А.В. Немов1

1 АО «Российский институт радионавигации и времени» (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Важной частью комплекса приборов мониторинга радиополя радиотехнической системы является аппаратура локализации направлений на источники излучений, основанная на использовании малоразмерных малогабаритных адаптивных измерительных антенных решеток с цифровой обработкой сигналов - «умных антенн» («smart antennas»). В таких антеннах, как правило, применяются методы оценивания угловых параметров пространственных сигналов с использованием традиционных оценок максимального правдоподобия (лучеобразующих методов), не рассчитанных на совместное оценивание угловых параметров нескольких источников излучения (ИИ) и синтезированных при условии действия одного ИИ на фоне белого шума. При наличии двух и более ИИ оптимальность, разрешающая способность и точность оценивания теряются. На исправление указанных недостатков направлены так называемые методы с высоким разрешением, разработанные, в частности, на основе метода ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques). Однако они недостаточно развиты.

Цель. Рассмотреть особенности применения метода ESPRIT в обработке сигналов плоских эквидистантных кольцевых антенных решеток.

Результаты. Описан алгоритм цифровой обработки сигналов на основе метода ESPRIT в плоской антенной решетке, имеющей кольцевую конфигурацию. Показано, что данный алгоритм может быть применен для двумерного оценивания пеленгов ИИ, расположенных на любых азимутах под различными углами места. Приведены результаты исследования точности оценивания пеленга, полученные с помощью компьютерного моделирования в условиях имитации действия излучений нескольких ИИ.

Практическая значимость. Полученная точность двумерного оценивания пеленга при действии нескольких ИИ, не разрешимых по критерию Рэлея, превосходит точность традиционного метода максимального правдоподобия. Алгоритмы на основе ESPRIT, относящиеся к методам с высоким разрешением, могут использоваться для радиопеленгации.

Немов А.В. Особенности применения метода ESPRIT в обработке сигналов плоских эквидистантных антенных решеток //
Радиотехника. 2022. Т. 86. № 11. С. 91−99. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202211-15

1. Roy R.R., Kailath Th. ESPRIT – Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. July 1989. V. 37. № 7. P. 984-995.
2. Самодуров А.С., Ямпольский Д.А., Иванов А.В., Кузёмкин А.А., Разинкин К.А. Зависимость среднего абсолютного отклонения ошибок пеленгации от частоты и направления прихода сигнала при размещении трехэлементной пеленгационной кольцевой антенной решетки на беспилотном летательном аппарате // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 47−51.  DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202106-08
3. Петров В.П., Шауэрман А.К. Спектральные способы оценки направления источников сигналов в адаптивных антенных решетках. // Вестник СибГУТИ. 2011. № 2. С. 21-24.
4. Добырн В.В., Немов А.В. Эффективность применения сверхразрешающих спектральных оценок в бортовых угломерных фазированных антенных решетках // Радиотехника. 1999. № 9. С. 65-67.
5. Немов А.В., Минь Д.Л., Тюфтяков Д.Ю. Применение метода главных компонент для компенсации помех при приеме сигналов глобальной навигационной системы // Известия вузов России. Сер. Радиоэлектроника. 2017. № 3. С. 16-23.