Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Применение многополосных сигналов для подавления дифракционных лепестков в РЛС типа MIMO с узконаправленными антеннами

# 11, ноябрь 2015
DOI: 10.7463/1115.0824913
Файл статьи: SE-BMSTU...o343.pdf (1518.25Кб)
авторы: Нефедов С. И.1, Нониашвили М. И.1, Чапурский В. В.1,*

УДК 621.396.96

 1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В MIMO РЛС обычно используют широко направленные антенны приемных и передающих элементов (позиций) при излучении ими взаимно ортогональных сигналов. Принципы MIMO радиолокации в общем случае применимы и при узконаправленных антеннах. При малом разносе позиций применение узконаправленных и синхронно сканирующих антенн обеспечивает новые преимущества MIMO РЛС. К ним относятся увеличение потенциала и дальности обнаружения и простота синхронного обзора пространства узким эквивалентным пространственным лучом.
Для MIMO РЛС с узкими диаграммами направленности характерно наличие дифракционной картины в пределах эквивалентного луча сканирования, состоящей из большого числа интенсивных побочных лепестков. Структура дифракционной картины и ширина лепестков зависят от межэлементных расстояний (баз) и положения позиций MIMO РЛС, а угловая ширина дифракционной картины равна ширине одинаковых диаграмм направленности на позициях. Для снятия угловой неоднозначности потребуются специальные меры по снижению уровня побочных лепестков. Данная работа посвящена оценке степени снижения уровня побочных лепестков за счет применения многополосных многочастотных сигналов с неперекрывающимися полосами групп многочастотных компонент при двух вариантах совместной обработки между группами частотных компонент – аддитивной и мультипликативной.
Для варианта MIMO РЛС из 5-и приемных и 5-и передающих позиций с узкими диаграммами направленности и пятичастотным сигналом в полосе 1,6 МГц показано, что увеличение начальной частоты спектра на 10% приводит к тому, что максимумы дифракционных лепестков на увеличенной частоте совпадают с провалами в дифракционной картине луча на исходной частоте. Это явилось основой применения многополосных сигналов при подавлении дифракционных лепестков в MIMO РЛС. В варианте MIMO РЛС с двухполосным пятичастотным сигналом и расстройкой начальных частот полос 10% показано, что аддитивная обработка дает подавление дифракционных лепестков  3,0… 3,5 дБ по сравнению со случаем однополосного сигнала. Увеличение разноса полос до 20% приводит к дальнейшему снижению дифракционных лепестков до  6 дБ по сравнению с однополосным сигналом. При мультипликативной обработке установлено, что для двухполосного сигнала степень подавления дифракционных лепестков составила  16 дБ, что на 12 дБ лучше подавления при аддитивной обработке. В случае трехполосного сигнала подавление увеличивается еще на 4...5 дБ, а расширение относительной полосы до 20% позволяет при трехполосном сигнале увеличить подавление дифракционных лепестков до  26 дБ.
Проведенное исследование говорит о перспективности применения многополосных многочастотных пространственно-временных сигналов в MIMO РЛС с узкими диаграммами позиций в интересах эффективного подавления побочных дифракционных лепестков в пределах эквивалентного пространственного луча сканирования.

Список литературы
1.    Dorey G., Garnier G., Auvray G. RIAS, radar a impulsion et antenne syntetique // Colloque International sur le Radar. Paris, 1989. P. 556-562.
2.    Chen Baixiao, Zhang Shouhong, Wang Yajun, Wang Jun, “Analysis and Experimental Results on Sparse-array Synthetic Impulse and aperture Radar”, Proceedings of International Radar Conference, Beijing, China, October 2001, pp. 76-80.
3.    Вовшин Б.М. Сверхширокополосные радиолокационные системы. Новый подход к принципам построения. // Труды Юб. Научно-технической конференции, посвященной 30-летию образования ЦНИИРЭС. М. ЦНИИРЭС. 2001. С. 139-149.
4.    Вовшин Б.М., Свердлов Б.Г. Теоретические и экспериментальные исследования сверхширокополосных радиолокационных систем с ортогональными зондирующими сигналами // Труды Первого Международного радиоэлектронного форума «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития». МРФ-2002. 8-10 октября 2002: Харьков. С.62-64.
5.    Fishler E., Haimovich A., Blum R., Chizhik D., Cimini L., Valenzuela R. MIMO Radar: An Idea who’s Time has come // Proceedings of the IEEE Radar Conference. 26-29 April 2004. P. 71-78.
6.    Чапурский В.В. Обработка сигналов в многочастотных радиолокационных системах с антеннами из пространственно распределенных передающих и приемных элементов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Приборостроение», 2008г., вып. 3, с. 69 79.
7.    Chapursky V.V., Ivashov S.I., Vasiliev I.A., Zhuravlev A.V. Short Range Radar with MIMO Antenna System and Multifrequency  Sounding Signal. Progress in Electromagnetics Research Symposium, PIERS-2009, Moscow, Russia, 2009,August 18-21.
8.    Крючков И.В., Чапурский В.В. Структура систем корреляционной пространственно-временной обработки сигналов в многочастотныхпространственно-многоканальных РЛС. Успехи современной радиоэлектроники, 2013г., вып. 7, с. 3-13.
9.    Лоскутов В.Ю., Слукин Г.П., Чапурский В.В. Спектральный метод обработки в многочастотных пространственно многоканальных РЛС. Радиотехника, 2013г., вып. 11, с. 39 49.
10.    Крючков И.В., Нефедов С.И., Нониашвили М.И., Чапурский В.В. Обобщенные функции неопределенности пространственно многоканальных РЛС типа MIMO с узконаправленными диаграммами передающих и приемных элементов. Радиотехника, 2013г., вып. 11, с. 14 – 22.
11.    Чапурский В.В. Аддитивные и мультипликативные алгоритмы обработки сигналов в задачах MIMO локации. Электромагнитные волны и электронные системы. 2008. Т. 13, №4. С. 68-80.
12.    Чапурский В.В. Избранные задачи теории сверхширокополосных радиолокационных систем. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. М. 2012.

Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2020 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)