Кутузов Владимир Михайлович – доктор технических наук (1997), профессор (1998), профессор кафедры радиотехнических систем; президент университета
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Vladimir M. Kutuzov, Dr Sci. (Eng.) (1997), Professor (1998) of the Department of Radio Engineering Systems, President
5 F, Professor Popov St., Saint Petersburg 197022
Ипатов Валерий Павлович – доктор технических наук (1983), профессор (1985), профессор кафедры радиотехнических систем; заслуженный деятель науки РФ (2001), почетный радист СССР (1983)
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Valery P. Ipatov, Dr Sci. (Eng.) (1983), Professor (1985) of Department of Radio Engineering Systems; Honored scientist of the RF (2001), honorable radioman of the USSR (1983)
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Соколов Сергей Сергеевич – доктор технических наук (1996), профессор (1998), профессор кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Sergey S. Sokolov, Dr. Sci. (Eng.) (1996), Professor (1998), Professor of the Department of microradioelectronics and radio equipment technology
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Введение. В настоящее время вопросам незаметной работы радиолокационных систем различного назначения уделяется повышенное внимание. В статье рассматривается возможность повышения энергетической скрытности РЛС со сложным квазинепрерывным сигналом за счет дополнительной пространственной модуляции зондирующего сигнала в режиме излучения и использования технологии MIMO (multiple-input and multiple-output) при приеме и обработке отраженных сигналов.
Цель работы. Исследование и сопоставительный анализ энергетической скрытности работы РЛС с пространственно-временной модуляцией зондирующего сигнала с троичной амплитудно-фазовой модуляцией на основе псевдослучайной последовательности максимальной длины.
Материалы и методы. Анализ энергетической скрытности базируется на теории сигналов в части, касающейся вопросов формирования и обработки сложномодулированных фазокодовых сигналов с большой базой. В качестве объекта исследований выбран квазинепрерывный троичный сигнал на основе псевдослучайной последовательности максимальной длины и регулярной импульсной последовательности, обеспечивающей развязку приема и передачи при использовании единой приемопередающей фазированной антенной решетки (ФАР). В качестве базы для сравнения берется аналогичная РЛС с таким же зондирующим сигналом и идентичной N-элементной ФАР без дополнительной пространственной модуляции. Для исключения энергетических потерь при приеме и обработке отраженных сигналов в РЛС с дополнительной пространственной модуляцией в работе предложено использовать технологию MIMO.
Результаты. Получены количественные оценки выигрыша в уровне сигнала, накапливаемого в интегрирующих фильтрах энергетического приемника, при различных длительностях времени накопления, соизмеримых с периодом или временем когерентной обработки зондирующего сигнала РЛС. Анализ выполнен для случаев известной и неизвестной на стороне энергетического приемника несущей частоты сигнала РЛС. Отдельно проанализировано влияние отклонения диаграммы направленности ФАР от направления на носитель энергетического приемника. Преимуществом предложенного метода пространственной модуляции сигнала на основе псевдослучайной последовательности, обладающей свойством аддитивно-циклического сдвига, является отсутствие трансформации функции неопределенности, гарантирующее сохранение его корреляционных свойств.
Заключение. Полученные теоретические результаты и результаты компьютерного моделирования свидетельствуют о повышении скрытности работы РЛС за счет дополнительной пространственной модуляции зондирующего сигнала. Применение технологии MIMO позволило избежать энергетических потерь при приеме и обработке отраженных сигналов в приемнике РЛС.
Introduction. Increased attention is currently paid to the issues of stealth operation of various radar systems. The article considers the possibility of increasing the energy stealth of a radar system with a complex quasi-continuous signal due to additional spatial modulation of the probing signal in the radiation mode and the use of MIMO technology when receiving and processing reflected signals.
Aim. Research and comparative analysis of the energy stealth of a radar system with a space–time modulated probing signal with ternary amplitude–phase modulation based on a pseudo-random sequence of maximum length.
Materials and methods. The analysis of energy stealth is based on the theory of signals concerning the issues of formation and processing of complex modulated phase–code signals with a large base. A quasi-continuous ternary signal based on a pseudo-random sequence of maximum length and a regular pulse sequence providing decoupling of reception and transmission when using a single transceiver phased array was selected as a research object. A similar radar system with the same probing signal and identical N-element phased array without additional spatial modulation was used as a reference. In order to eliminate energy losses during reception and processing of reflected signals in the radar system with additional spatial modulation, MIMO technology was used.
Results. Quantitative estimates of the gain in the signal level accumulated in the integrating filters of the power receiver for different accumulation time durations commensurate with the period or time of coherent processing of the radar probing signal were obtained. The cases of known and unknown carrier frequencies of the radar signal on the side of the power receiver were analyzed. In addition, the effect of the deviation of the phased array pattern from the direction to the carrier of the power receiver was analyzed. The advantage of the proposed method of spatial modulation of a signal based on a pseudo-random sequence with the property of an additive cyclic shift consists in the absence of transformation of the uncertainty function, which ensures the preservation of its correlation properties.
Conclusion. The obtained theoretical and simulation results indicate an improved stealth of radar operation due to additional spatial modulation of the probing signal. The use of MIMO technology allowed energy losses during the reception and processing of reflected signals in the radar receiver to be eliminated.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.