Ю.Н. Горбунов 1

1 АО «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга» (Москва, Россия)

1 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Россия)

Постановка проблемы. В современных радиолокационных комплексах широкое применение находят фазированные антенные решетки (ФАР) с пространственно-временной (ПВ) обработкой сигналов, в которых принимаемый сигнал (поле) дискретизируются по времени, амплитуде и пространству, соответствующим размещением элементов ФАР по апертуре приемной антенны, а сигналы с выходов отдельных приемных элементов дискретизируются по времени и уровню. Избирательные по частоте и направлению свойства ФАР определяются распределением напряженности электромагнитного поля в ее раскрыве, способами квантования пространства и времени, а также погрешностями, к которым относятся шумы квантования, боковые лепестки, интерференционные каналы побочного приема, стробоскопические эффекты, пороговые эффекты малоразрядной обработки (зоны нечувствительности, амплитудные ограничения и т.п.). Указанные эффекты в целом снижают направленные и избирательные свойства ФАР (уменьшают коэффициенты направленного действия, усиления, улучшения, подавления помех и другие показатели эффективности обработки сигналов), поэтому разработка способов устранения этих эффектов является актуальной.

Цель. Рассмотреть реализацию цифровых фильтров (ЦФ) и ФАР с ПВ-обработкой сигналов, когда наряду с основной задачей нахождения алгоритмов, оптимальных с точки зрения того или иного критерия, необходимо решать задачи преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую и разрабатывать методы уменьшения результирующих ошибок на выходе цифрового фильтра (ЦФ), уменьшения боковых лепестков соответствующих частотных характеристик и, соответственно, увеличение их избирательных (направленных свойств).

Результаты. С учетом особенностей размещения на мобильном объекте (МО) решена задача измерения пеленга источников электромагнитного излучения (ЭМИз) в условиях ограничения аппаратных и вычислительных ресурсов МО. Обоснован технический облик пеленгатора c «грубыми» статистиками (ГС) по амплитуде и пеленгу. В теоретическом плане установлена связь между направленными и избирательными свойствами ФАР, ЦФ и способами линеаризации ГС сигналов, получаемых с помощью стохастического АЦП амплитуды и пеленга. Методом мультиплексирования в пеленгаторе простроен 3-канальный моноимпульсный пеленгатор с бинарно-знаковым квантованием сигнала по амплитуде, каналы которого хаотически (в связке) подключаются к широкополосным приемным сенсорам (антенным элементам), размещаемым в узлах гексагональной сетки с шагом от 0,7λ, образуемых программируемые базы больших размеров (от 0,7λ до 7λ, где λ – длина волны).

Практическая значимость. Предложен новый подход к построению пассивной ФАР с перестраиваемой адаптивной поверхностно-распределенной апертурой и 3-канальным моноимпульсным пеленгатором, инвариантным к эволюциям МО, который состоит в использовании случайных шкал квантования, рандомизирующих (хаотизирующих) процесс пространственного и апертурного накопления (суммирования).

Горбунов Ю.Н. Грубые статистики в радиолокации: измерение пеленга // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 10. С. 79−94.
DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202210-10

1. Справочник по радиолокации / Под ред. М. Сколника. Пер. с англ. (в четырех томах) под общей ред. К.Н. Трофимова. Т. 2. Радиолокационные антенные устройства / Под ред. П.И. Дудника. М.: Советское радио. 1977. 408 с.
2. Современная радиоэлектронная борьба. Вопросы метрологии / Под ред. В.Г. Радзиевского. М.: Радиотехника. 2006. 424 с.
3. Горбунов Ю.Н. Цифровая обработка радиолокационных сигналов в условиях использования грубого (малоразрядного) кван-тования: Монография. М.: Федеральное космическое агентство, ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга». 2007. 87 с.
4. Горбунов Ю.Н., Бондарев А.В. Алгоритмы и устройства цифровой стохастической обработки сигналов в радиолокации: Учеб. пособие. М.: НИЦЭВТ, ИПК МРП. 1990. 144 с.
5. Горбунов Ю.Н., Куликов Г.В., Шпак А.В. Радиолокация: стохастический подход. Монография. М.: Горячая линия - Телеком. 2016. 576 с.
6. Горбунов Ю.Н. Рандомизированная обработка сигналов в радиолокации и связи. Монография. Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing. 2015. 150 с.
7. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука. 1973. 311 с.
8. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.: Госэнергоиздат. 1956. 152 с.
9. Горбунов Ю.Н. Снижение радиолокационной заметности объектов методами рандомизации параметров сигнала и управляемого антенного покрытия многофункциональных адаптивных РЛС // Антенны. 2016. № 11. С. 42-50.
10. Горбунов Ю.Н. Стохастические критерии обнаружения сигналов // Нелинейный мир. 2016. Т. 14. № 6. С. 3-13.
11. Горбунов Ю.Н. Теорема о стохастической дискретизации изображений в радиолокации и связи. // Труды 18-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение» (ДСПА-2016). Вып. XVIII-1. М.: РНТОРЭС им. А.С. Попова. 2016. С. 225-230.
12. Горбунов Ю.Н. Цифровые стохастические радары: принятия решений, стохастическое обеление помех, рандомизация измерений параметров, применение. // Труды VIII Междунар. науч.-технич. конф. «Кибернетика и высокие технологии
    XXI века». Воронеж: НПФ «Саквоее». 2007. Т. I. С. 446-455.
13. Горбунов Ю.Н., Абакумова А.Ю. Хаотизация измерений в радиолокации // Труды 12-й Междунар. конф. «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации». М. 2019. С. 59-62. DOI: 10.25210/armimp-2019.
14. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию / Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1986. 448 с.
15. Горбунов Ю.Н. Стохастическая линеаризация пеленга в адаптивных антенных решетках с грубыми пространственно-временными статистиками // Автоматика и телемеханика. 2019. № 12. С. 103-114. DOI: 10.1134/S0005231019120067.
16. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации.  М.: Советское радио. 1973. 456 с.
17. Корн Г.А. Моделирование случайных процессов на аналого-цифровых машинах. М.: Мир. 1968.  315 с.