Проведено порівняльний аналіз ефективності використання активної фазованими антенними решітки (АФАР) і разностной діаграми спрямованості в завданні придушення відображень від поверхні землі. Порівняння проводиться за основними в даному завданні характеристикам: крутизні діаграми спрямованості і рівномірності освітлення в зоні огляду. Для аналізу ефективності АФАР використовувалися перетину узагальненої функції невизначеності. Наочно представлена ​​ефективність використання АФАР.

Анотація наукової статті з електротехніки, електронної техніки, інформаційних технологій, автор наукової роботи - Авілов Артем Ігорович


THE ANALYSIS OF EFFICIENCY OF APA USAGE FOR REJECTION OF REFLECTIONS FROM THE EARTH SURFACE

The comparative analysis of efficiency of the active phased-array (APA) usage and difference pattern in a problem of rejection of reflections from the earth surface is executed. Comparison is made on main characteristics in the given problem: slope of the direction pattern and flat beaming in a review zone. Generalised ambiguity function sections are used for analysis of efficiency of active PA usage. Efficiency of use active PA is visually presented.


Область наук:

  • Електротехніка, електронна техніка, інформаційні технології

  • Рік видавництва: 2011


    Журнал: Известия Південного федерального університету. Технічні науки


    Наукова стаття на тему 'Аналіз ефективності використання АФАР для придушення відображень від поверхні землі'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз ефективності використання АФАР для придушення відображень від поверхні землі»

    ?Tepin Vladimir Petrovich

    Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomy Educational Establishment of Higher Vocational Education "Southern Federal University".

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.

    Phone: +78634613116.

    Department of Automatic Control Systems; Associate Professor.

    Tepin Alexey Vladimirovich

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    Department of Automatic Control Systems; Postgraduate Student.

    УДК 621.396.96

    А.І. Авілов

    АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ АФАР ДЛЯ ПРИДУШЕННЯ відбитий від поверхні ЗЕМЛІ

    Проведено порівняльний аналіз ефективності використання активної фазованими антенними решітки (АФАР) і разностной діаграми спрямованості в завданні придушення відображень від поверхні землі. Порівняння проводиться за основними в даному завданні характеристикам: крутизні діаграми спрямованості і рівномірності освітлення в зоні огляду. Для аналізу ефективності АФАР використовувалися перетину узагальненої функції невизначеності. Наочно представлена ​​ефективність використання АФАР.

    відображення; земна поверхня; придушення пасивних перешкод; узагальнена функція; .

    A.I. Avilov

    THE ANALYSIS OF EFFICIENCY OF APA USAGE FOR REJECTION OF REFLECTIONS FROM THE EARTH SURFACE

    The comparative analysis of efficiency of the active phased-array (APA) usage and difference pattern in a problem of rejection of reflections from the earth surface is executed. Comparison is made on main characteristics in the given problem: slope of the direction pattern and flat beaming in a review zone. Generalised ambiguity function sections are used for analysis of efficiency of active PA usage. Efficiency of use active PA is visually presented.

    Reflections; the earth surface; rejection of the passive clutters; the generalised ambiguity function; active PA.

    Однією з проблем в радіолокації є перешкоди. У різних ситуаціях наявність перешкод в різній мірі впливає на ефективність роботи системи. Однією з найбільш інтенсивних перешкод при виявленні об'єктів, розташованих поблизу або на поверхні, є відбиття від цих поверхонь, що маскують луна-сигнал від об'єкта. Мета мого дослідження придушити такі перешкоди.

    Є певний об'єкт над поверхнею землі, який необхідно виявити. Носієм антеною системи є вертоліт в режимі зависання,

    . . . . рівна, як показано на рис. 1. У даній ситуації перешкоджаючі сигнали є відображення радіолокаційного сигналу від поверхні землі, в яких втрачається,. луна-сигналів збігаються, необхідно використовувати просторові відмінності. Поточним завданням є придушення відображень від поверхні землі для кращого виявлення об'єкта над цією поверхнею.

    Известия ПФУ. Технічні науки

    Для вирішення цього завдання можна використовувати разностную діаграму спрямованості, направляючи нульове значення ДН на що відображає ділянку поверхні. Однак цей метод можна вважати класичним варіантом і завдання якраз підвищити відношення сигнал-перешкода, домогтися кращих результатів, ніж цей про.

    активної фазованими антенними решітки. Крім того, що це нова і перспективна технологія, вона має важливу характеристику: просторове розбраті. , -Ровать антеною решітки (ФАР), АФАР має додатковий ступінь свободи - просторову координату. Досліджуємо цей варіант для використання в задачі придушення помехового Сігала. Для оцінки потенційної можливості системи необхідно розглянути узагальнену функцію невизначеності (). () -Онной системи ФАР:

    1x0, v) \ =

    (1)

    де И ^) - випромінюється сигнал, V - доплеровское приріст частоти.

    Для випадку АФАР функція невизначеності була розширена і вийшла ОФН [1]:

    M -1M-1

    x (г, V, f, f ') = ТУ (г, v) ej2 ^ (^

    / / Л '

    m, m

    m = 0 m '= 0

    (2)

    де т, (г, V) - .

    , .

    Ця незалежність досягається їх ортогональності за частотою, і стає зрозуміло, звідки взялася взаємна кореляційна функція. Набір сигналів з прямокутною обвідної виглядає наступним чином:

    до С) = і, "а є (" °}

    M

    m = 0 '

    (3)

    де М - кількість сигналів (не перевищує кількості антенних елементів), Ю0 -деяка несуча частота, Дю - різниця частот двох близьких по частоті сигналів, ит (0 - амплітуда коливання, що формує прямокутну огибающую.

    Якщо Дю взяти рівною нулю, то ОФН вироджується в класичну ФН Вуд.

    Так як вважається нерухомою антенна система і об'єкт, то не буде залежності від доплерівського збільшення частоти, тому цей параметр не використовується при аналізі ОФН АФАР для придушення помехового сигналу, відбитого від поверхні землі. Візуальне уявлення ОФН схоже на ФН Вудварта з тією лише різницею, що замість координати доплерівського збільшення використовується кутова координата.

    На рис. 2 зображена ОФН АФАР. Ось вгору-вправо - вісь кутів в градусах, вісь ввверх-вліво - вісь затримок в часі на 10-4 с. Перетину по осі кутів є еквівалентними діаграмами спрямованості, а зміни по осі затримок утворюють кореляційну функцію. В даному прикладі використовувалося три антени. Форма діаграми спрямованості (ДН) кожної антени - синус ікс на ікс. Ширина ДН за рівнем 0,707 однієї антени становить 6 °.

    100

    у

    БО

    40

    20

    0

    2

    до 10 '

    Мал. 2. Узагальнена функція невизначеності

    Інструментом для отримання просторових відмінностей є діа-. -сті є крутизна схилів в секторі придушення, рівномірність освітлення .

    впливають на характеристики виявлення.

    Порівняємо еквівалентні діаграми спрямованості цих двох випадків. Аналіз вибору системи для отримання максимальної крутості разностной ДН наведено в [3]. Для випадку, коли ширина ДН за рівнем 0,707 становить 6 °, рознесення двох діаграм буде ± 4 °. Аналіз вибору діаграм спрямованості АФАР наведено в [4]. Проводився аналіз впливу форми ДН, рознесення ДН між зі, -у провалів на схилі ОФН.

    На рис. 3 показані разностная ДН і перетин ОФН АФАР. Перетин проходить через мінімум першого до верхівки провалу ОФН. У розтину не тільки більше крутизна поблизу області придушення, а й пригнічені бічні пелюстки. варто ,

    для наочного порівняння. Велика крутизна в перерізі ОФН виходить при рознесенні тих же двох діаграм на ± 3 °. Поєднані перетину ОФН при рознесенні ± 3 ° ± 4 °. 4.

    .

    іаяДн'7 e ОФН

    \ \ /

    -

    -5 0 5

    О.градуси

    . З.

    еквівалентної ДН

    ! j j / Х \ / XV.-Л.лл

    - і \ | // оптимальна ОФН

    і / U

    и н и LI L д \ /

    и 1 УГ

    і / и 1 \ \

    і ... .. ... і

    І \ V

    у ------- І - \ \

    м

    0

    Q .градуси

    Мал.

    4. Порівняння перетинів ОФН при різному рознесенні

    На прикладах вище порівнювався параметр крутизни, інший параметр рівномірність освітлення в секторі огляду. Для разностного методу освітлення в секто,. 5, .

    освітлення в секторі огляду показано перетином через верхівку ОФН з оптимальним рознесенням діаграм, рис. 5,6.

    Мал. 5. Освітлення сектора огляду двох систем

    Порівняльний аналіз двох систем показав, що при належному виборі параметрів системи антенних решіток в АФАР, можна забезпечити більш рівномірний опромінення заданої ділянки поверхні, що відбиває і крутіші спади функції на краях зони опромінення. Провали на схилах ОФН АФАР утворюються в середині між напрямками максимумів діаграм спрямованості антен, їх густота залежить від того, що розноситься по частоті ортогональних по частоті сигналів, при цьому мінімальне значення провалу прагне до нуля. Перетин по осі затримок в напрямку мінімуму провалу утворює деяку еквівалентну ДН. Ця ДН має високу крутизною і низькими бічними пелюстками в порівнянні з еквівалентною разностной ДН.

    БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

    1. Chun-Yang Chen. Signal Processing Algorithms for MIMO Radar: Pasadena. California Institute of Technology, 2009. - 155 p.

    б0

    2. . .

    поверхні розділу середовищ // Матер. Междун. наук. конф. «Методи і алгоритми прийняття ефективних рішень». Ч. 3. - Таганрог: Изд-во ТТІ ПФУ, 2009. - С. 4-9.

    3. Авілов AM. Аналіз узагальненої функції невизначеності в координатах «адержка і

    »//. Междун. наук. конф. «Сучасні дослідні та освітні техноло-

    гии ». Ч. 4. - Таганрог: Изд-во ТТІ ПФУ, 2010. - С. 4-12.

    4. . ., . . -

    тах «адержка і напрямок» для системи ортогональних по частоті зондирующих

    //. . . . «-». . 4. -: -, 2010. -. 4-12.

    Статтю рекомендував до опублікування д.т.н., професор Н.Є. Галушкин.

    Авілов Артем Ігорович

    Технологічний інститут федерального державного автономного

    освітньої установи вищої професійної освіти «Південний федеральний університет» в м Таганрозі.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    347928, м Таганрог, пров. Некрасовський, 44.

    Тел .: +79281323914.

    Кафедра теоретичних основ радіотехніки; аспірант.

    Avilov Artyom Igorevich

    Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomy Educational Establishment of Higher Vocational Education "Southern Federal University".

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.

    Phone: +79281323914.

    The Department of Fundamentals of Radio Engineering; Postgraduate Student.

    УДК 621.391.828

    E.O. Євдокимова

    АЛГОРИТМ АНАЛІЗУ РЕЛЬЄФУ МІСЦЕВОСТІ ДЛЯ ЗДІЙСНЕННЯ вимушену посадку повітряного СУДНА

    Розглядається алгоритм визначення параметрів рельєфу підстильної поверх, -вий в напрямку руху повітряного судна під час польоту на малій висоті при заході на .

    сучасні методи спектральної оцінки, проводиться їх порівняльний аналіз. Формується алгоритм роботи бортового вимірювача кутових координат перешкод.

    Дотері; спектр; оцінки; вимірювач; MUSIC; координати; рельєф.

    E.O. Evdokimov

    ALGORITHM FOR LAY OF LAND ANALYSIS OF AIRCRAFT FORCED

    LANDING APPROACH

    The algorithm of relief parameters determination of a spreading surface is considered, the problems of angular coordinates measurement and hindrances classification on aircraft driving direction are solved when aircraft is approaching forced landing on low altitude. The modern spectral estimation methods are used for the analysis of the reflected radar-tracking signals, their comparative analysis is carried out. The algorithm of work of an onboard measuring instrument of angular coordinates of obstacles is formed.

    Doppler; spectrum; measuring; MUSIC; coordinates; relief.


    Ключові слова: ВІДДЗЕРКАЛЕННЯ /ЗЕМНА ПОВЕРХНЯ /ПРИДУШЕННЯ ПАСИВНИХ ЗАВАД /УЗАГАЛЬНЕНА ФУНКЦІЯ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ /АКТИВНА ФАР /REFLECTIONS /THE EARTH SURFACE /REJECTION OF THE PASSIVE CLUTTERS /THE GENERALISED AMBIGUITY FUNCTION /ACTIVE PA

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити