CC BY
2
Visnyk N'l'UU KP1 Seriia Radiolekhnika tiadioaparatobuduummia, "2019, Iss. 77, pp. 60—65
УДК 621.396.67:372.542
Оцшка napaMeTpiB фшьтр!в для формування
1 • • • о
плоского фронту хвил1 в радюлокацшних станщях ¡з синтезованою апертурою
Слюсарчук О. О.
Цоитралышй иауково-дослщиий шститут Мшшторства оборони Укра'ши E-mail: scMS81S0ukr.net
Задача досягпоппя розр1зшовалыго! здатпост! в смуговш радюлокагцйпш стапцп 1з сиптезувашшм апертури тдвищепо! далыюста дГ! для розшзпаваппя гцлей е актуальною па Tenepininiri час. пезва-жаючи па зпачш досягпоппя в цьому питапш. 3 точки зору розшзпаваппя об'ектв до повпого типу, виду або класу розр1знення 0.2^0.3 метра е достатшм для виршенпя гце! задач!. Проте проблема отримаппя падвисокого розр1зпеппя в смуговш радюлокагцйпш стащн 1з сиптезуваппям апертури тдвищепо! далыгоста дп вимагае вгцяшеппя ряду иитапь. зокрема оцшки параметр!в ф!льтр1в для формуваппя плоского фронту хвил! в радюлокагцйпих стапгця 1з сиптезовапою апертурою. Одним з шлях!в вгцяшеппя гце! проблеми е введеппя додаткових алгоргиъав обробки в!дбитого сигналу, як! штучно формують квазшлоский фронт хвил! зопдувалыюго сигналу. В дашй статт! вир1шуеться питания впбору та оцшки параметр!в ф!льтр1в для формуваш1я плоского фронту хвил! в радюлокагцйпш стапцп падвисокого розр1зпеппя тдвищепо! далыюст! дп. Для досягпеппя зазпачепо! мети в статт запропоповапо: поетаппий порядок розрахупку цифрових ф!льтр1в: оцшка шлькост! в!дл1к1в цифрових ф!льтр1в з ¡мпульспими характеристиками кшцево! довжнпп в каналах i смуз! спостере-жеппя: оцшка шлькост в!дл1к1в 1мпульспо! характеристики ф!льтр1в. Для формуваппя квазшлоского фронту хвил! в смуговш радюлокацшшй стапцп 1з сиптезуваппям апертури падвисокого розр1зпеппя тдвищепо! далыюста дш в алгоритмах обробки пеобх1дпо використати цифров! фгльтри з ¡мпульспими характеристиками кпщево! довжшш i лппйпою фазовою характеристикою. 3 точки зору отримаппя мшмалышх втрат в розр1зшовальшй здатпост! радюлокацшпих стапцш 1з «штезовапою апертурою по шляховш далыгост! в процео штучного формуваш1я плоского фронту хвил! зопдувалыюго сигналу доцглыго використати чебишевську апроксимацпо амшнтудпо-частотпо! характеристики оитималышх ф!льтр1в з мппмакспою иомилкою. Ширина перех1дпо! смуги таких ф!льтр1в зпачно мепша, шж у шших оптнмалышх ф!льтр1в з такими ж значениями к1лькост! в!дл1к1в 1мпульспих характеристик, амплиудамп пульсацш в смуз! пропускания i режекцп.
Ключоег слова: радюлокац!я: снптезовапа апертура: падвисоке розр1зпеппя: формуваппя плоского фронту хвилк параметри ф1льтр1в: шляхова дальшсть: смуга спостережеппя: смуга пропускания: смуга пепропускаппя
DOI: 10.20535/RADAP.2019.77.60-65
1 Постановка задач1
Проблема створення радкшокащйних станщй 1з синтезованою апертурою (РСА) падвисокого розрь знення 1 збшынено1 дальност дп, полягае в сфори-чносп фронту хвшп зопдувалыюго сигналу. Кла-сична структура РСА падвисокого розр1зноння мае обможоння на добуток розр1зшовалышх координат (криторш Лойта). Цо обможоння по далыгосп дп складас докшька кшомотр1в для розр1зшовалыго1 здатность яка дор1вшое до„ш мотра.
У той жо час при розробщ сучасних ав1ащй-них РСА висуваються вимоги мати далыисть дп докшька десятшв к1ломотр1в.
2 Анал1з дослщжень [ публь кацш, в яких започатковано розв'язання дано1 задач1
Вщлшоння ща пробломи викладоно в [1 12]. Суть виршмння пробломи полягае в тому, гцо шляхом додаткових алгоритхйв обробки вадбитого сигналу штучно формусться квазшлоский фронт хви-„ш зопдувалыюго сигналу. Цо здШсшоеться шляхом роздшоння за допомогою цифрових фшьтр1в вадби-того сигналу в1д к1льцових соктор1в кожного каналу похило1 дальност1 на сигнали ввдбип ввд кшьцо-вих пвдсоктор1в цих соктор1в. вим1ру роздшоних сигна-шв, 1х запам'ятовування 1 компонування для
Оцшка иарамотрш фшьтрш для формуваиия плоского фронту xisujii в радшлокащшшх стаищях
61
штучного формуваиия квазшлоского фронту хвшт зондувального сигналу.
В той же час вимоги до парамотр1в цифрових фшьцлв, що ф1зично можуть бути роатзоваш для роздшоння вщбитого сигналу но визначеш.
Метою дано! стати с виб1р та оцшка параметр1в фшьцлв для формуваиия плоского фронту хвшп в РСА надвисокого розр1знення.
Виклад матер1алу дослщжсння. При обробщ траектории» сигнатв в процой синтезування апер-тури за допомогою узгодженого фшьтру здШсшое-ться когерентно шдсумовування вщбитих сигнатв ввд кожного елементу розр1знсння на шторват синтозування в кожному канат похило! дальность
Тому, якгцо здойсшоеться попередне роздшоння вщбитого сигналу на складовь яш мають р1зш за величиною, обмежеш кутов1 споктри. що но пере-криваються, то роздшяюч1 фшьтри повинш мати строго лпийну фазову характеристику. Тобто в прочее! фшьтрацп фази складових вихйрюваного сигналу не повинш мшятися (спотворюватися). Само це визначае тип цифрового фшьтру. а само, необхь дно використати цифров1 фшьтри з 1мпульсними характеристиками кшцево! довжини (КЕХ-фшьтри), яш дозволяють зробити фшьтр з лишнюю фазовою характеристикою.
Порядок розрахунку цифрових фшьцлв, що ре-атзовуються програмним шляхом на ЕОМ або у виглядо спощатзованого пристрою, вкшочае чотири основш етапи [2]:
1. Ршення задач1 апроксимацп з метою визна-чеиня косфщентв фшьтру. при яких фшьтр задо-волыгае задании вимогам.
2. Виб1р конкретно! схеми иобудови фшьтру 1 квантування знайдених значень його коофшдеттв.
3. Кванту вання змшних величин фшьтру, тобто виб1р вхщних, вихщних 1 прохйжних змшних.
4. Перев1рку моделюванням, чи задоволыгае отриманий фшьтр заданим вимогам.
У теорп цифрово! фшьтрацп широко вадохй три класи методов розрахунку К1Х-фшьтр1в з лишнюю фазою методи зважування за допомогою вшна, методи частотно! виб1рки 1 методи розрахунку опти-малышх (по Чебишеву) фшьтр1в.
Виб1р методу розрахунку обумовлюеться рядом чиннишв (критерив, вимог, м1ркувань). Основною вимогою до фшьтр1в для формуваиия плоского фронту хвшт в РСА е вимога мпимального розхйру иерехщно! смуги
AF
F — F
± р ± S
характеристикою. При цьому ширина иерехщно! смуги обумовлюе величину втрат в розр1зшовалыий здатност (зменшення довжини штервалу синтозування, величина яко! визначаеться фшьтром).
Анал1з вщомих результате розрахунку цифрових фшьцлв [2,7,8] дозволяе визначити досить висо-Ki, ало реалыи вимоги до перехщно! смуги фшьтр1в
AF < (0,05 - 0,1) • Д/
(2)
де Дj — ширина смуги пропускания щеального фшьтру, тобто фшьтру у якого Fp = Fs.
1накше кажучн, такий Bii6ip иерехщно! смуги розширюе д1аграму спрямованост (ДС) синтезова-но1 апертури не бшыпе ни на (10^20) %.
3 ycix вщомих мстод1в розрахунку i побудовп цифрових фшьтр1в з jiiiiiiiiioio фазовою характеристикою аналиичне piiHCiura iciiye для окремого випадку чебишевського piiHCiura для методу прое-ктування оптнмалышх фшьтр1в з мпимаксною по-милкою [2,4 6,8,10]. При цьому ширина перехщно! смуги фшьтру у pa3i чебишевського piinenira за-звичай значно менше, шж для iiimiix оптнмалышх фшьтр1в з такнмн значеннямн кшькост ввдпшв iM-пульсно! характеристики N, амшптудами пульсацш в смуз1 пропускания ¿i i непропускання ¿2-
У pa3i чсбишсвсько! апроксимацп амштту-дно1 характеристики фшьтру вона апроксимуе-ться полшомом Чебишева М-го ступеня Тм (х), який визпачаеться паступпим чипом: Тм (х) = cos (М • arccos х),
Тм (х) =ch(M • archx), |ж| > 1 . (3) Сшвввдношоння (3) екв1валентно полшому виду
Тм (х)
м
т,
п=0
Ь(п)хп
(4)
Оскшьки полшоми т1ебишева задаш в облает х, то для вщображення i'x в область ш необхщно виконати перетворення виду
Хо + 1 , s , ^о — 1 х =-cos (ш) +--,
2 У ' 2 ■
(5)
(1)
яке забезиечуе вщображення штервалу —1 < х < Хо у ^^тервал 0 ^ ш ^ я 1 перетворення звичайного полшома по ш в ^^^^^^^^^^^^етний пол1пом по ш.
1мпульсна характеристика Н (п) цифрового фшьтру визпачаеться через його частотну характеристику за допомогою зворотного дискретного перетворення Фур'е (ЗДПФ) його частотно! характеристики Н
де Рр — частота зр 1зу; Р8 — частота режекщ!'.
Суть полягае в тому, що з лоики штучного формуваиия плоского фронту хвшт зондувального сигналу, частот режекщ! \ ф1зично реа-
л1зуемнх виб1ркових фшьтр1в повинш вщповщати максимальною \ м1шмалыгою просторовпм частотам роздшяючих ф1льтр1в з адоальною П-образною
h (п) = ^ J Н (eju) • ejun dw .
(6)
По апроксимацп задашй частотшй характеристик цифрового фшьтру Тм (ш) визпачаються кое-ф1щенти фшьтрацп i3 ствввдношоння (6).
6 2
Слюсарчук О. О.
У тео1Л1 оптималышх фшьцлв ведома суку-пшсть наближених розрахункових сшввщношень, яка зв'язуе параметри проектованих фшьцлв (2). За допомогою цих сшвввдношень можпа вибира-ти будь-яш чотири з п'яти параметр1в У, Рз, ¿1, §2, а поим визначити п'ятий параметр. Для оцшки невизначених иараметр1в смугових фшьтр1в використовуемо побудову смугових фшьтр1в (СФ) на основ1 двох фшьтр1в нижшх частот (ФНЧ) та ввдшмаючого пристрою (рис. 1).
У(п)
(а)
АЧХ ФНЧ-2
АЧХ ФНЧ-1
сигналу. Тобто величина пульсащ! мае бути но бшь-ше (-40 - -60) дБ.
При иобудов1 СФ за допомогою двох ФНЧ. побу-доваиих на основ1 апроксимащ! 1х частотних характеристик полшомом Чсбишева, величина пульсащ! 52 мае бути такого ж порядку, як 1 62, наприклад, £2=-50 дБ, а ^=-40 дБ. Або ¿1 повинно змшю-ватися вщ фшьтру до фшьтру так, щоб в смуз1 пропускания, створюваних СФ, нормоваш значения амшптудно-частотно1 характеристики фшьцлв практично сшвпадали.
Для формуваппя плоского фронту хвшп в РСА падвисокого розр1знсння [1, 4] нормовану оцшку ширини перех1дно1 смуги ДД фшьтр1в визначимо настуиним чином:
ДЛ = (Др - Д) = (0, 05 - 0,1)Др =
0,05-0,1
2-к
у/Ъ ■ 5г, (7)
для ФНЧ
ДР1к = (0,05 - 0,1)Д/^ =
0,05 - 0,1
^/Кг ■ 5г (ук - Vк - ^ , (8)
(Ь)
Рис. 1. Структурна схема побудови смугового фшь-
тра
Тобто смуговий фшьтр для сигналу, спектр яко-го лежить в доапазош частот в1д /1 до /2 визначае-ться як р1зниця сигпал1в ФНЧ з частотами зр1зу f1 та /2.
Такпй шдйд до побудови набору смугових фшь-тр1в, гцо стикуються, не вимагас використання вь домого перетворення смуги частот, при якому об'см обчислеиь, збшыпуеться в два рази [2].
При чебишевсьшй апроксимащ! частотно! характеристики ФНЧ величина иульсащ! §2, в смуз1 непроиускання (режекцнн) повинна знаходитися на р1вш, якнй забезпечус послабления онери! пригшчу-ваного сигналу, гцо иросочусться в смугу пропускания, до р1вня 0,5 кроку квантування вимфюваного
для &-го ПФ г-го каналу похило! дальностц де Д» — ввдетань до г-го каналу похило! дальносп; Д/гк — ширина смуги пропускания &-го СФ г-го каналу похило1 дальностц к — номер частотно виборчого фшьтру.
Число фшьтр1в ^ в г- му канал1 похило! дальности дор1вшое [1]:
ы. = ГО)
де 0О — ширина ДС РСА в горизонтальнш плогциш.
Визначимо кшыисть вщлпив фшьтр1в з К1Х на конкретному прикладь
Приймемо як початков1 даш:
• довжину хвшп зондувального сигналу А= 2 см:
• ширину смуги спостереження ДД = 5 км;
• доапазон робочпх
дальностей Дтт—30 км,
Дт
70 км:
• рОЗД1ЛЫ1у ЗДаТШСТЬ ПО ПОХИЛ1Й 1 ШЛЯХОВ1Й дальпосп 5г = £ж=0,5 м.
Для забезиечення розр1зшовалыю1 здатносп £ж=0,5 м пеобхщпа ширина ДС в горизонтальнш плопщш повинна дор1вшовати
0о = 4 =0,02 .
2о
(Ю)
1з сшввщношення (9) видно, що при розр1зшо-вальнш здатносп 5г = 5х = сопаЬ в доапазош робочпх дальностей максимальна кшыисть фшьтр1в необхщна на максималыпй дальность
0
0
0
Paramotor Evaluation of Filtors for Formation tho Piano Wave Front in Radiolocation Stations with Svnthosizod Aporturo
63
Загальна ылыасть фшьтр1в для перегляду ширины смуги спостереження ДД дор1впюе
м Ro0l + (Д0 + Sr) в1 + (Д0 + 2Sr) в1 +
"S = ~77--1--77--1--77--г ...
4Sr
4Sr 4Sr
(Ra + дд - sr) e20
... +
4Sr
Сшввадношоння (11) e арифметичною nporpeci-шо. Iloro сума дор1вшое
N -0 5ДД °2° (2R° + ДД Л ' Sr 4 y Sr Sr J
ôi, смуз1 непропускання S2 i значень перехвдио!' смуги ДД дор1впюе [ ]:
.
N:
Тут
D^ №, 62) ДД
- f (Si,Ô2) ■ ДД + 1 . (14)
^2) = lg ¿2 ai(lg ¿1) + Я2 lg ¿1 + аз
+
(12)
Для даного прикладу сумарна ыльысть фшь-тр1в па мпималыий далыгосп до смуги спосторо-жения т;п= 65 ООО фшьтр1в, а на максималылй дальност тах=135 ООО фшьтр1в.
При проведенш розрахушав використовуються нормоваш значения парамотр1в фшьтр1в. Нормува-ння по частот! доцшыго здшешовати за значениям максимально! частоти в сиоктр1 сигналу, який ви-значаеться шириною ДС антенн РСА в горизон-талыий плопщш плюс запас на величину перехвдно!' смуги. Тобто
*. <!>)
Оцшка необх1дно1 кшькосп ввдлтв фшьтру ни-жшх частот при апроксимащ! амшптуднем характеристики фшьтру полшомом Чобишева для вибра-них значень величин пульсацш в смуз1 пропускания
+ 04 (lg ¿i) + а5 lg Si + а6 , (15)
де ai = 5,309 ■ 10-3, а2 = 7,114 ■ 10-2, а3 = -4, 761 ■ 10"\ а4 = -2, 66 ■ 10-3, а5 = -5, 941 ■ 10"1, а6 = -4, 278 ■ 10-i.
f (Si, ¿2) = bi + b2 (lg ¿i - lg S2) ,
(16)
де 61 = 11,01217; 62 = 0,51244.
Шдставляючи у формулу (14) обраш значения ¿1, ¿2 та Д-Р1 отримаемо оцшку необхвдно! кшькоста в1д,шк1в ФНЧ з лппйною фазовою характеристикою. Необхадна кшьшеть вщлпив смугових фшь-тр1в, отриманих як р1зниця сигнатв двох ФНЧ, ви-значаеться нообхвдною ылыастю вщлпив для одного з них.
Результата оцшки кшькосп вщлпив К1Х-фшьцлв при 5% 1 7,57 попршонш розр1зноння по шляховШ далыгосп для обраного прикладу наводош в табл. 1.
Табл. 1 Оцшка кшькоста вщлпив К1Х-фшьтр1в в каналах i смуз1 спостереження
£(Д),м(км) AFik ¿1 Д0, км NO/R0 N . I] ^Vfc/R 0 fc = 1 ДП/5 r ns a £ E^ i=i fc=i
Afik ¿2 Nj/(R0+&R) Ni , J2 Wfc/R0+ дй fc=1
57с 0,0i 0,0i 30 65 6/7 13/14 616/841 2921/3389 7, 285 ■ 106 31, 55 ■ 106
0.5(5) 7.5% 30 65 6/7 13/14 411/562 1951/2263 4, 865 ■ 106 21, 07 ■ 106
57с 0,i 0,0i 30 65 6/7 13/14 397/541 1878/2179 4, 69 ■ 106 20, 285 ■ 106
7.57с 30 65 6/7 13/14 265/362 1255/1456 3,135 ■ 106 13, 555 ■ 106
Табл. 2 Оцшка кшькоста вщлпив iMnynbciioï характеристики фшьтр1в
£(Д),м(км) AFik Afik ¿1 ¿2 Д0, KM Ж№ фшьтр!в
1 2 3 4 5 6 7 11 12 13 14
Число ввдлшв iMnynbcnoï характеристики фшьтру
0.5(5) 57c 7.57c 0,0i 0,0i 30 70 32 49 78 118 101 154 120 182 136 207 150 229 249 316 331 345 358
30 70 21 33 52 79 67 103 80 122 91 138 100 153 166 211 221 230 239
57c 7.57c 0,i 0,0i 30 70 21 32 50 76 65 99 77 117 87 133 97 147 160 203 213 222 230
30 70 14 21 33 51 44 66 52 78 58 89 65 98 107 136 142 148 154
64
Sliusarchuk О. О.
ДО — дальшсть до смуги огляду; Nj/Ro — кшыисть фшьтр1в 1-го каналу при по-хилш дальносп до смуги огляду, яка дор1внюе ДО; Nj/{R0+AR) — кшькшть фшьтр1в в останньому канал! смуги огляду при похилШ дальносп до каналу ДО + ДД - 5г;
Ni
Е ^
k=i
k/R0
оцшка сумн В1ДЛ1К1В шпульсннх ха-
рактеристик виГяркових фшьцлв 1-го каналу похи-ло1 дальноста смуги огляду:
Y1 Nk/(Ro +дд) — оцшка кшькоста вщлшв iM-fc=i
пульсиих характеристик виГяркових фшьцлв для остаинього каналу похилсм далыгосп в смуз1 огля-
ду ДД;
Д%- ъ а
J2 J2 Nik — оцшка сумарно! кшькосп вщль ¿=1 fc=i
к1в iMnynbcimx характеристик ycix фшьтр1в в смуз1 огляду.
Висновки
Для формуваппя квазшлоского фронту хвшп в РСА падвисокого розр1знсння в алгоритмах обробки нообхщно використовувати цифров1 фшьтри з 1миульсними характеристиками кшцовси довжини й лишнюю фазовою характеристикою.
Для врахування втрат у розр1зшовалыпй зда-тность яш викликаш не ¡доальшстю виборчих характеристик фшьтр1в формуваппя плоского фронту хвшп, потр1бно внконуватн великий обсяг обчи-слень. При цьому треба враховувати, гцо в про-цей обробки сигнатв РСА надвисоксм додадуться втрати квантуваиня та и, що, иов'язаш з формою доаграми спрямованосп антенн та обумовлеш не щеалышм вщлвшованням фронту хвшп.
У подалыних достджоннях нообшдно оцпш-ти втрати розр1зшовалыю1 здатносп по шляховШ дальноста ввд перерахованнх чиннишв, уточнити об'ем обчислень 1 час виконання алгоритхйв фшь-тращ! при використанш сучасних ПЕОМ.
Перелж посилань
1. Патент 11Л92116 М11К G01S 13/90. Cnocifi сиитезува-1шя апертури РЛС Глчшло огляду i upucrpifl для його зд1йсие1шя / Федотов В. М., Станкевич С. Л., lloiio-маренко С. О. Власиик патенту Державний иауково-доолшпнн шетитут ашацн; № а 2009 07223; заявл. 10.07.09; оиубл. 27.09.10, Вюл. №18.
2. Рабинер Л. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Л. Рабинер, В. Гоулд; пер. с англ. под ред. Ю. Н. Александрова. М. ; Мир, 1978. 848 с.
3. Слюсарчук О.О. Методика розрахупку часу отримаппя шформаци радюлокащшшми стаищями з сипте-зуваипям апертури // BicnuK НТУУ "Kill". Copin Радштехшка, Радюапаратобудуваиия. 2018. Bun. 75. рр 33-39.
4. Федотов В. Н. Оцшка впливу неточностей компепсаци сферичиост! фронту хви.;п в радюлокащшшх стаищях падвисокого розркшеиия / Федотов В. М. // 36ipnuK паукових праць ДНД1Л. Bun. 13. 2010. С. 114-122.
о. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / В. Н. Литипов, В. Т. Горяи-пов, Л. Н. Кулип и др. ; под ред. В. Т. Горяшшва. М. ; Радио и связь, 1988. 304 с.
6. Патент UA73752 МПК (2012.01) G01S 13/90 (2006.01), G06F 7/00, G06F 15/00. Cnoci6 цифрово! обробки тра-екторпих сигиа.,\ив локатора з покадровим синтезом апертури / Федотов В. М., Слюсарчук О.О ; Нацш-палышй ушверситет оборони Укра'ши ; заявл. 02.03.12; опубл. 10.10.12, Вюл. №19.
7. Moutaman Mirghani Dallalla. Adaptive Multifunction Filter for Radar Signal Processing. / Dallalla M.M.// Department of Electrical and Computer Engineering Engineering College Karary University Khartoum, Sudan. August 2013.
8. Mya Mya Aye. Digital Filters for Radar Signal Processing / Mya Mya Aye, Thiri Thandar Aung// International Research Journal of Engineering and Technology (1R.IET). Volume; 03 Issue; 11 Nov 2016.
9. Thottempudi Pardhu. Design of matched filter for radar applications / Thottempudi Pardhu, A.Kavya Sree, K.Tanuja // Electrical and Electronics Engineering; An International Journal (ELEL1.I) Vol 3, No 4, November 2014.
10. Ashwini R. Design of digital FIR filter for radar application/ Ashwini R, Venkataratnamm Ponnu // International journal of innovative research in science, engineering and technology. Vol. 6, Issue 9, September 2017.
11. Costa, M.M.S. Basic Requirements for Synthetic Aperture Radar / Costa, M.M.S.Bogossian, O.L., Passaro, A.// 6th Workshop on Space Engineering and Technology, At National Institute for Space Research, Sao Jose dos Campos, SP, Brasil. August 2015.
12. Xinhua Mao, Ultra-high resolution (0.05m) SAR image formation processing/ Xinhua Mao, Xueli He, Lan Ding, Danqi Li, He Van.// 2017 International Symposium on Antennas and Propagation (1SAP). October 2017.
References
[1] Fedotov B.M., Stankevych S.A. and Ponomarenko S.O. (2010) Sposib synt.ezuvannia apertury RLS bichnoho ohli-adu i prystrii dlia ioho zdiisnennia [A method of synthesizing an aperture of a side-vision radar and a device for implementing it], Patent UA92116
[2] Rabiner L. and Gold B. (1975) Theory and Application} of Digital Signal Processing, Rentice-Hall Inc., 777 p.
[31 Sliusarchuk O. O. (2018) The Method for Time Calculation of Information Taking in the Aperture Synthesis Radar Station, Visnyk N'l'UU KP1 Seriia - Radiotekhni-ka tiadioaparatobuduuannia, Iss. 75, pp. 33-39. DOl: 10.20535/RADAP.2018.75.33-39.
[4] Fedotov B. N. (2010) Otsinka vplyvu netochnostei. kompensatsii sjerychnosti frontu khvyli v radiolokatsiinykh stantsiiakh nadvysokoho rozriznennia [Estimation of the influence of inaccuracies in compensation of the sphericality of the wave front in ultralight detection radar stations], Zbimyk naukovykh prats DND1A, Iss. 13, pp. 114-122.
Parameter Evaluation of Filters for Formation tho Piano Wavo Front in Radiolocation Stations with Synthesized Aporturo
65
[5] Antipov V. N.. Goryainov V. Т., Kulin Л. N. (1968) Radiolokatsionnye st.ant.sii s tsifrouym sintezirovaniem apertury antenny [Radar with digital synthesizing antonna aporturo]. Moskow, Radio i svyaz\ 304 p.
[6] Fodotov B.M., Sliusarchuk O.O. ("2012) Sposib Isyfrovoi obrobky traiektornykh syhnaliv lokatora z pokadrouym syntezom apertury [Mothod for digital processing of trajectory signals of a locator with framo-by-framo synthesis of aporturo]. Patent UA73752
[7] Dallalla M.M. (2013) Adaptive multifunction filter for radar signal processing. 2013 International conference on computing, electrical and electronic engineering (1CCEEE). DOl: 10.1109/icceee.2013.6633904
[8] Mya Mya Aye and Thiri ThandarAung (2016) Digital Filters for Radar Signal Processing / Mya Mya Aye. Thiri Thandar Aung. International Research .Journal of Engineering and Technology (1RJET), Vol. 03. Is. 11. pp. 724-729.
[9] Thottempudi P. and N A.R. (2014) Design of Matched Filter for Radar Applications. Electrical and Electronics Engineering: An International .Journal, Vol. 3. Iss. 4. pp. 1-10. DOl: 10.14810/elelij.2014.3401
[10] Rautand V. G. and Lokhande A. (2015) Design of Garry Select Adder for FIR Filter. International .Journal of Advanced, Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 04. Iss. 03. pp. 13481351. DOl: 10.15662/ijareeie.2015.0403026
[11] Costa M.M.S., Bogossian O.L. and Passaro A. (2015) Basic Requirements for Synthetic Aperture Radar. 6th Workshop on Space Engineering and Technology, 2 p.
[12] Мао X.. He X.. Ding L.. Li D. and Van H. (2017) Ultra-high resolution (0.05m) SAR image formation processing. 2017 International Symposium on Antennas and Propagation (¡SAP). DOl: 10.1109/isanp.2017.8228773
Оценка параметров фильтров для формирования плоского фронта волны в радиолокационной станции с синтезированной апертурой
Слюсарчук А. А.
Задача достижения разрешающей способности в полосовой РЛС с синтезированием апертуры повышенной дальности для распознавания целей является актуальной в настоящее время, несмотря па значительные достижения в этом вопросе. С точки зрения распознавания объектов определенного типа, вида или класса разрешение 0.2^0.3 метра достаточно для решения этой задачи. Однако проблема получения сверхвысокого разрешения в полосовой РЛС с синтезированием апертуры повышенной дальности действия требует решения ряда вопросов, в частности оценки параметров фильтров для формирования плоского фронта волны в радиолокационных станциях с синтезированной апертурой. Для формирования квазиплоского фронта волны в полосовой РЛС с синтезированием апертуры повышенной дальности в алгоритмах обработки необходимо использовать цифровые фильтры с импульсными характеристиками конечной длины и лилейной фазовой характеристикой. С точки зрения получения минимальных потерь в разрешающей способности РСА по путевой дальности в процессе искусственного формирования плоского фронта
волны зондирующего сигнала целесообразно использовать чебышевскую аппроксимацию АЧХ оптимальных фильтров с минимаксной ошибкой. Ширила переходной полосы таких фильтров значительно меньше, чем в других оптимальных фильтрах с такими же значениями количества отсчетов импульсных характеристик, амплитудами пульсаций в полосе пропускания и режекции.
Ключевые слова: радиолокация: синтезированная апертура: сверхвысокое разрешение: формирование плоского фронта волпы: параметры фильтров: путевая дальность: полоса наблюдения: полоса пропускания: полоса пепропускапия
Parameter Evaluation of Filters for Formation the Plane Wave Front in Radiolocation Stations with Synthesized Aperture
Sliusarchuk О. O.
The task of achieving the resolution in the bandwidth radar with the increased range synthesis aperture for the purpose of recognizing the targets is relevant at the present time, despite significant achievements in this topic. Prom the point of view of the recognition of objects to a certain type or class of distinction 0.2^0.3 meters is sufficient to solve this problem. However, the problem of obtaining ultra-distinction in a bandwidth radar station with the increased range synthesis aperture requires solving a number of issues, in particular the evaluation of filter parameters for the formation of a fiat wave front, in a radars with synthetic aperture. One of the solutions of this problem is the inclusion of additional algorithms for the reflected signal processing, which artificially forms a quasi-flat, front, of the sounding signal wave. In the current, article, the question of the selection and evaluation of filter parameters for the formation of a flat, wave front, in a radar station with ultra-high resolution is being solved. In order to achieve this goal, the article proposes: - a st.ep-by-st.ep procedure for digital filters calculating: - estimation of the number of samples of digital filters with impulse characteristics of finite length in the channels and the observation band: - estimation of the number of samples of impulse characteristics of filters. For the formation of a quasi-flat, wave front, in a radar station with the increased range synthesis aperture it. is necessary to use digital filters with impulse characteristics of finite length and linear phase characteristics in processing algorithms. Prom the point, of view of obtaining minimal losses in the resolution of radar stations with a synthesized aperture along the traveling distance in the process of artificial formation of the flat, front, of the sounding signal wave. it. is expedient, to use Cliebysliev approximation of the amplitude-frequency characteristic of optimal filters with a minimax error. The width of the transition band of such filters is much smaller than that, of other optimal filters with the same values of the countdowns
Key words: radiolocation: synthesized aperture: ultrahigh resolution: formation of a plane wave front.: filter parameters: range: track band: bandwidth: non-bandwidth band
