• Українська
  • English
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Радіолокаційне багаточастотне вимірювання кутів місця маловисотних цілей над морем з використанням методу ROOT-MUSIC

Рубрика: 
ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Педенко, ЮА
Organization: 

 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: pedenko@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2020.01.028
Мова: російська
Анотація: 

 

Предмет і мета роботи. Статтю присвячено проблемі високоточних радіолокаційних вимірювань координат цілей, розташованих на малій висоті поблизу схвильованої поверхні моря. За таких умов точним вимірюванням, поряд з тепловими шумами приймача радіолокаційної станції (РЛС), перешкоджають завади, створювані відбитками радіохвиль від моря, що приймаються антеною РЛС нарівні з корисними сигналами від цілі. Особливо гостро постає проблема вимірювання кутів місця цілей.

Методи і методологія роботи. Відома низка методів, що дозволяють істотно підвищити їх точність, в тому числі метод root-MUSIC. У цій роботі досліджено можливості підвищення ефективності цього методу за рахунок багаточастотних вимірювань. Дослідження проводилося шляхом комп'ютерного моделювання з використанням тричастотної РЛС X-діапазону. При моделюванні використовувалися типові умови: довжина траси – 2000 м, висота антенної решітки над рівнем моря – 12 м, кутова висота цілі – від 0,2 до 0,5°. Ефективність багаточастотних вимірювань визначалася шляхом порівняння їх з результатами одночастотних вимірювань в ідентичних умовах, у тому числі для різних рівнів завад від моря і теплових шумів у приймальних каналах РЛС.

Результати роботи. Виконано попередньо аналіз розподілів похибок вимірювання, що отримані при звичайних одночастотних вимірюваннях у різних фазах інтерференційної структури поля сигналів. Його висновки слугують обґрунтуванням багаточастотного режиму роботи як засобу зменшення похибок вимірювання кута місця цілі. Досліджено залежності похибок вимірювання від кута місця цілі для різних реальних розносах частот. Запропоновано та випробувано алгоритм формування узагальненої оцінки кута місця на основі трьох окремих оцінок, що отримані на кожній з робочих частот. Обґрунтовано величину розносу робочих частот, при якому помилки вимірювання досягають мінімальних значень.

Висновок. Показано, що одночасне використання трьох робочих частот дозволяє зменшити похибки вимірювання не менше ніж на 20...40 % порівняно з роботою на одній частоті.
Ключові слова: root-MUSIC, багатопроменеве поширення, багаточастотна РЛС, кут місця, маловисотна ціль, моделювання, похибки вимірювання, тепловий шум

Стаття надійшла до редакції 08.08.2019
PACS 02.10.Yn, 02.70.–c, 05.40.Ca, 06.20.Dk, 07.05.Tp, 84.40.–x
У​ДК 621.396.965.8
Radiofiz. elektron. 2020, 25(1): 28-37
Повний текст (PDF)
 

References: 
  1. Бартон Д. Радиолокационное сопровождение целей при малых углах места. Тр. Ин-та инж. по электротехнике и радиоэлектрон. 1974. Т. 62, № 6. С. 37–61.
  2. Марпл.-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. Пер. с англ. под ред. И.С. Рыжака. Москва: Мир, 1990. 584 с.
  3. Шахтарин Б.И., Ковригин В.А. Методы спектрального оценивания случайных процессов. Москва: Гелиос АРВ, 2005. 248 с.
  4. Педенко Ю.А. Особенности использования метода MUSIC для измерения угла места маловысотных целей над взволнованной поверхностью моря. Радиофизика и электроника. 2010. Т. 1(15), № 3. С. 65–70.
  5. Педенко Ю.А. Выбор параметров метода root-MUSIC при радиолокационном измерении углов места целей вблизи поверхности моря. Радиофизика и электроника. 2013. Т. 4(18), № 1. С. 53–58.
  6. Педенко Ю.А. Измерение углов места целей над морем с использованием метода root-MUSIC. Выбор решения. Радиофизика и электроника. 2014. Т. 19, № 4. С. 33–41.
  7. Педенко Ю.А. Радиолокационное измерение углов места маловысотных целей над морем методом root-MUSIC в условиях помех от сигналов многолучевого распространения и тепловых шумов пеленгатора. Радиофизика и электроника. 2016. Т. 7(21), № 1. С. 22–33. DOI: https://doi.org/10.15407/rej2016.01.022.
  8. Разсказовский В.Б., Педенко Ю.А. Модель поля миллиметровых и сантиметровых волн над морем для исследования методов измерения углов места низколетящих целей. Радиофизика и электроника: сб. науч. тр. НАН Украины. Харьков, 2003. Т. 8, № 1. С. 22–33.