерений в общем случае прихода сигналов с 2-го, 3-го и т д интервалов неоднозначности

2 Мало внимания уделяется вероятностному анализу алгоритмов и устройств снижения уровня помех на Аг -ом ходе развертки, результаты которого служат основой для сравнения и оценки эффективности различных технических решений

3 Недостаточно исследованы вопросы различения импульсных сигналов с однозначным и неоднозначным измерением дальности и помех в виде хаотических импульсных последовательностей (непреднамеренные импульсные помехи)

4 Мало внимания уделяется методам устранения неоднозначности измерения дальности в импульсных радиодальномерах с квазинепрерывным излучением при испо иьзовании сложных зондирующих сигналов

Гаким образом, в настоящее время существует актуальная техническая и научная проблема дальнейшего развития методов устранения неоднозначности измерения дальности и разработки новых эффективных алгоритмов снижения помех на Л'-ом ходе развертки для импульсных дальномеров

Цель диссертационной работы и основные задачи. Основная цель работы состоит в развитии методов устранения неоднозначности измерений дальности в импульсных радиодальномерах и разработке алгоритмов и структур обработки эхо-сигналов, использование которых позволяет повысить эффективность обнаружения сигналов и защиты от воздействия помех на Л^-ом ходе развертки

Для достижения данной цели было необходимо

• провести анализ различных методов устранения неоднозначных измерений дальности для импульсных дальномеров,

• разработать и обосновать новые высокоэффективные алгоритмы и устройства устранения неоднозначности измерений дальности,

• провести синтез и исследовать эффективность работы обнаружителей сигналов с каналом дополнительной обработки, построенном на базе теории распознавания образов,

• разработать принципы построения и методологию выбора параметров канала дополнительной обработки, используемого для классификации целей, расположенных в зонах однозначного и неоднозначного измерения дальности,

• выполнить сравнительный статистический анализ эффективности известных и разработанных устройств, обеспечивающих с высокой вероятностью устранение неоднозначности измерения дальности

• изучить возможности применения вобуляции периода повторения зондирующих сигналов для селекции непреднамеренных импульсных помех

Методы исследований. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы цифровой обработки радиотехнических сигналов, их спектрального и корреляционного анализа, теории вероятностей, теории случайных процессов, теории проверки статистических гипотез, теории оптимального обнаружения сигналов, а также методы статистической радиотехники и метод статистических испытаний

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты

1 Для импульсных радиодальномеров решена задача снижения вероятности обнаружения ложных эхо-сигналов от целей, расположенных за пределами однозначного измерения дальности, до уровня 0,02 и менее Задача решена на основе ис-поль ювания методов теории распознавания образов

2 Предложены способ и устройство обработки эхо-сигналов во временной и частотной областях для импульсных радиодальномеров с вобуляцией периода повторения зондирующих сигналов

3 Получены статистические характеристики устройств обнаружения вобули-рованных импульсных сигналов с одновременным устранением неоднозначности измерений дальности

4 Проведены исследования и найдены количественные оценки эффективности качества работы известных алгоритмов и устройств устранения неоднозначных измерений дальности и предлагаемого метода, основанного на распознавании образов вобулированных пачек импульсов

5 Предложен алгоритм обработки сигналов в когерентном импульсном радиодальномере с квазинепрерывным сложным сигналом и вобуляцией периода повторения зондирующих сигналов, а также методика отображения отметок от целей, находящихся за пределами рабочей зоны дальномера

6 Разработан новый алгоритм классификации непреднамеренных импульсных помех и пачек вобулированных импульсов с однозначным и неоднозначным измерением дальности

Практическая ценность и внедрение результатов исследований. Реализация полученных результатов позволяет обеспечить с высокой вероятностью устранение неоднозначности отсчета при измерении дальности в импульсных дальномерах Положительный эффект достигается путем применения вобуляции периода повторения зондирующих сигналов и введения в тракт обнаружения канала дополнительной обработки, работа которого основана на использовании предложенных в диссертации алгоритмов и структур Результаты исследований использованы в 5-и хоздоговорных и 2-х госбюджетных научно-исследовательских работах

Практические результаты диссертации использованы при разработке, испытании и производстве аппаратуры цифровой обработки маловысотной РЛС кругового обзора со сложным зондирующим сигналом, при проектировании систем ближней радио- и звуковой локации и слежения за внешними источниками звука и внедрены в ОАО «Муромский завод радиоизмерительных приборов» и ОАО «Муромский радиозавод», что подтверждается соответствующими актами внедрения

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для решения задачи совершенствования импульсных дальномеров, в том числе

1 Способ и устройство обработки вобулированной пачки радиоимпульсов (патент РФ на изобретение № 2237259), позволяющие существенно снизить вероятность обнаружения помех на Л'-ом ходе развертки в импульсном дальномере и устранить неопределенность в измерении дальности

2 Алгоритм и структурная схема устройства дополнительной обработки вобулированной пачки радиоимпульсов на основе анализа автокорреляционной функции, позволяющие обеспечить высокую эффективность устранения неоднозначных измерений

3 Алгоритм обработки вобулированной пачки радиоимпульсов в частотной области, позволяющий использовать эффективные вычислительные процедуры при реализации устройств обработки на базе цифровой схемотехники

4 Результаты моделирования и сравнительного анализа различных алгоритмов обнаружения сигналов при использовании методов снижения помех на Л'-ом ходе развертки, позволяющие оценить потери в пороговой мощности сигнала, оптимизировать структуру и параметры обнаружителя-классификатора в различных режимах работы импульсного дальномера и произвести выбор наиболее эффективного метода с учетом возможностей реализации

4пробация работы. По материалам диссертации представлено и сделано 10 докладов на следующих конференциях «German Radar Symposium» - GRS-2002, Bonn, Germany, 2002, Всероссийская научная конференция «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике» - СРСА-2003, Муром, 2003, 5-я Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации» -ПТСПИ-2003, Владимир, 2003, «International Radar Symposium» - IRS-2003, Dresden, Germany, 2003, Международная научная конференция «Системный подход в науках о природе, человеке и технике» - С-2003, Таганрог, 2003, Научно-практическая конференция «Радиолокационная техника устройства, станции, системы»--^ PJIC-

2004 Муром, 2004, 6-я Международная конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение» - DSPA-2004, Москва, 2004, 1-я Международная конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение» - DSPA-

2005 Москва, 2005

Публикации. По тематике исследований получен патент РФ на изобретение №2237259 и опубликовано 16 печатных работ, в том числе 2 статьи в журнале, включенном в перечень ВАК, 6 статей в сборниках научных трудов, 8 докладов и тезисов докладов в трудах конференций и симпозиумов

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четыре* глав, заключения, списка литературы из 119 наименований, включая 18 работ автора, и 3 приложения В приложении приведены список сокращений, изложена методика моделирования, копии актов внедрения результатов диссертационной работы Диссертация содержит 184 стр , в том числе 164 стр основного текста, 3 таблицы и 76 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, определены цель и решаемые в работе задачи Изложены новые научные результаты, полученные в работе, показаны ее практическая ценность и апробация Сформулированы основные положения, выносимые на защиту Определен круг вопросов, касающихся поставленных задач

В первой главе работы рассмотрены условия, при которых в импульсных РТС возникает ложная информация, обусловленная неоднозначными измерениями расстояний Отмечается, что измерение расстояний в импульсных однопозиционных дальномерах связано с определением времени запаздывания эхо-сигнала относительно излучаемого (зондирующего) сигнала t3 =2R/c, где R — истинное расстояние от дальномера до объекта, с — скорость распространения волн Максимальная однозначно измеряемая дальность определяется из условия Лтах = 0 5сТп, где Тп -период следования зондирующих импульсов Если t3>Tn, те R > Лтах, то возникает неоднозначное измерение дальности В измерениях появляется постоянная ошибка измерений AR = 0 5(N -1 )сТ„ Здесь N = 1,2,3, - номер развертки по дальности, N -1 > 1 - номер зоны неоднозначных измерений

Рассмотрены условия возникновения неоднозначных измерений в радиодальномерах с большой и малой скважностью зондирующих импульсов Отмечается, что задачи однозначного измерения скорости объектов на основе эффекта Доплера и однозначного измерения расстояния являются технически противоречивыми Особое

внимание уделено вопросу возникновение неоднозначных измерений дальности в условиях аномального распространения радиоволн (при явлении сверхрефракции) На основе сферически-слоистой модели приземного слоя атмосферы, а также модели распространения радиоволн в тропосферном волноводе получены энергетические соотношения для радиодальномеров при проявлении сверхрефракции

Проведен анализ условий возникновения ложной информации в дальномерных каналах диспетчерской РЛС УВД из радиотехнического посадочного комплекса «РСП-10 МН-1» и судовой РЛС «Наяда-5», предназначенной для обеспечения безопасности мореплавания На основе диаграмм зоны видимости и зависимостей отношения сигнал-шум по мощности от дальности до объекта показано, что для наземных РТС наиболее опасными являются помехи 2-го хода развертки (прием сигналов из первой зоны неоднозначных измерений) В условиях сверхрефракции при работе в морских условиях число зон неоднозначных измерений может достигать трех-четырех

Отмечается, что помеха на N -ом ходе развертки имеет такую же структуру, как и полезный сигнал при однозначном измерении дальности Это существенно усложняет борьбу с такого рода помехами, поскольку традиционные методы борьбы с помехами, например, фильтрацию или компенсацию в данном случае применить не удается Неоднозначное измерение дальности является одним из существенных недостатков импульсных дальномеров

Во второй главе проведен анализ известных методов устранения неоднозначности измерения дальности в импульсных РТС Данный раздел восполняет пробел по статистическому анализу методов и устройств устранения неоднозначности

Приведена классификация основных методов устранения неоднозначности измерения дальности и борьбы с помехами N-го хода развертки Все известные методы разделены на две группы Одну группу составляют методы, заключающиеся в специальном кодировании зондирующих сигналов от импульса к импульсу Другая группа методов основана на устранении неоднозначности измерения дальности за счет применения нескольких шкал, соответствующих различным однозначно измеряемым дальностям

Проведен анализ метода поимпулъсного изменения фазы по случайному закону для разрешения неоднозначности измерения дальности Получены соотношения, которые позволяют рассчитать вероятность обнаружения при неоптимальном приеме сигналов с поимпульсным изменением фазы Результаты показали, что данный метод не позволяет полностью решить проблему неоднозначности измерений дальности При увеличении мощности эхо-сигналов (отношение сигнал-шум д —> оо) от целей, находящихся за пределами однозначного измерения дальности, вероятность их обнаружения растет и стремится к 1 Основным достоинством метода поимпульсно-го изменения фазы по случайному закону является увеличение порогового отношения сигнал-шум для ложных целей Так при числе импульсов в пачке 10 1000 прирост порогового отношения сигнал-шум составляет 11 33 дБ К недостаткам данного метода, как показали проведенные расчеты и моделирование, относятся жесткие требования к фазовой стабильности всех составных частей радиотракта, частоты задающего генератора и гетеродинов, высокая чувствительность к доплеровскому смещению частоты эхо-сигналов

Рассмотрен и проведен сравнительный анализ метода с использованием изменения закона модуляции сложных зондирующих сигналов от импульса к импульсу Получены достаточно простые инженерные соотношения для расчета коэффициента подавления сигналов с неоднозначным измерением дальности при различных законах модуляции сложных зондирующих сигналов кр = 10 -Ъ,2 дБ

для сигналов с ЧМ, кр = 10 \gB-L для сигналов с ФКМ, где Ь=Ъ 15 дБ - параметр, зависящий от выбранного закона формирования шумоподобной последовательности, начальных условий, порождающего алгоритма Последовательная смена вида закона внутриимпульсной частотной модуляции в диапазоне изменения базы В =30 1000 позволяет получить степень подавления ложных сигналов в пределах 11 26 дБ Использование сложного сигнала с внутриимпульсной фазовой кодовой манипуляцией (М- последовательности, сегменты М-последовательностей, случайные последовательности, ХИП последовательности на основе алгоритма хаотического сигнала и их комбинации) дает подавление помех на 5 17 дБ Полученные результаты также показывают, что с точки зрения устранения неоднозначности измерений дальности и подавления помехи на М-м ходе развертки смена вида сложного сигнала (ЛЧМ-ФКМ, ФКМ-ЛЧМ) преимуществ не имеет В любом случае испо чьзование смены от импульса к импульсу кода ФКМ или закона ЛЧМ приводит к эффекту размножения ложного сигнала Исключение составляют только последовательности с нулевой кросс-корреляционной функцией

Рассмотрен метод разделения эхо-сигналов с однозначным и неоднозначным измерением дальности с использованием поляризационного кодирования зондирующих сигналов от импульса к импульсу На основе полученных экспериментальных результатах можно заключить, что поимпульсная модуляция по поляризации зондирующих радиоимпульсов позволяет достичь ослабления сигналов от ложных целей на 15 22 дБ в случае использования ортогональной поляризации При поим-пульсном переключении направления вращения круговой поляризации излучаемой волны уровень помех снижается на 10 дБ Данный метод имеет ряд существенных недостатков, поскольку при смене поляризации изменяются форма диаграммы направленности антенны, характеристики отражательной способности целей, спектр флуктуаций помех, статистические свойства мешающего шума и т п

Проведен анализ метода с использованием амплитудной модуляции зондирующих импульсов Результаты моделирования показали, что при увеличении отношения сигнал-шум вероятность неправильного устранения неоднозначности измерения дальности сначала растет, достигает некоторого максимального значения Втяк, а затем монотонно уменьшается и стремится к нулю Показано, что величина Отах существенно зависит от глубины амплитудной модуляции Для достижения приемлемого для практики значения вероятности Отах менее 0,1 глубина амплитудной модуляции зондирующих импульсов должна быть не менее 70% Применение глубокой амплитудной модуляции последовательности импульсов требует введения мощного амплитудного модулятора, предъявляет повышенные требования к электрической прочности элементов передатчика и антенно-фидерного тракта, приводит к появлению новых частотных составляющих в спектре сигнала

Проведен анализ известных технических решений устранения неоднозначности измерения дальности с использованием вобуляции межимпульсного интервала последовательности зондирующих импульсов Показано, что при вобуляции изменяется структура пачки импульсов, за счет чего пороговое отношение сигнал-шум для объектов, расположенных в зонах неоднозначного измерения, увеличивается на

2,5 4 дБ в зависимости от количества импульсов в пачке Для достижения более эффективного подавления помех на А^-м ходе развертки к основному каналу обработки (ОКО) сигналов подключается канал дополнительной обработки (КДО) (рис 1, где обозначено х1, г = 1, , п, - входная последовательность, п — число импульсов в пачке, «И» — схема совпадения) Проведены исследования качества обнаружения для случая, когда в КДО использованы критерии "к из и" и "к подряд из п" С помощью статистического эксперимента проведен расчет характеристик обнаружения сигналов от целей, находящихся в зоне и за пределами однозначного измерения В качестве примера на рис 2 и 3 (О - вероятность обнаружения, д - отношение сигнал-шум по мощности) представлены семейства (1-3) характеристик обнаружения сигналов от целей, расположенных в пределах однозначного и неоднозначного измерения дальности, при использовании критерия "к из и" Кривые рассчитаны при различных порогах к (кривая 1 соответствует к = 9, кривая 2 - к -10, кривая 3-/1 = 11)

Рис 1 - Типовая схема подключения канала дополнительной обработки

Рис 2 - Характеристики обнаружения сигналов при однозначных измерениях

Б

- | 1

- 1 / / 2

-

1

5 20 q, дБ 40

Рис 3 - Характеристики обнаружения при неоднозначных измерениях

Для сравнения на рис 2 под цифрой 4 приведена характеристика обнаружения ОКО при отключенном канале КДО Сравнение графиков показывает, что подключение КДО приводит к значительным потерям в пороговой мощности сигнала 1,7 3,2 дБ Из рис 3 видно, что при увеличении отношения сигнал-шум вероятность обнаружения целей за пределами однозначного измерения дальности, сначала растет, а затем достигает некоторого постоянного значения, зависящего от цифрового порога в КДО При увеличении порога к вероятность обнаружения ложных целей снижается, однако увеличиваются потери в пороговом отношения сигнал-шум для целей с однозначным измерением дальности

Метод устранения неоднозначности измерений за счет одновременного применения нескольких кратных частот повторения импульсов или последовательного перебора частот повторения по качеству работы сопоставим с методом обработки «к подряд из п»

В третьей главе рассматриваются вопросы устранения неоднозначности измерений дальности на основе теории классификации сигналов Рассматриваются особенности классификации эхо-сигналов по образам пачек импульсов при использовании вобуляции периода зондирующего сигнала Получены алгоритмы классификации зобулированных пачек импульсов При использовании логарифма отношения правдоподобия (ЛОП) г1(хп)= 1пА;(Хи) и критерия Неймана-Пирсона структурная схема обработки представлена на рис 4, где приняты обозначения- СВ ЛОП - схема вычисления ЛОП, СВМ - схема выбора максимума, ПУ - пороговое устройство, йн-Г( ~~ порог обнаружения, НО — нуль-орган, т — число классов или разновидностей сигналов

С помощью метода статистических испытаний для различных моделей пачек импульсов (пачка детерминированных импульсов, со случайной начальной фазой, со случайными начальной фазой и амплитудой) получены основные характеристики качества различения сигналов от объектов с однозначным и неоднозначным измерением дальности и характеристики обнаружения Для примера на рис 5 представлены характеристики обнаружения пачки радиоимпульсов со случайной начальной фазой Кривые соответствуют следующим ситуациям обнаружение в ОКО пачки импульсов от цели, находящейся в пределах однозначного (кривая 1) и неоднозначного (кривая 2) измерения дальности, обнаружение пачки импульсов от цели, находящейся в пределах однозначного (кривая 3) и неоднозначного (кривая 4) измерения дальности, при подключенном по схеме рис 1 КДО

Основной канал обработки

СВ ЛОПг^Хп)

СВ ЛОП 22(Х„) ■

—»|ПУ|-!>|~~Й

СВ ЛОПг,„(Х„) -

СВМ

но

Канал дополнительной обработки |

----------------------------------1

Рис 4 - Структурная схема оптимального классификатора при вобуляции межимпульсного интервала

с л=16 F=10"2 1

/ 2 / / 4

Л 16 (¿дБ

Рис 5 - Характеристики обнаружения при использовании ЛОП

Использование в КДО алгоритмов на основе классификации сигналов позволяет получить вероятность обнаружения ложных целей £>тах менее 0,1, а при д-^- со эта вероятность стремится к нулю, причем потери в пороговой мощности полезного сигнала при подключении КДО не превышают 0,5 1 дБ

Разработаны способ и устройство обработки вобулированной пачки для обеспечения однозначных измерений на основе анализа минимума расстояния (патент РФ № 2237259) Алгоритм обработки сводится к следующему Пусть на вход устройства поступает и-мерный вектор Xп = {х1,х2, ,хп}Т, компонентами которого

являются значения амплитуды импульсов хг пачки Верхний индекс Т обозначает транспонирование вектора-строки Квадрат расстояния определяется функционалом

Ек = \Яп -gk укI , где |z|| = (z,z)1/2 - норма вектора z, (z,z) - скалярное произведение векторов, gk - масштабный множитель, ук = {Ук,\ ■ У к 2> , у к >,}Т ~ совокупность эталонных векторов, к = 1,2, , m Один из векторов, например уу, характеризует сигнал цели, находящейся в рабочей зоне Остальные вектора - сигналы целей с неоднозначным измерением дальности Осуществляется минимизация евклидова

расстояния = - g^ j'kf' > в результате которой получаем соотношение для

расчета масштабного множителя gk = {хп [ук

Принятие решения об обнаружении цели производится при выполнении уело-вия Хп уj > /г1{„п Если Хп у\ < > то принимается решение о том, что на входе устройства обработки присутствует только один шум Из вычисленных m

значений Ек выбирается минимальное и определяется индекс i = arg mm Ек Если

к

индекс г, при котором Et = mm Ек, равен г = 1, то принимается решение, что обна-

к

руженная цель находится в рабочей зоне, а признак обнаружения передается в последующие устройства обработки информации В противном случае, когда индекс i Ф1, считается, что обнаруженная цель находится в зоне неоднозначного измерения дальности, и признак обнаружения подавляется Таким образом, из рассмотрения устраняются сигналы, полученные от объектов наблюдения с неоднозначным измерением дальности

Структурная схема устройства, реализующего синтезированный алгоритм работы, представлена на рис 6 Стрелками с двойными линиями показаны пути передачи векторных сигналов Данное устройство содержит m каналов обработки, имеющих одинаковую структуру В постоянных запоминающих устройствах ПЗУ1, ПЗУ2, , ПЗУ m хранятся соответственно эталонные векторы ук целей и предварительно рассчитанные коэффициенты {ркУкУ Блоки умножения с индексом «в» осуществляют операции с векторами, блоки умножения с индексом «с» — умножение вектора на скаляр, остальные блоки умножения производят скалярное умножение Схема совпадения «И» обеспечивает формирование сигнала, соответствующего принятию решения о том, что цель обнаружена и находится в пределах зоны однозначного измерения дальности

Показано, что данный алгоритм и устройство обеспечения однозначности измерений обладают адаптивными свойствами в них производится подстройка под неизвестную амплитуду сигнала

Результаты моделирования показали высокую эффективность работы данного алгоритма На рис 7 представлены характеристики обнаружителя-классификатора на основе анализа минимума расстояния (1,3- характеристики обнаружения сигналов от объектов, находящихся в зоне однозначных измерений, при отключенном и включенном КДО, 2 и 4 —характеристики обнаружения сигналов с неоднозначным измерением дальности при отключенном и включенном КДО) Как видим, характе-

ристики обнаружения 1 и 3 незначительно (на 0,05 0,1 дБ по оси д) отличаются друг от друга, что свидетельствует о высокой эффективности работы предложенного алгоритма При этом вероятность обнаружения пачек импульсов с неоднозначным

ВУ 81

хс X

ПЗУ 1

Канал 1

ВУ

I

Канал т

ПЗУ т

ПУ и

*

Е2-л

Блок выбора наименьшего значения

Рис 6 - Структурная схема устройства обеспечения однозначных измерений на основе анализа минимума расстояния

измерением дальности (кривая 4 на рис 7) при увеличении ц сначала увеличивается, достигая максимального значения 0,04 в области д = 17 18 дБ, а затем стремится к 0 при ц со

4 / / ^ = 102 я= 16

У 'Л

19 «, дБ

Рис 7 - Характеристики обнаружения при использовании классификатора на основе анализа минимума расстояния

5 10 q, дБ 15

Рис 8 - Характеристики обнаружения при использовании КДО на основе сравнения значений ДО) и Л(1)

Разработаны алгоритм и структурная схема устройства обеспечения однозначных измерений на основе анализа автокорреляционной функции (АКФ) пачки импульсов В КДО формируется статистика классификации г - я(о) К - К{\ ) Алгоритм принятия решений в КДО имеет вид если г> 0, то принимается решение с1л , если г < 0, то принимается решение <з?2 Здесь с1[, ¿/2 ~~ решения о том, что сигнал принадлежит целям, находящимся в зоне однозначного и неоднозначного измерения

дальности соответственно, К — пороговая константа, К>0, Я(о) = п ]Г"=1

2Х1Х1-\

Характеристики обнаружения при использовании КДО на

дОМ».-!)-1!«

основе анализа АКФ представлены на рис 8 Параметром графиков является пороговая константа к На рис 8 кривые 1, 3, 5 рассчитаны для сигналов от целей с первого интервала неоднозначности при = 0,8, 0,7 и 0,6 соответственно Характеристика обнаружения 2 соответствует целям из диапазона однозначного измерения при К = 0,8 Для значений К = 0,7 и К = 0,6 аналогичные характеристики сливаются в одну, обозначенную цифрой 4 Также эти характеристики совпадают с характеристикой обнаружения ОКО с отключенным КДО Полученные результаты свидетельствуют о том, что при выборе К = 0,75 0,8 можно получить высокую эффективность работы устройства обнаружения с одновременным устранением неоднозначности отсчета дальности

Структурная схема обнаружителя сигналов с КДО, построенным по данному алгоритму, представлена на рис 9 Устройство г-1 является линией задержки на один такт, ВУ - вычитающее устройство, £ - накопитель

Также показано, что применение в КДО вычисления и сравнения первых двух коэффициентов АКФ является более предпочтительным, чем использование любой другой пары коэффициентов АКФ Проведенные исследования свидетельствуют также о том, что используемый в КДО оптимизированный множитель К слабо зависит от количества импульсов в пачке Разработан алгоритм оптимальной классификации сигналов в КДО на основе анализа пачек импульсов в частотной области при некогерентной обработке Проведенное моделирование свидетельствует о высоком качестве работы предложенного алгоритма, причем применение дискретного преобразования Фурье более предпочтительно, чем использование дискретного косинусного преобразования Показано, что потери в пороговой мощности сигнала при подключении КДО составляют менее 1 дБ при вероятности неправильной классификации менее 0,1

По основным показателям все предложенные алгоритмы превосходят известные алгоритмы дополнительной обработки по критериям "к из и", "к подряд из п"

В четвертой главе рассматриваются особенности применения методов подавления ложных эхо-сигналов в различных задачах радиодальнометрии

Для радиодальномера с квазинепрерывным излучением ФКМ сигнала рассмотрено устройство обнаружения и канал дополнительной обработки для устранения неоднозначности измерения дальности при использовании двух значений межимпульсных интервалов Обобщенная структурная схема устройства устранения неоднозначности измерения дальности представлена на рис 10 (Инв - инвертор, АЛУ -арифметическое логическое устройство, ПОИ - первичная обработка информации) Устройство построено на основании типовой схемы подключения КДО (рис 1), которая дополнена логической схемой для селекции сигналов с однозначным и неоднозначным измерением дальности (схемы Инв , И) и схемой формирования 2-х шкал дальности (АЛУ, ПЗУ) В схеме АЛУ ПЗУ сигналы накапливаются по дискретам

Рис 9 — Структурная схема устройства обеспечения однозначных измерений на основе анализа АКФ

дальности, сдвоенные отметки объединяются, значения дальности для них корректируются с учетом постоянной ошибки, хранящейся в ПЗУ На систему ПОИ выдается отметка от цели с формуляром, содержащим однозначно измеренную дальность для всех обнаруженных объектов

В случае радиодальномера с высокой скважностью импульсов информация о целях, расположенных за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности, может оказаться полезной для оператора радиодальномера, руководителя полетов, диспетчера и других потребителей информации (например, для систем УВД) В таких системах предложено организовать раздельные каналы первичной и вторичной обработки информации от целей, находящихся за пределами однозначного и неодно вначного измерения дальности Рассмотрено два варианта отображения данной информации В первом варианте реализуется принцип «окно в окне», когда в поле основного индикатора кругового обзора вводится дополнительное окно для отображения только целей, находящихся вне рабочей зоны дальномера Во втором упрощенном варианте информация о целях, находящихся за пределами однозначно измеряемой дальности, отображается на окружности индикатора, соответствующей максимальной дальности (рис 11) Цели, расположенные в пределах рабочей зоны, отображаются обычным способом в виде дужки (цель 1) Все цели, находящиеся вне рабочей зоны радиодальномера, независимо от их дальности располагаются на периферии индикатора (цель 2 и цель 3) Стрелка указывает направление движения таких целей по отношению к радиодальномеру

Рис 10-Устройство устранения неоднозначности изме- Рис 11 - Упрощенное отображе-рения дальности ние эхо-сигналов на ИКО

На базе предложенных методов распознавания образов пачек при вобуляции частоты следования зондирующих импульсов разработан алгоритм формирования признака непреднамеренной импульсной помехи (НИП) В случае НИП структура пачки отличается от пачек импульсов сигналов от целей, находящихся в зоне однозначного или неоднозначного измерения дальности Основу устройства классификации с оставляет схема по рис 6, которая при больших отношениях НИП-шум позволяет провести отсеивание НИП с высокой достоверностью Однако в области пороговые значений сигнал-шум вероятность ложной классификации остается достаточно высокой (около 0,7) Поэтому предложен дополнительный критерий на основе анализа фазовой структуры пачки, применение которого позволило снизить данную вероятность до уровня 0,1

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Результатом исследований, проведенных в диссертационной работе, является разработка и анализ методов, алгоритмов и устройств устранения неоднозначных измерений дальности в импульсных радиотехнических системах, позволяющих повысить эффективность измерительных систем Получены следующие результаты

1 Разработана методика расчета энергетических параметров радиодальномера, отношения сигнал-шум при распространении радиоволн в тропосферном волноводе Доказано, что в условиях сверхрефракции возможно возникновение нескольких зон неоднозначного измерения дальности Показано, что особую актуальность устранение неоднозначности измерений имеет в судовых и береговых радиотехнических системах измерения дальности

2 Проведен анализ метода поимпульсного изменения фазы по случайному закону для устранения неоднозначности измерения дальности, который показал, что данный метод не позволяет полностью решить проблему неоднозначности измерений дальности При увеличении мощности (отношение сигнал-шум ц—>») эхо-сигналов от целей, находящихся за пределами однозначного измерения дальности, вероятность их обнаружения растет и стремится к 1, а пороговое отношение сигнал-шум для таких сигналов увеличивается на 11 33 дБ при числе импульсов в пачке 10 1000

3 Рассмотрен и проанализирован метод с использованием изменения от импульса к импульсу закона модуляции сложных зондирующих сигналов Показано, что последовательная смена вида закона внутриимпульсной модуляции в диапазоне изменения базы В =30 1000 позволяет получить степень подавления ложных сигналов в пределах 11 26 дБ для частотно модулированных сигналов и 5. 17 дБ при использовании сложных сигналов с внутриимпульсной фазовой кодовой манипуляцией Исключение составляют только последовательности с нулевой кросс-корреляционной функцией

4 Рассмотрен метод разделения эхо-сигналов с однозначным и неоднозначным измерением дальности с использованием поляризационного кодирования зондирующих сигналов от импульса к импульсу На основе полученных экспериментальных результатов показано, что поимпульсная модуляция по поляризации зондирующих радиоимпульсов позволяет достичь ослабления сигналов от ложных целей на 15 22 дБ в случае использования ортогональной поляризации При поимпульс-ном переключении направления вращения круговой поляризации излучаемой волны уровень помех снижается на 10 дБ

5 Проведен анализ метода с использованием амплитудной модуляции зондирующих импульсов Результаты моделирования показали, что при увеличении отношения сигнал-шум вероятность неправильного устранения неоднозначности измерения дальности сначала растет, достигает некоторого максимального значения Апах> а затем монотонно уменьшается и стремится к нулю Показано, что величина Апах существенно зависит от глубины амплитудной модуляции Для достижения приемлемого для практики значения вероятности _Отах менее 0,1 глубина амплитудной модуляции зондирующих импульсов должна быть не менее 70%

6 Проведен анализ устройств с использованием вобуляции межимпульсного интервала последовательности зондирующих импульсов Показано, что за счет из-

менения структуры пачки импульсов на выходе устройства обработки пороговое отношение сигнал-шум увеличивается на 2,5 4 дБ в зависимости от количества обрабатываемых импульсов Проведенный расчет характеристик обнаружения сигналов от целей, находящихся в зоне и за пределами однозначного измерения, при использовании в канале дополнительной обработки критериев "к из п" и "к подряд из п " показал, что потери в пороговой мощности сигнала от цели, находящейся в зоне однозначного измерения дальности, составляют 0,5 3,5 дБ, а вероятность неправильного разрешения неоднозначности измерений достигает некоторого постоянного значения 0,1 0,5, зависящего от цифрового порога в канале дополнительной обработки

7 Для дальномеров с применением вобуляции периода зондирующего сигнала разработаны новые способ и устройство для обеспечения однозначного измерения дальности, основанные на классификации сигналов (патент РФ на изобретение № 2237259) Показано, что с увеличением отношения сигнал-шум вероятность правильного распознавания сигналов от цели, находящейся в пределах интервала однозначного измерения, увеличивается и стремится к 1 Вероятность ошибочной классификации сигналов от цели, находящейся в зоне неоднозначного измерения дальности, достигает максимального значения 0,02 0,1 в области пороговых сигналов, а затем уменьшается и стремится к нулю Разработаны высокоэффективные алгоритмы и структурные схемы устройств обеспечения однозначных измерений на основе анализа минимума расстояния, на основе анализа автокорреляционной функции пачки импульсов, на основе анализа пачек импульсов в частотной области

8 Разработаны и обоснованы структурные схемы импульсного радиодальномера с квазинепрерывным излучением сложного зондирующего сигнала, в котором за счет классификации сигналов от целей с однозначным и неоднозначным отсчетом обеспечивается устранение неоднозначности измерения дальности, что способствует повышению эффективности РТС Для радиодальномеров с вобуляцией разработана методика отображения информации об объектах, расположенных за пределами мак-симаньной однозначно измеряемой дальности

9 На основе предложенного метода обработки пачки вобулированных импульсов и использования дополнительного критерия разработан алгоритм классификации пачек импульсов с однозначным измерением дальности, пачек импульсов с неоднозначным измерением и непреднамеренных импульсных помех Разработанный алгоритм позволяет снизить в области пороговых отношений сигнал-шум максимальное значение вероятности обнаружения НИП с 0,7 до уровня менее 0,1 При больших отношениях сигнал-шум вероятность обнаружения НИП целей стремится к нулю, что является достоинством данной структуры обработки

Все вновь разработанные алгоритмы подходят для реализации на элементах цифровой схемотехники, что позволяет достичь максимальной вычислительной эффективности данных алгоритмов, стабильности в работе Материалы диссертационной работы нашли применение в промышленности

Таким образом, достигнута цель работы - разработаны новые и исследованы известные методы и алгоритмы снижения вероятности возникновения неоднозначных измерений дальности, направленные на получение более достоверной информации о расстоянии до исследуемого объекта

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Кострова Т Г Исследование эффективности снижения уровня помех в PJIC с поимпульсным изменением фазы зондирующего сигнала // Радиотехника 2006 № 6 -С 115-118

2 Кострова Т Г Методы снижения вероятности обнаружения помех «N-ro хода развертки» в радиодальномерах с вобуляцией межимпульсного интервала // Радиотехника 2006 № 11 - С 90-93

3 Кострова Т Г , Николаев В А Применение поляризационной селекции для подавления пассивных помех "второго хода развертки" в импульсных PJIC П Методы и устройства обработки сигналов в радиотехнических системах Межвузовский сб научных трудов Вып 2 Рязань РГРТА, 2003 - С 61-64

4 Кострова Т Г, Матвиенко Е В , Дыранов Ю В , Соколик А А Методы, алгоритмы и устройства снижения уровня помех, обусловленных неоднозначностью измерения дальности в импульсных PJIC // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвузовский сборник научных трудов Вып 6 - С -Пб Гидроме-теоиздат, 2004 - С 101-109

5 Кострова ТГ Устранение неоднозначности отсчета дальности в импульсных PJIC на основе анализа пачки эхо-сигналов в частотной области // Методы и устройства передачи и обработки информации- Межвузовский сборник научных трудов Вып 6 - С -Пб Гидрометеоиздат, 2004 - С 95-100

6 Кострова Т Г Сравнительный анализ эффективности устройств обнаружения при устранении неоднозначности отсчета дальности в импульсных PJIC // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвуз сборник научных трудов Вып 6 - С-Пб Гидрометеоиздат,2004 -С 109-119

7 Кострова Т Г, Бернюков А К Энергетические соотношения в импульсных радиодальномерах при проявлении сверхрефракции // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвуз сборник научных трудов Вып 7 - С -Пб Гидрометеоиздат, 2006 - С 89-95

8 Кострова Т Г Применение амплитудной модуляции зондирующих импульсов для устранения неоднозначных измерений дальности // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвуз сборник научных трудов Вып 9 - M Радиотехника, 2007 -С 145-150

9 Sosulm Yu G , Kostrova T G , Kostrov V V Suppression of Second Scan Stroke Echo Signals in Pulsed Surveillance Radar // Proc German Radar Symp, GRS-2002, Bonn, Germany September 3-5,2002 -Bonn DGON,2002 -Pp 449-453

10 Кострова T Г Применение кодирования широкополосных сигналов для подавления пассивных помех "второго хода развертки" в импульсных PJIC // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике / Труды Всерос научн конференции-семинара (1-4 июля 2003, Муром) - Муром ИПЦ МИ ВлГУ, 2003 -С 375-380

11 Кострова Т Г Возникновение ложной информации в импульсных радиолокационных станциях обзорного типа // Системный подход в науках о природе, челове-

ке и технике - С-2003 / Материалы международной конференции Т 3 - Таганрог ТРГТУ, 2003 - С 36-38

12 Кострова Т Г , Бернюков А К Эффективность цифровых устройств обнаружения и устранения неоднозначности отсчета дальности в импульсных PJIC // Цифровая обработка сигналов и ее применение - DSPA-2004 / Труды 6 Междунар конф -М РШРЖР, 2004 Т 2 - С 64-67

13 Кострова Т.Г , Николаев В А Применение поляризационной селекции для подавления пассивных помех n-го хода развертки в импульсных обзорных РЛС // Перспективные технологии в средствах передачи информации - ПТСПИ'2003 / Материалы 5 международной научно-технической конференции 1-4 июля 2003 - Владимир Связьоценка, 2003 - С 251-253

14 Kostrov V V , Kostrova Т G , Dyranov Yu V A Second Scan Stroke Echo Signals Suppression Based on the Pattern Recognition // Proceedings of International Radar Symposium - IRS-2003 30 September - 02 October 2003, Dresden, Germany - Bonn DGON, 2003 -Pp 633-636

15 Кострова ТГ, Матвиенко ЕВ Сравнительный анализ методов борьбы с помехами на 2-м ходе развертки в импульсных радиодальномерах // Радиолокационная техника устройства, станции, системы - РЛС-2004 / Тезисы докладов Муром, 2004 - С 16-17

16 Кострова ТГ, Бернюков А К Использование классификации сигналов в частотной области для устранения неоднозначности отсчета дальности в импульсных РЛС // Цифровая обработка сигналов и ее применение — DSPA-2005 / Труды 7 Междунар конф -М. ИПРЖР, 2005 Т1 -С 229-231

17 Патент РФ № 2237259 Способ последетекторной обработки вобулированной пачки радиоимпульсов и устройство для его осуществления / Дыранов Ю В , Костров ВВ, Антуфьев РВ, Кострова ТГ / Заявлено 15 08 02 / Заявка № 2002122343/023481 Класс G 01 S 7/02, G 01 S 13/04 Бюл № 27 от 27 09 2004

Кострова Татьяна Григорьевна

Методы и устройства устранения неоднозначных измерений дальности в импульсных радиотехнических системах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЛР№ 021334 от 13 04 1999 г Подписано в печать 10 09 2007 Формат 60x84/16 Бумага для множит техники Гарнитура TIMES Печать ризография Уел печ л 1,1 Уч-изд л 1,0 Тираж 100 Заказ 1151

Отпечатано в полиграфическом отделе (типографии) Издательско-полиграфического центра Муромского института (филиала) ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет» Адрес 602264, Владимирская область, г Муром, ул Орловская, 23

ВВЕДЕНИЕ.

1 ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛОЖНОЙ ИНФОРМАЦИИ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ НЕОДНОЗНАЧНЫМИ ИЗМЕРЕНИЯМИ, В ИМПУЛЬСНЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

1.1 Основы измерения дальности в импульсных дальномерах

1.2 Общие условия возникновения неоднозначных измерений дальности.

1.3 Возникновение зон неоднозначных измерений в радиодальномерах с большой скважностью.

1.4 Возникновение зон неоднозначных измерений в радиодальномерах с малой скважностью зондирующих импульсов

1.5 Возникновение зон неоднозначных измерений дальности в условиях сверхрефракции.

Выводы к гл. 1.

2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ УСТРАНЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ В ИМПУЛЬСНЫХ РТС.

2.1 Классификация основных методов устранения неоднозначности измерения дальности и борьбы с помехами N го хода развертки.

2.2 Поимпульсное изменение фазы.

2.3 Изменение закона модуляции сложных зондирующих сигналов от импульса к импульсу.

2.4 Применение поляризационной модуляции от импульса к импульсу.

2.5 Применение амплитудной модуляции зондирующих импульсов

2.6 Применение вобуляции межимпульсного интервала.

2.7 Применение кратных частот повторений зондирующего сигнала.

Выводы к гл. 2.

3 УСТРАНЕНИЕ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ДАЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ КЛАССИФИКАЦИИ СИГНАЛОВ.

3.1 Особенности классификации эхо-сигналов.

3.2 Оптимизация канала дополнительной обработки при во-буляции импульсных последовательностей.

3.2.1 Общие алгоритмы байесовской классификации.

3.2.2 Различение сигналов от объектов с однозначным и неоднозначным измерением дальности.

3.2.3. Характеристики обнаружения при использовании КДО, основанного на вычислении логарифма отношения правдоподобия.

3.3 Оптимизация канала дополнительной обработки на основе минимума расстояния.

3.4 Оптимизация канала дополнительной обработки на основе автокорреляционной обработки сигналов.

3.5 Использование обработки в частотной области для классификации вобулированных пачек радиоимпульсов.

Выводы к гл. 3.

4 ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ПОДАВЛЕНИЯ ЛОЖНЫХ ЭХО-СИГНАЛОВ В РАЗЛИЧНЫХ ЗАДАЧАХ РА-ДИОДАЛЬНОМЕТРИИ.

4.1 Особенности раскрытия неоднозначного измерения дальности в радиодальномерах с квазинепрерывным излучением

4.2 Отображение в радиодальномерах информации о целях, находящихся за пределами однозначного измерения дальности

4.3 Разработка алгоритма формирования признака НИП.

Выводы к гл. 4.

Повышение эффективности методов и устройств обнаружения сигналов и измерения их параметров при наличии помех, в том числе сигналов в радиодальномерах, является важной народнохозяйственной задачей, решение которой способствует повышению качества выпускаемых радиотехнических систем и обороноспособности страны. Современные принципы построения устройств обнаружения сигналов ориентированы на цифровую обработку сигналов и широкое использование средств вычислительной техники. Это позволяет с наименьшими затратами обеспечить высокое качество, точность и достоверность получаемой информации, а также реализовать более сложные и эффективные алгоритмы.

Обнаружение сигналов и определение расстояния являются основными задачами радиодальномеров и ряда акустических устройств (эхолотов, дефектоскопов и др.) систем дистанционного наблюдения. Воздействие помех и шумов приводит к маскировке полезных сигналов и вносит неопределенность в результаты обработки наблюдаемого процесса. Одним из видов помех, которые возникают в импульсных радиодальномерах, является класс так называемых помех на N-ou ходе развертки, N>1 [7]. В качестве помехи на N-ом ходе развертки выступают сигналы от объектов, находящихся за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности. Неоднозначное измерение дальности в импульсных дальномерах является их неотъемлемым свойством, поэтому задача устранения неоднозначности отсчета дальности и задача снижения влияния действия помехи на N-ом ходе развертки тесно связаны.

Помехи на N-ом ходе развертки оказывают отрицательное влияние на характеристики импульсных радиодальномеров, приводят к большим ошибкам измерения дальности, увеличивают уровень боковых лепестков сжатого сигнала и фильтров устройств селекции подвижных целей [7]. Сигналы ложных целей, вызванные помехами на N-ом ходе развертки, статистически не отличимы от сигналов целей, находящихся в пределах однозначного измерения дальности. Поэтому такие отметки поступают на устройство измерения координат, на процессор вторичной обработки информации и затрудняют работу оператора. При наличии устойчивой помехи за несколько обзоров происходит обнаружение и захват траектории ложной цели, т.е. процессор вторичной обработки начинает формировать ложную информацию об обстановке в зоне ответственности радиодальномера. Большое количество таких помех приводит к перегрузке вычислительных средств и возможной потере сопровождения полезных целей.

Поскольку помеха на iV-ом ходе развертки является ложной, то необходимо применение специальных мер по устранению неоднозначности измерения дальности или подавления подобных помех. Они аналогичны сигналу, поэтому бороться с такого рода помехами затруднительно. Большой вклад в разработку методов и алгоритмов снижения помех на N-ом ходе развертки внесли отечественные и зарубежные ученые: М.И.Финкельштейн, В.В.Григорин-Рябов, П.А.Бакулев, В.И.Раков, Ю.Г.Сосулин, А.И. Перов, Р.Довиак, Д.Зрнич, Ч.Мюэ, М.Сколник, Я.Д.Ширман, А.В. Оппенгейм и др. Не смотря на то, что проблема устранения неоднозначных и однозначных измерений имеет давнюю историю, интерес к ее решению не спадает в настоящее время [98, 99].

Анализ опубликованных работ [7-9, 29, 35, 39, 54-57, 59-68, 71, 72, 75-80, 82, 83, 89, 96-99] показывает, что известные методы и результаты характеризуются следующими ограничениями:

1. Основное внимание уделяется подавлению помех на 2-м ходе развертки. Недостаточно исследованы вопросы устранения неоднозначности измерений в общем случае прихода сигналов с 2-го, 3-го и т.д. интервалов неоднозначности.

2. Мало внимания уделяется вероятностному анализу алгоритмов и устройств снижения уровня помех на vV-ом ходе развертки, результаты которого служат основой для сравнения и оценки эффективности различных технических решений.

-63. Недостаточно исследованы вопросы различения сигналов с однозначным и неоднозначным измерением дальности и помех в виде хаотических импульсных последовательностей (непреднамеренные импульсные помехи).

4. Мало внимания уделяется методам устранения неоднозначности измерения дальности в импульсных радиодальномерах с квазинепрерывным излучением при использовании сложных зондирующих сигналов.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная техническая и научная проблема дальнейшего развития методов устранения неоднозначности измерения дальности и разработки новых эффективных алгоритмов снижения помех на N-ом ходе развертки, расширения сферы их практического применения для импульсных дальномеров различных классов.

Основная цель диссертационной работы состоит в развитии методов устранения неоднозначности измерений дальности в импульсных радиодальномерах и разработке алгоритмов и структур обработки эхо-сигналов, использование которых позволяет повысить эффективность обнаружения целей и защиты от воздействия помех на N -ом ходе развертки.

Основные задачи. Для достижения данной цели было необходимо:

• провести анализ различных методов устранения неоднозначных измерений дальности, используемых в современных импульсных дальномерах;

• разработать и обосновать новые высокоэффективные алгоритмы и устройства устранения неоднозначности измерений дальности;

• разработать принципы построения и методологию выбора параметров канала дополнительной обработки, используемого для классификации целей, расположенных в зонах однозначного и неоднозначного измерения дальности;

• провести синтез и исследовать эффективность работы обнаружителей сигналов с каналом дополнительной обработки, построенном на базе теории распознавания образов;

• провести синтез и анализ эффективности работы удобных для реализации в цифровой форме алгоритмов устранения неоднозначности отсчета с использованием обработки эхо-сигналов в частотной области;

• выполнить статистическое моделирование и провести сравнительный анализ эффективности известных и разработанных устройств, обеспечивающих с высокой вероятностью устранение неоднозначности измерения дальности.

Кроме того, в рамках поставленных задач исследований было необходимо:

• обосновать и разработать новые модели эхо-сигналов от целей, находящихся за пределами однозначного измерения дальности, для проведения статистического эксперимента при моделировании процессоров сигналов импульсных дальномеров;

• изучить возможности применения вобуляции периода повторения зондирующих сигналов для селекции непреднамеренных импульсных помех.

Научная новизна диссертационной работы. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты.

1. Для импульсных радиодальномеров решена задача снижения вероятности обнаружения ложных эхо-сигналов от целей, расположенных за пределами однозначного измерения дальности, до уровня 0,02 и менее. Задача решена на основе использования методов теории распознавания образов.

2. Предложены способ и устройство обработки эхо-сигналов во временной и частотной областях для импульсных радиодальномеров с вобуляцией периода повторения зондирующих сигналов.

3. Получены статистические характеристики устройств обнаружения во-булированных импульсных сигналов с одновременным устранением неоднозначности измерений дальности.

4. Проведены исследования и найдены количественные оценки эффективности качества работы известных алгоритмов и устройств устранения неоднозначных измерений дальности и предлагаемого метода, основанного на распознавании образов вобулированных пачек импульсов, что позволяет произвести выбор наиболее эффективного метода с учетом возможностей реализации.

5. Предложен алгоритм обработки сигналов в когерентном импульсном радиодальномере с квазинепрерывным сложным сигналом и вобуляцией периода повторения зондирующих сигналов, а также методика отображения отметок от целей, находящихся за пределами рабочей зоны дальномера.

6. Разработан новый алгоритм классификации непреднамеренных импульсных помех и пачек вобулированных импульсов с однозначным и неоднозначным измерением дальности.

Практическое значение результатов работы определяется тем, что они могут использоваться при разработке радиотехнических устройств обработки импульсных последовательностей (или пачек импульсных сигналов), обеспечивающих с высокой вероятностью устранение неоднозначности отсчета при измерении дальности в импульсных радиодальномерах. Положительный эффект достигается путем применения вобуляции периода повторения зондирующих сигналов и введения в тракт обнаружения канала дополнительной обработки, работа которого основана на использовании предложенных в диссертации алгоритмов и структур.

К числу наиболее значимых для практики результатов относятся:

- принципы построения и структурные схемы процессоров первичной обработки пачек импульсных радиосигналов с устройствами подавления помех "второго хода развертки" в импульсных радиодальномерах с круговым обзором пространства;

- принципы построения и структурные схемы устройств специальной обработки импульсных сигналов для устранения неоднозначности отсчета измерения дальности в радиодальномерах с квазинепрерывным излучением;

- результаты анализа методов амплитудной модуляции импульсов, поим-пульсной смены поляризации, фазы и кода сложных сигналов для снижения уровня помех на 2-ом ходе развертки;

- результаты сравнительного анализа алгоритмов «к из п» и «к подряд из п» при использовании их в канале дополнительной обработки для снижения вероятности обнаружения помех на 2-ом ходе развертки;

- результаты сравнительного анализа алгоритмов на основе распознавания при использовании их в канале дополнительной обработки для снижения вероятности обнаружения помех на iV-ом ходе развертки при вобуляции зондированного сигнала;

- программы моделирования на ЭВМ различных режимов работы аппаратуры обнаружения маловысотной радиолокационной станции кругового обзора со сложным зондирующим сигналом.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационных исследований использованы: в хоздоговорных научно-исследовательских работах «Исследование технических характеристик и разработка предложений по модернизации составных частей изделия 39Н6» (НИР № 2585/01, 2001/2002 г.г.); «Исследование методов улучшения тактико- технических характеристик маловысотной PJTC за счет снижения УБЛ, стабилизации энергетического потенциала и автоматической компенсации помех» (НИР № 2817/02, 2002/2003 г.г.); «Исследование методов и алгоритмов первичной и вторичной обработки радиолокационной информации» (НИР № 2939/03, 2003 г.); «Исследование целочисленных функций для весовой обработки J14M сигналов и разработка предложений по модернизации блока ЦОС изделия Гамма-С1Е» (НИР № 2974/03, 2003 г.); «Исследование методов и алгоритмов устранения неоднозначности измерения дальности в импульсных РЛС» (НИР № 80-03, 2004 г.); в госбюджетных научно-исследовательских работах «Методы, алгоритмы и программные средства оценочно- корреляционной обработки информации в частотной и частотно-временной областях» (шифр ГОО-4.2-1, НИР № 401-01-01, МАИ (ГТУ), 2001/2002 г.г.), выполненной при поддержке гранта Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям, раздел «Информатика», подраздел «Средства ввода, хранения, обработки и передачи информации»; «Методы и устройства активно-пассивной радиолокации и их применение в автоматизированных системах обеспечения безопасности движения летательных аппаратов» (шифр 205.05.01.057, НИР № ГБ-358/03, МИ ВлГУ, 2003/ 2004 г.г.), выполненной в рамках научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Новые авиационные, космические и транспортные технологии», раздел «Прогрессивные транспортные технологии и безопасность».

Практические результаты диссертации использованы при разработке, испытании и производстве аппаратуры цифровой обработки маловысотной РЛС кругового обзора со сложным зондирующим сигналом, при проектировании систем ближней радио- и звуковой локации и слежения за внешними источниками звука и внедрены в ОАО «Муромский завод радиоизмерительных приборов» и ОАО «Муромский радиозавод», что подтверждается соответствующими актами внедрения.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для решения задачи совершенствования импульсных дальномеров, в том числе:

1. Способ и устройство обработки вобулированной пачки радиоимпульсов (патент РФ на изобретение № 2237259), позволяющие существенно снизить вероятность обнаружения помех на N -ом ходе развертки в импульсном дальномере и устранить неопределенность в измерении дальности.

2. Алгоритм и структурная схема устройства обработки вобулированной пачки радиоимпульсов на основе анализа автокорреляционной функции, позволяющие обеспечить высокую эффективность обеспечения однозначных измерений.

3.Метод обработки вобулированной пачки радиоимпульсов в частотной области, позволяющий использовать эффективные вычислительные алгоритмы при реализации в цифровом виде.

4. Результаты моделирования и сравнительного анализа различных алгоритмов обнаружения сигналов при использовании методов снижения помех на N-ом ходе развертки, позволяющие оценить потери в пороговой мощности сигнала и оптимизировать структуру и параметры обнаружителя- классификатора в различных режимах работы импульсного дальномера.

Методы проведения исследований. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы цифровой обработки радиотехнических сигналов, их спектрального и корреляционного анализа, теории вероятностей, теории случайных процессов, теории проверки статистических гипотез, теории оптимального обнаружения сигналов, а также методы статистической радиотехники и метод статистических испытаний.

Обоснованность и достоверность положений, выводов и рекомендаций подтверждается соответствием теоретических и экспериментальных характеристик обнаружения сигналов; использованием общепринятых критериев качества функционирования радиотехнических систем; использованием классических методов моделирования случайных процессов, методов математической статистики и статистической радиотехники.

Основные публикации по работе. По тематике исследований получен патент РФ на изобретение № 2237259 и опубликовано 16 печатных работ, в том числе 2 статьи в журнале, включенном в перечень ВАК, 6 статей в сборниках научных трудов, 8 докладов и тезисов докладов в трудах конференций и симпозиумов.

Апробация работы. По материалам диссертации представлено и сделано 10 докладов на следующих конференциях: «German Radar Symposium» - GRS-2002. Bonn, Germany. 3-5 September 2002; Всероссийская научная конференция «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике» -СРСА-2003. Муром, Россия. 1 - 3 июля 2003; 5-я Международная научно-техническая конференция «Перспективные технологии в средствах передачи информации» - ПТСПИ-2003. Владимир, Россия. 1 - 4 июля 2003; «International Radar Symposium» - IRS-2003. Dresden, Germany. 30 September -02 October 2003; Международная научная конференция «Системный подход в науках о природе, человеке и технике» - С-2003. Таганрог, Россия. 20 - 22 ноября 2003; Научно-практическая конференция «Радиолокационная техника: устройства, станции, системы» - PJIC-2004. Муром, Россия. 2-4 июня 2004; 6-я Международная конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение» - DSPA-2004. Москва, Россия. 31 марта - 2 апреля 2004; 7-я Meждународная конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение» - DSPA-2005. Москва, Россия. 16-18 марта 2005.

Личный творческий вклад автора. Автором формировались основные принципы и положения исследований по теме диссертации. Автору принадлежит идея постановки основных теоретических задач, создание алгоритмов и программ для расчетов на ЭВМ, разработка методики обработки результатов моделирования, инициатива проведения ряда экспериментальных исследований, интерпретация теоретических и экспериментальных результатов, выводы и рекомендации по материалам исследований. В работах, написанных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: в работах [Al, А8, А10, А13, А18] предложены модели эхо-сигналов целей, находящихся за пределами однозначного измерения дальности, принципы построения канала дополнительной обработки на основе классификации сигналов, разработаны структурные схемы канала дополнительной обработки и методика моделирования для расчета вероятности подавления ложных эхо-сигналов; в работах [А2, А7] разработана методика проведения натурного эксперимента для исследования устройств поляризационной селекции для подавления помех на 2-ом ходе развертки; в работе [А5] предложены и реализованы модели эхо-сигналов целей, находящихся за пределами однозначного измерения дальности; в работах [А6, А9] проведено компьютерное моделирование и исследование эффективности устройств обнаружения при использовании различных алгоритмов в канале дополнительной обработки; в работе [А 14] получены аналитические выражения для расчета дальности радиодальномера в условиях аномального распространения радиоволн.

Примечание: Источники, на которые даны ссылки с буквой «А», содержатся в «СПИСКЕ РАБОТ АВТОРА» (стр. 173-175).

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. В приложении приведен список сокращений, изложена методика моделирования, содержатся копии актов внедрения результатов диссертационной работы.

Выводы к гл. 4

1. Разработана и обоснована структурная схема импульсного радиодальномера с квазинепрерывным излучением сложного зондирующего сигнала, в котором за счет классификации сигналов от целей с однозначным и неоднозначным отсчетом обеспечивается устранение неоднозначности измерения дальности и обеспечивается когерентное (или некогерентное) накопление сигналов, что способствует повышению эффективности обнаружения объектов дистанционного наблюдения.

2. Для импульсных радиодальномеров с вобуляцией зондирующих импульсов разработана методика отображения информации об объектах, расположенных за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности. Использование канала дополнительной обработки позволяет получить дополнительную информацию о воздушной обстановке за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности, что особенно важно для систем УВД.

3. Проведен анализ влияния непреднамеренных импульсных помех на работу обнаружителя сигналов в радиодальномере с каналом дополнительной обработки. Показано, что использование в канале дополнительной обработки классификатора пачек импульсов позволяет получить в области пороговых отношений сигнал-шум максимальное значение вероятности обнаружения НИП порядка 0,7. При больших отношениях сигнал-шум вероятность обнаружения НИП целей стремится к нулю, что является достоинством данной структуры обработки. Также показано, что поведение характеристик обнаружения НИП слабо зависит от количества импульсов в пачке. Для повышения качества классификации целей, находящихся в пределах зоны однозначного измерения дальности, целей, расположенных в пределах зоны неоднозначного измерения, и НИП разработан алгоритм формирования признака на основе анализа фазовой структуры пачки (степени когерентности радиоимпульсов внутри пачки). Результаты моделирования показали, что для пачки 20 импульсов использование дополнительного критерия приводит к снижению вероятности неправильной классификации НИП в точке максимума с 0,7 до уровня менее 0,1.

-161 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом исследований, проведенных в диссертационной работе, является разработка и анализ методов, алгоритмов и устройств устранения неоднозначных измерений дальности в импульсных радиотехнических системах, позволяющих повысить эффективность измерительных радиотехнических систем. Получены следующие результаты:

1. На основе расчета и анализа диаграмм зон видимости импульсных дальномеров показано, что наиболее мощными помехами, дающими ложную информацию, являются помехи на 2-ом ходе развертки. Отмечается что, сигналы от объектов, находящихся за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности воспринимаются как сигналы от целей, находящихся в пределах однозначного измерения дальности, и являются статистически не отличимыми от них.

2. Разработана методика расчета энергетических параметров радиодальномера, отношения сигнал-шум при распространении радиоволн в тропосферном волноводе. Доказано, что в условиях сверхрефракции возможно возникновение нескольких зон неоднозначного измерения дальности. Показано, что особую актуальность устранение неоднозначности измерений имеет в судовых и береговых радиотехнических системах измерения дальности.

3. Проведен анализ метода поимпульсного изменения фазы по случайному закону для устранения неоднозначности измерения дальности, который показал, что данный метод не позволяет полностью решить проблему неоднозначности измерений дальности. При увеличении мощности (отношение сигнал-шум q-*co) эхо-сигналов от целей, находящихся за пределами однозначного измерения дальности, вероятность их обнаружения растет и стремится к 1, а пороговое отношение сигнал-шум для таких сигналов увеличивается на 11.33 дБ при числе импульсов в пачке 10.1000.

-1624. Рассмотрен и проанализирован метод с использованием изменения от импульса к импульсу закона модуляции сложных зондирующих сигналов. Показано, что последовательная смена вида закона внутриимпульсной модуляции в диапазоне изменения базы В = 30. 1000 позволяет получить степень подавления ложных сигналов в пределах 11.26 дБ для частотно модулированных сигналов и 5. 17 дБ при использовании сложных сигналов с внутриимпульсной фазовой кодовой манипуляцией. Исключение составляют только последовательности с нулевой кросс-корреляционной функцией.

5. Рассмотрен метод разделения эхо-сигналов с однозначным и неоднозначным измерением дальности с использованием поляризационного кодирования зондирующих сигналов от импульса к импульсу. На основе полученных экспериментальных данных показано, что поимпульсная модуляция по поляризации зондирующих радиоимпульсов позволяет достичь ослабления сигналов от ложных целей на 15.22 дБ в случае использования ортогональной поляризации. При поимпульсном переключении направления вращения круговой поляризации излучаемой волны уровень помех снижается на 10 дБ.

6. Проведен анализ метода с использованием амплитудной модуляции зондирующих импульсов. Результаты моделирования показали, что при увеличении отношения сигнал-шум вероятность неправильного устранения неоднозначности измерения дальности сначала растет, достигает некоторого максимального значения Z)max, а затем монотонно уменьшается и стремится к нулю. Показано, что величина Dmax существенно зависит от глубины амплитудной модуляции и для достижения приемлемого для практики значения вероятности Апах менее 0,1 глубина амплитудной модуляции зондирующих импульсов должна быть не менее 70%.

7. Проведен анализ устройств с использованием вобуляции межимпульсного интервала последовательности зондирующих импульсов. Показано, что за счет изменения структуры пачки импульсов на выходе устройства обработки пороговое отношение сигнал-шум увеличивается на 2,5.4 дБ в зависимости от количества обрабатываемых импульсов. Проведенный расчет характеристик обнаружения сигналов от целей, находящихся в зоне и за пределами однозначного измерения, при использовании в канале дополнительной обработки критериев "к из и" и "к подряд из п" показал, что потери в пороговой мощности сигнала от цели, находящейся в зоне однозначного измерения дальности, составляют 0,5.3,5 дБ, а вероятность неправильного устранения неоднозначности измерений достигает некоторого постоянного значения 0,1.0,5, зависящего от цифрового порога в канале дополнительной обработки.

8. Для дальномеров с вобуляцией периода следования зондирующих сигналов разработаны новые способ и устройство (патент РФ № 2237259) для обеспечения однозначного измерения дальности, основанные на классификации сигналов. Показано, что с увеличением отношения сигнал-шум вероятность правильного распознавания сигналов от цели, находящейся в пределах интервала однозначного измерения, увеличивается и стремится к 1. Вероятность ошибочной классификации сигналов от цели, находящейся в зоне неоднозначного измерения дальности, достигает максимального значения 0,02.0,1 в области пороговых сигналов, а затем уменьшается и стремится к нулю. Разработаны высокоэффективные алгоритмы и структурные схемы устройства обеспечения однозначных измерений на основе анализа минимума расстояния, на основе анализа автокорреляционной функции пачки импульсов, на основе анализа пачек импульсов в частотной области.

9. Разработаны и обоснованы структурные схемы импульсного радиодальномера с квазинепрерывным излучением сложного зондирующего сигнала, в котором за счет классификации сигналов от целей с однозначным и неоднозначным отсчетом обеспечивается устранение неоднозначности измерения дальности, что способствует повышению эффективности РТС. Для радиодальномеров с вобуляцией разработана методика отображения информации об объектах, расположенных за пределами максимальной однозначно измеряемой дальности.

-16410. На основе предложенного метода обработки пачки вобулированных импульсов и использования дополнительного критерия разработан алгоритм классификации пачек импульсов с однозначным измерением дальности, пачек импульсов с неоднозначным измерением и непреднамеренных импульсных помех. Разработанный алгоритм позволяет снизить в области пороговых отношений сигнал-шум максимальное значение вероятности обнаружения НИП с 0,7 до уровня менее 0,1. При больших отношениях сигнал-шум вероятность обнаружения НИП целей стремится к нулю, что является достоинством данной структуры обработки.

11. Материалы диссертационной работы использованы при разработке, испытании и производстве аппаратуры цифровой обработки сигналов радио-дальномерного канала маловысотной PJIC кругового обзора со сложным зондирующим сигналом; использованы в процессе проектирования систем ближней радио- и звуковой локации и слежения за внешними источниками звука. Предложенные в работе методы обработки сигналов позволяют оптимизировать структуру обнаружителя в различных режимах работы радиодальномера, сократить в 1,5.2 раза временные затраты на этапе проектирования, повысить эффективность и качество работы выпускаемой и разрабатываемой аппаратуры.

Все вновь разработанные алгоритмы подходят для реализации на элементах цифровой схемотехники, что позволяет достичь максимальной вычислительной эффективности данных алгоритмов, стабильности в работе. Материалы диссертационной работы нашли применение в промышленности.

Таким образом, достигнута цель работы - разработаны новые и исследованы известные методы и алгоритмы снижения вероятности возникновения неоднозначных измерений дальности, направленные на получение более достоверной информации о расстоянии до исследуемого объекта.

-165

1. Авдеев В.В., Лихарев В.А. Оптимизация параметров цифрового устройства определения центра пачки эхо-импульсов // Вопросы помехоустойчивости и разрешающей способности радиотехнических систем. М.: Энергия, 1967. — С.121-124.

2. Аоки М. Оптимизация стохастических систем. М.: Наука, 1971. -424 с.

3. Арманд Н.А., Андрианов В.А., Ракитин Б.В. и др. Приземные зоны видимости РЛС с учетом влияния сферичности Земли и радиорефракции. Препринт №15 (238). -М.: ИРЭ АН СССР, 1977. 78 с.

4. Ахмед Н., Рао К.Р. Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов. М.: Связь, 1980. - 248 с.

5. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. М.: Радиотехника, 2004. -320 с.

6. Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы. М.: Радио и связь, 1994. - 296 с.

7. Бакулев П.А., Степин В.М. Методы и устройства селекции движущихся целей. -М.: Радио и связь, 1986. 288 с.

8. Бакут П.А., Большаков И.А., Герасимов Б.М. и др. Вопросы статистической теории радиолокации. Т. 1. М.: Сов. радио, 1963. - 424 с.

9. Баранова Г.В. Квазиоптимальные алгоритмы оценивания дальности до цели в импульсно-доплеровской РЛС // Вопросы радиоэлектроники. Серия РЛТ. 2005. Вып. 1. С.87-92.

10. Бартон Д. Радиолокационные системы. М.: Военное изд-во, 1967. -480 с.

11. Бернюков А.К. Распознавание помех при радионавигации и посадке самолетов // Известия вузов. Радиоэлектроника. 1986. Т.29. № 7. С.54-59.

12. Бернюков А.К. Дискретная и цифровая обработка информации: Практикум. Владимир: Владим. гос. ун-т, 2001. - 84 с.-16613. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов. М.:1. Мир, 1989.-448 с.

13. Бобров Д.Ю., Доброжанский А.П., Зайцев Г.В. и др. Цифровая обработка сигналов в многофункциональных PJIC. Часть 1: Принципы разработки. Преобразование сигнала в цифровую форму // Цифровая обработка сигналов. 2001. №4. С.2-11.

14. Бобров Д.Ю., Доброжанский А.П., Зайцев Г.В. и др. Цифровая обработка сигналов в многофункциональных PJIC. Часть 2: Алгоритмы обработки радиолокационных сигналов // Цифровая обработка сигналов. 2002. №1. С.28-39.

15. Бычков С.И., Пахолков Г.А., Яковлев В.Н. Радиотехнические системы предупреждения столкновений самолетов. М.: Сов. радио, 1977. - 272 с.

16. Вакин С.А., Шустов J1.H. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. радио, 1968. - 448 с.

17. Валеев В.Г., Сосулин Ю.Г. Обнаружение квазидетерминированного сигнала с одновременным измерением его параметров // Теория и техника радиолокации. -М.: Машиностроение, 1971. С. 172-189.

18. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. В 3-х томах. Пер. с англ. -М.: Сов. радио, Т.1, 1972. 744 е.; Т.2, 1975. - 344 е.; Т.З, 1977. -664 с.

19. Василенко Г.И. Голографическое опознавание образов. М.: Сов. радио, 1977.-328 с.

20. Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. -208 с.

21. Вишин Г.М. Селекция движущихся целей. М.: Воениздат, 1966. -276 с.

22. Вузман П.М. Класс последовательностей для фазовой манипуляции сигналов // Радиотехника. 1967. Т.22. № 9. С.77-81.-16724. Выборное Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия,1985.-256 с.

23. Голев К.В. Расчет дальности действия радиолокационных станций. -М.: Сов. радио, 1962. 204 с.

24. Гуткин Л.С. Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуа-ционных помехах. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 488 с.

25. ГОСТ 25655-83. Станции радиолокационные посадочные. Типы, основные параметры, технические требования и методы испытаний.

26. ГОСТ 25658-83. Станции радиолокационные обзорные для управления воздушным движением. Типы, основные параметры, технические требования и методы испытаний.

27. Довиак Р., Зрнич Д. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 512 с.

28. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ. М.: Наука, 1987. - 240 с.

29. Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества. -М.: Высш. школа, 1988. -368 с.

30. Жуковский А.П., Оноприенко Е.И., Чижов В.И. Теоретические основы радиовысотометрии. М.: Сов. радио, 1979. - 320 с.

31. Журавлев Ю.И., Гуревич И.Б. Распознавание образов и распознавание изображений // В кн. Распознавание классификация, прогноз. Математические методы и их применение. Вып.2. М.: Наука, 1989.

32. Защита от радиопомех. / Под ред. В.М. Максимова. М.: Сов. радио, 1976.-496 с.

33. Защита радиолокационных систем от помех. Состояние и тенденции развития. / Под ред. А.И.Канащенкова и В.И.Меркулова. М.: Радиотехника, 2003.-416 с.

34. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. М.: Связь, 1971. - 440 с.

35. Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем. Возможности и ограничения. М.: ИПРЖР, 2002. - 176 с.

36. Колесов В.В., Беляев Р.В., Воронцов Г.М. Цифровой генератор случайных чисел на основе алгоритма хаотического сигнала // Радиотехника и электроника. 2001. Т.46.№11. С.1361-1367.

37. Колтышев Е.Е., Петров В.В., Янковский В.Т. Алгоритм измерения дальности в радиолокационных станциях с квазинепрерывными сигналами // Радиотехника, 2002. №5. С. 15-21.

38. Костров В.В., Терсин В.В., Богатов А.Д. Фазовый метод определения частоты Доплера по пачке неэквидистантных радиоимпульсов // Радиотехника (журнал в журнале). 2006. № 11. С.98-100.

39. Красюк Н.П., Коблов B.JL, Красюк В.Н. Влияние тропосферы и подстилающей поверхности на работу PJIC. М.: Радио и связь, 1988. - 216 с.

40. Котоусов А.С. Различение детерминированных сигналов в квазиде-терминированном потоке импульсов // Проблемы передачи информации. 1976. Т.12. Вып.1. С.41-47.

41. Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. -М.: Сов. радио, 1967. 400 с.

42. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. М.: Сов. радио, 1971.-568 с.

43. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. -М.: Радио и связь, 1989. 656 с.

44. Литюк В.И. Синтез систем радиолокационных ФМ сигналов // Всесоюзная НТК «Цифровые методы обработки сигналов и изображений». Тезисы докладов. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1991. С. 12-13.

45. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. М.: Сов. радио, 1973.-456 с.

46. Мардиа К. Статистический анализ угловых наблюдений. М.: Наука, 1978.-240 с.

47. Марпл-мл. С.Л, Цифровой спектральный анализ и его приложения. -М.: Мир, 1990.-584 с.

48. Миленький А.В. Классификация сигналов в условиях неопределенности. М.: Сов. радио, 1975. - 328 с.

49. Митяшев Б.Н. Определение временного положения импульсов при наличии помех. М.: Сов. радио, 1962. - 200 с.

50. Мюэ Ч.Е., Картлидж Л., Драри и др. Новые технические решения в радиолокационных станциях службы движения // ТИИЭР. 1974. Т.62. № 6. С.77-86.

51. Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. М.: Радио и связь, 1984. - 152 с.

52. Нилов М.А., Безуглов А.В., Быстров Н.Е., Ушенин А.Б. Построение радиолокаторов со сложными квазинепрерывными сигналами // Радиотехника, 1997. №8. С.52-56.

53. Обработка сигналов в радиотехнических системах: Учеб. пособие для вузов. / Под ред. А.П. Лукошкина. Л.: Изд. ЛГУ, 1987. - 400 с.

54. Окунев Ю.Б., Яковлев Л.А. К обоснованию алгоритма автокорреляционного метода приема сигналов // Радиотехника, 1969. Т.24. №7. С. 10-15.

55. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем. М.: Радио и связь, 2003. - 400 с.

56. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин JLM. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. М.: Радиотехника, 2003.-416 с.

57. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник. В 2-х книгах. М: Машиностроение, Кн. 1, 1986. - 488 е.; Кн. 2, 1986.-352 с.

58. Радиолокационная система посадки самолетов РСП-10МН-1. Кн. 2. Техническое описание. 1990. 648 с.

59. Радиолокационные измерители дальности и скорости. Том 1. / Под ред. В.Н.Саблина. М.: Радио и связь, 1999. - 420 с.

60. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения) / Под ред. В.В. Григорина- Рябова. М.: Сов. радио, 1970. - 680 с.

61. Радиотехнические системы: Учеб. для вузов / Под ред. Ю.М. Казари-нова. М.: Высш. школа, 1990. - 496 с.

62. Радиоэлектронные системы: основы теории и построения. Справочник / Под ред. Я.Д.Ширмана. М.: ЗАО "Маквис", 1998. - 828 с.

63. Родимов А.П., Поповский В.В. Статистическая теория поляризацион-но-временной обработки сигналов и помех в линиях связи. М.: Радио и связь, 1984.-272 с.

64. Рыбин А.К. Классификация слабых сигналов на фоне негауссовых помех // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1972. № 5. С.167-175.

65. Рындык А.Г. Алгоритмы устранения неоднозначности измерения дальности импульсно-фазовым методом // Известия вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1986. Т.29. №7. С.46-50.

66. Рындык А.Г., Полов К.П., Пучков С.А. Однозначное измерение дальности на фоне пассивных помех // Известия вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1988. Т.31. №4. С.37-42.

67. Самсоненко С.В. Цифровые методы оптимальной обработки радиолокационных сигналов. -М.: Воениздат, 1968. 320 с.

68. Себестиан Г.С. Процессы принятия решений при распознавании образов. -Киев: Техника, 1965. 152 с.

69. Сосновский А.А., Хаймович И.А. Авиационная радионавигация. Справочник. М.: Транспорт, 1980. - 255 с.

70. Сосулин Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. -М.: Сов. радио, 1978. 320 с.

71. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. М.: Радио и связь, 1992. - 304 с.

72. Сосулин Ю.Г., Костров В.В. Обнаружение и классификация сигналов на основе оценочно-корреляционной статистики // Радиотехника и электроника. 2002. Т.47. №3. С.322-333.

73. Справочник по радиолокации. В 4-х томах. / Под ред. М. Сколника. -М.: Сов. радио, Т.1, 1976. 456 е.; Т.2, 1977. - 408 е.; Т.З, 1979. - 528 е.; Т.4, 1978.-376 с.

74. Справочник по радиоэлектронным системам. В 2-х томах. Т.2 / Под ред. Б.Х. Кривицкого. -М.: Энергия, 1979. 368 с.

75. Стратонович P.J1. Принципы адаптивного приема. М.: Сов. радио, 1973.- 144 с.

76. Судовые радионавигационные приборы / Коновалов В.В., Кузнецова Л.И., Мельников Н.П., Причкин О.Б. М.: Транспорт, 1989. - 223 с.

77. Теоретические основы радиолокации / Под ред. В.Е. Дулевича. М.: Сов. радио, 1978.-608 с.

78. Теория электрической связи / А.Г.Зюко, Д.Д. Кловский, В.И.Коржик, М.В.Назаров; Под ред. Д.Д. Кловского. -М.: Радио и связь, 1999. 432 с.-17285. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь,1983.-320 с.

79. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических систем и устройств. М.: Радио и связь, 1991. - 608 с.

80. Трифонов А.П., Шинаков Ю.С. Совместное различение сигналов и оценка их параметров на фоне помех. М.: Радио и связь, 1986. - 264 с.

81. Трофимов К.Н. Помехи радиолокационным станциям. М.: Изд-во ДОСААФ, 1962.-76 с.

82. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. М.: Радио и связь, 1983. -536 с.

83. Фишман М.М. Об одной форме представления логарифма отношения правдоподобия при различении коррелированных гауссовских последовательностей // Радиотехника и электроника. 1981. Т.26. № 4. С.762-770.

84. Шелухин О.И. Негауссовские процессы в радиотехнике. М.: Радио и связь, 1999.-310 с.

85. Шелухин О.И. Радиосистемы ближнего действия. М.: Радио и связь, 1989.-240 с.

86. Ширман Я.Д., Горшков С.А., Лещенко С.П. и др. Методы радиолокационного распознавания и их моделирование // Зарубежная радиоэлектроника. 1996. №11. С.3-62.

87. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. / Под. ред. В.Б.Пестрякова. М.: Сов. радио, 1973. - 424 с.

88. Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации. М.: Радио и связь, 1985.-344 с.

89. Gerlach K.R., Kretchmer F.F. Zero-cross-correlation Complementary Radar Waveform Signal Processor for Ambiguous Range Radars // Scientific and Technical Aerospace Reports (STAR). 1992. V.30. No. 9. Pp. 1443-1444.

90. Golay MJ.E. Complementary Series // Trans. IRE. 1961. Vol.IT-7, April. -Pp.82-87.

91. Ren Li-xiang, Mao Er-ke. Study on HPRF Pulsed Doppler Stepped Frequency Radar System // Proc. of 2006 CIE Int. Conf. on Radar, Shanghai, China. October 16-19, 2006. -Pp.272-275.

92. Levanon N., Mozeson E. Radar Signals. Wiley-Interscience, New-Jersey, 2004.-427 p.

93. Curry G.R. Radar System Performance Modeling. Artech House, Boston-London, 2005.-411 p.1. СПИСОК РАБОТ АВТОРА

94. Sosulin Yu.G., Kostrova T.G., Kostrov V.V. Suppression of Second Scan Stroke Echo Signals in Pulsed Surveillance Radar // Proc. German Radar Symp., Bonn, Germany. September 3-5, 2002. Pp.449-453.

95. Кострова Т.Г. Возникновение ложной информации в импульсных радиолокационных станциях обзорного типа // Системный подход в науках о природе, человеке и технике (С-2003) Материалы международной конференции. Т.З. Таганрог: ТРГТУ, 2003. - С.36-38.

96. Kostrov V.V., Dudarev V.A., Kostrova T.G. Computer Modeling of Air

97. Conditions around Surveillance Radar // Proc. of International Radar Symposium. -IRS-2003. 30 September 02 October 2003, Dresden, Germany. - P.533-536.

98. Kostrov V.V., Kostrova T.G., Dyranov Yu.V. A Second Scan Stroke Echo Signals Suppression Based on the Pattern Recognition. // Proceedings of International Radar Symposium. IRS-2003. Dresden, Germany. 30 September - 02 October 2003. -P.633-636.

99. Кострова Т.Г., Матвиенко E.B. Сравнительный анализ методов борьбы с помехами на 2-м ходе развертки в импульсных радиодальномерах // Радиолокационная техника: устройства, станции, системы. PJIC-2004. / Тезисы докладов. Муром, 2004. С. 16-17.

100. Кострова Т.Г. Исследование эффективности снижения уровня помех в PJIC с поимпульсным изменением фазы зондирующего сигнала // Радиотехника. 2006. № 6.-С.115-118.

101. Кострова Т.Г. Методы снижения вероятности обнаружения помех «N-го хода развертки» в радиодальномерах с вобуляцией межимпульсного интервала // Радиотехника. 2006. № 11. С.90-93.

102. Кострова Т.Г. Применение амплитудной модуляции зондирующих импульсов для устранения неоднозначных измерений дальности // Методы и устройства передачи и обработки информации: Межвуз. сборник научных трудов. Вып. 9.-М.: Радиотехника, 2007. С. 145-150.