提高飞机雷达寻的头自适应信号处理系统速度的方法

Олексій Мезенцев, Ігор Шовкошитний, Михайло Капась
{"title":"提高飞机雷达寻的头自适应信号处理系统速度的方法","authors":"Олексій Мезенцев, Ігор Шовкошитний, Михайло Капась","doi":"10.33099/2311-7249/2024-49-1-105-110","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Відомо, що ефективність сучасних літальних апаратів (керованих засобів ураження) залежить від типу систем наведення їх швидкодії та перешкодостійкості. Адаптивні системи захисту дають змогу подолати апріорну невизначеність статистичних характеристик сигналів і радіоперешкод, що потребує пошуку нових технічних рішень для адаптивної обробки сигналів на фоні перешкод. Ефективність цих рішень можна підвищити за рахунок використання в системах захисту від перешкод надійної апріорної інформації. Метою статті є розроблення способу підвищення швидкодії адаптивних систем обробки сигналів радіолокаційних головок самонаведення літальних апаратів (зокрема, кореляційно-екстремальної системи наведення) в умовах навмисних радіозавад. У дослідженні застосовано методи теорії радіолокації, матричного аналізу та теорії адаптивних систем. У публікаціях розглянуто математичні моделі, що описують роботу антенних решіток в умовах радіоперешкод, зроблено висновки про можливість прискорення їх адаптації до середовища перешкод. Однак, деякі припущення в обґрунтуванні висновку є статистично невірними, що пов’язано з неврахуванням кількості каналів прийому. У статті висвітлено алгоритми підвищення швидкодії систем захисту від перешкод для головок самонаведення літальних апаратів. Ці алгоритми доведено до схемних рішень. Показано спосіб підвищення швидкодії адаптивних систем захисту від радіоперешкод завдяки врахуванню апріорної інформації про центральну симетрію приймальних каналів радіолокаційної головки самонаведення літального апарату. Врахування цієї інформації призводить до зміни структури пристроїв адаптивної обробки сигналів в умовах перешкод і, як наслідок, до підвищення їх швидкодії. Новим є спосіб урахування апріорної інформації про центральну симетрію приймальних каналів антенної решітки, який полягає в тому, що при ідентичності амплітудних діаграм спрямованості центральносиметричних елементів антенної решітки просторова кореляційна матриця активних перешкод є не тільки ермітовою, але й має персиметрію – симетрію відносно бічної діагоналі. Введення персиметричної матриці, яка є вдвічі меншою за ермітову позитивно визначену матрицю, сприяє зменшенню розмірності вектора оцінюваних параметрів і підвищенню швидкодії (ефективності) систем захисту від перешкод, адже для отримання значення вагового вектора, що вносить «провал» в діаграму спрямованості антенної решітки на джерело перешкод, кореляційна матриця має обертатися в реальному часі. Практичне значення результатів полягає в підвищенні ефективності та швидкодії систем наведення літальних апаратів в умовах перешкод та доведенні теоретичних положень до схемних рішень, які можуть бути практично реалізовані. Використання персиметричної кореляційної матриці разом із сумарно-різницевим перетворенням вхідних впливів дозволяє скоротити обсяг обчислень майже в 4 рази. Подальші дослідження будуть присвячені використанню методів адаптивної ґратчастої фільтрації з урахуванням їхніх переваг таких, як: придатність для вирішення широкого кола задач; універсальність; висока стійкість; простота врахування апріорної інформації; легкість контролю відмов (збоїв).","PeriodicalId":124623,"journal":{"name":"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони","volume":"3 5","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-05-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Спосіб підвищення швидкодії адаптивних систем обробки сигналів радіолокаційних головок самонаведення літальних апаратів\",\"authors\":\"Олексій Мезенцев, Ігор Шовкошитний, Михайло Капась\",\"doi\":\"10.33099/2311-7249/2024-49-1-105-110\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Відомо, що ефективність сучасних літальних апаратів (керованих засобів ураження) залежить від типу систем наведення їх швидкодії та перешкодостійкості. Адаптивні системи захисту дають змогу подолати апріорну невизначеність статистичних характеристик сигналів і радіоперешкод, що потребує пошуку нових технічних рішень для адаптивної обробки сигналів на фоні перешкод. Ефективність цих рішень можна підвищити за рахунок використання в системах захисту від перешкод надійної апріорної інформації. Метою статті є розроблення способу підвищення швидкодії адаптивних систем обробки сигналів радіолокаційних головок самонаведення літальних апаратів (зокрема, кореляційно-екстремальної системи наведення) в умовах навмисних радіозавад. У дослідженні застосовано методи теорії радіолокації, матричного аналізу та теорії адаптивних систем. У публікаціях розглянуто математичні моделі, що описують роботу антенних решіток в умовах радіоперешкод, зроблено висновки про можливість прискорення їх адаптації до середовища перешкод. Однак, деякі припущення в обґрунтуванні висновку є статистично невірними, що пов’язано з неврахуванням кількості каналів прийому. У статті висвітлено алгоритми підвищення швидкодії систем захисту від перешкод для головок самонаведення літальних апаратів. Ці алгоритми доведено до схемних рішень. Показано спосіб підвищення швидкодії адаптивних систем захисту від радіоперешкод завдяки врахуванню апріорної інформації про центральну симетрію приймальних каналів радіолокаційної головки самонаведення літального апарату. Врахування цієї інформації призводить до зміни структури пристроїв адаптивної обробки сигналів в умовах перешкод і, як наслідок, до підвищення їх швидкодії. Новим є спосіб урахування апріорної інформації про центральну симетрію приймальних каналів антенної решітки, який полягає в тому, що при ідентичності амплітудних діаграм спрямованості центральносиметричних елементів антенної решітки просторова кореляційна матриця активних перешкод є не тільки ермітовою, але й має персиметрію – симетрію відносно бічної діагоналі. Введення персиметричної матриці, яка є вдвічі меншою за ермітову позитивно визначену матрицю, сприяє зменшенню розмірності вектора оцінюваних параметрів і підвищенню швидкодії (ефективності) систем захисту від перешкод, адже для отримання значення вагового вектора, що вносить «провал» в діаграму спрямованості антенної решітки на джерело перешкод, кореляційна матриця має обертатися в реальному часі. Практичне значення результатів полягає в підвищенні ефективності та швидкодії систем наведення літальних апаратів в умовах перешкод та доведенні теоретичних положень до схемних рішень, які можуть бути практично реалізовані. Використання персиметричної кореляційної матриці разом із сумарно-різницевим перетворенням вхідних впливів дозволяє скоротити обсяг обчислень майже в 4 рази. Подальші дослідження будуть присвячені використанню методів адаптивної ґратчастої фільтрації з урахуванням їхніх переваг таких, як: придатність для вирішення широкого кола задач; універсальність; висока стійкість; простота врахування апріорної інформації; легкість контролю відмов (збоїв).\",\"PeriodicalId\":124623,\"journal\":{\"name\":\"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони\",\"volume\":\"3 5\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-05-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.33099/2311-7249/2024-49-1-105-110\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.33099/2311-7249/2024-49-1-105-110","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

众所周知,现代飞机(制导弹药)的效能取决于制导系统的类型、速度和抗干扰能力。自适应防御系统可以克服信号和无线电干扰统计特征的先验不确定性,这就需要寻找新的自适应信号处理抗干扰技术解决方案。通过在干扰防护系统中使用可靠的先验信息,可以提高这些解决方案的有效性。文章旨在开发一种方法,以提高飞机寻的雷达头(特别是相关-极端制导系统)自适应信号处理系统在面对有意无线电干扰时的性能。研究中使用了雷达理论、矩阵分析和自适应系统理论等方法。这些出版物考虑了描述天线阵列在无线电干扰条件下运行的数学模型,并就加速天线阵列适应干扰环境的可能性得出了结论。然而,由于没有考虑接收信道的数量,用于证明结论正确性的一些假设在统计学上是不正确的。文章重点介绍了提高飞机寻的干扰保护系统性能的算法。这些算法已简化为电路解决方案。文章介绍了一种提高无线电干扰防护自适应系统性能的方法,即考虑飞机雷达寻的头接收信道中心对称的先验信息。考虑到这一信息会改变干扰条件下自适应信号处理设备的结构,从而提高其性能。考虑到天线阵列接收通道中心对称的先验信息的一种新方法是,鉴于天线阵列中心对称元素振幅模式的同一性,主动干扰的空间相关矩阵不仅是赫米特的,而且具有持久对称性--相对于横向对角线的对称性。不对称矩阵的大小是赫米特正定矩阵的一半,引入不对称矩阵有助于减少估计参数向量的维数,提高干扰防护系统的速度(效率),因为要获得在天线阵对干扰源的指向性模式中引入 "凹陷 "的权重向量值,必须实时旋转相关矩阵。这些结果的实际意义在于提高飞机制导系统在干扰条件下的效率和速度,并将理论立场转化为可实际实施的电路解决方案。使用不对称相关矩阵以及输入影响的和差变换,可以将计算量减少近 4 倍。考虑到自适应晶格滤波方法的优势,进一步的研究将致力于使用自适应晶格滤波方法,例如:适用于解决广泛的问题;通用性;高稳定性;考虑先验信息的简便性;易于控制故障(失效)。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Спосіб підвищення швидкодії адаптивних систем обробки сигналів радіолокаційних головок самонаведення літальних апаратів
Відомо, що ефективність сучасних літальних апаратів (керованих засобів ураження) залежить від типу систем наведення їх швидкодії та перешкодостійкості. Адаптивні системи захисту дають змогу подолати апріорну невизначеність статистичних характеристик сигналів і радіоперешкод, що потребує пошуку нових технічних рішень для адаптивної обробки сигналів на фоні перешкод. Ефективність цих рішень можна підвищити за рахунок використання в системах захисту від перешкод надійної апріорної інформації. Метою статті є розроблення способу підвищення швидкодії адаптивних систем обробки сигналів радіолокаційних головок самонаведення літальних апаратів (зокрема, кореляційно-екстремальної системи наведення) в умовах навмисних радіозавад. У дослідженні застосовано методи теорії радіолокації, матричного аналізу та теорії адаптивних систем. У публікаціях розглянуто математичні моделі, що описують роботу антенних решіток в умовах радіоперешкод, зроблено висновки про можливість прискорення їх адаптації до середовища перешкод. Однак, деякі припущення в обґрунтуванні висновку є статистично невірними, що пов’язано з неврахуванням кількості каналів прийому. У статті висвітлено алгоритми підвищення швидкодії систем захисту від перешкод для головок самонаведення літальних апаратів. Ці алгоритми доведено до схемних рішень. Показано спосіб підвищення швидкодії адаптивних систем захисту від радіоперешкод завдяки врахуванню апріорної інформації про центральну симетрію приймальних каналів радіолокаційної головки самонаведення літального апарату. Врахування цієї інформації призводить до зміни структури пристроїв адаптивної обробки сигналів в умовах перешкод і, як наслідок, до підвищення їх швидкодії. Новим є спосіб урахування апріорної інформації про центральну симетрію приймальних каналів антенної решітки, який полягає в тому, що при ідентичності амплітудних діаграм спрямованості центральносиметричних елементів антенної решітки просторова кореляційна матриця активних перешкод є не тільки ермітовою, але й має персиметрію – симетрію відносно бічної діагоналі. Введення персиметричної матриці, яка є вдвічі меншою за ермітову позитивно визначену матрицю, сприяє зменшенню розмірності вектора оцінюваних параметрів і підвищенню швидкодії (ефективності) систем захисту від перешкод, адже для отримання значення вагового вектора, що вносить «провал» в діаграму спрямованості антенної решітки на джерело перешкод, кореляційна матриця має обертатися в реальному часі. Практичне значення результатів полягає в підвищенні ефективності та швидкодії систем наведення літальних апаратів в умовах перешкод та доведенні теоретичних положень до схемних рішень, які можуть бути практично реалізовані. Використання персиметричної кореляційної матриці разом із сумарно-різницевим перетворенням вхідних впливів дозволяє скоротити обсяг обчислень майже в 4 рази. Подальші дослідження будуть присвячені використанню методів адаптивної ґратчастої фільтрації з урахуванням їхніх переваг таких, як: придатність для вирішення широкого кола задач; універсальність; висока стійкість; простота врахування апріорної інформації; легкість контролю відмов (збоїв).
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信