Обнаружение радиолокационных сигналов, рассеянных на акустических возмущениях, создаваемых БПЛА

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2021
Předmět:
нецентральний розподіл
нецентральное распределение
статистическое накопление
central chi-square distribution
statistical accumulation
радіолокація акустичних пакетів
енергетичний підхід
UAV acoustic radiation
threshold detector
центральное распределение
апріорна невизначеність
акустическое излучение БПЛА
статистичне накопичення
пороговый обнаружитель
радиолокация акустических пакетов
a priori uncertainty
центральний розподіл
пороговий виявник
акустичне випромінювання БПЛА
априорная неопределенность
radar acoustic packages
off-center chi-square distribution
energy approach
энергетический подход
Zdroj: Радіотехніка; № 207 (2021): Радіотехніка; 113-122
Радиотехника; № 207 (2021): Радиотехника; 113-122
Radiotekhnika; No. 207 (2021): Radiotekhnika; 113-122
ISSN: 0485-8972
2786-5525
Popis: The problem of UAV radar monitoring by its acoustic radiation is considered. It is shown that in a number of practical cases such an approach is preferable to observation by radar methods directly from the UAV airframe. It is noted that the radio signals scattered by acoustic packets from the UAV are characterized by an unknown in advance complex envelope, which does not allow the use of optimal filtering methods for their detection and estimation. It is shown that to solve these problems, it is advisable to use the principle of accumulation over the observation interval of the energy of a narrow-band random process reduced to the noise dispersion, using the statistical differences between noise fluctuations and the additive "signal-plus-noise" mixture. It is shown that the energy estimate reduced to noise has either a central or an off-center "chi-square" distribution with a certain number of degrees of freedom and an off-center parameter greater than or equal to zero. As a result of comparing the current value of the no centrality parameter with the threshold value, a decision is made on the presence or absence of a useful signal in the observation interval with minimal a priori information about its parameters. It is noted that the well-known expressions for the differential probability densities of the central and non-central chi-square distributions allow one to obtain qualitative estimates of the synthesized detector. A practical structural diagram of a detector using processing of received oscillations in quadrature channels is proposed.
Рассмотрена задача радиолокационного мониторинга БПЛА по его акустическому излучению. Показано, что в ряде практических случаев такой подход предпочтительней наблюдения радиолокационными методами непосредственно планера БПЛА. Отмечено, что радиосигналы, рассеянные на акустических пакетах от БПЛА, характеризуются неизвестной заранее комплексной огибающей, что не позволяет использовать методы оптимальной фильтрации для их обнаружения и оценивания. Показано, что для решения этих задач целесообразно использовать принцип накопления на интервале наблюдения приведенной к дисперсии шума энергии узкополосного случайного процесса, используя статистические различия шумовых колебаний и аддитивной смеси "сигнал плюс шум". Показано, что приведенная к шумам оценка энергии имеет либо центральное, либо нецентральное распределение "хи-квадрат" с определенным числом степеней свободы и параметром нецентральности, большим или равным нулю. В результате сравнения текущего значения параметра нецентральности с пороговым значением выносится решение о наличии или отсутствии на интервале наблюдения полезного сигнала при минимальной априорной информации о его параметрах. Отмечено, что известные выражения для дифференциальных плотностей вероятности центрального и нецентрального распределений "хи-квадрат" позволяют получить качественные оценки синтезированного обнаружителя. Предложена практическая структурная схема обнаружителя с использованием обработки принимаемых колебаний в квадратурных каналах.
Розглянуто задачу радіолокаційного моніторингу БПЛА за його акустичним випромінюванням. Показано, що у низці практичних випадків такий підхід переважає спостереження радіолокаційними методами безпосередньо планера БПЛА. Відзначено, що радіосигнали, що розсіяно на акустичних пакетах від БПЛА, характеризуються невідомою заздалегідь комплексною огинаючою, що не дозволяє використовувати методи оптимальної фільтрації для їх виявлення та оцінювання. Показано, що для вирішення цих задач доцільно використовувати принцип накопичення на інтервалі спостереження приведеної до дисперсії шуму енергії вузькосмугового випадкового процесу, використовуючи статистичні відмінності шумових коливань і адаптивної суміші "сигнал плюс шум". Показано, що наведена оцінка енергії має або центральний, або нецентральний розподіл "хі-квадрат" з певним числом ступенів свободи та параметром нецентральності, який більше або дорівнює нулю. В результаті порівняння поточного значення параметра нецентральності з пороговим значенням приймається рішення про наявність або відсутність на інтервалі спостереження корисного сигналу при мінімальній апріорній інформації про його параметри. Відзначено, що відомі вирази для диференційної щільності ймовірностей центрального та нецентрального розподілу "хі-квадрат" дозволяє отримати якісні оцінки пристрою виявлення, що синтезовано. Запропоновано практичну структурну схему цього пристрою з використанням обробки у квадратурних каналах коливань, що приймаються.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: