<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">radioelectronics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Journal of the Russian Universities. Radioelectronics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1993-8985</issn><issn pub-type="epub">2658-4794</issn><publisher><publisher-name>Saint Petersburg Electrotechnical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32603/1993-8985-2022-25-2-40-53</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">radioelectronics-617</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РАДИОЛОКАЦИЯ И РАДИОНАВИГАЦИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>RADAR AND NAVIGATION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Двумерная разреженная антенная решетка пассивного когерентного радиолокатора с параметрическим алгоритмом обработки сигналов методом сечений</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Two-dimensional Sparse Antenna Array of a Passive Coherent Radar using a Parametric Algorithm of Signal Processing via the Section Method</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3438-1361</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кутузов</surname><given-names>В. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kutuzov</surname><given-names>V. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> доктор технических наук (1997), профессор, заведующий кафедрой радиотехнических систем </p><p>ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p> Dr Sci (Eng.) (1997), Professor, Head of the Department of Radio Engineering Systems, President </p><p>5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">vmkutuzov@etu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8167-6616</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Веремьев</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Veremyev</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> кандидат технических наук (2000), профессор кафедры радиотехнических систем </p><p>ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p> Cand. Sci. (Eng.) (2000), Professor ot the Department of Radio Engineering Systems, Director of the Research Institute "Prognoz" </p><p>5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">vervladiv@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0814-5370</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Овчинников</surname><given-names>М. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ovchinnikov</surname><given-names>M. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> магистр по направлению "Радиотехника" (2019), инженер НИИ "Прогноз", аспирант кафедры радиотехнических систем </p><p>ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p> Master in "Radio Engineering" (2019), Engineer of the Research Institute "Prognoz", Postgraduate Student of the Department of Radio Engineering Systems </p><p>5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">mixovchinnikov@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7561-278X</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Комаров</surname><given-names>Г. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Komarov</surname><given-names>G. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> специалист по направлению "Радиоэлектронные системы и комплексы" (2019), инженер НИИ "Прогноз", аспирант кафедры радиотехнических систем </p><p>ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p> Specialist of Radioelectronic systems and complexes (2019), Engineer of the Research Institute "Prognoz", Postgraduate Student of the Department of Radio Engineering Systems </p><p>5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">komarov_gleb@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Saint Petersburg Electrotechnical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>27</day><month>04</month><year>2022</year></pub-date><volume>25</volume><issue>2</issue><fpage>40</fpage><lpage>53</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Кутузов В.М., Веремьев В.И., Овчинников М.А., Комаров Г.В., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Кутузов В.М., Веремьев В.И., Овчинников М.А., Комаров Г.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Kutuzov V.M., Veremyev V.I., Ovchinnikov M.A., Komarov G.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://re.eltech.ru/jour/article/view/617">https://re.eltech.ru/jour/article/view/617</self-uri><abstract><p>Введение. Для измерения угловых координат радиолокационных целей – азимута и угла места – в РЛС необходима двумерная конфигурация приемной антенной решетки (АР). Трансформация одномерной эквидистантной АР в плоскую двумерную при фиксированном числе антенных элементов (АЭ) и неизменном размере апертуры приводит к неэквидистантному расположению АЭ в строках АР, а сама АР становится разреженной, что негативно влияет на качество трехмерной диаграммы направленности (ДН) АР. Перспективным и актуальным методом построения характеристик направленности является метод сечений на основе модифицированного параметрического алгоритма Берга, который может быть рекомендован при пространственной обработке отраженных сигналов в пассивном когерентном радиолокаторе с двумерной разреженной приемной АР.Цель работы. Анализ азимутальных и угломестных сечений трехмерных ДН при использовании модифицированного метода Берга для пространственной обработки отраженных сигналов в пассивном когерентном радиолокаторе, элементы АР которого расположены по горизонтали и по вертикали с шагом, кратным половине длины волны λ несущего колебания используемого сигнала подсветки.Материалы и методы. Характеристики направленности строились с помощью компьютерного моделирования в среде MatLab при воздействии на каналы приема в каждом АЭ в качестве помехи некоррелированного аддитивного комплексного нормального шума.Результаты. Показана возможность и определены условия применения модифицированного параметрического метода Берга в задачах обнаружения одиночного сигнала и углового разрешения равномощных сигналов в пассивном когерентном радиолокаторе, в состав которого входит двумерная разреженная АР. Проведено сравнение полученных характеристик направленности метода Берга с характеристиками направленности, построенными с помощью традиционных алгоритмов на основе дискретного преобразования Фурье. Применение метода Берга позволило снизить уровень боковых лепестков ДН до уровня -12…-17 дБ при отношении сигнал/шум 6 дБ, что является приемлемым для практики, а также существенно улучшить рэлеевское разрешение сигналов в АР.Заключение. На основе полученных результатов делается вывод о целесообразности применения модифицированного метода Берга для обработки сигналов в двумерных разреженных АР при условии ограничений на способ размещения АЭ и размер апертуры АР. Это позволяет рекомендовать метод Берга для использования в пассивных когерентных радиолокаторах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Introduction. A two-dimensional configuration of the receiving antenna array (AA) is used to measure the angular coordinates of radar targets – azimuth and elevation. A transformation of one-dimensional uniform AA into a flat two-dimensional AA with a fixed number of antenna elements (AEs) and constant aperture size leads to a nonuniform arrangement of AE in the AA rows. As a result, the AA becomes sparse, which negatively affects the quality of the AA three-dimensional antenna pattern (AP). The section method based on the modified parametric Burg algorithm is a promising and relevant method for constructing directional characteristics. This method can be recommended for spatial processing of reflected signals in a passive coherent radar with a two-dimensional sparse receiving AA.Aim. To analyze the azimuthal and elevation sections of three-dimensional APs obtained using a modified Burg method for spatial processing of reflected signals in a passive coherent radar, the AEs of which are located horizontally and vertically with a step that is a multiple of the half the wavelength λ of the used illumination signal carrier oscillation.Materials and methods. The construction of directional characteristics was implemented via computer simulation in the MATLAB environment with the effect of uncorrelated additive complex normal noise on the receiving channels in each AE as an interference.Results. The possibility and conditions for the application of the modified parametric Burg method in the problems of single signal detecting and angular resolution of equal-power signals in a passive coherent radar, which includes a two-dimensional sparse AA, were determined. The obtained Burg method directional characteristics were compared with the directional characteristics obtained using conventional algorithms based on the discrete Fourier transform. The use of the Burg method allowed the AP side lobe level to be reduced to a practically acceptable level of -12 ... -17 dB at a signal to noise ratio 6 dB. In addition, the Rayleigh resolution of signals in the AA was significantly improved.Conclusion. The presented modified Burg method is suitable for signal processing in two-dimensional sparse AA, subject to restrictions on the AE placing method and the AA aperture size. This allows the Burg method to be recommended for use in passive coherent radars.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пассивный когерентный радиолокатор</kwd><kwd>плоская разреженная антенная решетка</kwd><kwd>параметрические методы</kwd><kwd>пространственная обработка сигналов</kwd><kwd>диаграмма направленности</kwd><kwd>спектр пространственных частот</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>passive coherent radar</kwd><kwd>flat sparse antenna array</kwd><kwd>parametric methods</kwd><kwd>spatial signal processing</kwd><kwd>antenna pattern</kwd><kwd>spatial frequency spectrum</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 21-79-10375.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The work was supported by a grant of Russian Science Foundation no. 21-79-10375.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пассивная когерентная радиолокация / А. В. Бархатов, В. И. Веремьев, Е. Н. Воробьев, А. А. Коновалов, Д. А. Ковалев, В. М. Кутузов, В. Н. Михайлов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2016. 163 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Barkhatov A. V., Verem'ev V. I., Vorob'ev E. N., Konovalov A. A., Kovalev D. A., Kutuzov V. M., Mikhailov V. N. Passivnaya kogerentnaya radiolokatsiya [Passive Coherent Radiolocation]. SPb., Izd-vo SPbGETU "LETI", 2016, 163 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Проектно-ориентированная целевая подготовка кадров в партнерстве "вуз – предприятие" / В. М. Кутузов, А. В. Бархатов, В. И. Веремьев, Е. Н. Воробьев, В. Н. Малышев, О. Г. Петкау, М. С. Шмырин // XIX Всерос. науч.-практ. конф. "Планирование и обеспечение подготовки кадров для промышленноэкономического комплекса региона": сб. докл. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2020. С. 10–13.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kutuzov V. M., Barkhatov A. V., Verem'ev V. I., Vorob'ev E. N., Malyshev V. N., Petkau O. G., Shmyrin M. S. Proektno-orientirovannaya tselevaya podgotovka kadrov v partnerstve "vuz – predpriyatie" [Project-Oriented Target Training In Partnership "University – Enterprise"]. Proc. of XIX All-Russ. scientific-pract. conf. SPb., Izdvo SPbGETU "LETI", 2020, pp. 10–13. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Poullin D., Flecheux M., Klein M. Elevation Angle Estimation for Low-Altitude Targets Using DVB (SFN Broadcasters) // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2012. Vol. 27, № 11. P. 27–35. doi: 10.1109/MAES.2012.6380823</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Poullin D., Flecheux M., Klein M. Elevation Angle Estimation for Low-Altitude Targets Using DVB (SFN Broadcasters). IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2012, vol. 27, no. 11, pp. 27–35. doi: 10.1109/MAES.2012.6380823</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кутузов В. М., Мазуров К. А. Многосегментный авторегрессионный алгоритм обработки сложномодулированных сигналов в задачах обнаружения скоростных целей // Радиотехника. 2012. № 7. С. 33–39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kutuzov V. M., Mazurov K. A. Multi-Segment Auto Regression Algorithm of Processing of ComplexModulated Signals in the High-Speed Targets Detection Tasks. Radiotekhnika [Radioengineering]. 2012, no. 7, pp. 33–39. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Toward 3D passive radar exploiting DVB-T2 transmitters of opportunity / A. V. Barkhatov, E. N. Vorobev, V. I. Veremyev, V. M. Kutuzov // Intern. J. of Microwave and Wireless Technologies. 2019. Vol. 11, no. 7. P. 577–583. doi: 10.1017/s1759078719000746</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Barkhatov A. V., Vorobev E. N., Veremyev V. I., Kutuzov V. M. Toward 3D Passive Radar Exploiting DVB-T2 Transmitters of Opportunity. Intern. J. of Microwave and Wireless Technologies. 2019, vol. 11, no. 7, pp. 577–583. doi: 10.1017/s1759078719000746</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Черняк В. С. О новом направлении в радиолокации: MIMO РЛС // Прикладная радиоэлектроника. 2009. № 4. С. 477–489.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernyak V. S. About a New Area in Radiolocation: MIMO Radar. Prikladnaya radioelektronika [Applied Radio Electronics]. 2009, no. 4, pp. 477–489. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малышкин Г. С. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов: в 2 т. Т. 1: Оптимальные методы / ГНЦ ОАО "Концерн ЦНИИ «Электроприбор»". СПб., 2009. 400 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malyshkin G. S. Optimal'nye i adaptivnye metody obrabotki gidroakusticheskikh signalov: v 2 t. T. 1. Optimal'nye metody [Optimal and Adaptive Methods of Hydroacoustic Signals Processing: in 2 vol. Vol. 1. Optimal Methods]. SPb., GNTs OAO "Kontsern TsNII «Elektropribor»", 2009, 400 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малышкин Г. С. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов: в 2 т. Т. 2: Адаптивные методы / ГНЦ ОАО "Концерн ЦНИИ «Электроприбор»". СПб., 2011. 374 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malyshkin G. S. Optimal'nye i adaptivnye metody obrabotki gidroakusticheskikh signalov: v 2 t. T 2. Adaptivnye metody [Optimal and Adaptive Methods of Hydroacoustic Signals Processing: in 2 vol. Vol. 2. Adaptive Methods]. SPb., GNTs OAO "Kontsern TsNII «Elektropribor»", 2011, 374 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кутузов В. М., Сотников А. А. Модельно-параметрические технологии обработки данных с разрывами // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2005. Вып. 2. С. 3–10.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kutuzov V. M., Sotnikov A. A. ModelParametric Technologies of Discontinuous Data Processing. J. of the Russian Universities. Radioelectronics. 2005, no. 2, pp. 3–10. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кутузов В. М., Овчинников М. А., Виноградов Е. А. Характеристики обнаружения параметрического метода обработки сигналов в неэквидистантной антенной решетке транспортируемой декаметровой радиолокационной станции // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23, № 6. С. 43–58. doi: 10.32603/1993-8985-2020-23-6-43-58</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kutuzov V. M., Ovchinnikov M. A., Vinogradov E. A. Detection Characteristics of the Parametric Method of Signal Processing in a Sparse Antenna Array of a Transportable Decameter Range Radar. J. of the Russian Universities. Radioelectronics. 2020, vol. 23, no. 6, pp. 43–58. doi: 10.32603/1993-8985-2020-23-6-43-58 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Марпл-мл. С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения / пер. с англ. М.: Мир, 1990. 584 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Marple S. L. Digital Spectral Analysis: With Applications. N. J., Prentice-Hall, 1987, 492 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Основы проектирования многопозиционных декаметровых РЛС пространственной волны / В. М. Кутузов, А. В. Бархатов, А. В. Безуглов и др.; под общ. ред. В. М. Кутузова. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2012. 191 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kutuzov V. M., Barhatov A. V., Bezuglov A. V., Verem'ev V. I., Konovalov A. A. Osnovy proektirovaniya mnogopozicionnyh dekametrovyh RLS prostranstvennoi volny [Design Fundamentals for MultiPosition Decameter Skywave Radars]. SPb., Izd-vo SPbGETU «LETI», 2012, 191 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Радиоэлектронные системы: основы построения и теория: справ. / под ред. Я. Д. Ширмана. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2007. 512 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shirman Ya. D. Radioelektronnye sistemy: Osnovy postroeniya i teoriya. Spravochnik. 2-e Izd. [Radioelectronic Systems: Foundations of Construction and Theory. Directory. 2nd ed.]. M., Radiotekhnika, 2007, 512 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Haykin S. O. Adaptive Filter Theory. 5th ed. Boston: Pearson, 2013. 912 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Haykin S. O. Adaptive Filter Theory. 5th ed. Boston, Pearson, 2013, 912 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коновалов А. А. Основы траекторной обработки радиолокационной информации. Ч. 1. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2013. 164 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Konovalov A. A. Osnovy traektornoi obrabotki radiolokatsionnoi informatsii. Chast' 1 [Fundamentals of Trajectory Processing of Radar Information. Part 1]. SPb., Izd-vo SPbGETU " LETI", 2013, 164 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
