Научная статья на тему 'Методика расчета времени получения информации в радиолокационных станциях с синтезированием апертуры'

Методика расчета времени получения информации в радиолокационных станциях с синтезированием апертуры Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
151
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
RADAR / SYNTHESIZED APERTURE / ULTRAHIGH DISTINCTION / MATCHING FILTER / ADDITIONAL ALGORITHM / THE TIME OF OBTAINING A RADAR IMAGE / THE ARTIFICIAL CREATION OF A PLANE WAVE FRONT / DIGITAL PROCESSING SYSTEM / РАДИОЛОКАЦИЯ / СИНТЕЗИРОВАННАЯ АПЕРТУРА / СВЕРХВЫСОКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ / СОГЛАСУЮЩИЙ ФИЛЬТР / ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ / ВРЕМЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ / ИСКУССТВЕННОЕ СОЗДАНИЕ ПЛОСКОГО ФРОНТА ВОЛНЫ / ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ / РАДіОЛОКАЦіЯ / СИНТЕЗОВАНА АПЕРТУРА / НАДВИСОКЕ РОЗРіЗНЕННЯ / УЗГОДЖЕНИЙ ФіЛЬТР / ДОДАТКОВИЙ АЛГОРИТМ / ЧАС ОТРИМАННЯ РАДіОЛОКАЦіЙНОГО ЗОБРАЖЕННЯ / ШТУЧНЕ СТВОРЕННЯ ПЛОСКОГО ФРОНТУ ХВИЛі / ЦИФРОВА СИСТЕМА ОБРОБКИ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Слюсарчук А. А.

Основными требованиями к современным средствам радиолокации являются получение радиолокационных изображений сверхвысокого разрешения на значительном расстоянии (несколько десятков километров) в масштабе времени, который максимально приближен к реальному. Однако, существуют определенные ограничения, которые в настоящее время затрудняют возможность получения изображения сверхвысокого различия на значительном расстоянии, например, необходимо учесть сферичность фронта волны зондирующего сигнала. В приведенной статье предложена схема процесса обработки сигналов в радиолокационной станции с синтезированием апертуры и, используя схему согласующего фильтра и дополнительные алгоритмы обработки информации, которые вычисляются с помощью цифровой системы обработки, рассчитано ориентировочное время, необходимое для получения изображения, для различных значений разрешающей способности. Анализ рассчитанного времени получения радиолокационной информации сверхвысокого различия при использовании согласованного фильтра и дополнительных алгоритмов показывает, что ведение радиолокационного мониторинга по всему маршруту полета не целесообразно, так как это занимает достаточно длительное время для обработки радиолокационной информации. Поэтому необходимо сначала осуществлять обработку полученного радиолокационного изображения с невысокой разрешающей способностью, а в случае обнаружения представляющих интерес объектов применять дополнительные алгоритмы обработки информации с получением детального радиолокационного изображения об определенном районе или объект с необходимой разрешающей способностью.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Слюсарчук А. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Методика розрахунку часу отримання інформації радіолокаційними станціями з синтезуванням апертури

Introduction. The main requirements for modern air\-borne radar equipment are obtaining ultra-high resolution radar images at a considerable distance (several tens of kilometers) in a time scale that is close to real as possible. However, there are certain limitations that currently complicate the possibility of obtaining an image of a high resolution at a considerable distance, for example, it is necessary to take into account the sphericality of the wave front of the sounding signal. In the given article the method for time calculation of radiological information taking at use of the determining filter and additional algorithms in the aperture synthesis radar station and calculated the time, which is necessary for reception of the image, using the aperture synthesis radar with the various distinctive abilities. Results of the research. To determine the time to get radar images to a modern computer, it is necessary to calculate: the number of readings per element of differentiation along the distance in the strip, over the sloping range; the number of signal counts that are stored in a single channel for coherent filtration at the synthesis interval; the number of channels in the strip of inspection; the number of computer cycles needed to get the total number of readings per element of distinction; the number of cycles for using additional algorithms in processing trajectory signals; the time required to view the area of the site. Conclusions. An analysis of the calculated time for obtaining ultra-high resolution radar information using a matching filter and additional algorithms suggests that radar monitoring throughout the flight is not appropriate as it takes quite a long time to process radar information. Therefore, it is necessary to initially handle the received radar image with low resolution, and in the case of identifying objects of interest, apply additional algorithms for processing information, to obtain a detailed radar image of a specific area or object with the necessary resolution.

Текст научной работы на тему «Методика расчета времени получения информации в радиолокационных станциях с синтезированием апертуры»

УДК 621.396

Методика розрахунку часу отримання

«1 ••• • * * шформаци радюлокацшними станщями з

синтезуванням апертури

Слюсарчук О. О.

Цоитралышй иауково-дослщшш шститут Мшшторства оборони Укра'ши E-mail: scMS81S0ukr.net

Осповпими вимогами до сучаспих засоб!в радюлокацп е отримаппя радюлокациших зображень падвисокого розр1зпешш па зпачшй в!дсташ (дешлька десятшв кглометр1в) у масштаб! часу, який ма-ксимальпо паближепий до реального. Проте, 1спують певш обмежешш, як! па дапий час ускладпюють можлшмсть отрпмаш1я зображеш1я падвисокого розр1зпеппя па зпачшй в!дсташ, папрнклад, пеобх1дпо врахувати сфернчшсть фронту хвил! зопдувалыгого сигналу. У паведешй статт! запропоповапа методика розрахунку часу отримаппя радюлокагцйпо! ¡пформацп при використапш узгоджепого фгльтра та додаткових алгоритм!в радюлокацшпими станщями з сиптезуваппям апертури та розраховапий opieiiTOBiinfi час. який пеобх1дпий для отримаппя зображешш, при р!зпих зпачеппях розр1зшовалыю1 здатпоста. Апал1з розраховапого часу отримаппя радюлокацшпо! ¡пформацп падвисокого розр1зпеппя при використапш узгоджепого фгльтру та додаткових алгоритм!в св!дчить, що ведеппя радюлокацш-пого мошторипгу па всьому маршрут! польоту по е доцглышм. оскгльки це займае досить тривалий час для обробки радюлокациню! ¡пформацп. Тому пеобх1дпо спочатку здшсшовати обробку отримапого радюлокацпшого зображешш з певисокою розр1зшовалыюю здатшстю, а у раз! виявлеппя об'ектав, як! стаповлять штерес, застосовувати додатков! алгоритми обробки ¡пформацп, для отримаппя детального радюлокацпшого зображешш про визпачепий район або об'ект з пеобх1дною розр1зпювалыюю здатшстю.

Ключоег слова: радюлокац1я: сиптезовапа апертура: падвисоке розр1зпеш1я: узгоджепий фгльтр: до-датковий алгоритм: час отримаппя радюлокацпшого зображешш: штучие створешш плоского фронту хвил1: цифрова система обробки

DOI: 10.20535/RADAP. 2018.75.33-39

Постановка задач1

Отримаппя падвисокого розр1знсння радкшока-цшними станщями (РЛС). яке б дозволяло здшсшо-вати розшзнавання цшей до визначеного типу е на тепершнш час актуалышм питаниям.

Необхщно зазначити. що смугова РЛС 1з син-тезованою апертурою збшынено1 далыгосп дп з надвисоким розр1знснням вимагас вщлшення питания щодо сферичносп фронту хвил1 зондувального сигналу. Класична структура ренптки синтсзовано1 апертури (РСА) падвисокого розр1знення [1.2] мае обможоння на добуток розргаиовалышх координат (критерш Лейта). Це дуже жорстко обможоння по дальноста да складас докшька кшометр1в для роз-р1зшовалыго1 здатность яка дор1вшое до„ш мотра.

Водночас при розробщ сучасних розвщувалышх РСА внсуваються внмогн мати далыисть дп декшь-ка десятшв кшометр1в.

Теоретично вщлшення щя' ироблеми викладе-но в [3]. Сутшсть полягае в штучному створенш

плоского фронту хвил1 зондувального сигналу. Для цього тдбът широкосмугов1 сигиали шеля стисно-иия в ириймач1 шддають дискретизащ!. втпрю-ють та запам'ятовують в процей руху нойя РСА на трасктор11 синтезування. Тобто в процей руху фшсуються вщбип сигиали вщ кшьцового сектору висотою. що дор1вшое розр1знсшио за похилою дальшетю в (рис. ).

Дал1 сигиали кожного каналу похилсм дальносп за допомогою цифрових ф1льтр1в роздшяють на сигиали в1д монших по розхйру кшьцевих шдсоктор1в. запам'ятовують та компонують таким чипом, щоб штучно сформувати ввдбитий сигнал в1д дшянки поверхш прямокутно! форми.

Проте. питаниям розрахунку часу, який необхь дний для отримання радюлокащйного зображешш з використанням додаткових алгоритм1в не придь лялось уваги.

Рис. 1. Пояснения аде! штучного створсння плоского фронту хвшп

Анатз останшх достджонь 1 публшацш. в якнх здШсшоеться розрахунок часу, гцо необхвдшш для отрнмання зображення в РЛС [4 15] з синтезуван-ням апертурн при р1зних розр1зшовалышх здатно-стях з використанням додатковнх алгоритм1в оброб-кн шформащ! показав, що до цього часу зазначснс питания не розглядалось.

Метою дано! стати е викладення методики роз-рахунку часу отрнмання радюлокащйно1 шформа-Щ1 при використанш узгодженого фшьтра та додатковнх алгоритм1в радкшокашйними станщями з синтезуванням апертурн.

1 Виклад матер1алу дослщжен-ня

Функционально структурна схема РСА з цифровою обробкою сигнал1в складаеться з високоча-

стотного радкшокашйного тракту (РЛТ). цифрово! системи обробки (ЦСО) та системи ввдображення (СВ) (рис.2).

В дашй статта розглянемо цифрову систему обробки. яка представляв собою узгоджений з сигналом фшьтр. що дозволяс отримати максимальне сшввщношення сигнал/шум [16].

Об'екти та ввдбиваючу поверхшо земл1 можна розглядати у вигляд1 точкових в1дбивач1в. Отже загалышй ввдбитий сигнал це сума вах вщбитих си-гнал1в ввд точкових в1дбивач1в. Для того гцоб отримати радюлокащйне зображення кожного вщбитого елементу земно! поверхш необхщно узгодити характеристики фшьтра з сигналом, який вщбиваеться ввд точкового ввдбивача.

Процес узгодження фшьтру в цифровШ оброб-Ш представлясться у вигляд1 операцш множення сигналу на опорну функцпо та штегрування отри-маних добутшв сигнал1в. Опорна функщя с шщо шше як характеристика фшьтра 1 представляв собою узгоджену з фшьтром кошю сигналу [16].

Комплексш сигнали в ЦСО представляються у вигляд1 двох реалышх сигнал1в. яш ввдповвдають дшенш ид (¿) та уявнш Им (£) частинам комплексного сигналу {/(£) = Ид(¿) + ]!1мВиьйрювання комплексного сигналу ввдбуваеться наступним чином (рис. 3).

Сигнал з виходу шдсилювача прохйжнем частоти и и р (^ посту пае па два фазових детектора (ФД), опорна напру га якнх иот1 (Ь) змпцена по фаз1 одна ввдносно шшо1 на 90° за допомогою фазообертувач1в (ФО). Це дозволяс на виходо фазових детектор1в отримати ввдеосигнали. яш ввдповвдають дшенш та уявшй частинам комплексного сигналу. Дшсна та уявш частини поступають вадповадно в синфазний та квадратурний капали обробки.

Рис. 2. Структурна схема РСА з цифровою системою обробки

Вщбитий сигнал

ППЧ

Unp(t)

"ИФД

ид©

В синфазний канал

Uon(t)

В квадратурний I ^ тг UM(t) канал

-►(ФД I-►

Рис. 3. Схема формування комплексного числа

Для визначення часу отрнмання радюлокащйно-го зображення сучасною ЕОМ скористаемося насту-пною методикою розрахунку часу:

1. Загальна кшьшеть вщл1шв на один елемент розр1знсння по шляхов1й далыгосп у смуз1 огляду за похилою далыистю розраховуеться за формулою:

^г = ^ X (1)

де — кщькшть вщлшв сигналу, яш за-

пам'ятовуються в одному канал1 за вщлзок синте-зування;

Жд — кшьшеть канал1в в смуз1 огляду.

2. Кщьшсть вщлтв сигналу Мп, яи за-пам'ятовуються в одному канал1 для узгоджено! фшьтращ! на штервал1 синтезування Ьс дор1внюе:

Nn —

2Lç

де dT — горизонтальний д1аметр дзеркала антени. В свою чергу

Lr — во Ri

X — довжина хвшп.

Шдставляючи в формулу (2) вираз (3) та (4) отримаемо:

2XRi

Nn —

Ri

^max + ^min

2

Nn (^max + ^min)-

3. Кшьшсть канал1в в смуз1 огляду визначаеться за формулою:

N« — ^ (в,

Or

де AR — ширина смуги огляду; Ör — розм1р елемен-ту розр1знсння за похилою далыистю.

Для оцшки приймемо, що розм1р елементу роз-р1знення за похилою дальшетю дор1внюе Sr — 4р. Формула (8) для розрахунку кшькосп канал1в в смуз1 огляду приймае вигляд:

4АД

Nr —

(9)

Шдставляючи вирази (7) та (9) в вираз (1) отри-маемо:

N*,

4XAR

(Rmax + ^min)-

(Ю)

(2)

(3)

Враховуючи, що шформащя про сигнал пода-еться в пам'ять по двох каналах (синфазному та квадратурному), то загальна кшьшеть вщл1шв про сигнал збшынуеться вдв1чь тобто

-(R max + ^min )- (H)

■^заг

де Ri — вщетань до середини i-ro каналу, во — ширина д1аграми сирямованоста антени, яка дор1вшое

(4)

(5)

Для сирощення обчислень приймемо, що Ri до-piBiiioe середшй вщеташ до каналу смуги огляду:

(6)

Rmax — найбшыпа вщетань до каналу смуги огляду; Ämin — найменша вщетань до каналу смуги огляду. Шдставляючи вираз (6) в вираз (5) отримаемо:

(7)

Спираючись на схему процесу обробки сигнал1в РСА при узгоджешй фшьтращ! (рис. 4) визначае-ться кшьшеть операцш множення, пересилки, дода-вання, отрнмання модулю та шдраховуеться час i'x виконання за допомогою сучасно! обчислювалыго! TexiiiKii, яка доступна для використання.

При оцшщ часу будемо вважати, що операщ! складання та пересилки даних i3 оперативник при-строТв пам'яп складають 1 такт, операщя множення займае 3-4 такти у випадку множення чисел з фшео-ваною комою, а операщя отрнмання модулю числа складае 10 тактав. Тобто для отрнмання одного вщ-лшу потр1бно виконати: 8N операцш множення; N операщй пересилки; N операщй складання; одну операщю отрнмання модуля. Враховуюче це, загальна кшьшеть тактав ЕОМ необхщних для отрнмання загалыго! кшькосп вщлшв на один елемент po3pi3iiciiira по шляхов1й дальноста у смуз1 огляду за похилою далыистю дор1вшое:

48XAR

■^ТаКТ _

-^г- (R

max + ^min ) + 10Nr. (12)

Опорна ^п) функцiя

Радiоголограма и(К) в оперативнш памятi ЦСО

Рис. 4. Схема ироцесу обробки сигнатв РСА

Для зняття структурного обможоння далыгосп Д11 РСА ввд рсщнзшовальнся здатноста при обробщ вщбитих сигнатв в смуговш РСА нообхщно штучно вщнвшовання сферичносп фронту хвшп зондуваль-ного сигналу [3]. Для цього доцшыго використову-вати додаткста алгоритми при обробщ траектории» сигнатв, а само, роздшоння 1 компоиувания [3].

Кшьшсть такпв, яш нообхщш для цього. визна-чаються за формулою:

^Так.Ст. = ^Д^ф (5МВ{Д + 3),

(13)

де ^ф _ кшыйсть фшьтр1в ьго каналу похило! дальность

д.-,хв — кшыйсть ввдлпйв 1миульсно1 характеристики фшьтру.

Тобто додатков1 алгоритми потребують як мь шмум ^так.Ст. такпв згщно сшввщношення (13) для штучного формування плоского фронту хвшп одного зопдувалыгого 1мпульсу.

Використовуючи вищезазиачоиий вираз можиа розрахувати час. який нообхщний для отримання одного елементу розр1зноння по шляховш дальносп у смуз1 огляду за похилою далыистю. Зазначоний час можиа розрахувати за наступною формулою:

^необ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

^такт + -^Та к.Ст. /т

(14)

де /т — тактова частота процесора.

Для отримання часу, який нообхщний для огляду дшянки мшцевосп нсобхщно використовувати насту пну формулу:

т = Ъср ,

^Заг — г. ^неов;

ох

(15)

до Ьср — середин довжина синтезуваиня апертури на дшянки огляду мшцевоста; 6х — розм1р елементу розр1знсння по шляховШ дальность

Вихщними даннмн для розрахуншв в1зьмемо:

довжина хвшп 3 см:

тактова частота процесора обробки шформащ!

3 ГГц:

сородня далыисть огляду 20 км та 50 км:

дшянка мшцевосп огляду складае 3x3 км

(смуга огляду ДД=3000 м) та 5x5 км

(ДД=5000 м).

Результата розрахунку часу основнсм обробки та часу обробки додаткового алгоритму для р1знсм розр1знювалы101 здатноста наведеш в табл. 1.

Висновки

В наводошй стати викладона методика розрахунку часу отримання радюлокащйнсм шформащь при використапш узгоджепого фшьтра та додаткових алгоритхйв радкшокацшними станщями з синтезуванням апертури. За допомогою вшцови-кладенсм методики був розраховаиий час основнсм обробки та час обробки додаткового алгоритму в залсжносп вщ розр1зшовалыго1 здатность

Анатз вищенаведених результате иоказус. що отримання детально! радкшокащйнся видовсм ш-формащ! на всьому маршрут! польоту не с дощль-ним, оскшьки це займае досить трпвалпй час для обробки радголокащйнея шформащь

Табл. 1 Розрахунковий час ochobhoï обробки та час обробки додаткового алгоритму в залежносп ввд розр1знювалыго1 дальносп

Сер. Час Розр1знювальна здатшсть

дал. обр. 0,3 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

Ширина смуги огляду AR — 3000

Час 37 хв 4хв 18 с 3,5 с 1,1с 0,4 с 0,2 с 0,1с 0,07 с 0,04 с 0,03 с 0,02 с 0,01с

осн. 02 с 48 с

20 обр.

км Час 41 хв 1 хв Немае потреби здшснювати додатков1 алгоритмы

ДОД. 22 с 08 с

алг.

Час 1 год 12 хв 45 с 8,9 с 2,8 с 1,1с 0,5 с 0,3 с 0,18с 0,11с 0,07 с 0,05 с 0,03 с

осн. 32 хв

50 обр. 35 с

км Час 1 год 2хв 1,1с Немае потреби здшснювати додатков1 алгоритми

ДОД. 36 хв 42 с

алг. Юс

Ширина смуги огляду AR =35000

Час 1 год 13 хв 50 с 9,9 с 3,1с 1,3с 0,6 с 0,3 с 0,2 с 0,12с 0,08 с 0,05 с 0,04 с

осн. 42 хв 20 с

20 обр. 52 с

км Час 1 год Зхв Немае потреби здшснювати додатков1 алгоритмы

ДОД. 54 хв Юс

алг. 55 с

Час 4 33 хв 2хв 24 с 7,8 с 3,2 с 1,5с 0,8 с 0,5 с 0,3 с 0,2 с 0,14с 0,1с

осн. год 20 с 05 с

50 обр. 17 хв

км 12с

Час 4 год 7хв Зс Немае потреби здшснювати додатков1 алгоритми

ДОД. 27 хв 30 с

алг. 07 с

Для бшын ефективного виконання завдань ра-дюлокацшпого мошторипгу необхвдно здшснювати спочатку обробку отримано! радюлокацшно! шфор-мащ! всього маршруту польоту без додаткових ал-горитм1в обробки результате. В pa3i виявлення можливих об'ектв, яш становлять оперативний ш-терес, доцшьио за доиомогою додаткових алгорн-TMie обробки шформащ! отримувати бшын деталь-ну шформащю про визначений район або об'ект з необхвдною розр1знювальною здатшстю.

В подальших достдженнях доцшьно розглянути можлив1 шляхи зменшення часу обробки шформагщ при надвисокому розр1знення 0,2-1,0 м.

Перелш посилань

1. Reigber A. Three-dimensional and higher-order imaging with tomographic SAR: Techniques, applications, issues // 2015 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS).

2. Massachusetts Institute of Technology, Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging using the MIT IAP 2011 Laptop Based Radar, Presented at the 2011 MIT Independent Activities Period, 24 January 2011.

3. Патент №92116. Укра'ша. МПК G01S 13/90. Споаб син-тезування апертуре РЛС бокового огляду i пристрш для його здшснення / Федотов Б. М., Станкевич С. А., Пономаренко С. О.; Заявник та власник патенту Державний науково-досл!дний ¡еститут ав!аци; заявл. 10.07.09; опубл. 27.09.10, Бюл. №18.

4. Fishier Е. MIMO radar: an idea whose time has come / E. Fishier, A. Haimovich, R. Blum, D. Chizhik, L. Cimini, R. Valenzuela // IEEE Radar Conference. — 2004.

5. Calderbank R. Waveform diversity in radar signal processing //IEEE Signal Processing Magazine. — 2009. - Vol 26, No 1. - pp. 32-41.

6. He H. Waveform design for active sensing systems: a computational approach / H. He, J. Li, and P. Stoica. — 2012, Cambridge University Press.

7. Zhang Q. A Fast Time-Delay Calculation Method in Through-Wall-Radar Detection Scenario / Q. Zhang, W. Lei, Q. Wang // MATEC Web of Conferences 6, ICIEA 2016 8 18008 (2016).

8. A1 Sadoon S. H. M. Radar theoretical study: minimum detection range and maximum signal to noise ratio (SNR) equation by using MATLAB simulation program / S. H. M. A1 Sadoonl, В. H. Elias // American Journal of Modern Physics. - 2013. - Vol 2(4). - pp. 234-241.

9. Doorrv Л. W. Earth Curvature and Atmospheric Refraction Effects on Radar Signal Propagation / Л. W. Doorrv // SAND2012-10690 Unlimited Release Printed .January ■2013.

10. Chan Y. К. An introduction to synthetic aperture radar (SAR) / Y. K. Chan, V. C." Koo // Progress In Electromagnetics Research B. 2008. Vol. 2. pp. 27 60.

11. Barshan B. Automatic Radar Antenna Scan Type Recognition in Electronic Warfare / B. Barshan and B. Eravci // Transactions on aerospace and electronic systems. 2012. Vol. 48, No 4.

12. Alter .J..J. Radar Digital Signal Processing / .J..J. Alter, ■I.O. Coleman // Naval Research Laboratory, Radar digital signal processing, Chapter 25.

13. Bocquet S. Calculation of Radar Probability of Detection in K-Distributed Sea Clutter and Noise / S. Bocquet // Defence Science and Technology Organisation. 2011.

14. Wiesbeck W. Radar 2020: The Future of Radar Systems / W. Wiesbeck, Sit L., M. Younis, T. Rommel, O. Krieger and A. Moreira // International Ceoscience and Remote Sensing Symposium (1CARSS), At Milano, 2015.

15. Cook B. Real-Time Radar-Based Tracking and State Estimation of Multiple Non-Conformant Aircraf / B. Cook, T. Arnett, O. Macmann, M. Kumar // SciToch Forum, Crapevine, Texas, 9 - 13 January 2017.

16. Комаров А.А. Радиолокационные станции воздушной разведки / Л.Л. Комаров, Г.С. Коидратеиков, Н.Н. Kv рилов и др. ; иод род. Г.С. Коидратоикова. М.: Воеииздат, 1983. 152 с.

References

[1] Reigber A., Lombardini F., Viviani F., Nannini M. and Martinez del Hoyo A. (2015) Three-dimensional and higher-order imaging with tomographic SAR: Techniques, applications, issues. 2015 IEEE International Ceoscience and Remote Sensing Symposium (IGAtiSS). DOl: 10.1109/igarss.2015.7326425

[2] Charvat O. L., William .1. H.s, Fenn A. .1., Kogon S. and Herd -I. S. (2011) Build a Small Radar System Capable of Sensing Range, Voppler, and Synthetic Aperture Radar Imaging, 2011 MIT Independent Activities Period (1AP), 24 p.

[3] Fedotov B. M., Stankevych S. A., Ponomarenko S. O. (2010) Sposib syntezuvannia apertury RLS bokovoho ohli-adu i prystrii dlia ioho zdiisnennia [Method for the aperture of the radar of the side view and the device for its realization]. Patent UA92116.

[4] Fishier E., Haimovich A., Blum R., Chizhik D., Cimi-ni L. and Valenzuela R. (2004) M1MO radar: an idea whose time has come. Proceedings of the 2004 JBEE Radar Conference (IEEE Cat. No.04CM37509). DOl: 10.1109/nrc.2004.1316398

[5] Calderbank R., Howard S. and Moran B. (2009) Waveform Diversity in Radar Signal Processing. IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 26, Iss. 1, pp. 32-41. DOl: 10.1109/msp.2008.930414

[6] He H„ Li .1. and Stoica P. (2012) Preface. Waveform Design for Active Sensing Systems, pp. xi-xii. DOl: 10.1017/cbo9781139095174.001

[71 Zhang Q., Lei W. and Wang Q. (2016) A Fast Time-Delay Calculation Method in Through-Wall-Radar Detection Scenario. MATEC Web of Conferences, Vol. 68, pp. 18008. DOl: 10.1051/matecconf/20166818008

[8] A1 Sadoon S.H.M. and Elias B.H. (2013) Radar Theoretical Study: Minimum Detection Range And Maximum Signal To Noise Ratio (SNR) Equation By Using MATLAB Simulation Program. American .Journal of Modern Physics, Vol. 2, Iss. 4, pp. 234. DOl: 10.11648/j.ajmp.20130204.20

[9] Doorrv A. (2013) Earth curvature and atmospheric refraction ejjects on radar signal propagation.. DOl: 10.2172/1088060

[10] Chan Y.K. and Koo V.C. (2008) An introduction to synthetic aperture radar (SAR). Progress In Electromagnetics Research B, Vol. 2, pp. 27-60. DOl: 10.2528/pierb07110101

[11] Barshan B. and Eravci B. (2012) Automatic Radar Antenna Scan Type Recognition in Electronic Warfare. IEEE 'lYans actions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 48, Iss. 4, pp. 2908-2931. DOl: 10.1109/taos.2012.6324669

[12] Alter .J..J. and Coleman .1. O. (1970) Radar Digital Signal Processing, Radar handbook, Chapter 25.

[13] Bocquet S. (2011) Calculation of Radar Probability of Detection in K-Distributed Sea Clutter and Noise, Defence Science and Technology Organisation.

[14] Wiesbeck W., Sit L., Younis M., Rommel T., Krieger C. and Moreira A. (2015) Radar 2020: The future of radar systems. 2015 IEEE International Ceoscience and Remote Sensing Symposium (1GARSS). DOl: 10.1109 / igarss.2015.7325731

[15] Cook B., Arnett T..I., Macmann O. and Kumar M. (2017) Real-Time Radar-Based Tracking and State Estimation of Multiple Non-Conformant Aircraft. A1AA Information Systems-AIAA Infotech S Aerospace. DOl: 10.2514/6.2017-1133

[16] Komarov A.A., Kondratenkov C.S., Kurilov N.N. (1983) Radiolokatsionnye stantsii vozdushnoi razvedki [Aerial reconnaissance radar stations]. Moskow, Voenizdat, 152 p.

Методика расчета времени получения информации в радиолокационных станциях с синтезированием апертуры

Слюсарчук А. А.

Основными требованиями к современным средствам радиолокации являются получение радиолокационных изображений сверхвысокого разрешения па значительном расстоянии (несколько десятков километров) в масштабе времени, который максимально приближен к реальному. Однако, существуют определенные ограничения. которые в настоящее время затрудняют возможность получения изображения сверхвысокого различия па значительном расстоянии, например, необходимо учесть сферичность фронта волны зондирующего сигнала. В приведенной статье предложена схема процесса обработки сигналов в радиолокационной станции с синтезированием апертуры и. используя схему согласующего фильтра и дополнительные алгоритмы обработки

информации, которые вычисляются с помощью цифровой системы обработки, рассчитано ориентировочное время, необходимое для получения изображения, для различных значений разрешающей способности. Анализ рассчитанного времени получения радиолокационной информации сверхвысокого различия при использовании согласованного фильтра и дополнительных алгоритмов показывает, что ведение радиолокационного мониторинга по всему маршруту полета не целесообразно, так как это занимает достаточно длительное время для обработки радиолокационной информации. Поэтому необходимо сначала осуществлять обработку полученного радиолокационного изображения с невысокой разрешающей способностью, а в случае обнаружения представляющих интерес объектов применять дополнительные алгоритмы обработки информации с получением детального радиолокационного изображения об определенном районе или объект с необходимой разрешающей способностью.

Ключевые слова: радиолокация; синтезированная апертура; сверхвысокое разрешение; согласующий фильтр; дополнительный алгоритм; время получения радиолокационного изображения; искусственное создание плоского фронта волны; цифровая система обработки

The Method for Time Calculation of Information Taking in the Aperture Synthesis Radar Station

Sliusarchuk 0. 0.

The main requirements for modern radar equipment are obtaining ultra-high resolution radar images at a considerable distance (several tens of kilometers) in a time scale that is as close to real as possible. However, there are certain limitations that currently complicate the possibility of obtaining an image of a high resolution at a considerable distance, for example, it is necessary to take into account the sphericality of the wave front of the sounding signal. In the given article the method for time calculation of radiological information taking at use of the determining filter and additional algorithms in the aperture synthesis radar station and calculated the time, which is necessary for reception of the image, using the aperture synthesis radar with the various distinctive abilities. An analysis of the calculated time for obtaining ultra-high resolution radar information using a matching filter and additional algorithms suggests that radar monitoring throughout the flight is not appropriate as it takes quite a long time to process radar information. Therefore, it is necessary to initially handle the received radar image with low resolution, and in the case of identifying objects of interest, apply additional algorithms for processing information, to obtain a detailed radar image of a specific area or object with the necessary resolution.

Key words: radar; synthesized aperture; ultrahigh distinction; matching filter; additional algorithm; the time of obtaining a radar image; the artificial creation of a plane wave front; digital processing system

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.