priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2024-67-6-492-499pribor-58Research ArticleСИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИSYSTEM ANALYSIS, MANAGEMENT AND INFORMATION PROCESSINGАлгоритм оптимального обнаружения движущейся цели бортовой РЛСAn algorithm for optimal detection of a moving target by an on-board radarРумянцевВ. Л.RumiantsevV. L.

Владимир Львович Румянцев — д.т.н., профессор, начальник отдела

Тула

Vladimir L. Rumiantsev — Dr. Sci., Professor 

Tula

vlroom@yandex.ruРостовцевИ. А.RostovtsevI. A.

Иван Александрович Ростовцев — адъюнкт 

Пенза

Ivan A. Rostovtsev — Adjunct

Penza

paii@mil.ruКарповА. Н.KarpovA. N.

Александр Николаевич Карпов — аспирант

Пенза

Alexander N. Karpov — Post-Graduate Student

Penza

ТитовД. В.TitovD. V.

Дмитрий Витальевич Титов — д.т.н., доцент, профессор кафедры

Курск

Dmitriy V. Titov — Dr. Sci., Associate Professor, Professor

Kursk

Центральное конструкторское бюро приборостроенияCentral Design Bureau of Apparatus EngineeringФилиал Военной академии материально-технического обеспеченияMilitary Academy of Logistics, Penza BranchЮго-Западный государственный университетSouthwest State University202425112024676492499Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/58

Приведены результаты синтеза алгоритма оптимального обнаружения сигналов, заключающегося в знакопеременном преобразовании принимаемых сигналов во времени и компенсации помехового сигнала при накоплении в фильтре. Физической основой синтеза алгоритма являются различия между частотно-временными характеристиками сигналов, отраженных от движущейся цели и земной поверхности, проявляющиеся во временном сдвиге максимумов полезного и помехового сигналов с равными доплеровскими сдвигами частоты. В алгоритме обработки выполняется сравнение модуля весового интеграла с порогом. Разработана структурная схема оптимального обнаружителя. Рассмотрена зависимость нормированного по амплитуде весового вектора оптимальной обработки от времени. Проведена оценка потенциальных характеристик обнаружения движущихся целей. Показано, что при обнаружении малоскоростных целей существуют оптимальные скорости сканирования, при которых вероятность правильного обнаружения максимальна.

Results of the synthesis of an algorithm for optimal signal detection, which consists in alternating sign conversion of received signals in time and compensation of the interference signal during accumulation in the filter, are presented. The physical basis of the algorithm synthesis is the differences between the time-frequency characteristics of the signals reflected from a moving target and the earth's surface, manifested in the time shift of the maximums of the useful and interference signals with equal Doppler frequency shifts. The processing algorithm compares the modulus of the weight integral with the threshold. A block diagram of an optimal detector is developed. The dependence of the weight vector of optimal processing normalized by amplitude on time is considered. The potential performance of moving target detection is assessed. It is shown that when detecting low-speed targets, there are optimal scanning speeds at which the probability of correct detection is maximum.

алгоритм обнаруженияпомеховый сигналвесовая обработкадоплеровская частотавероятность обнаруженияdetection algorithminterference signalweight processingDoppler frequencydetection probabilityReferencesВерба В. С., Неронский Л. Б., Осипов И. Г., Турук В. Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования. М.: Радиотехника, 2010. 680 с.Verba V. S., Neronskiy L. B., Osipov I. G., Turuk V. E. Radiolokatsionnyye sistemy zemleobzora kosmicheskogo bazirovaniya (Space-Based Land Survey Radar Systems), Moscow, 2010, 680 р. (in Russ.)Дулевич В. Е. Теоретические основы радиолокации. М.: Сов. радио, 1978.Dulevich V. E. Teoreticheskiye osnovy radiolokatsii (Theoretical Foundations of Radar), Moscow, 1978. (in Russ.)Школьный Л. А. Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрование радиолокационных изображений. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 2008. 531 с.Shkolny L. A. Radiolokatsionnyye sistemy vozdushnoy razvedki, deshifrovaniye radiolokatsionnykh izobrazheniy (Aerial Reconnaissance Radar Systems, Decoding of Radar Images), Moscow, 2008, 531 р. (in Russ.)Бакулев П. А., Степин В. М. Методы и устройства селекции движущихся целей. М.: Радио и связь, 1986. 288 с.Bakulev P. A., Stepin V. M. Metody i ustroystva selektsii dvizhushchikhsya tseley (Methods and Devices for Selecting Moving Targets), Moscow, 1986, 288 р. (in Russ.)Справочник по радиолокации / Пер. с англ.; под общей ред. К. Н. Трофимова. М.: Сов. радио, 1978.Skolnik M., ed., Radar handbook, McGraw-Hill, 1990.Обработка сигналов в многоканальных PЛC / Под ред. А. П. Лукошкина. М.: Радио и связь, 1983. 328 с.Lukoshkin A. P., ed., Obrabotka signalov v mnogokanal’nykh RLS (Signal Processing in Multi-Channel Radars), Moscow, 1983, 328 р. (in Russ.)Крамер Г. Математические методы статистики / Пер. с англ.; под ред. А. Н. Колмогорова. М.: Мир, 1975. 648 с.Cramer H. Mathematical Methods of Statistics, Princeton University Press Princeton, 1946.Вентцель Е. С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. 560 с.Ventzel E. S. Teoriya veroyatnostey i yeye inzhenernyye prilozheniya (Probability Theory and its Engineering Applications), Moscow, 1988, 560 р. (in Russ.)Акиншин Н. С., Петешов А. В., Румянцев В. Л., Хомяков К. А. Адаптивные алгоритмы оптимальной фильтрации сигнала // Изв. ТулГУ. Сер. Технические науки. 2018. Вып. 9. С. 69–79.Akinshin N. S., Peteshov A. V., Rumyantsev V. L., Khomyakov K. A. News of Tula State University. Technical Sciences, 2018, no. 9, pp. 69–79. (in Russ.)Кошелев В. И., Белокуров В. А. Адаптивное обнаружение маневрирующих целей // Цифровая обработка сигналов. 2005. № 1. С. 41–46.Koshelev V. I., Belokurov V. A. Tsifrovaya obrabotka signalov, 2005, no. 1, pp. 41–46. (in Russ.)Страхова Л. А. Обнаружение сигнала движущейся цели на фоне пассивных помех с применением спектрального анализа // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1988. № 4. С. 8–15.Strakhova L. A. Izvestiya vuzov. Radioelektronika, 1988, no. 4, pp. 8–15. (in Russ.)Быстров Р. П., Дмитриев В. Г., Потапов А. А., Соколов А. В. Проблемы радиолокационного обнаружения малоконтрастных объектов. Вопросы перспективной радиолокации. М.: Радиотехника, 2003. С. 20–48.Bystrov R. P., Dmitriyev V. G., Potapov A. A., Sokolov A. V. Problemy radiolokatsionnogo obnaruzheniya malokontrastnykh ob”yektov. Voprosy perspektivnoy radiolokatsii (Problems of Radar Detection of Low-Contrast Objects. Issues of Advanced Radar), Moscow, 2003, рр. 20-48. (in Russ.)Зиатдинов С. И. Синтез дискретных фильтров методами инвариантных дифференциальных и интегральных уравнений // Изв. вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62, №5. С. 424–432.Ziatdinov S. I. Journal of Instrument Engineering, 2019, no. 5(62), pp. 424–432. (in Russ.)Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория / Под ред. Я. Д. Ширмана. М.: ЗАО МАКВИС, 1998. 826 с.Shirman Ya. D., ed., Radioelektronnyye sistemy. Osnovy postroyeniya i teoriya (Radioelectronic Systems. Fundamentals of Construction and Theory), Moscow, 1998, 826 р. (in Russ.)Алешкин А. П., Бахолдин В. С., Гаврилов Д. А., Леконцев Д. А. Обработка сигналов спутниковых навигационных систем с квадратурным уплотнением и частотным разделением // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 53, № 4. С. 261–267.Aleshkin A. P., Bakholdin V. S., Gavrilov D. A., Lekontsev D. A. Journal of Instrument Engineering, 2016, no. 4(53), pp. 261–267. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.