Введение к работе
-3-
Актуальность темы. Достоинством радиолокационных станций (РЛС)' декаметрового СДКМ) диапазона радиоволн является их способность обнаруживать цели за пределами горизонта в области полутени и тени на дальностях до 300 км за счет распространения поверхностной волны и на дальностях от 800 до 4000 км за счет распространения пространственной волны при переотраженни ее ионосферой. Создание таких РЛС позволяет вести наблюдение за воздушной и надводной обстановкой за пределами зоны видимости РЛС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона.
В то же время,. ДКМ РЛС уступают РЛС СВЧ диапазона в разрешающей способности по дальности. Последнее не позволяет в настоящее время использовать данные средства для создания систем дальнего наблюдения и управления в местах интенсивного судоходства.
При традиционно применяемой согласованной обработке сигнала разрешение по дальности ограничивается выделенной полосой частот. Существующие ДКМ РЛС имеют ширину спектра зондирующего сигнала, не превышающую нескольких десятков кГц. Увеличение занимаемой полосы частот практически невозможно по техническим и организационным причинам: трудности обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) в данном диапазоне радиоволн; нарушение когерентности широкополосного сигнала при переотраженни от ионосферы или при распространении над морской поверхностью. Это обстоятельство диктует необходимость применения оптимальных методов обработки сигнала, позволяющих повысить разрешающую способность по его параметрам при ограниченном объеме исходных данных.
В настоящее время сдерживающим фактором применения оптимальных методов обработки сигнала является сложность их реализации. Поэтому часто используют субоптимальные методы, более простые, но имеющие худшие характеристики. Выбор конкретного метода и алгоритма его реализации определяется особенностями решаемой задачи.
Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью повышения разрешающей способности ДКМ РЛС по дальности и недостаточной изученностью вопросов практического применения
.4-. методов с высоким разрешением для определения задержки сигнала в ДКМРЛС.
Цель работы состоит в разработке и исследовании алгоритма обработки сигнала, обеспечивающего повышение разрешающей способности по дальности при ограничениях на ширину его спектра.
В работе были решены следующие задачи:
проведен анализ условий функционирования ДКМ PJIC и выработаны требования к устройству первичной обработки сигнала;
выбран метод обработки сигнала с высоким разрешением по задержке, отвечающий требованиям к ДКМ РЛС поверхностной волны;
описана и исследована модель используемая при обработке сигнала;
- разработан алгоритм обработки сигнала;
выбран зондирующий сигнал, обеспечивающий потенциальные характеристики разработанного алгоритма;
проведена модификация алгоритма для снижения вычислительных затрат;'
- исследованы статистические характеристики обнаружения и
разрешения разработанного алгоритма обработки сигнала;
- экспериментально проверена работоспособность разработанного
алгоритма.
Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись результаты теории оптимальных оценок, аналитический синтез алгоритмов с применением аппарата теории матриц и корреляционного анализа, статистическое моделирование на ЭВМ, постановка натурных экспериментов. „
Новые научные результаты:
обосновано применение параметрической модели для представления Отраженного сигнала в ДКМ РЛС;'
- определены оценки максимального правдоподобия параметров
модели отраженного сигала в ДКМ РЛС;
- предложен новый способ поиска корней полинома по
производной его фазы;
получены сравнительные характеристики обнаружения алгоритмов на основе параметрической модели и согласованной обработки сигнала:
получены количественные оценки разрешающей способности разработанного алгоритма определения задержки сигнала;
оценены факторы, влияющие на эффективность алгоритма определения задержки сигнала на основе парамегри ческой модели.
Практическая ценность:
разработан алгоритм обработки сигнала ДКМ РЛС, позволяющий повысить разрешающую способность по дальности при ограничении на ширину спектра зондирующего сигнала;
- предложен тип сигналов, наиболее предпочтительных для алгоритма обработки на основе параметрической модели;
- на макете радиолокационной станции показаны -пути
Практической реализации алгоритма на основе параметрической модели
в устройствегіервичной обработки сигнала ДКМ РЛС.
Основные результаты работы докладывались:
на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПГЭТУ в 1990-\997г;
на региональной конференции студентов , аспирантов, и молодых специалистов Северного Кавказа " Методы и средства цифровой обработки сигнала." Таганрог 1993 г.
- на шестой всероссийской научно - технической конференции.
"Радиоприем и обработка сигналов" Нижний Новгород 1993г.
- на XI Всероссийском симпозиуме "Радиолокационное
исследование природных сред " 1993 г. ГГО С-Петербург.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Работа содержит введение, четыре
раздела, заключение, приложения и список литературы, включающий в
себя 86 наименований. Основная часгь. работы изложена на 113
страницах машинописного текста. Работа содержит 45 рисунков и 1
таблицу. . :
