Mathematical Model of Complex Radio-Location Portrait of Aim with a Final Number of Bright Points

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorShynkaruk, O. M.
dc.contributor.authorKyrylenko, V. A.
dc.contributor.authorBabii, V. A.
dc.contributor.authorPolishchuk, V. V.
dc.contributor.authorBabaryka, A. O.
dc.contributor.authorChukanov, A. I.
dc.date.accessioned2022-02-15T14:00:26Z
dc.date.available2022-02-15T14:00:26Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenIntroduction. To form radio-location portrait (RLP) of aim – in the structures and algorithms of modern radar sets (RS), methods based on high identification signals are used. The hereinabove was established by the research analysis concerning the synthesis of RLP and existing approaches to the identification of unknown systems by adaptive methods. These methods imply high requirements for transmitters and prevents their implementation in pulse RS with low-frequency oscillators. This problem can be solved in another way, fit for use in RS with low-stability transmitters. In this case, the aim is regarded as a certain unknown system that brings certain known distortions in the deterministic signal that correspond to its transient response. At active location, the signal is fully known on both the transmitting and receiving sides (probing and echo signals), while spreading in a homogeneous medium, non-linear phase-frequency distortions are not introduced into it. When the adaptive filtering algorithm is applied, its transient feature is formed, to which the optimal weight vector of the synthesized adaptive filter will correspond. Thus, forming RLP in each probing period, it is possible to perform single-angle identification of aims and to realize coherent processing of echo signals, even when using incoherent sources of ultra-high frequencies of probe signals. This allowed us to formulate the purpose of the article, which is to increase the coherence of processing echo signals in pulsed RS with incoherent sources of probing signals. In order to achieve this research goal, the paper analyzes the existing methods of radio-location portrait of aim formation, on the basis of which mathematical models of signals reflected from aims with complex geometric surface shape are exploited, on which simulation work of the developed algorithms is carried out. Theoretical results. The mathematical model of the complex of radio-location portrait of aim image with a finite number of «bright points» has been improved pursuant to the analysis of existing methods of formation of radio-location portrait of aim and identified inconsistencies of existing methods with the modern requirements regarding the use in incoherent pulse radar stations. The model differs from the existing ones as it allows to take into account the amplitude-phase transformations of a complex circumflex of probing signal when reflected from a aim with a complex geometric shape in the azimuthal and longitudinal plane. Results. The simulation results, received with the help of the developed method, showed that RLPs enable to distinguish by visible range bright points on the surface of objects with great accuracy. It is 3-4 times greater than the potential for distinguishing the probing signal caused by the duration of the radio pulse. RLPs also enable to increase the coherence of inter-period signal processing by a value of coherence coefficient from 3 to 6 times (depending on the spatial shape of the aim surface).uk
dc.description.abstractruВступление. На основе проведенного анализа работ в части синтеза радиолокационных портретов целей и существующих подходов к идентификации неизвестных систем адаптивными методами было установлено, что в структурах и методах работы современных радиолокационных средств (РЛС) для формирования радиолокационных портретов целей (РЛПЦ) применяют методы на основе сигналов с высоким разрешением, что обусловливает высокие требования к передатчикам и исключает их реализацию в импульсных РЛС с низкостабильными генераторами сверхвысоких частот, хотя это задание возможно решить другим путем, пригодным для применения в РЛС с низкостабильными передатчиками. В этом случае, цель рассматривается как определенная неизвестна система, которая вносит в детерминированный сигнал определенные известные искажения, соответствующие ее переходной характеристике. Поскольку, при активной локации сигнал полностью известен и на передающей, и на приемной стороне (зондирующий и эхо-сигналы), а при распространении в однородной среде в него не вносятся нелинейные фазочастотные искажения, применив алгоритм адаптивной фильтрации, формируется ее переходная характеристика, которой будет соответствовать оптимальный вектор весовых коэффициентов синтезированного адаптивного фильтра. Таким образом, формируя РЛПЦ в каждом периоде зондирования возможно осуществлять моноракурсную идентификацию целей и реализовать когерентную обработку эхо-сигналов даже при применении некогерентных источников сверхвысоких частот зондирующих сигналов. Это позволило сформировать цель статьи, которая заключается в повышении когерентности обработки эхо-сигналов в импульсных РЛС с некогерентными источниками зондирующих сигналов. Для достижения поставленной цели исследования в работе проведен анализ существующих методов формирования радиолокационных портретов целей, на основе которого разработаны математические модели сигналов отраженных от целей со сложной геометрической формой поверхности, на основе которых проведено имитационное моделирование работы разработанных алгоритмов. Обсуждение полученных результатов. На основе анализа существующих методов формирования радиолокационных портретов целей и определении несоответствий существующих методов современным требованиям в части использования в некогерентных импульсных радиолокационных станциях, усовершенствована математическая модель комплексного радиолокационного изображения цели с конечным количеством ярких точек, которая отличается от существующих тем, что она позволяет учесть амплитудно-фазовые трансформации комплексной огибающей зондирующего сигнала при отражении от цели со сложной геометрической формой в азимутально-дальностной плоскости. Выводы. Как показали результаты моделирования, полученные с помощью разработанного метода РЛПЦ позволяют различать по дальности яркие точки на поверхности объектов с точностью, что в 3-4 раза превышает потенциальные возможности различения зондирующего сигнала, которые обусловлены длительностью радиоимпульса, а также повысить согласованность межпериодной обработки сигналов с значением коэффициента когерентности от 3 до 6 раз (в зависимости от пространственной формы поверхности цели).uk
dc.description.abstractukВступ. На основi проведеного аналiзу робiт в частинi синтезу радiолокацiйних портретiв цiлей та iснуючих пiдходiв щодо iдентифiкацiї невiдомих систем адаптивними методами було установлено, що в структурах та алгоритмах роботи сучасних радiолокацiйних засобiв (РЛЗ) для формування радiолокацiйних портретiв цiлей (РЛПЦ) застосовують методи на основi сигналiв з високим розрiзненням, що обумовлює високi вимоги до передавачiв i унеможливлює їх реалiзацiю в iмпульсних РЛЗ з низькостабiльними генераторами надвисоких частот, хоча це завдання можливо вирiшити iншим шляхом, придатним для застосування в РЛЗ з низькостабiльними передавачами. В цьому випадку, цiль розглядається як певна невiдома система, яка вносить в детермiнований сигнал певнi вiдомi спотворення, що вiдповiдають ї ї перехiднiй характеристицi. Оскiльки, при активнiй локацiї сигнал повнiстю вiдомий i на передавальнiй, i на прийомнiй сторонi (зондуючий i ехо-сигнали), а при розповсюдженнi в однорiдному середовищi в нього не вносяться нелiнiйнi фазо-частотнi спотворення, застосувавши алгоритм адаптивної фiльтрацiї, формується ї ї перехiдна характеристика, якiй буде вiдповiдати оптимальний вектор вагових коефiцiєнтiв синтезованого адаптивного фiльтру. Таким чином, формуючи РЛПЦ в кожному перiодi зондування можливо здiйснювати моноракурсну iдентифiкацiю цiлей i реалiзувати когерентну обробку ехо-сигналiв навiть при застосуваннi некогерентних джерел надвисоких частот зондуючих сигналiв. Це дозволило сформувати мету статтi, яка полягає в пiдвищеннi когерентностi обробки ехо-сигналiв в iмпульсних РЛЗ з некогерентними джерелами зондуючих сигналiв. Для досягнення поставленої мети дослiдження в роботi проведено аналiз iснуючих методiв формування радiолокацiйних портретiв цiлей, на основi якого розробленi математичнi моделi сигналiв вiдбитих вiд цiлей зi складною геометричною формою поверхнi, на основi яких проведено iмiтацiйне моделювання роботи розроблених алгоритмiв. Обговорення отриманих результатiв. На пiдґрунтi аналiзу iснуючих методiв формування радiолокацiйних портретiв цiлей та визначеннi невiдповiдностей iснуючих методiв сучасним вимогам в частинi використання в некогерентних iмпульсних радiолокацiйних станцiях, удосконалено математичну модель комплексного радiолокацiйного зображення цiлi з кiнцевою кiлькiстю яскравих точок, яка вiдрiзняється вiд iснуючих тим, що вона дає змогу врахувати амплiтудно-фазовi трансформацiї комплексної обвiдної зондуючого сигналу при вiдбиттi вiд цiлi зi складною геометричною формою в азимутально-дальнiснiй площинi. Результати. Як показали результати моделювання, отриманi за допомогою розробленого методу РЛПЦ дають змогу розрiзнювати по дальностi яскравi точки на поверхнi об’єктiв з точнiстю, що в 3-4 рази перевищує потенцiйнi можливостi розрiзнення зондуючого сигналу обумовленi тривалiстю радiоiмпульсу, а також пiдвищити когерентнiсть мiжперiодної обробки сигналiв за значенням коефiцiєнта когерентностi вiд 3 до 6 разiв (в залежностi вiд просторової форми поверхнi цiлi).uk
dc.format.pagerangeС. 23-30uk
dc.identifier.citationMathematical Model of Complex Radio-Location Portrait of Aim with a Final Number of Bright Points / Shynkaruk O. M., Kyrylenko V. A., Babii V. A., Polishchuk V. V., Babaryka A. O., Chukanov A. I. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 80. – С. 23-30. – Бібліогр.: 11 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.80.23-30
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46490
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 80uk
dc.subjectradar stationuk
dc.subjectradar signaluk
dc.subjectecho-signaluk
dc.subjectradio-location portrait of aimuk
dc.subjectcomplex circumflexuk
dc.subjecttransient responseuk
dc.subjectрадiолокацiйна станцiяuk
dc.subjectрадiолокацiйний сигналuk
dc.subjectехо-сигналuk
dc.subjectрадiолокацiйний портрет цiлiuk
dc.subjectкомплексна обвiднаuk
dc.subjectперехiдна характеристикаuk
dc.subjectрадиолокационная станцияuk
dc.subjectрадиолокационный сигналuk
dc.subjectэхо-сигналuk
dc.subjectрадиолокационный портрет целиuk
dc.subjectкомплексная огибающаяuk
dc.subjectпереходная характеристикаuk
dc.subject.udc621.396.96uk
dc.titleMathematical Model of Complex Radio-Location Portrait of Aim with a Final Number of Bright Pointsuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_80_23-30.pdf
Розмір:
936.09 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 80