МЕТОДЫ СПЕКТРАЛЬНОГО ОЦЕНИВАНИЯ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕШУМЯЩИХ ЦЕЛЕЙ И ПЕЛЕНГАЦИИ ИСТОЧНИКОВ ШУМОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Radio Electronics, Computer Science, Control; No. 1 (2022): Radio Electronics, Computer Science, Control; 7
Радиоэлектроника, информатика, управление; № 1 (2022): Радиоэлектроника, информатика, управление; 7
Радіоелектроніка, iнформатика, управління; № 1 (2022): Радіоелектроніка, інформатика, управління; 7
ISSN: 1607-3274
2313-688X
Popis: Context. For many radars, the autonomous systems of the non-noise-like aerial targets (AT) detection and the noise radiating sources (NRS) localization (direction-of-arrival estimation) may be replaced with a single detection-localization system, which carries out the common operations of the AT-detection and the NRS-localization only once. For such a system, groups of noneigenvalue and eigenvalue decomposition based “super-resolving” spectral estimation (SE) methods are considered to substantiate efficient one for the NRS-localization. Objective. The comparative analysis efficiency of the SE-methods of different groups by a set of criteria and recommendations on their practical application. Method. The methods’ efficiency is analyzed analytically, under simulation results and their comparison with new results presented in the open literature. In the simulation, a well-grounded and practically examined software-algorithmic basis of adaptive lattice filters for nonparametric SE-methods implementation is used. The results. It is shown that the SE-methods of both groups have no restrictions on the antenna array configuration (flat, ring, etc.), including when used in non-equal spaced “sparse” antenna arrays with inter-element distances of more than half radar wavelength. A comparison is made on the resolution (determination of the NRS number) and the NRS-localization (direction-of-arrival estimation) efficiency by methods of different groups when using various antenna arrays. It is shown that the methods of the first group (non-eigenvalue based) in terms of the probability of correct resolution, are almost not inferior to the known and new methods of the second group (eigenvalue ones). Based on the set of criteria and practical application conditions for direction-of-arrival estimation of the noise radiating sources, it is recommended to use the Capon’s minimum variance method if there are limitations on the computational complexity of the method. In the absence of such restrictions, it is advisable to use the SE-bank of methods. Conclusions. For the practical implementation of a joint system of the non-noise-like aerial target detection and the noise radiating sources localization, a structural-algorithmic basis of adaptive lattice filters is preferred. Using latter, along with the weight vector forming for the target detection, it is possible to implement not only the Capon’s method, but also a SE-bank of methods by combining the squares of absolute values of its original vectors’ components.
Актуальность. Для многих РЛС автономные системы обнаружения нешумящих воздушных целей (ПЦ) и пеленгации источников шумовых излучений (ИШВ) можно заменить одной экономной системой обнаружения – пеленгации, в которых общие операции, которые используются при обнаружении ПЦ и пеленгации ДШВ выполняются только один раз. Для такой системы рассматриваются группы несобственноструктурных (непараметричных) и собственноструктурных (параметричных) «сверхразрешающих» методов спектрального анализа (СА) для обоснования целесообразного метода пеленгации ИШВ. Цель. Сравнительный анализ эффективности методов СА разных групп по совокупности критериев и предложения относительно них практического применения. Метод. Эффективность методов определяется аналитически, по результатам имитационного моделирования и их сравнения с новыми результатами, изложенными в открытой литературе. При моделировании использовалась обоснованная и практически проверенная программно-алгоритмическая база адаптивных решетчатых фильтров для реализации непараметрических методов СА. Результаты. Показано, что методы СА обеих групп не имеют ограничений на конфигурацию антенной решетки (плоская, кольцевая и т.п.), в том числе при использовании в неэквидистантних «разреженных» антенных решетках (АР) с междуэлементными расстояниями больше половины длины волны РЛС. Произведено сравнение разрешающей способности (определять количества ИШВ) и эффективность пеленгации ИШВ методами разных групп при использовании разных АР. Показано, что методы первой группы (непараметрические) за вероятностью правильного разделения почти не уступают известным и новым методам второй группы (параметрическим). По совокупности критериев и практических условий использования для пеленгации источников шумовых излучений целесообразно использовать метод минимума дисперсии Кейпона, если существуют ограничения на вычислительную сложность метода. При отсутствии таких ограничений целесообразно использовать набор методов. Выводы. Для практической реализации комбинированной системы выявления нешумящей точечной цели и пеленгации источников шумовых излучений предлагается структурно-алгоритмическая основа адаптивного решетчатого фильтра. На нем рядом с формированием весового вектора для выявления цели для пеленгации возможно реализовать не только метод Кейпона, а и набор методов, комбинируя различным образом квадраты модулей компонент его исходных векторов.
Актуальність. Для багатьох РЛС автономні системи виявлення нешумливих повітряних цілей (ПЦ) і пеленгації джерел шумових випромінювань (ДШВ) можна замінити одною економною системою виявлення ПЦ-пеленгації ДШВ, в яких загальні операції, що використовуються в процесі виявлення ПЦ і пеленгації ДШВ виконуються тільки один раз. Для такої системи розглядаються групи непараметричних і параметричних «надрозділяючих» методів спектрального аналізу (СА) для обґрунтування доцільного методу пеленгації ДШВ. Мета. Порівняльний аналіз ефективності методів СА різних груп за сукупністю критеріїв і пропозиції щодо їх практичного застосування. Метод. Ефективність методів визначається аналітично, за результатами імітаційного моделювання та їхнього порівняння з новими результатами, викладеними у відкритій літературі. У процесі моделювання непараметричних методів СА використовувалась обґрунтована й практично перевірена програмно-алгоритмічна база адаптивних решітчастих фільтрів. Результати. Показано, що методи СА обох груп не мають обмежень на конфігурацію антенної решітки (плоска, кільцева і т.п.), в тому числі в ході використання в нееквидистантних «розріджених» антенних решітках (АР) з міжелементними відстанями більше половини довжини хвилі РЛС. Порівняно роздільну здатність (визначення кількості ДШВ) і ефективність пеленгації ДШВ методами різних груп під час використання різних АР. Показано, що методи першої групи (непараметричні) за ймовірністю правильного розділення майже не поступаються відомим і новим методам другої групи (параметричним). За сукупністю критеріїв і практичних умов використання для пеленгації джерел шумових випромінювань доцільно використовувати метод мінімуму дисперсії Кейпона, якщо існують обмеження на обчислювальну складність методу. За відсутності таких обмежень доцільно використовувати набір методів. Висновки. Для практичної реалізації комбінованої системи виявлення нешумливої точкової цілі і пеленгації джерел шумових випромінювань пропонується структурно-алгоритмічна основа адаптивного решітчастого фільтра. На ньому поряд з формуванням вагового вектора для виявлення цілі можна для пеленгації ДШВ реалізувати не тільки метод Кейпона, а і набір методів, якщо різним чином комбінувати квадрати модулів компонент його вихідних векторів.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: