- •Введение
- •Формирование алфавитов классов и признаковых пространств радиолокационного распознавания
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Формирование алфавитов классов
- •1.3. Траекторные признаки
- •1.4. Сигнальные признаки однопозиционной активной локации при узкополосном зондировании
- •1.4.1. Эффективные площади (эп) целей
- •Примерные эффективные площади радиолокационных целей
- •1.4.2. Поляризационные признаки
- •1.4.3. Модуляционные признаки
- •1.5. Сигнальные признаки однопозиционной активной локации при широкополосном, многочастотном и многодиапазонном зондировании
- •1.5.1. Признаки при широкополосном зондировании
- •Скалярные признаки подклассов целей
- •Дальностно-поляризационные портреты (дпп)
- •О переходе от согласованного дальностного разрешения к сверхразрешению
- •Дальностно-частотные портреты (дчп)
- •Дальностно-угловые портреты (дул)
- •1.5.2. Признаки при многочастотном зондировании
- •Признаки при когерентном зондировании сигналами малой протяженности
- •Признаки при когерентном зондировании сигналами большой протяженности.
- •Признаки при некогерентном многочастотном зондировании
- •1.3.3. Признаки при многодиапазонном зондировании
- •1.6. Сигнальные признаки однопозиционной пассивной локации
- •1.7. Сигнальные признаки многопозиционной активно-пассивной локации
- •1.8. Признаковые пространства распознавания
- •1.9. Эффективность радиолокационного распознавания
- •2. Алгоритмы распознавания по совокупности признаков
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Байесовские одноэтапные алгоритмы распознавания
- •2.2.1. Исходные структуры алгоритмов
- •При этом отношение
- •2.2.2. Мультипликативные байесовские алгоритмы и их частичная
- •2.2.3 Аддитивные частично параметризованные байесовские алгоритмы
- •2.2.4. Примеры элементов байесовских алгоритмов
- •Элементы алгоритмов, связанные с измерением эффективных площадей целей
- •Элементы алгоритмов связанные с получением дальностных портретов целей
- •2.3. Непараметрические алгоритмы многоальтернативного распознавания
- •2.3.1. Алгоритмы вычисления расстояний
- •2.3.2. Алгоритмы голосования
- •2.4. Нейрокомпьютерные алгоритмы
- •2.4.1. Принципы построения и структуры и ейро компьютерных алгоритмов
- •2.4.2. Варианты алгоритмов функционирования и обучения
- •2.4.3. Нейробайесовские алгоритмы
- •2.4.4. Некоторые данные моделирования
- •3. Принципы реализации высокого разрешения по дальности и по угловой координате в одпопозиционных системах радиолокационного распознавания
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Возможности и примеры получения дальностных портретов
- •3.2.1. Методы когерентной обработки сигналов
- •3.2.2. Примеры когерентной обработки сигналов
- •3.3. Принципы реализации высокого разрешения за счет прямого синтеза апертуры
- •3.4. Пример синтеза апертуры на спутнике "Сисат", сша, 1978 [41]
- •3.5. Обратный (инверсный) синтез апертуры и формирование дальностно-угловых портретов
- •3.6. Варианты адаптации к случайным параметрам сигналов
- •3.7. Адаптация к неравномерному движению цели без угловых рысканий
- •3.8. Принципы адаптации к рысканиям цели
- •3.8.1. Применение методов углового сверхразрешения
- •3.8.2. Сочетание когерентной обработки с некогерентной
- •3.8.3. Компенсация амплитудно-фазовых флюктуаций, обусловленных
- •4. Экспериментальные и расчетные методы определения характеристик вторичного излучения и показателей качества радиолокационного распознавания
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Экспериментальные методы определения характеристик вторичного излучения
- •4.2.1. Методы натурных измерений
- •4.2.2. Методы масштабного электродинамического моделирования
- •4.2.3. Методы гидроакустического моделирования
- •4.3. Расчетные методы определения характеристик вторичного излучения
- •4.3.1. Разновидности расчетных методов
- •4.3.3. Динамические цифровые модели вторичного излучения
- •Варианты построения динамических моделей
- •4.4. Методы определения показателей качества радиолокационного распознавания
- •4.4.1. Натурные методы
- •4.4.2. Методы физического моделирования
- •4.4.3. Методы математического моделирования
- •4.4. Примеры математического моделирования распознавания воздушных целей по совокупности признаков
3.4. Пример синтеза апертуры на спутнике "Сисат", сша, 1978 [41]
Высота полета - около 800 км, скорость - 6,6 км/с. Размер антенны - 2,2 х 10,7 м2. Длина волны = 0,235 м. Обзор боковой a0 =90°. Луч антенны, расположенный в плоскости нормальной траектории спутника, отклонен от нормали к поверхности Земли на угол 23°. Полоса частот П = 19 МГц. Время когерентного накопления Т = 0,68 с. Импульсы излучаются с частотами следования 1463, 1537 и 1645 Гц. Некогерентное накопление получаемых на указанных частотах данных снижает роль флюктуаций вторичного излучения элементов разрешения просматриваемой местности. Все эти частоты удовлетворяют условию (3,9) и обеспечивают, кроме того, однозначность измерения дальности просматриваемой поверхности Земли в полосе наблюдения 100 км. Меры разрешающей способности поперек и вдоль линии пути определяются соотношениями (3.7) и (3.10). Реальную разрешающую способность оценивают величиной квадрата со сторонами 25 х 25 м2. Время накопления Т < Тмах и длина синтезированного раскрыва vT= 6,6·0,68= 4,5 км несколько менее потенциально возможных. Поэтому и расчетная мера разрешающей способности вдоль линии пути примерно втрое превышает потенциально возможную, определенную по формуле (3.7):
3.5. Обратный (инверсный) синтез апертуры и формирование дальностно-угловых портретов
Может проводиться в режимах слежения РЛС за выделенными целями. Как и в случае прямого синтеза, могут формироваться сфокусированные и несфокусированные синтезированные раскрывы [40, 41, 66].
Возможны, по-прежнему, пространственная, частотная и временная трактовки повышенного углового разрешения. Поворот а линии визирования относительно оси характеристики направленности антенны локатора заменяется поворотом а вектора скорости цели относительно линии визирования, в обоих случаях за конечное время -Т/2≤ t ≤ Т/2. Согласованная угловая разрешающая способность синтезированного раскрыва равна, как и ранее,
От нее переходят к линейной разрешающей способности. Однако вместо разрешающей способности вдоль линии пути Δrпрод вводится линейная разрешающая способность в плоскости, поперечной линии визирования,
(3.11)
где rно - по-прежнему наклонная дальность.
Поскольку – это скорость поворота цели относительно линии визирования, то произведение ее на время Т дает соответствующее изменение а(Т) угла а. Следовательно, справедливо также соотношение
(3.12)
Для осуществления фокусировки изображения поступательно движущейся цели возможны различные методы (см. также разд. 3.6).
Возможно, в частности, адаптивное фазирование по типу метода внешней когерентности. Пусть, например, из разрешаемых по дальности элементов цели алгоритмически выделяется некий доминирующий элемент [40], удовлетворяющий требованиям достаточной интенсивности отраженного сигнала и устойчивости амплитуды на протяжении пачки импульсов. Частотно-фазовая модуляция сигнала от этого элемента используется для демодуляции сигналов от остальных элементов. Разрешение в плоскости, поперечной линии визирования, обеспечивается после этого путем спектрального анализа, как и при прямом синтезе. При широких полосах П существенно, однако, предварительное выравнивание временных запаздываний дальностных портретов, устанавливаемое по максимуму их корреляции.
При использовании единственного опорного напряжения существуют определенные, хотя и не всегда существенные ограничения на размеры цели. Пусть (f) - изменение введенной выше частотной девиации, связанное с изменением наклонной дальности rн0 на δrн0. Для просмотра радиального интервала ± δrн0 с использованием единственного опорного напряжения по аналогии с (3.6) (см. также (3.3), (3,4)), необходимо, чтобы
, (3.13)
где по-прежнему, – разрешающая способность поперек линии визирования.
Можно показать [41], что аналогичные ограничения накладываются и на размер цели, поперечный линии визирования.
При Δrпплв=2 м и длинах волн λ0 =0,1м и λ0 = 0,03м радиусы четкости изображения вдоль линии визирования (δrн0 )max в частности, равны 80 м и 267 м соответственно.
Особенности инверсного синтеза апертуры при чисто вращательном движении цели. Движение цели рассматривалось до сих пор только как равномерное поступательное. Полученные соотношения, тем не менее, показала, что при условии фазовой коррекции (фокусировки) разрешающая способность поперек линии визирования Δrпплв определяется только малым углом ее поворота за время наблюдения относительно линии визирования Δа и длинной волны λ0. То же самое имеет место, если цель совершает равномерное вращательное движение вокруг собственной оси без элементов поступательного движения. В плоскости, нормальной оси вращения, Δrпплв= λ0 /2Δа, в чем можно убедиться как со спектральных (частотных), так и с антенных (пространственных) позиций.
Со спектральных позиций существенно, что отражатели, расположенные в плоскости поперечной линии визирования, имеют различные радиальные скорости в зависимости от расстояния до оси вращения. Разрешение поперек линии визирования сводится к разрешению по доплеровской частоте.
С антенных позиций вращение цели относительно неподвижного локатора заменяется вращением локатора относительно цели.
Несмотря на вращательный характер движения, замена оказывается допустимой, поскольку эффекты инерции не принимаются во внимание. Синтезируемая же апертура сводится к малому участку цилиндра. Расстояние "локатор – цель" на ней не меняется, частотной модуляции сигнала не происходит, фазовой коррекции не требуется.
Вращение макетов целей в сочетании с обработкой, обеспечивающей синтез апертуры, используется в последнее время для выявления вкладов отдельных элементов цели в суммарные эффекты их вторичного излучения.
Собственные вращения реальных целей могут накладываться на их поступательное движение. Учет возникающих при этом эффектов в процессе обратного синтеза апертуры требует специального рассмотрения.