В.В. Насонов1, Е.С. Фитасов2

1 Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны им. Маршала Советского Союза Л.А. Говорова (г. Ярославль, Россия)

2 Национальный исследовательский Нижегородский университет им. Н.И. Лобачевского (г. Нижний Новгород, Россия)

1 patriot457@mail.ru; 2 fitasoves@mail.ru

Постановка задачи. В современных радиотехнических системах (в радиолокационных системах, системах радиосвязи и радиотелеметрии, в радиолокационных станциях) обнаружение нестационарных активных шумовых помех (АШП) необходимо для адаптации алгоритмов помехозащиты в нестационарной помеховой обстановке и повышения качества обработки сигналов в приемных каналах. Однако наличие нестационарной помехи, как правило, априорно неизвестно. Таким образом, актуальной задачей на сегодняшний день является синтез алгоритма обнаружения нестационарной помехи в многоканальной радиотехнической системе с антенной решеткой (АР).

Цель. Предложить метод обнаружения нестационарной АШП в многоканальных радиотехнических системах с АР на основе анализа статистических свойств собственных чисел выборочной межканальной корреляционной матрицы помех (КМП).

Результаты. Рассмотрена задача обнаружения нестационарной АШП в многоканальных радиотехнических системах с АР. Исследована многоканальная радиотехническая система с АР, в которой для реализации автокомпенсатора АШП в антенной системе формируются диаграмма направленности (ДН) основного канала и несколько ДН антенн компенсационных каналов, отличающихся друг от друга по форме и перекрывающих боковые лепестки основной ДН. Проанализирована возможность использования в качестве решающих статистик собственные числа межканальной КМП основного и компенсационных каналов для определения нестационарной АШП. Получены решающие статистики для обнаружения нестационарной АШП. Показано, что оптимальное решение задачи обнаружения нестационарной АШП заключается в сравнении с некоторым порогом минимального собственного числа выборочной межканальной КМП. Предложен метод обнаружения нестационарной АШП в многоканальных радиотехнических системах с АР на основе анализа статистических свойств собственных чисел выборочной межканальной КМП. В результате численного моделирования получены характеристики обнаружения (зависимости вероятности правильного обнаружения нестационарной АШП от отношения помеха/шум). Проведен анализ зависимости характеристик обнаружения нестационарной АШП от угла рассогласования.

Практическая значимость. Представленный метод может быть использован в системах защиты от АШП для обеспечения характеристик обнаружения полезных сигналов в нестационарной помеховой обстановке.

Насонов В.В., Фитасов Е.С. Обнаружение нестационарной активной шумовой помехи в многоканальных радиотехнических системах с антенными решетками // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 5. С. 150–164. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202605-18

1. Быстраков С.Г., Головин П.М, Ефименко В.С., Пастухов А.В., Харисов В.Н. Экспериментальные исследования цифрового антенного компенсатора помех для приемника СРНС // Радиотехника. 2008. Т. 72. № 7. C. 51-55.
2. Agapov O.A. Adaptive compensation for interference-source signals in the radar system with a phased array antenna under completely polarized reception // Journal of Communications Technology and Electronics. 2016. V. 61. P. 409-413.
3. Lim J., Pang H., Hong W. ELM (extreme learning machine) based correlated interference canceller for small aperture array antenna // Radioengineering. 2014. V. 23. № 1. P. 181-194.
4. Куприянов А.И., Шустов Л.Н. Радиоэлектронная борьба. Основы теории. М.: Вузовская книга. 2011. 800 с.
5. Канащенков А.И. Защита радиолокационных систем от помех. Состояние и тенденции развития / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. М.: Радиотехника. 2003. 416 с.
6. 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: https://doi.org/10.18127/j00338486-202301-07.
7. Семенов В.Ю., Коротышев А.В. Подавление узкополосных стационарных помех в телеметрическом комплексе на основе автокомпенсатора с удаленными каналами // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 12. С. 2.
8. Кошкаров А.С., Добриков В.А. Двухэтапный алгоритм детектирования и режекции многочастотных помех в навигационной аппаратуре потребителей ГЛОНАСС. // Информационные каналы и среды. 2017. № 2. С. 88-95.
9. Карпухин В.И., Козлов С.В. Анализ систем пространственной обработки, функционирующих на основе обращения оценки корреляционной матрицы помех, в нестационарных условиях // Радиотехника. 2000. Т. 64. № 6. С. 59-62.
10. Дрогалин В.В., Казаков В.Д., Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф., Чернов М.В. Способы и алгоритмы помехозащиты бортовых радиолокационных систем от многоточечных нестационарных помех // Успехи современной радиоэлектроники. 2001. № 2. С. 3-52.
11. Ермолаев В.Т., Сорокин И.С., Флаксман А.Г., Ястребов А.В. Регуляризованная оценка весового вектора адаптивного компенсатора помехи // Известия высших учебных заведений. Сер. Радиофизика. 2015. Т. 58. № 12. С. 1083-1093.
12. Козлов С.А., Фитасов Е.С., Василенко Е.В., Насонов В.В. Повышение эффективности автокомпенсации шумовых активных помех в радиолокационных станциях малой дальности // Вестник Концерна ПВО «Алмаз-Антей». 2013. № 1. С.45–48.
13. Фитасов Е.С., Насонов В.В., Гусева Ю.С., Козлов С.А. К вопросу оценки эффективности работы автокомпенсатора активных шумовых помех при пространственном перемещении помехопостановщика // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2019. № 2(34). С. 21-29.
14. Фитасов Е.С., Кудряшова О.Е., Леговцова Е.В., Насонов В.В. Когерентность активных шумовых помех в радиолокационных системах с антенными решетками // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 2022. Т. 65. № 2. С. 159-168.
15. Болховская О.В., Мальцев А.А. Определение пороговых значений обобщенного отношения правдоподобия в задаче обнаружения пространственных частично когерентных сигналов в случае коротких выборок // Известия высших учебных заведений. Сер. Радиофизика. 2002. Т. 45. № 12. С. 1077-1085.
16. Болховская О.В., Мальцев А.А. Решающие статистики для некогерентного обнаружения сигналов в многоэлементных антенных решетках // Известия высших учебных заведений. Сер. Радиофизика. 2018. Т. 61. № 2. С. 163-179.
17. Bolkhovskaya O.V. Investigation of theoretical limits for unconditional AoA estimations in multi-element antenna arrays by simulations // 2020 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). Buenos Aires. Argentina. 2020. P. 6.
18. Sharma S.K., Hatsinotas S., Ottersten B. Maximum eigenvalue detection for spectrum sensing in correlated noise // 2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP). Florence. Italy. 2014. Р. 7268–7272. DOI: 10.1109/ICASSP.2014.6855011.
19. Кудряшова О.Е., Фитасов Е.С. Функции распределения собственных чисел выборочной корреляционной матрицы антенной решетки // Известия высших учебных заведений. Сер. Радиофизика. 2022. Т. 65. № 8. С. 687-696.
20. Кудряшова О.Е., Фитасов Е.С. Селекция сигналоподобных помех на основе анализа собственных чисел выборочной корреляционной матрицы // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 2024. Т. 67. № 5. С. 457-467.
21. Родюшкин К.В. Обнаружение, разрешение и оценивание числа источников сигналов антенной решеткой в случае коротких выборок и неизвестных волновых фронтов: автореф. дисс. … канд. физ.-мат. наук. Нижний Новгород. 2002. 128 с.