Научная статья на тему 'Спектральная интерферометрия широкополосными шумовыми сигналами'

Спектральная интерферометрия широкополосными шумовыми сигналами Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
673
250
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ / ЗАДЕРЖКА / КОРРЕЛЯЦИЯ / СПЕКТР / ШИРОКОПОЛОСНЫЙ И СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫЙ ШУМОВЫЕ СИГНАЛЫ / ДВОЙНАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА / interferometry / delay / correlation / spectrum / broadband and ultra wide-band noise waveforms / double spectrum processing

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Калинин Валерий Иванович

Интерферометрические методы, использующие широкополосные шумовые сигналы, представляют собой альтернативу традиционной интерферометрии на основе когерентных сигналов. Методы шумовой интерферометрии в отличие от когерентной, позволяют осуществлять однозначные измерения полной задержки принятых сигналов в задачах радиолокационного обнаружения и сопровождения. Для шумовой сверхширокополосной интерферометрии предложен метод двойной спектральной обработки суммарного шумового сигнала. Показана периодическая интерференционная картина в спектре мощности суммарного шумового сигнала, период которой однозначно определяется задержкой шумовых сигналов, принятых разнесенными в пространстве антеннами. Предложен способ одновременного измерения угловых координат и угловой скорости перемещения исследуемого объекта.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Калинин Валерий Иванович

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

SPECTRAL INTERFEROMETRY USING BROADBAND NOISE WAVEFORMS

Interferometric methods based on the use of the broadband noise continuously waveforms provide an alternative to conventional interferometers using coherent signals. Noise interferometry methods unlike coherent methods allow performing the unique measurements of the relative delay of received waveforms at radar surveillance and tracking. Double spectrum processing of the summed noise signals is proposed for the ultra wide-band noise interferometry. The periodic interferometry picture in the power spectrum of the summed noise signal is shown. The frequency period of a spectral modulation is unambiguously determined by the relative delay of noise waveforms received by the interferometer antennas. The spectral procedure and the analytical equations are proposed for an unique and simultaneously measurement of angle coordinate and angle velocity of an investigate object.

Текст научной работы на тему «Спектральная интерферометрия широкополосными шумовыми сигналами»

12 КАЛИНИН В.И.

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

СПЕКТРАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ ШИРОКОПОЛОСНЫМИ ШУМОВЫМИ СИГНАЛАМИ

Калинин В. И.

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова, Фрязинский филиал, Российская академия наук, http://fire.relarn.ru

141120 Фрязино, Московская область, Российская Федерация

Поступила в редакцию 01.11.2011

Представлено чл.-корр. РАЕН Беляевым Р.В. 09.11.2011

Интерферометрические методы, использующие широкополосные шумовые сигналы, представляют собой альтернативу традиционной интерферометрии на основе когерентных сигналов. Методы шумовой интерферометрии в отличие от когерентной, позволяют осуществлять однозначные измерения полной задержки принятых сигналов в задачах радиолокационного обнаружения и сопровождения. Для шумовой сверхширокополосной интерферометрии предложен метод двойной спектральной обработки суммарного шумового сигнала. показана периодическая интерференционная картина в спектре мощности суммарного шумового сигнала, период которой однозначно определяется задержкой шумовых сигналов, принятых разнесенными в пространстве антеннами. предложен способ одновременного измерения угловых координат и угловой скорости перемещения исследуемого объекта.

Ключевыеслова: интерферометрия, задержка,корреляция, спектр, широкополосныйи сверхширокополосный шумовые сигналы, двойная спектральная обработка

уДк 621.396.96_____________________________

Содержание

1. Введение (12).

2. Спектральная интерференция (13).

3. Определение корреляции(15)

4. Заключение (16).

Литература (16).

1.введение

Физические основы активной широкополосной шумовой радиолокации и акустической локации с взаимно-корреляционной и двойной спектральной обработкой рассмотрены в работах [1-6]. Оптимальной обработкой шумовых сигналов типа белого Гауссова шума в активной радиолокации является взаимно-корреляционный анализ излучаемых сигналов и принятых шумовых отражений от исследуемых объектов [7]. При использовании в качестве зондирующих сигналов широкополосных (ШП) и сверхширокополосных (СШП) шумовых сигналов возникают трудности при создании ШП и СШП корреляционных приемников, как с аналоговой, так и с цифровой обработкой в реальном времени. Корреляционную функцию можно вычислить отличным методом, используя спектральный анализ сигналов в частотной области. Согласно известной из математической статистики [7] формуле Винера- 2

Хинчина, функция корреляции определяется в виде обратного преобразования Фурье от спектральной плотности мощности для случайного процесса. Метод двойной спектральной обработки (ДСО) в шумовой радиолокации впервые был предложен в 1961 году отечественным ученым Архиповым л.и. и независимо в 1968 году исследователем Ж.Пуарье [1-2].

Метод ДСО в спектральной интерферометрии основан на линейном сложении (интерференции) шумовых сигналов, принятых разнесенными в пространстве антеннами интерферометра, с последующей ДСО полученной суммы сигналов [8-10]. В ДСО методе не используется операция задержки шумовых сигналов с помощью сложных многоотводных линий задержки и поэтому предложенный метод свободен от трудностей при создании ШП и СШП коррелометров в микроволновом диапазоне частот.

интерферометрические методы, использующие широкополосные шумовые сигналы [8-10], представляют собой альтернативу традиционной когерентной интерферометрии, основанной на измерении интерференционной картины в приемнике при облучении отражающей

2 НОМЕР | ТОМ 3 | 2011 | РЭНСИТ

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

СПЕКТРАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ 13 ШИРОКОПОЛОСНЫМИ ШУМОВЫМИ СИГНАЛАМИ

или подстилающей поверхности полностью когерентными сигналами [11-12].

Возможности когерентной радио

и акустической интерферометрии по обнаружению и сопровождению движущихся целей ограничены в силу неоднозначности измерений задержки для принимаемых сигналов. При построении интерферограмм в когерентных интерферометрах количество интерференционных максимумов и минимумов на времени задержки зондирующих когерентных сигналов заранее неизвестно и, поэтому, полезная информация об исследуемом обьекте извлекается из анализа профилей относительных задержек или проекций для различных направлений зондирования [11].

точные и однозначные измерения угловых координат или относительной временной задержки можно производить широкополосным интерферометром со спектральным анализом при суммировании полностью некогерентных принятых сигналов [8]. Спектральная плотность суммарного сигнала представляется периодической функцией в зависимости от частоты с масштабом периодичности обратно пропорциональным относительной задержке принятых некогерентных сигналов [13-18]. Периодическая интерференционная картина наблюдается в частотной области при измерении спектра мощности суммарного сигнала. Интерференционная картина образуется

в результате периодического чередования максимумов и минимумов спектральной плотности в зависимости от частоты в полосе принятых излучений. анализ периодической модуляции в спектре суммарного сигнала позволяет выделить детальную информацию об угловых координатах и интенсивности источников широкополосных излучений

[8-9]. При наблюдении движущихся целей спектр суммарного сигнала становится

нестационарным. Интерференционные полосы в спектре мощности перемещаются во времени к верхним или нижним частотам в зависимости от увеличения или уменьшения относительной задержки принимаемых сигналов [10]. В процессе анализа нестационарной интерференционной картины возникает погрешность при измерении координат движущихся целей [18].

2. СПЕКТРАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Рассмотрим распространение шумовых сигналов n(t) от точечного излучателя или отражателя, видимого под углом ф к разнесенным в пространстве приемным антеннам интерферометра. Относительная задержка двух параллельных лучей на входе приемных антенн равна AT = (L/c)sinf, где L расстояние между приемными антеннами. При движении цели с малой угловой скоростью V' = df/dt относительно антенн интерферометра происходит медленное изменение во времени относительной задержки AT(t) = AT + (L/cJV^tcosf. Полагаем, что коэффициенты передачи H12 = h12exp(г'в) и задержки T12 в обоих линейных приемниках не зависят от частоты f в полосе Af принимаемых излучений. Выходные сигналы первого и второго линейных приемников суммируются

Z(t) = Hn(t- AT(t) - T) + H2n(t- T2). (1)

Преобразование Фурье от комплексной автокорреляционной функции для сигнала (1) определяет спектр мощности суммарного сигнала Z(t) в виде

Sf = S<f)[h2 + h22 +

2h1h2cos(2nf(AT(t) + Ti - T) + в1 - в2)], (2)

где S(f есть спектр мощности излучений n(t).

При наблюдении неподвижного источника остается неизменной относительная задержка АТ двух шумовых сигналов, принятых разнесенными антеннами.

Для этого случая на рис. 1 представлен спектр мощности суммарного шумового сигнала (1) с

Рис. 1. Интерференционная картина в спектре мощности суммарного шумового сигнала.

РЭНСИТ | 2011 | ТОМ 3 | НОМЕР 2

14 КАЛИНИН В.И.

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

3.1-3.3 ГГц, измеренный в эксперименте с помощью панорамного анализатора спектра типа HP 8566 а с разрешающей способностью по высокой частоте RES BW=100 КГц. В спектре суммарного сигнала наблюдается много интерференционных максимумов и минимумов, как изображено на рис.1. неравномерная глубина модуляции для спектральной плотности мощности происходит вследствие частотных искажений широкополосного сигнала в приемном тракте радиоинтерферометра [9-10].

Спектр мощности для суммарного сигнала на выходе шумового радиоинтерферометра представляет собой периодическую

интерференционную картину (рис.1) в частотной области для спектральной плотности мощности в отличие от хорошо знакомой пространственной интерференционной картины в виде чередования полос интенсивности для суммарного сигнала в традиционной когерентной интерферометрии радио и оптического диапазонов волн [11-12].

из соотношения (2) следует, что спектр суммарного сигнала становится нестационарным при угловом перемещении цели [9]. Спектральная плотность S f на каждой частоте f периодически изменяется во времени по закону

Sft) = Sn(f)[h;2 + hf + 2hfcos(2nFf + в) (3)

Здесь частота F и фаза в периодических биений определяются выражениями

F = (4)

в = 2f(AT + Ti —T) + в1 — в2 (5)

Частота периодических биений F' зависит от частоты f спектральной составляющей, угловой скорости V и угловой координаты ф движущейся цели. Если принять величину V Lcosf эффективной скоростью, то частота биений F' равна половине частоты Допплера. Соотношение (4) можно использовать для вычисления искомой угловой скорости V, если экспериментально измерить частоту периодических биений F . При этом необходимо знать угловое положение ф цели.

Суммирование полностью некогерентных сигналов имеет место [1-2], когда общая относительная задержка TJt) = AT(t) + T1 — T2 значительно превышает время когерентности т ~ 1/(Af принимаемых излучений n(t)

T >>т или T Af >> 1 (6)

При интерференции полностью

некогерентных сигналов, когда выполняется условие (6), спектральная плотность (2) модулируется гармонической функцией в зависимости от частоты f с масштабом периодичности, равным

Afa(t) = 1/\Tm(t)\ = 1/\AT(t) +Ti — T2\ (7)

из условия (6) некогерентности сигналов следует, что масштаб периодичности Af в спектре S (f) много меньше полосы частот Af этого спектра. Широкая полоса частот Af >> Af является необходимым условием некогерентной интерференции сигналов [4-5]. Так в спектре суммарного сигнала с полосой частот Af = 200 МГц наблюдается периодическая модуляция с частотным периодом Af = 18.2 МГц, как изображено на рис. 1.

При некогерентной интерференции имеет место одновременная модуляция спектральной плотности S (f) в частотной области с периодом Afm в соответствии с выражением (2) и во временной области с частотой F равной половине частоты Допплера.

Измерить частотный интервал Af

периодической модуляции в спектре суммарного сигнала можно следующим образом [18]. Пусть анализ спектра суммарного сигнала производится анализатором последовательного типа со скоростью частотной развертки R = Af/f за время T так, что ход частотной развертки во времени определяется зависимостью

f(t) = ft + Ч (8)

где f является нижней частотой в спектре. Измеренный спектр (2) становится периодической функцией S ft)) текущего времени t

S (f(t)) = Sn(f)[h1 + h2 +

+ 2h,h2C0S(2n(F,., + Fm)t + Ф- (9)

Частота F’ и фаза в периодической функции S( f(t)) определяются выражениями (4) и (5) а частота F задается соотношением

m

Fm = (AT + T1 — TJR. (10)

Пусть обратный ход частотной развертки

f(t) = f — 4 (11)

2 НОМЕР | ТОМ 3 | 2011 | РЭНСИТ

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

СПЕКТРАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ 15 ШИРОКОПОЛОСНЫМИ ШУМОВЫМИ СИГНАЛАМИ

для анализатора спектра производится с той же скоростью R = Af/T, но в противоположном направлении от верхней f к нижней f частоте в спектре сигнала SJf). Измеренный таким образом спектр (2) равен

S ft)) = S,(f)rh; + h2 +

+ 2hfi2ws(2n(F^ - FJt + в). fl2)

Формулы (9) и (12) получены при условии малого изменения угла ф за один период T частотной развертки анализатора спектра и при условии квазимонохроматичности f +f)/2 >> Af шумовых излучений n(t).

С учетом замены переменных (8) и (11) измеренные спектры Sz f(t))и Sz f(t))представляют собой периодическую интерференционную картину во временной области. Причем частота следования интерференционных полос для спектра Sz (f(t)) определяется величиной F+ = F +Fm, а для другого спектра Sz f(t)) величиной F = F +F . Выше установлено (4), что частота

— ф m J \ ' ~

F^ зависит от угловой скорости цели V и равна половине частоты Допплера. Из соотношения AT = (L/c)sinp с учетом формул (7), (10) следует, что частота Fm определяет угловую координату ф точечной цели в виде

ф = arcsin[(c/L)(FmlRs - T1 + T2)] (13)

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ

Полезная информация об угловом положениии исследуемого объекта в пространстве заключена в относительной задержке AT = (L/c)sinp шумовых сигналов на выходе двух приемных антенн интерферометра. Традиционный корреляционный приемник определяет относительную задержку по временному сдвигу корреляционного пика для взаимно корреляционной функции

непрерывных шумовых сигналов, принятых двумя разнесенными антеннами [6, 14].

Измерение в реальном времени на практике корреляционной функции для ШП и СШП шумовых сигналов встречает значительные трудности вследствие проблемы

создания в микроволновом диапазоне частот многоканальных коррелометров с управляемой задержкой. В настоящей работе предложен альтернативный способ

измерения корреляции в результате

двойной спектральной обработки ШП и СШП шумовых сигналов. Предложенный способ не использует операцию задержки сигналов и может быть реализован на основе существующих анализаторов спектра и цифровых Фурье процессоров [9, 18].

Согласно известной формуле Винера—

Хинчина [7]

S (ю) = { R(T

—ж

л Ж

r(t) = — Г S (a>)e]mda. In 3

dт ,

(14)

корреляцию R(t) можно вычислить в виде обратного преобразования Фурье от спектра мощности S(m) исходного сигнала.

Полагаем принятый сигнал n(t) белым шумом с ограниченным спектром Sf = Sn в полосе частот Af С учетом замены переменных (8) и (11) вычислим Фурье преобразование от временных

функций S+ (f (t) в виде

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

RS- (F) = 2h2 Sr

sin nFT„ я FT

■ +

+2h2 Sn

sin n(F - F+_ )Ts n(F - F+_)TS ’

(15)

где h = h1 = h ; F > 0.

С учетом замены переменных (8) и (11) выражения (15) определяют корреляционные функции R+ (F) и R (F ) в виде вторичных спектров согласно формуле Винера—Хинчина

(14).

Вторичные спектры R+ (F) и RS (F)

содержат информативные составляющие на средних частотах F = F +F и F = F +F , а также маскирующие составляющие вблизи нулевой частоты. Частотные сдвиги F+ и F-информативных пиков во вторичных спектрах RS ( f ) и Rs (F) являются измеряемыми

величинами в эксперименте. Уверенное обнаружение информативных пиков происходит при таком частотном сдвиге F+ и F_, когда пики расположены вне полосы маскирующих низкочастотных составляющих во вторичном спектре. Это становится возможным только при некогерентной интерференции широкополосных сигналов Af >> Af когда в полосе первичных

РЭНСИТ | 2011 | ТОМ 3 | НОМЕР 2

16 КАЛИНИН В.И

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Рис.2. Корреляционная функция уммарного шумового сигнала с полосой частот Af = 200 MHz в зависимости от полной задержки T = AT + T — T.

r m 12

спектров SZ Ш и S] т) наблюдается много интерференционных полос.

На рис. 2 представлен вторичный спектр, вычисленный в результате быстрого обратного преобразования Фурье от спектра мощности суммарного шумового сигнала, экспериментально измеренного и изображенного на рис.1. Вторичный спектр на рис. 2 содержит острый корреляционный пик на общем времени задержки T = AT + T — T2 = 53 нсек., отвечающему углу прихода ф = 14 градуса для принятых шумовых широкополосных излучений.

используя выражения (4), (10) и (13) определим угловые координаты ф и угловую скорость для точечной цели в виде

ф = arcsin

c ( F++ F_ L 2R

T + T2) ,

c F - F V =—-— (———) 9 L cos 9 2 f0

(16)

(17)

где частоты F и F являются измеряемыми величинами в эксперименте, L - база интерферометра, T и Т2 — задержки первого и второго плеч интерферометра, R - скорость частотной развертки анализатора спектра и f0 = f + f)/2 равна средней частоте принимаемого сигнала. Уровень 2FS^ спектральных пиков на средних частотах F и F во вторичном спектре G’ (F) пропорционален интенсивности

In = SAf принимаемого сигнала n(t). Таким

образом, измерив во вторичном спектре

К- (F ) частотные сдвиги F+, F_ и уровень 2h2Sn информативных пиков, находим искомые угловые координаты ф и угловую скорость V точечной цели, а также оценим интенсивность In принятых широкополосных излучений.

При движении цели наблюдаются два разнесенных по частоте информативных пика во вторичном спектре [9, 18]. Средняя частота (F+ + FJ/2 спектральных пиков определяет искомую угловую координату (16), а разностная частота (F+ — FJ определяет угловую скорость (17). Наличие двух разнесенных по частоте спектральных пиков во вторичном спектре (рис. 2) указывает на обнаружение движущейся цели. С повышением скорости цели Vувеличивается девиация частот (F+ — FJ и спектральные пики удаляются относительно друг друга. При уменьшении скорости цели происходит сближение спектральных пиков. В случае

неподвижной цели совпадают спектральные пики во вторичном спектре.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Широкополосная интерферометрия с двойной спектральной обработкой может использоваться для точного обнаружения и сопровождения движущихся целей. Сектор одновременного обзора для широкополосного интерферометра

составляет полупространство перед

приемными антеннами. Поиск и обнаружение движущихся целей осуществляется в реальном времени без сканирования

диаграмм направленности приемных антенн. Широкополосная интерферометрия со спектральным анализом обеспечивает высокое угловое разрешение целей и позволяет автоматизировать процесс измерений на основе устройств цифровой обработки сигналов. Перспективным применением

спектральной интерферометрии являются системы дистанционного наблюдения

и контроля охраняемой зоны, системы позиционирования для определения пространственных координат источников широкополосных излучений. Методом спектральной интерферометрии можно

2 НОМЕР | ТОМ 3 | 2011 | РЭНСИТ

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

измерять с высокой точностью угловое

положение источников естественных

радиоизлучений в радиоастрономии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Poirier JL. Quasi-monochromatic scattering and some possible radar applications. Radio Science, 1968, Sept., 3:881-886.

2. Архипов AH. Использование шумовых и шумоподобных сигналов в системах ближней радиолокации. М., ЦНИИ научно-технической информации и техникоэкономических исследований, 1975, 167 с.

3. Залогин НН, Калинин ВИ, Скнаря АВ. Активная локация с использованием широкополосных хаотических сигналов. РЕНСИТ, 2011, 3(1):3-17.

4. Калинин ВИ. Спектральная модуляция широкополосных шумовых сигналов. Радиотехника и электроника, 1996, 41(4):488-493

5. Калинин ВИ. Сверхширокополосная

радиолокация с двойной спектральной обработкой шумовых сигналов, Радиотехника, 2005, 3:25-35.

6. Narayanan Ram M and Dawood M. Doppler Estimation Using a Coherent Ultrawide-Band Random Noise Radar, IEEE Trans. on Antennas and Propagation, June 2000, 48(6):868-870.

7. Тихонов ВИ. Статистическая радиотехника. М., Советское радио, 1966, 677 с.

8. Kalinin VI. Wide Band Interferometry with Spectral Analysis of Noise Signal, Proc. of the PIERS Workshop on Advances in Radar Methods, July 20-22, 1998, Baveno, Italy, pp.222-224.

9. Kalinin VI, Kislov VYa. Ultra Wideband Interferometry for Surveillance and Tracking, Proc. of 3th Intern. Symp. “SIBCONVERST-99”, IEEE, Electron Devices Society, Vol. 2, May 18-20, 1999, Tomsk, Russia, pp.430-432.

10. Калинин ВИ. Сверхширокополосная

спектральная интерферометрия. Тр. 13 Межд. Крымская конф. CriMiCo’2003.-Севастополь, Вебер, 2003, 767-769 с.

11. Томпсон Р, Моран Дж, Свенсон Дж.

Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. М., Физматлит, 2003, 624 с.

12. Островский ЮИ, Бутусов ММ, Островская ГВ. Голографическая интерферометрия. М., Наука, 1977.

13. Залогин НН, Калинкевич АА, Кириллин КЛ, Кислов ВЯ. О возможности измерения расстояния до шероховатой поверхности методом спектрального анализа непрерывного шумового сигнала. Радиотехника и электроника, 1990, 35(3):548-555.

СПЕКТРАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ 17 ШИРОКОПОЛОСНЫМИ ШУМОВЫМИ СИГНАЛАМИ

14. Lukin KA. Noise radar Technology for short-range applications. Proс. of Intern. Conf. on Radar Systems «RADAR-1999», May 17-21, 1999, Brest, Frame.

15. Мясин ЕА, Котов ВД, Ильин АЮ, Чмиль АИ. Шумовой радиолокатор с аналоговой и цифровой спектральной обработкой сигнала. Радиотехника,

2005, 3:36-40.

16. Калинин ВИ, Чапурский ВВ. Эффективность двойного спектрального анализа в шумовой радиолокации при действии отражений от местных предметов. Радиотехника и электроника,

2006, 51(3):303-312.

17. Калинин ВИ, Чапурский ВВ. Широкополосная шумовая радиолокация на основе многоэлементных антенных систем. Радиотехника, 2007, 1:19-23.

18. Калинин ВИ, Мясин ЕА, Кислов ВЯ. Устройство для определения дальности и скорости объекта. А.С. № 820430, приоритет от 23 ноября 1979 г.

Калинин Валерий Иванович,

k. ф.-м.н, завлабораторией,

ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН,

l, пл. Введенского, 141120 фрязино, Моск. область, российская федерация, val.kalinin@mail.ru.

РЭНСИТ | 2011 | ТОМ 3 | НОМЕР 2

18 KALININ VI.

RADIOELECTRONICS

SPECTRAL INTERFEROMETRY USING BROADBAND NOISE WAVEFORMS

Kalinin V. I.

Kotel’nikov Institute of Radio-Engineering and Electronics, Fryazino Branch, Russian Academy of Sciences, http:// fire.relarn.ru

1, Vvedensky sq., 141120 Fryazino, Moscow region, Russian Federation val.kalinin@mail.ru

Interferometric methods based on the use of the broadband noise continuously waveforms provide an alternative to conventional interferometers using coherent signals. Noise interferometry methods unlike coherent methods allow performing the unique measurements of the relative delay of received waveforms at radar surveillance and tracking. Double spectrum processing of the summed noise signals is proposed for the ultra wide-band noise interferometry. The periodic interferometry picture in the power spectrum of the summed noise signal is shown. The frequency period of a spectral modulation is unambiguously determined by the relative delay of noise waveforms received by the interferometer antennas. The spectral procedure and the analytical equations are proposed for an unique and simultaneously measurement of angle coordinate and angle velocity of an investigate object.

Keywords: interferometry, delay, correlation, spectrum, broadband and ultra wide-band noise waveforms, double spectrum processing.

UDC 621.396.96

Bibliography — 18 references Received 21.11.2011 * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RENSIT, 2011, 3(2):12-18_______________________________

REFERENCES

1. Poirier JL. Radio Science, 1968, 3:881-886.

2. Arkhipov LI. Ispol’yovanie shumovykh i shumopodobnykh signalov v sistemakh bliyhney radiolokatsii [The use of noise and noise-like signals in the near-radar systems],

Moscow, TSNII ITEI Publ., 1975, 167 p. (in Russ.).

3. Zalogin NN, Kalinin VI, Sknarya AV. RENSIT,

2011, 3(1):3-17 (in Russ.).

4. Kalinin VI. J. of Communications Technology and Electronics, 1996, 41(5):452-457.

5. Kalinin VI. Radiotekhnika, 2005, 3:25-35 (in Russ.).

6. Narayanan Ram M and Dawood M. IEEE Trans. on Antennas and Propagation, 2000, 48(6):868-870.

7. Tikhonov VI. Statisticheskaya radiotekhnika [Statistical Radio-Engineering]. Moscow, Sovetskoe radio Publ.,

1966, 677 p.

8. Kalinin VI. Proc. of the PIERS Workshop on Advances in Radar Methods, July 20-22, 1998, Baveno, Italy, pp.

222-224.

9. Kalinin VI, Kislov VYa. Proc. of 3th Intern. Symp.

“SIBCONVERST-99”, IEEE, Electron Devices Society, Vol. 2, May 18-20, 1999, Tomsk, Russia, pp.430-432.

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

10. Kalinin VI. Proc. 13th Int. Conf. “Microwave &

Telecommunication Technology” (CriMiCo’2003). Sept. 8-12,

2003. Sevastopol, Weber Publ., 2003. pp.767-769.

11. Thompson AR, Moran JM, Swenson GW

Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy, Berlin, Wiley-VCH, 2001, 692 p.

12. Ostrovskyi YuI, Butusov MM, Ostrovskaya GV. Golographicheskaya interferometriya [Holographic Interferometry]. Moscow, Nauka Publ., 1977.

13. Zalogin NN, Kalinkevich AA, Kirillin KA, Kislov VYa. Radiotekhnira i elektronika, 1990, 35(3):548-555 (in Russ.).

14. Lukin KA. Pros. of Intern. Conf. on Radar Systems, Brest, France, 1999.

15. Myasin EA, Kotov VD, Il’in AYu, Chmil’ AI.

Radiotekhnika, 2005, 3:36-40 (in Russ.).

16. Kalinin VI, Chapursky VV. J. of Communications Technology and Electronics, 2006, 51(3):286-396.

17. Kalinin VI, Chapursky VV. Radiotekhnika, 2007, 1:19-23 (in Russ.).

18. Kalinin VI, Myasin EA, Kislov VYa. Patent RU № 820430, prior. 23.11.1979 (in Russ.).

2 НОМЕР | ТОМ 3 | 2011 | РЭНСИТ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.