Математика/5 Математическое моделирование

К.ф-м.н. Перепелкин И.Н., к.ф.н. Дунаев Р.А., Черкесова К.И.

Белгородский государственный институт искусств и культуры

Разработка метода определения углового положения источников излучения шумоподобных сигналов

Основой для математического моделирования явился предложенный и запатентованный метод искусственного формирования опорного сигнала, позволяющий ослабить зависимость качественных показателей обработки данных пассивной радиолокации источников излучения шумоподобных сигналов от их пиковой мощности [1.2]. Для реализации предложенного метода в канале обнаружения вместо одной приемной антенны необходимо установить две. При этом сигнал, принимаемый одной из антенн, является опорным для сигнала, принимаемого другой антенной [3]. Система оказывается двухканальной корреляционной системой.

Главным в амплитудном методе моноимпульсного пеленгования источников излучения шумоподобных сигналов является построение дискриминаторной характеристики (ДХ), определяющей отклонения приема сигналов от равносигнального направления (РСН). Для построения ДХ не обязательно иметь какие-то виды сигналов. Важным является одинаковость этих сигналов в равных условиях. При корреляционном методе обнаружения ДХ строят не по сигналам, принятым с антенн, как в классических схемах, а по корреляционным функциям сигналов. Следовательно, на основе разработанного метода обнаружения ДХ следует строить по результатам измерений не сигналов с антенн, а измеренных корреляционных функций. При этом структурная схема пеленгатора в угломестной плоскости принимает вид, представленный на рис. 1.

Рисунок 1. Амплитудный моноимпульсный пеленгатор малозаметных радиолокационных станций.

Суть амплитудного метода пеленгования не меняется, поскольку отклонение от равносигнального направления не зависит от способа приема сигналов и предварительной его обработки. Для создания математической модели амплитудного моноимпульсного метода пеленгования шумоподобных сигналов в формулах необходимо вместо комплексных амплитуд напряжений принятых сигналов поставить значения корреляционных функций:

При вычитании получим модель сигнала в виде

При идентичных приемных каналах и при малых углах Θ можно записать

где F(Θ₀) - коэффициент усиления антенной системы в РСН;

μ - крутизна рабочего участка ДН.

В этом смысле амплитудные методы пеленгования не имеют принципиальных различий, поскольку все определяется диаграммами направленности антенн F(Θ) и отклонением сигналов от РСН. Это отклонение в классическом варианте определяется по результатам сравнения комплексных амплитуд сигналов на выходе антенн. При корреляционном методе – по корреляционным функциям. Формирование дополнительных диаграмм направленности по сути дела эквивалентно формированию опорного сигнала, в результате чего потенциальные точности измерения угловых координат, как и в активных радиолокационных станциях, зависят не от пиковой мощности, а в основном от энергии сигнала. В конечном итоге источники излучения шумоподобных сигналов становятся заметными.

Литература:

1. Винокуров В.И., Ваккер РА. Вопросы обработки сложных сигналов в корреляционных системах. М.: Сов. радио, 1972.
2. Гантмахер В.Е., Быстров Н.Е., Чеботарев Д.В. Шумоподобные сигналы. Анализ, синтез, обработка – СПб.: Наука и Техника, 2005.–400 с.: ил.
3. Кравцова О.С., Перепелкин И.Н., Терешко В.М., Травин Г.А., Травин М.Г. Обнаружение и анализ сигналов малозаметных РЛС. // Радиолокация, навигация, связь (RLNC*2007): сб. докл. ХIII междунар. научн.-тех. конф.– Воронеж, 2007, – Т.2. – С. 1667-1676.