Кошелев Виталий Иванович – доктор технических наук (2003), профессор, заведующий кафедрой радио-технических систем
ул. Гагарина, д. 59/1, Рязань, 390005
Vitaly I. Koshelev, Dr Sci. (Eng.) (2003), Professor, Head of the Department of Radio Engineering Systems
59/1, Gagarin St., Ryazan 39000
Чинь Нгок Хиеу – специалист по направлению "Специальные радиотехнические системы", аспиранткафедры радиотехнических систем
ул. Гагарина, д. 59/1, Рязань, 390005
Trinh Ngoc Hieu, a specialist in "Special Radio Engineering Systems", Postgraduate student of the Department of Radio Engineering Systems
59/1, Gagarin St., Ryazan 390005
Введение. Использование неэквидистантных последовательностей импульсов в качестве зондирующих радиолокационных сигналов позволяет устранить слепые зоны по скорости и дальности. Однако реализация многоканальной доплеровской фильтрации (МДФ) на основе классического алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ) неэквидистантных отсчетов сигнала в задаче обнаружения сигнала сопряжена с энергетическими потерями. Применение алгоритмов модифицированного БПФ позволяет повысить эффективность МДФ на фоне белого гауссовского шума, но снижает эффективность накопления сигнала в части каналов обработки сигнала, перекрываемых узкополосной помехой. Для устранения этого недостатка авторами ранее предложено применить комбинированный классический и модифицированный алгоритмы БПФ. Однако применение комбинированного метода не приводит к оптимальному решению с точки зрения эффективности МДФ.
Цель работы. Оптимизация весовой обработки неэквидистантных сигналов для повышения эффективности МДФ.
Материалы и методы. МДФ осуществлена с применением оптимизационных процедур, а эффективность алгоритмов оценивалась с помощью компьютерных расчетов.
Результаты. Результаты исследования показали, что окно Кайзера–Бесселя с параметром окна α = 4.42 обеспечивает наибольший усредненный по каналам МДФ коэффициент улучшения отношения сигнал(помеха + шум), равный 30.06 дБ, и наибольшую усредненную по каналам МДФ вероятность правильного обнаружения сигнала, равную 0.5, при обработке неэквидистантных последовательностей импульсов. Оптимизация весовой обработки в МДФ при указанных условиях позволяет значительно повысить используемые усредненные характеристики эффективности до 53.18 дБ и до 0.92 соответственно.
Заключение. Раздельная оптимизация весовой обработки для каждого частотного канала позволяет значительно повысить усредненные характеристики эффективности многоканального доплеровского фильтра и устранить все недостатки классического и модифицированного алгоритмов БПФ при обработке неэквидистантных последовательностей импульсов. Однако эти преимущества достигаются ценой отказа от применения БПФ, т. е. реализуются в рамках алгоритма дискретного преобразования Фурье.
Introduction. The use of non-equidistant pulse sequences as probing radar signals makes it possible to eliminate blind spots in speed and range. However, the implementation of multi-channel Doppler filtering (MDF) based on the classical fast Fourier transform (FFT) algorithm of non-equidistant signal samples in the signal detection problem is associated with energy losses. The use of modified FFT algorithms increases the efficiency of MDF against the background of white Gaussian noise, while reducing the efficiency of signal accumulation in the part of signal processing channels blocked by the narrow-band clutter. To eliminate this drawback, the authors previously proposed using combined classical and modified FFT algorithms. However, the use of the combined method does not lead to an optimal solution in terms of MDF efficiency.
Aim. Optimization of weight processing of non-equidistant signals to improve the efficiency of MDF.
Materials and methods. An MDF synthesis was carried out using optimization procedures, and the effectiveness of the algorithms was assessed using computer calculations.
Results. The results show that the Kaiser Bessel window with a window parameter of 4.42 provides the highest signal-(clutter+noise) ratio improvement coefficient averaged over frequency channels equal to 30.06 dB and the highest probability of correct signal detection averaged over MDF channels equal to 0.5 at processing of non-equidistant pulse sequences. Optimization of the weight processing of MDF under the specified conditions increased the average efficiency characteristics used of up to 53.18 dB and 0.92, respectively.
Conclusion. Separate optimization of weighting processing for each frequency channel can significantly improve the average efficiency characteristics of a multichannel Doppler filter and eliminate all the shortcomings of the classical and modified FFT algorithms when processing non-equidistant pulse sequences. However, these advantages are achieved at the cost of not using the FFT, i.e., implemented within the framework of the discrete Fourier transform (DFT) algorithm.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.