Б.М. Вовшин1, А.А. Пушков2, М.С. Виноградов3

1,2 ПАО «НПО «Алмаз» (Москва, Россия)

3 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)

1 boris@eleron.net; 2 minipooh@yandex.ru; 3 VinogradovMS@mai.ru

Постановка проблемы. Компенсация коррелированных помех, создаваемых точечными по пространству независимыми источниками гаусовских шумовых излучений, в радиолокационных станциях (РЛС) с фазированными антенными решетками (ФАР) является актуальной задачей современной радиолокации. Маскирующее действие таких помех затрудняет обнаружение полезных сигналов и, как следствие, извлечение из них полезной информации. В связи с априорной неопределенностью в направлениях прихода и интенсивности помех для выделения полезного сигнала на их фоне используется адаптивная пространственная обработка. Для этого в ФАР выделяются компенсационные каналы, защищающие целевой канал. При этом на практике в радиолокации распространены простые в реализации, но недостаточно эффективные в части быстродействия автокомпенсаторы (АК) с корреляционными обратными связями. Современные адаптивные методы компенсации, рекомендованные теорией, базируются на прямом оценивании корреляционной матрицы помех и ее обращении в том или ином виде. По сравнению с градиентным алгоритмом АК эту процедуру реализовать значительно сложно. Поэтому сравнение быстродействия этих двух вариантов компенсации коррелированных помех в одинаковых условиях представляет собой важную теоретическую задачу, непосредственно связанную с обоснованием способа адаптации в современных перспективных РЛС с ФАР.

Цель. Провести сравнительный анализ двух вариантов адаптивной пространственной обработки в РЛС с ФАР, выявить качественно и количественно достоинства и недостатки каждого из них, а также определить критерий оценки быстродействия. Результаты. Рассмотрены два наиболее важных на практике варианта адаптивной пространственной обработки сигналов в РЛС с ФАР. Определены недостатки и достоинства сравниваемых вариантов с точки зрения их быстродействия, под которым понимается необходимый объем обучающей выборки, при котором энергетические потери и потери коэффициента подавления не превышают допустимых значений. Методом математического моделирования количественно показаны преимущества быстродействия второго варианта при увеличении числа источников помехи.

Практическая значимость. Представленные результаты позволяют выбрать тот или иной вариант адаптивной пространственной обработки сигналов для РЛС с ФАР как компромисс между эффективностью и простотой реализации в заданных помеховых ситуациях.

Вовшин Б.М., Пушков А.А., Виноградов М.С. Исследование быстродействия адаптивной пространственной обработки на фоне коррелированных помех // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 4. С. 121−132. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202404-12

1. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория: Справочник / Под. ред Я.Д. Ширмана. М: Радиотехника. 2007. 512 с.
2. Журавлев А.К., Хлебников В.А., Родимов А.П. и др. Адаптивные радиотехнические системы с антенными решетками. Л: Изд-во Ленинградского университета. 1986; 1991. 544 с.
3. Мозинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию: Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1986. 448 с.
4. Widrow B., Stearns S.D. Adaptive noise cancelling: principals and applications // Proc. IEEE. 1975. V. 63. № 12. Р. 1692-1716.
5. Абрамович Ю.И. К анализу эффективности адаптивных алгоритмов, использующих корреляционные обратные связи // Радиотехника и электроника. 1979. Т. 24. С. 302-318.
6. Леховицкий Д.И., Раков И.Д. Эффективность пространственной обработки сигналов при временной корреляции обучающей выборки // Радиоэлектроника. 1986. № 9. С. 60-63.
7. Виноградов М.С., Нелин И.В., Свердлов Б.Г. Анализ эффективности алгоритмов адаптивной обработки в радиолокационных системах при воздействии комбинированных помех // Тезисы 20-й Междунар. конф. «Авиация и космонавтика» (Москва, 22-26 ноября 2021 г.). М.: Изд-во «Перо». 2021. С. 302-303.
8. Read I.S., Brennan J.D. Rapid convergence rate in adaptive arrays // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1974. V. AES–10. № 6. Р. 853-863.
9. Леховицкий Д.И. Обобщенный алгоритм Левинсона и универсальные решетчатые фильтры // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 1992. Т. 35. № 9. С. 790-808.
10. Вовшин Б.М., Корнеев А.Н. Построение и свойства оптимальных систем межпериодной обработки когерентных радиолокационных сигналов на фоне гауссовских пассивных помех // Вестник воздушно-космической обороны. 2021. № 4(32). С. 33-44.
11. Ермолаев В.Т., Семенов В.Ю., Флаксман А.Г. Методы обнаружения целей в автомобильном радаре в условиях воздействия активных помех // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 1. С. 73-87. DOI: 10.18127/j00338486-202301-07.
12. Джиган В.И. Антенная решетка с частичной адаптацией на основе рекурсивных алгоритмов по критерию наименьших квадратов в арифметике действительных чисел // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 1. С. 144-157. DOI: 10.18127/j00338486-202301-11.
13. Джиган В.И. Особенности адаптивной обработки сигналов в кольцевых антенных решетках // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 7. С. 115-126. DOI: 10.18127/j00338486-202307-12.