Способ обнаружения радиосигналов, основанный на оптимизации параметров нетриггерных решающих функций приемника бортовой РЛС

М.Ф. Волобуев; В.Н. Надточий; В.С. Костенников

doi:10.18127/j20700784-202403-06

Способ обнаружения радиосигналов, основанный на оптимизации параметров нетриггерных решающих функций приемника бортовой РЛС

М.Ф. Волобуев¹, В.Н. Надточий², В.С. Костенников³

научная статья УДК 621.391 Страницы: 50-58 doi.org/10.18127/j20700784-202403-06

^1,2,3 ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

Ключевые слова: Бортовая радиолокационная станция кусочно-линейная решающая функция приемник вероятностные характеристики

Аннотация

Постановка проблемы. Современные приемники многофункциональных бортовых радиолокационных станций воздушных судов двойного назначения функционируют в динамически изменяющихся параметрах полезного сигнала и шума. Параметрическая неопределенность шума является следствием изменения сопротивления антенны, изменения трассы распространения электромагнитной волны, возникающего из-за нестабильных климатических условий и космического излучения, а также изменения теплового шума приемника бортовой радиолокационной станции. Указанная неопределенность приводит к снижению эффективности работы приемного устройства бортовой радиолокационной станции: снижении вероятности правильного обнаружения или увеличении вероятности ложной тревоги. Наибольшее снижение эффективности работы приемников
бортовых радиолокационных станций проявляется при малом отношении сигнал/шум, обусловленном большим удалением до обнаруживаемого объекта, либо воздействия помех. Поэтому повышение эффективности приемников бортовой радиолокационной станции при малом отношении уровня сигнала к шуму и ее возможность за минимальное время выносить решение о наличии или отсутствии сигнала является актуальной задачей исследования.

Цель. Разработать способ оптимизации параметров кусочно-линейной решающей функции приемного устройства бортовой радиолокационной станции воздушного судна двойного назначения в зависимости от интенсивности шума.

Результаты. Представлены новый способ обнаружения радиосигналов и новые аналитические выражения для расчета порогового значения и адаптируемого угла наклона кусочно-линейной решающей функции при условии приема радиосигналов со случайной фазой и случайными начальной фазой и амплитудой. Исследованы зависимости вероятности правильного обнаружения радиосигналов от времени на стартовом этапе работы бортовой радиолокационной станции.

Практическая значимость. Приведено сравнение временных характеристик работы классического подхода к адаптации приемника с системой стабилизации уровня ложных тревог и разработанного способа с возможностью адаптации параметров работы приемника бортовой радиолокационной станции за счет изменения угла наклона кусочно-линейной решающей функции.

Поступила: 12.02.2024
Одобрена: 22.02.2024
Принята: 28.02.2024

Для цитирования

Волобуев М.Ф., Надточий В.Н., Костенников В.С. Способ обнаружения радиосигналов, основанный на оптимизации параметров нетриггерных решающих функций приемника бортовой РЛС // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 3. С. 50–58. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202403-06

Список источников

Канащенков А.И. Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т. 1. РЛС – информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника. 2006.
Верещагин А.В., Коршунов А.Ю., Михайлуца К.Т., Спицын В.А., Спицын Е.А. Методы и алгоритмы обработки сигналов бортовых когерентно-импульсных радиолокационных станций для повышения безопасности полетов самолетов в сложных метеоусловиях. СПб. 2012.
Тихонов В.И. Статическая радиотехника. М.: Сов. радио. 1966.
Бакут П.А., Большаков И.А., Герасимов Б.М. и др. Вопросы статистической теории радиолокации. М.: Сов. радио. 1963.
Сколник М. Справочник по радиолокации / М. Сколник; пер. с англ. М.: Сов. радио. 1976. Т. 1.
Синани А.И., Гриднев В.И. Метод измерения коэффициента шума и шумовой температуры АФАР в соответствии со стандартами IEEE // Антенны. 2021. № 5 (273). С. 37–45. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202105-04.
Романова А.В. Коэффициент шума и шумовая температура радиоприемного устройства // Научному прогрессу – творчество молодых. 2018. № 2. С. 201–204.
Буханец Д.И., Никольский Ю.В., Корчак В.Ю. Снижение уровня шумов во входных трактах многофункциональных РЛС // Новые исследования в разработке техники и технологий. 2015. № 2. С. 59–64.
Плохов С.Н., Шабунин С.Н. Влияние взаимодействия элементов антенно-фидерного тракта радиолокатора на шумовые характеристики канала приема // Вестник УрФО. Безопасность в информационной сфере. 2020. № 3 (37). С. 20–26.
Богданович В.А., Вострецов А.Г., Хайло Н.С. Адаптивные асимптотически робастные инвариантные алгоритмы демодуляции сигналов // Актуальные проблемы электронного приборостроения: труды XII Междунар. конф.: АПЭП-2014, Новосибирск, 02–04 октября 2014 года. Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет. С. 175–180.
Милащенко Е.А., Язовский А.А. Реализация способа адаптивного нелинейного подавления негауссовских помех в когерентном полосовом приемном тракте и оценка его эффективности // Вестник московского энергетического института. 2019. № 5. С. 142–149.
Nakhmanson G.S., Kostennikov V.S., Shmoilov A.O. Characteristics of Radio-Signal Detection for the Nonlinear Decision Function of a Threshold Device // Radiophysics and Quantum Electronics. 2020. V. 62. № 10. P. 713–719.
Нахмансон Г.С., Костенников В.С., Шмойлов А.О. Влияние нелинейности решающей функции порогового устройства на характеристики обнаружения радиосигналов // Нелинейный мир. 2019. № 3. С. 36‒44. DOI: 10.18127/j20700970-201903-06.
Костенников В.С. Робастный алгоритм обнаружения радиосигналов в условиях априорно неопределенных параметров шума // Радиотехника. 2022. № 3. С. 58–67. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202203-06.

[1] Канащенков А.И. Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т. 1. РЛС – информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника. 2006.

[2] Верещагин А.В., Коршунов А.Ю., Михайлуца К.Т., Спицын В.А., Спицын Е.А. Методы и алгоритмы обработки сигналов бортовых когерентно-импульсных радиолокационных станций для повышения безопасности полетов самолетов в сложных метеоусловиях. СПб. 2012.

[3] Тихонов В.И. Статическая радиотехника. М.: Сов. радио. 1966.

[4] Бакут П.А., Большаков И.А., Герасимов Б.М. и др. Вопросы статистической теории радиолокации. М.: Сов. радио. 1963.

[5] Сколник М. Справочник по радиолокации / М. Сколник; пер. с англ. М.: Сов. радио. 1976. Т. 1.

[6] Синани А.И., Гриднев В.И. Метод измерения коэффициента шума и шумовой температуры АФАР в соответствии со стандартами IEEE // Антенны. 2021. № 5 (273). С. 37–45. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202105-04.

[7] Романова А.В. Коэффициент шума и шумовая температура радиоприемного устройства // Научному прогрессу – творчество молодых. 2018. № 2. С. 201–204.

[8] Буханец Д.И., Никольский Ю.В., Корчак В.Ю. Снижение уровня шумов во входных трактах многофункциональных РЛС // Новые исследования в разработке техники и технологий. 2015. № 2. С. 59–64.

[9] Плохов С.Н., Шабунин С.Н. Влияние взаимодействия элементов антенно-фидерного тракта радиолокатора на шумовые характеристики канала приема // Вестник УрФО. Безопасность в информационной сфере. 2020. № 3 (37). С. 20–26.

[10] Богданович В.А., Вострецов А.Г., Хайло Н.С. Адаптивные асимптотически робастные инвариантные алгоритмы демодуляции сигналов // Актуальные проблемы электронного приборостроения: труды XII Междунар. конф.: АПЭП-2014, Новосибирск, 02–04 октября 2014 года. Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет. С. 175–180.

[11] Милащенко Е.А., Язовский А.А. Реализация способа адаптивного нелинейного подавления негауссовских помех в когерентном полосовом приемном тракте и оценка его эффективности // Вестник московского энергетического института. 2019. № 5. С. 142–149.

[12] Nakhmanson G.S., Kostennikov V.S., Shmoilov A.O. Characteristics of Radio-Signal Detection for the Nonlinear Decision Function of a Threshold Device // Radiophysics and Quantum Electronics. 2020. V. 62. № 10. P. 713–719.

[13] Нахмансон Г.С., Костенников В.С., Шмойлов А.О. Влияние нелинейности решающей функции порогового устройства на характеристики обнаружения радиосигналов // Нелинейный мир. 2019. № 3. С. 36‒44. DOI: 10.18127/j20700970-201903-06.

[14] Костенников В.С. Робастный алгоритм обнаружения радиосигналов в условиях априорно неопределенных параметров шума // Радиотехника. 2022. № 3. С. 58–67. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202203-06.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи