Владимиров Владислав Владимирович – соискатель ученой степени кандидата технических наук, научный сотрудник Военного института (научно-исследовательского)
ул. Генерала Хрулева, д. 16, Санкт-Петербург, 197348
Vladislav V. Vladimirov, applicant for the degree of Cand. Sci. (Eng.), researcher of the military institute
16, General Khrulev St., St Petersburg, 197348
Введение. Коротковолновые станции обнаружения воздушных объектов ионосферного типа имеют ряд ограниченных технических характеристик, одной из которых является низкая разрешающая способность по азимуту. Она выражается в отсутствии возможности раздельного наблюдения воздушных объектов в группе, расстояние между которыми менее 30 км (на дальности наблюдения 2000 км). Повысить рассматриваемую техническую характеристику возможно внесением изменений в размеры приемной антенной решетки (АР), но такие изменения приводят, как правило, к неоправданным инженерным и финансовым затратам. На практике при пространственно-временной обработке сигнала применяются известные методы сверхразрешения, использование которых, увеличивая разрешающую способность станции, приводит к снижению темпа выдачи результатов наблюдения оператору из-за возникшей вычислительной нагрузки. Необходим поиск компромисса между максимальным достижением показателя разрешающей способности и приемлемой нагрузкой на систему при обработке сигнала.Цель работы. Анализ фазового распределения на раскрыве АР падающей волны, рассеянной объектами, а также азимутальных портретов этих объектов при выполнении пространственно-временной обработки сигналов после увеличения количества отсчетов комплексной апертурной характеристики функции раскрыва АР.Материалы и методы. При построении фазовых распределений на раскрыве АР и азимутальных портретов наблюдаемых объектов использовалось компьютерное моделирование в среде MATLAB, которую применяют для широкого спектра инженерных и научных задач разной сложности.Результаты. Показана возможность использования линейного предсказания для экстраполяции функции раскрыва АР в задаче увеличения разрешающей способности по азимуту коротковолновой станции обнаружения воздушных объектов. Выполнено моделирование. Проведен анализ полученных результатов на примере группового наблюдения воздушных объектов.Заключение. Полученные результаты доказали актуальность применения предложенной пространственно-временной обработки для коротковолновых станций, имеющих приемные АР больших размеров. Предложенный метод увеличения разрешающей способность имеет меньшую вычислительную нагрузку, что также является большим преимуществом.
Introduction. Short-wave stations for detecting airborne objects of the ionospheric type have a number of limited technical characteristics, one of which is their low azimuth resolution. This limitation is manifested in the impossibility to separately observe air objects in a group, the distance between which is less than 30 km (at an observation range of 2000 km). The technical characteristics under consideration can be improved by making changes to the dimensions of the receiving antenna array (AA); however, such changes lead, as a rule, to unjustified engineering and financial costs. In practice, space-time signal processing is carried out using conventional superresolution methods, which, although increasing the resolution of the station, decrease the rate of delivery of observation results to the operator due to an additional computational load. It is necessary to find a compromise between the maximum possible resolution indicator and the acceptable load on the system during signal processing.Aim. Analysis of the phase distribution of the incident wave scattered by objects at the AA aperture, as well as the azimuthal images of these objects when performing spacetime signal processing after extrapolating the AA aperture function by evaluating linear prediction using the least-squares method using autoregressive model coefficients.Materials and methods. Modelling of phase distributions at the AA aperture and azimuthal images of the observed objects was conducted in the MATLAB environment.Results. It is shown that the problem of increasing the azimuth resolution of a short-wave station for detecting air objects can be successfully solved using linear prediction based on the least-squares method using autoregressive model coefficients for the extrapolation of the AA aperture function. The results obtained during modelling were analysed using the example of group observation of air objects.Conclusion. The proposed approach for extrapolation of the AA aperture function for short-wave stations with large receiving AAs proved its relevance. The method proposed for increasing the resolution is characterized by a lower computational load, thereby being promising for practical application.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.