Digital adaptive system of radar protection against masking clutter on the basis of adaptive lattice filter
DOI:
https://doi.org/10.34169/2414-0651.2019.4(24).32-40Abstract
В статті описується створений на сучасній елементній базі дослідний зразок модуля адаптивної цифрової часової обробки радіолокаційних сигналів. Він призначений для захисту РЛС контролю повітряного простору та управління повітряним рухом від маскувальних пасивних завад (ПЗ). Дослідний зразок реалізовано на основі 5-ступеневого послідовного адаптивного решітчастого фільтра (АРФ). Використання АРФ дозволяє формувати необхідні в задачах обробки сигналів функції матриць, обернених до кореляційних, без явного обчислення цих матриць, що забезпечує цілий ряд переваг в порівнянні з відомими фільтрами іншої структури. Найбільш важливі з них полягають у підвищеній чисельній стійкості й простоті урахування апріорної інформації про специфіку приймальнопередавальної системи РЛС, що дозволяє підвищити швидкодію адаптивної обробки. Метою статті є ознайомлення читача з розробленим дослідним зразком, а саме з функціональною схемою реалізованої у ньому системи міжперіодної адаптивної обробки пачки радіоімпульсів на фоні ПЗ та його апаратними особливостями, що дозволяють її реалізувати, і доведення ефективності розробленої системи завадозахисту. Для підтвердження високої ефективності розробленої адаптивної системи завадозахисту наводяться деякі результати попередніх випробувань дослідного зразка з використанням цифрових записів реальних та змодельованих ПЗ. Зокрема, випробувань з візуальної оцінки результатів роботи дослідного зразка і перевірки його швидкодії. Впровадження розробленої системи завадозахисту на основі АРФ підвищить імовірність виявлення повітряних цілей, в тому числі безпілотних літальних апаратів (дронів, квадрокоптерів тощо), при дії пасивних завад. Це дозволить зберегти життя військовослужбовців та цивільного населення, що знаходяться у зоні бойових дій, зменшити великі матеріальні збитки, які можуть бути результатом дії безпілотних літальних апаратів та підвищить рівень конкурентоспроможності вітчизняних радіолокаторів на світовому ринку.
Downloads
References
Lekhovytskiy, D. I. i dr. (2011), “Adaptivnye reshetchatye filtry Ch. I. Teoriya reshetchatykh struktur” [Adaptive lattice filter. Part 1. Lattice theory], Applied Radio Electronics, Kharkiv, Vol. 10, No. 4, pp. 381–406.
Lekhovytskiy, D. I. i dr. (2011), “Adaptivnye reshetchatye filtry Ch. II. Algoritmy nastroyki ARF” [Adaptive lattice filter. Part 2. Algorithms for estimating ALF parameters], Applied Radio Electronics, Kharkiv, Vol. 10, No. 4, pp.407–421.
Lekhovytskiy, D.I. (2007), pod red. Ya. Shirman “Radioelektronnye sistemy. Osnovy postroeniya i teoriya: Spravochnik” [Radio Electronic systems: Basics of construction and theory. Handbook], Applied Radio Electronics, M., 512 p.
Skolnik, М. Radar Handbook, Third Ed. New York : McGraw-Hill, 2008. 1328 p.
Richards, M. A., Scheer, J. A. and Holm, W. A. Principles of Modern Radar. Vol. 1. Basic Principles. Raleigh, NC : SciTech Publ., 2010. 925 p. DOI: https://doi.org/10.1049/SBRA021E
Melvin, W. L. and Scheer, J. A. Principles of Modern Radar. Vol. II. Advanced Techniques. Raleigh, NC : SciTech Publishing, 2013. 847 p. DOI: https://doi.org/10.1049/SBRA020E
Tartakovskiy, G. P., ed. (1963), “Voprosy statisticheskoy teorii radiolokatsii. Vol. 1” [Questions of Statistical Radar Theory], Sov. radio, M. 424 p.
Bakulev, P. A. and Stepin, V. M. (1986), “Metody i ustroystva selektsii dvizhushchikhsya tseley” [Methods and dev ices of moving targets detection], Radio i svyaz, M. 288 p.
Bakulev, P. A., Popov, D. I. and Koshelev, V. I. (1984), “Adaptivnaya obrabotka signalov na fone korrelirovannyih pomeh” [Adaptive processing of signals against the background of correlated interferences], Adaptive information processing devices in radar and radio navigation systems: Col. scientific works. MAI, M. pp. 19–23.
Skolnik, М. Introduction to Radar Systems. Third Ed. New York : McGraw-Hill, 2001. 774 p.
Barton, D. K. Radar System Analysis and Modeling. Boston ; London : Artech House, 2005. 546 p.
Litvinov, V. V. (2004), “Radiolokatory sistem kontrolya vozdushnogo prostranstva: retrospektiva i sovremennye problemy integratsii i unifi katsii” [Radars of airspace control systems: a retrospective and current problems of integration and unification], Applied Radio Electronics, Kharkiv, Vol. 3, № 4, pp. 61–74.
Litvinov, V. V. (2009), “Pervye razrabotki korrelyatsionnykh avtokompensatorov passivnykh pomekh (1964–1974 gg.) i problematika SDTs pri nizkoy chastote posylok v obzornykh RLS” [The first developments of correlation autocompensators of clutter (1964–1974) and the problems of moving-target indication systems at a low carrier frequency in surveillance radars], Applied Radio Electronics, Kharkiv, Vol. 8, № 4, pp. 461–468.
Lekhovytskiy, D. I. Thirty years experience in development of adaptive lattice filters theory, techniques and testing in Kharkiv : proc. of the 8th Intern. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT-2011), K., Sept. 20−23, 2011. P. 51–56. DOI: https://doi.org/10.1109/ICATT.2011.6170713
Liu Shengheng, Ma Yahui, Huang Yongming. Sea Clutter Cancellation for Passive Radar Sensor Exploiting Multi-Channel Adaptive Filters // IEEE SENSORS J. 2019. Vol. 19, No. 3. pp. 982–995. DOI : 10.1109/JSEN.2018.2879879. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2879879
Popov, D. I. and Smolskiy, S. M. Estimation of the clutter correlation coefficient in radar systems // Infocommunications J. 2016. Vol. 8, No. 3. pp. 8–12. DOI : 10.1109/TSP.2014.2388441.
Xu, J., Ren, L., Fan, H., Mao, E. and Liu, Q. Clutter and range ambiguity suppression using diverse pulse train in pulse doppler system // Sensors (Switzerland). 2018. Vol. 18 (7), No. 2326. DOI : 10.3390/s18072326. DOI: https://doi.org/10.3390/s18072326
Bystrov, N. E., Zhukova, I. N., Reganov, V. M. and Chebotarev, S. D. Range and doppler ambiguity elimination in coherent radar using quasicontinuous signals // J. of Mechanical Eng. Research and Developments. 2017, Vol. 40, No. 4, pp. 562–571. DOI : 10.7508/jmerd.2017.04.005.
Xu, J. Space-Time Adaptive Processing with Vertical Frequency Diverse Array for Range-Ambiguous Clutter Suppression // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2016, Vol. 54, Iss. 9, № 7475917, pp. 5352–5364. DOI : 10.1109/TGRS.2016.2561308. DOI: https://doi.org/10.1109/TGRS.2016.2561308
Dutta, A. and Chandrasekar, V. Detection, Analysis and Mitigation of Sea Clutter in Polarimetric Weather Radar : proc. of the United-States-Nat.-Committeeof-URSI Nat. Radio Science Meeting (USNC-URSI NRSM), Boulder, Jan. 09-12, 2019. DOI: https://doi.org/10.23919/USNC-URSI-NRSM.2019.8712871
Popov, D. I. Clutter parameter estimation based on indirect algorithms // Radioelectronics and Communications Systems. 2019. Vol. 62, No. 1, pp. 42–50. DOI : 10.3103/S0735272719010060. DOI: https://doi.org/10.3103/S0735272719010060
Guo, L., Yang, Q. and Deng, W. Suppression of sea clutter with modified joint domain localized algorithm in shipborne HFSWR : proc. of the CIE Intern. Conf. on Radar (RADAR 2016), Guangzhou, October. 10−13, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/RADAR.2016.8059442
May, I. D., Kaspirovich, A. G., Vinnik, V. A., Donchenko, A. I., Motyil, V. N. and Antonenko, V. G. (2006), “Radiolokatsionnaya stantsiya 36D6. Ekspluatatsiya i tekhnicheskoe obsluzhivanie: uchebnoe posobie” [Radar 36D6. Operation and Maintenance: tutorial], KEMZ “Iskra”, Zaporozh’e, 139 p.
Vaynshteyn, L. A. and Zubakov, V. D. (1960), “Vydelenie signalov na fone sluchaynykh pomekh” [Radar signal detection against the background random interference], Sov. radio, M. 448 p.
Lekhovytskiy, D. I., Riabukha, V. P., Semeniaka, A. V., Katyushin, E. A. and Gritsenko, V. N. (2017), “Adaptivnye sistemy zashchity RLS ot shumovykh pomekh. 5. Opytnyy obrazets sistemy pomekhozashchity” [Adaptive radar noise jamming protection systems. Exploratory model of a jamming protection system], Applied Radio Electronics, Kharkiv, Vol. 16, No. 3,4, pp.95–102.
Lekhovytskiy, D. I., Riabukha, V. P., Rachkov, D. S. and Semeniaka, A. V. (2016), “Rekurrentnye algoritmy nastroyki adaptivnykh reshetchatykh filtrov” [Recursive algorithms of adaptive lattice filters adjusting], Tehnologiya i konstruirovanie v elektronnoy apparature, № 2–3, pp. 26–32. DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2016.2-3.26
Lekhovytskiy, D. I. Adaptive lattice filters for systems of space-time processing of non-stationary Gaussian processes // Radioelectronics and Communications Systems. 2018. № 11, pp. 607–644. DOI: 10.3103/S0735272718110018. DOI: https://doi.org/10.3103/S0735272718110018
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2019 Вячеслав Петрович Рябуха, Андрій Вікторович Семеняка, Євген Анатолійович Катюшин, Валерій Іванович Зарицький, Олексій Олександрович Головін
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
