close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Муниципальное общеобразовательное учреждение;doc

код для вставкиСкачать
РРВ-24
Физические проблемы радиолокации и радиосвязи
_____________________________________________________________________________________________
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОВ
ВЫСОТНОЙ ЦЕЛИ И СИГНАЛОВ ВНЗ В ТРАКТЕ ЗГ РЛС
П.В. Крауз, В.С. Панкратьев
ОАО «Научно-производственный комплекс «Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи»,
107258, Россия, г. Москва, ул. 1-я Бухвостова, 12/11,
E-mail: [email protected]
Приведены методика и результаты обработки сигнальной информации ЗГ РЛС пространственной
волны. Полученные данные позволяют оценить корреляцию энергетических характеристик сигналов возвратно – наклонного зондирования и сигналов, отраженных от воздушных целей.
COMPARATIVE ANALYSIS OF POWER CHARACTERISTICS OF HIGH-RISE TARGET
SIGNALS AND HF BACKSCATTER SIGNALS INTO THE OTHR TRACT
P.V. Krauz, V.S. Pankratev
Methodology and results of the OTHR signal information processing are presented. The obtained data allow
to estimate the correlation of HF backscatter signals and the signals from the air targets.
Введение
Пространственно-временные и энергетические характеристики сигналов ВНЗ содержат информацию об оптимальных режимах работы загоризонтной РЛС [1]. В работе [3] показано, что
выбор оптимальных рабочих частот можно осуществить, на основе измерений амплитудных рельефов сигналов ВНЗ, в предположении существования близкой к линейной связи между уровнями
сигналов от высотных целей и сигналов ВНЗ. Однако погрешности измерений, связанные с эффектами флуктуации сигнала высотной цели за счет ракурсной зависимости ЭПР ВЦ и влияния
многолучевости, а также сложность учета многих факторов, влияющих на формирования ЭПР
земной поверхности при ВНЗ затрудняют выявление закономерностей связи между энергетическими характеристиками сигналов ВЦ и ВНЗ в широком диапазоне изменения внешних условий.
Поэтому необходим поиск условий измерений и выбор методов обработки получаемых данных, позволяющих оценить корреляцию энергетических характеристик сигналов ВНЗ и ВЦ с
наименьшей погрешностью.
Цель работ
Проведение сравнительных оценок энергетических характеристик эхо-сигналов от воздушных
целей (ВЦ) и сигналов возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ), регистрируемых на ЗГ РЛС.
Исходные физические предпосылки и расчетные соотношения
Применение основного уравнения радиолокации [1] для мощности сигнала, отраженного от
воздушной цели (Рс), и мощности сигнала ВНЗ (Рвнз) приводит к следующему соотношению между
указанными величинами:
(1)
где – σ 0 – коэффициент удельного рассеяния земной поверхности (см. [2]); R – расстояние от РЛС
до рассеивающего участка земной поверхности; ΔR – элемент разрешения по дальности; Δφ – ширина ДН приемной АФУ в азимутальной плоскости в радианах; σс – ЭПР цели;
σп.=σ0*Sп=σ0*R*ΔR*Δφ – ЭПР земной поверхности при ВНЗ.
Если измерение параметров сигналов цели и сигналов ВНЗ происходит в тракте корреляционно-фильтровой обработки ЗГ РЛС на фоне внешних помех, то выражение (1) может быть записано в виде отношений сигнал/ помеха q
(2)
где ξ – суммарная ошибка измерений и оценок.
37
РРВ-24
Физические проблемы радиолокации и радиосвязи
_____________________________________________________________________________________________
Результаты экспериментальных измерений подтвердили возможность оценки ЭПР земной
поверхности в соответствии с выражением (2), при использовании в качестве эталона ЭПР воздушной цели, сопровождаемой РЛС на фоне однородной равнинной местности [4].
Ниже рассматриваются результаты экспериментальной оценки соответствия выражения (2)
выбранному виду линейной аппроксимации при контроле многих ВЦ на фоне существенно неоднородной местности и в широком диапазоне изменения дальности.
Методика обработки экспериментальных данных
В качестве исходных данных для обработки использовались результаты обнаружения ВЦ,
полученные на ЗГ РЛС в режиме слежения за повседневной деятельностью авиации.
По результатам работы программы обнаружения траекторий формировался файл данных,
используемых для дальнейшей обработки:
– номер траектории (№тр);
– радиальная скорость ВЦ (VR км/час) c учетом знака;
– уровень помехи (Ui пом, дБ);
– уровень сигнала ВНЗ (Ui внз ,дБ);
– уровень сигнала ВЦ (Ui с, дБ).
Для считывания и обработки данных, представленных в исходном файле была разработана
программа в среде MatLab. Считанные построчно в каждом такте цифровые данные преобразовывались в числовой формат и записывались в массив для обработки. Тактовые значения Ui пом,
Ui внз, Ui с записывались для каждого № тр отдельно, для всех значений VR, а затем усреднялись
по 30 тактам, что соответствует времени наблюдения 5 мин. Усредненные значения
,
,
для каждой траектории использовались для определения значений
и
:
;
В результате обработки программой были сформированы массивы
и
, приведенные
на рис. 1.
Рис. 1. Результаты обработки обнаруженных ВЦ.
Анализ результатов
Как видно из рис. 1, а после первого шага обработки - скользящее усреднение тактовых оценок
и
по времени независимо от оценки величины радиальной скорости VR – наблюдается
значительный разброс
для значений
в диапазоне от 35 дБ до 70 дБ. Разброс можно объяснить ракурсной зависимостью ЭПР цели, что косвенно подтверждается существенным разбросом
в оценках радиальных скоростей. Поэтому на следующем шаге обработки была проведена селекция данных по признакам абсолютного значения радиальной скорости VR, с учетом знака (как
косвенное выражение направления движения ВЦ). Для этого в первом случае были выбраны траектории с положительными скоростями (+VR), в широком диапазоне абсолютных значений VR
(200÷800 км/ч). Результаты обработки представлены на рис. 1, б.
На следующем шаге для обработки были выбраны траектории с положительным VR, лежащими в пределах 790÷950 км/ч, что позволяло еще более уменьшить возможные флюктуации сигнала за счет ракурсной зависимости ЭПР цели. Для этих условий результаты обработки приведены
на рис. 2.
38
РРВ-24
Физические проблемы радиолокации и радиосвязи
_____________________________________________________________________________________________
Рис. 2. Результат обработки при селекции по радиальной скорости.
Для данных, представленных на рис. 2 методом наименьших квадратов искалась линейная
аппроксимация вида:
где
N
 x    x 
2
i
i
2
.
Полученная зависимость
приведена сплошной линией.
СКО погрешности аппроксимации:
с
коэффициентами
;
Коэффициент линейной корреляции:
Выводы
В результате пошаговой обработки сигнальных отметок на выходе тракта обнаружения получена линейная аппроксимирующая зависимость, отражающая связь энергетических характеристик сигналов целей и сигналов ВНЗ, регистрируемых на ЗГ РЛС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Основы загоризонтной радиолокации / Под редакцией проф. А.А. Колосова. М: Радио и
связь, 1984. 256 с.
2. Чернов Ю.А. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы // Связь. 1971. № 1. 203 с.
3. Кузьмин А.В. Критерии адаптации загоризонтных РЛС к ионосферным условиям.
Материалы первой международной научной конференции Глобальные информационные системы.
Проблемы и тенденции развития. Харьков Туапсе 2006, С. 430–431.
4. Крауз П.В., Ржаницын В.П. Оценка ЭПР земной поверхности по данным возвратнонаклонного зондирования ионосферы. XXIII Всероссийская конференция «Распространение
радиоволн», сборник докладов Т. 3. С. 108.
39
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа