Е.В. Егорова1, М.Х. Аксяитов2, А.Н. Рыбаков3

1 Московский технологический университет (РТУ МИРЭА) (Москва, Россия)
2 АО «Концерн «Гранит-Электрон» (Санкт-Петербург, Россия)
3 ФГУП ВНИИА им. Н.Л. Духова (Москва, Россия)
1 calipso575@gmail.com, 2 ak-marat@bk.ru

Постановка проблемы. В настоящее время в России активно развиваются теоретические и экспериментальные направления исследований в области обнаружения и распознавания различных радиолокационных объектов. При этом основным инструментом исследований большинства работ является обработка радиолокационной информации, относящейся к широкому классу информационных радиосистем. Большинство радиолокационных станций составляют его важный подкласс, являясь радиосистемами извлечения информации: из принимаемых радиосигналов они извлекают полезную информацию о радиолокационных объектах. Обрабатывая получаемую информацию, эти радиосистемы решают актуальные радиолокационные задачи: обнаружение объектов, измерение координат и параметров движения, распознавание объектов. Основной проблемой обработки радиолокационной информации является скорость передачи анализируемой информации. В данной работе предложен подход к цифровой обработки радиолокационных сигналов при нескольких скоростях передачи данных.

Цель. Проанализировать существующие концепции цифровой обработки данных при нескольких скоростях передачи информации, полученной радиосистемами, определяющие актуальные радиолокационные задачи, при этом систематизировать принципы уменьшения частоты дискретизации (децимации) и принципы увеличения частоты дискретизации (интерполяции); рассмотреть упрощенную блок-схему программной реализации дециматора и спектральную интерпретацию децимации и интерполяции с целым шагом; определить приоритетный тип цифрового фильтра от наложения спектров или подавления зеркальных частот при цифровой обработке сигналов при нескольких скоростях передачи данных.

Результаты. Рассмотрены схемы и спектральные интерпретации децимации, интерполяции с целым шагом, иллюстрирующие процесс цифроаналогового преобразования. Получены и проанализированы фундаментальные операции обработки сигналов при нескольких скоростях ‒ процессы децимации и интерполяции, позволяющие уменьшать и увеличивать частоту дискретизации без существенного влияния искажающих факторов: квантования и наложения. Проанализировано применение многокаскадного преобразования частоты дискретизации. Определены приоритетные цифровые фильтры для систем обработки радиолокационной информации при нескольких скоростях. Рассмотрены концепции обработки данных при нескольких скоростях передачи радиолокационной информации. Представлены общие требования к цифровому фильтру, используемому при децимации и интерполяции, а также определена упрощенная блок-схема программной реализации дециматора и область применения предложенного подхода обработки радиолокационной информации.

Практическая значимость. Результаты проведенного анализа будут полезны разработчикам и исследователям современных радиолокационных систем различного назначения, предназначенных для эффективной цифровой обработки при нескольких скоростях передачи информации, полученной с радиосистем, определяющих актуальные радиолокационные задачи.

Егорова Е.В., Аксяитов М.Х., Рыбаков А.Н. Цифровая обработка радиолокационных сигналов при нескольких скоростях передачи данных // Наукоемкие технологии. 2025. Т. 26. № 3. С. 32−40. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j19998465-202503-04

1. Adams R.W. Design and implementation of an audio 18 bit analog-to-digital converter using oversampling techniques. J. Audio Engineering Society. 1986. V. 34(3). P. 153–166.
2. Crochiere R.E., Rabiner L.R. Optimum FIR digital filter implementations for decimation, interpolation, and narrow-band filtering. IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1975. V. 23(5). P.444–456.
3. Crochiere R.E., Rabiner L.R. Multirate Digital Signal Processing. Englewood Cliffs NJ: Prentice-Hall. 1983.
4. Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. Распознавание и цифровая обработка изображений: Учеб. пособие для студентов вузов. М. 1983. С. 295.
5. Аксяитов М.Х., Егорова Е.В., Рыбаков А.Н. Оптимальный алгоритм определения ракурса пространственно-распределенной цели // Наукоемкие технологии. 2024. Т. 25. № 6. С. 26–33. DOI: https://doi.org/10.18127/j19998465-202406-04.
6. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры: Пер с англ.; под ред. О.А. Потапова. М.: Недра. 1987. С. 221.
7. Crochiere R.E., Rabiner L.R. Further considerations in the design of decimators and interpolators. IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1976. V. 24. P. 296–311.
8. Егорова Е.В., Аксяитов М.Х., Рыбаков А.Н. Вероятностная процедура распознавания и идентификация пространственных объектов // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. Т. 77. № 3. C. 53–63. DOI: 10.18127/j20700784-202303-05.
9. Татарский Б.Т., Дьшорец Р.З. Синтез алгоритмов принятия решения для многопорогового обнаружителя // Радиотехника. 1999. № 2.
10. Welland D.R., Del Signore B.P., Swanson E.J., Tanaka T., Hamashita K., Hara S., Takasuka K. A stereo 16-bit delta-sigma A/D converter for digital audio. J. Audio Engineering Society. 1989. V. 37(6). P. 476–486.
11. Westgate J.A., Keith R.D.F., Gurnow J.S.K., Ifeachor E.C., Greene K.R.G. Suitability of fetal scalp electrodes for fetal electrocardiogram during labour. J. Clin. Physics & Physiological Measurement. 1990. V. 11(4). P. 297–306.