Квазиоптимальные алгоритмы цифровой обработки сигналов в радиолокационных устройствах обнаружения и измерения дальности объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.14, кандидат технических наук Быстров, Александр Николаевич

• Быстров, Александр Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Быстров, Александр Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ

1.1. Введение

1.2. Цифровые устройства обнаружения

1.3. Цифровые радиодальномеры

1.3.1. Структуры и свойства временных дискриминаторов

1.3.2. Реализация алгоритмов фильтрации

1.3.3. Эффекты квантования и методы повышения точности

1.4. Выводы по главе 1

2. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ

2.1. Построение цифровых обнаружителей импульсных сигналов

2.1.1. Требования к быстродействию обнаружителей импульсных сигналов

2.1.2. Алгоритмы работы обнаружителей

2.2. Дискретизация сигналов в обнаружителях

2.2.1. Влияние частоты дискретизации на характеристики обнаружения

2.2.2. Стробоскопическая дискретизация сигналов в обнаружителях

2.3. Выводы по главе 2

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ СЛЕДЯЩИХ ДАЛЬНОМЕРОВ

3.1. Анализ свойств цифрового временного дискриминатора

3.1.1. Дискриминационная характеристика временного дискриминатора

3.1.2. Дисперсия шума на выходе временного дискриминатора

3.2. Анализ установившихся режимов в следящих радиодальномерах

3.2.1. Анализ установившихся режимов в линеаризованных следящих радиодальномерах

3.2.2. Анализ установившихся режимов в следящих радиодальномерах с учетом эффектов квантования

3.2.3. Результаты моделирования следящих радиодальномеров в установившемся режиме

3.3. Динамические свойства цифровых следящих радиодальномеров

3.4. Выводы по главе 3

4. ДАЛЬНОМЕР С УСРЕДНЕНИЕМ РАССОГЛАСОВАНИЯ

4.1. Характеристики радиодальномеров с усреднением рассогласования

4.1.1. Факторы, определяющие разрядность цифровых дальномеров

4.1.2. Анализ детерминированной и случайной составляющих ошибки

4.1.3. Способы уменьшения динамической ошибки

4.2. Область применения и результаты моделирования

4.3. Выводы по главе 4

5. ДАЛЬНОМЕР СО СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ ДИСКРЕТИЗАЦИЕЙ

5.1. Свойства временного дискриминатора при стробоскопической дискретизации сигналов

5.1.1. Дисперсия шума на выходе временного дискриминатора

5.1.2. Влияние флуктуаций амплитуды отраженных сигналов на характеристики стробоскопических дискриминаторов

5.1.3. Способ уменьшения ошибки вследствие амплитудных флуктуаций

5.2. Качество селекции движущихся целей в радиодальномерах со стробоскопической дискретизацией сигналов

5.3. Построение радиодальномеров со стробоскопической дискретизацией сигналов

5.3.1. Алгоритмы и структурные схемы

5.3.2. Точность измерения дальности

5.3.3. Пример реализации радиодальномера со стробоскопической дискретизацией сигналов

5.4. Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Основные сокращения, используемые в работе

Приложение 3. Программа цифрового следящего дальномера на

языке Fortran

Приложение 4. Акт внедрения результатов диссертационной 205 работы в ЗАО «Геозондас» (г. Вильнюс, Литовская Республика) Приложение 5. Акт внедрения результатов диссертационной 206 работы в Национальном исследовательском университете «МИЭТ»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Квазиоптимальные алгоритмы цифровой обработки сигналов в радиолокационных устройствах обнаружения и измерения дальности объектов»

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня успехи в области обработки радиолокационной информации во многом связаны с цифровыми технологиями. Использование этих технологий позволяет применять сложные и эффективные алгоритмы цифровой обработки сигналов (ЦОС), обеспечивает стабильные характеристики и простоту настройки цифровых устройств, что, в конечном итоге, гарантирует долговременные высокие точностные и эксплуатационные характеристики радиолокационных станций (РЛС).

За последние годы были достаточно широко исследованы алгоритмы работы цифровых обнаружителей сигналов и следящих измерителей дальности объектов. В то же время вопросы программно-аппаратной реализации устройств обнаружения на базе цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), а также вопросы влияния периода дискретизации и эффектов квантования обрабатываемых сигналов на характеристики обнаружения, согласно публикациям, в научно-технической литературе исследованы недостаточно. Решение указанных задач позволяет определять оптимальное соотношение между требуемыми характеристиками обнаружения и аппаратными затратами при построении радиолокационных обнаружителей.

После обнаружения объектов в РЛС обычно решаются задачи определения местоположения этих объектов. В частности, измеряется расстояние от РЛС до обнаруженных объектов. Цифровой следящий измеритель дальности представляет собой нелинейную дискретную автоматическую следящую систему, поведение которой зависит от параметров преобразования обрабатываемых сигналов в цифровую форму. Детального исследования такой зависимости в известной литературе не было найдено. Анализ влияния периода дискретизации, эффектов амплитудного квантования обрабатываемых сигналов, а также конечной разрядности вычислений в следящих системах на характеристики цифровых радиодальномеров позволяет определять параметры, обеспечивающие требуемую точность измерения дальности при ограниченных аппаратных затратах.

Решению перечисленных выше научных и технических задач, возникающих при разработке и исследовании цифровых устройств обнаружения и следящего измерения дальности радиолокационных объектов, посвящена настоящая диссертационная работа.

Объектом исследования в диссертации являются цифровые устройства обнаружения и измерения дальности радиолокационных объектов.

Предметом исследования являются квазиоптимальные алгоритмы обнаружения и измерения дальности до объектов, эффективные с точки зрения требований, предъявляемых к быстродействию элементной базы, на которой реализуются эти алгоритмы.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационного исследования является разработка и исследование квазиоптимальных алгоритмов обнаружения и измерения дальности до объектов, обеспечивающих улучшение характеристик обнаружения сигналов и повышение точности измерения дальности без увеличения требований к быстродействию используемой элементной базы и к аппаратным затратам, а также анализ сложности программно-аппаратной реализации этих алгоритмов на современной цифровой элементной базе.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие научные задачи:

• исследовать влияние временной дискретизации и амплитудного квантования на характеристики обнаружения сигналов;

• разработать вычислительные процедуры и исследовать эффективность следующих алгоритмов работы цифровых обнаружителей сигналов:

- с равновесным суммированием;

- со стробоскопической дискретизацией сигналов;

• исследовать влияние временной дискретизации и амплитудного квантования сигналов на дискриминационные и флуктуационные характеристики временных дискриминаторов;

• разработать вычислительные процедуры и исследовать эффективность

следующих алгоритмов работы цифровых следящих радиодальномеров:

- с усреднением рассогласования;

- со стробоскопической дискретизацией сигналов;

• исследовать влияние стробоскопической дискретизации на эффективность селекции движущихся целей (СДЦ);

• исследовать возможности программной реализации разработанных алгоритмов обнаружения и измерения дальности на базе учебной установки, разработанной в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный исследовательский университет «МИЭТ», а также на базе цифровых сигнальных контроллеров отечественной серии «Мультикор».

Методы исследования. При проведении работы использованы методы теории ЦОС, радиоавтоматики, статистической радиотехники, компьютерного моделирования и программирования ЦСП. При моделировании и разработке программ использовались языки программирования Fortran и MATLAB.

Научная новизна диссертации. В процессе исследований и разработок получены следующие новые научные результаты.

1. Разработаны алгоритмы работы цифровых устройств обнаружения пачечных сигналов, позволяющие снизить требования к быстродействию элементной базы этих устройств. Рассчитаны характеристики обнаружения сигналов с учетом их временной дискретизации. Впервые предложено и исследовано использование в задачах обнаружения стробоскопической дискретизации сигналов, при которой обеспечивается энергетический выигрыш по сравнению с традиционной дискретизацией в случае малого числа выборок на длительности сигнала.

2. На основе исследования дискриминационных и флуктуационных характеристик цифровых временных дискриминаторов разработаны методики по выбору частоты дискретизации и числа уровней амплитудного квантования сигналов в следящем радиодальномере.

3. Исследованы области устойчивости и характер переходных процессов

в цифровых следящих радиодальномерах с учетом квантования напряжения рассогласования и дискретности измерения дальности. На основании использования статистической линеаризации получены математические соотношения, позволяющие рассчитать ошибку слежения с учетом эффектов квантования.

4. Исследовано применение усреднения рассогласования в следящем дальномере, позволяющее преодолеть противоречие между требованием обеспечить узкую полосу пропускания цифрового следящего измерителя дальности (малое значение коэффициента передачи разомкнутой петли) и ограниченной разрядностью чисел, представляющих дальность. Проанализированы вопросы практической реализации усреднения рассогласования в радиодальномерах.

5. Исследовано применение стробоскопической дискретизации сигналов с целью уменьшения инструментальной ошибки следящих радиодальномеров без увеличения требований к быстродействию используемой элементной базы. Получены выражения для точности измерения дальности в дальномерах, использующих стробоскопическую дискретизацию сигналов, а также разработаны алгоритмы их программной реализации. Выработаны рекомендации по улучшению качества СДЦ в случае применения стробоскопической дискретизации.

Практическая значимость результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в том, что использование разработанных алгоритмов позволяет проектировать цифровые устройства обнаружения и измерения дальности радиолокационных объектов, обеспечивающие улучшение характеристик обнаружения сигналов, а также повышение точности измерения дальности при умеренных требованиях к быстродействию устройств обработки сигналов и аппаратным затратам:

1. Использование разработанных рекомендаций позволяет при заданных параметрах обнаружения повысить производительность проектируемых цифровых обнаружителей за счет рациональной организации обработки сигналов. Разработанные алгоритмы и программы устройств обнаружения сигналов при реализации на современной элементной базе обеспечивают обработку входной информации в реальном масштабе времени.

2. Разработанные рекомендации по выбору частоты дискретизации и числа уровней амплитудного квантования сигналов позволяют проектировать следящие радиодальномеры с оптимальным соотношением между точностью измерения дальности и аппаратными затратами при построении этих устройств.

3. Результаты исследования особенностей поведения цифровых следящих дальномеров, связанных с дискретностью измерения дальности и рассогласования между фактическим и измеренным расстоянием до объекта, позволяют определить параметры, минимизирующие влияние нелинейности дискриминационной характеристики временного дискриминатора на точность измерения дальности в установившемся режиме радиодальномера.

4. Применение предложенного усреднения рассогласования в следящем дальномере позволяет преодолеть противоречие между требованием обеспечить узкую полосу пропускания следящей системы радиодальномера и ограниченной разрядностью чисел, представляющих дальность в устройстве, на базе которого реализуется такой дальномер.

5. Применение стробоскопической дискретизации радиолокационных сигналов позволяет уменьшить инструментальную ошибку измерения дальности по сравнению с традиционной дискретизацией. Практические рекомендации по выбору параметров радиодальномеров со стробоскопической дискретизацией сигналов, в том числе по улучшению качества СДЦ, а также разработанные структуры, алгоритмы и программы позволяют осуществлять эффективную реализацию радиодальномеров на современной элементной базе.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждена результатами компьютерного моделирования устройств, а также практической реализацией разработанных алгоритмов обнаружения и измерения дальности.

Личный вклад автора. Все основные результаты диссертационной работы, включая положения, выносимые на защиту, получены автором диссертации лично. Результаты реализации устройств обнаружения и измерения дальности, представленные в диссертации, также получены автором лично или при его непосредственном участии.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в виде:

- алгоритмов обнаружения радиолокационного сигнала и алгоритмов радиолокационного измерения дальности до объекта, реализованных в сверхширокополосном импульсном радиолокаторе, разрабатываемом ЗАО «Геозондас» (г. Вильнюс, Литовская Республика) по проекту Ш-БЮНТ;

- лабораторных работ по курсу «Радиотехнические системы» на кафедре «Микроэлектронные радиотехнические устройства и системы» МИЭТ,

что подтверждено соответствующими актами.

На защиту выносятся

1. Алгоритмы обнаружения объектов, позволяющие улучшить характеристики обнаружения сигналов без увеличения требований к производительности используемой элементной базы, в том числе со стробоскопической дискретизацией сигналов, которая обеспечивает энергетический выигрыш свыше 3.5 дБ по сравнению с обычным способом дискретизации при малом числе выборок на длительности импульса.

2. Методика учета влияния параметров временной дискретизации и амплитудного квантования входных сигналов и весовых коэффициентов цифровых временных дискриминаторов на их дискриминационные и флуктуацион-ные характеристики.

3. Способ расчета эквивалентной полосы пропускания, области устойчивости цифровых следящих радиодальномеров, а также характеристик переходных процессов с учетом временной дискретизации обрабатываемых сигналов; способ расчета точности измерения дальности цифровыми следящими радио-

дальномерами в установившемся режиме с учетом нелинейности дискриминационной характеристики временных дискриминаторов.

4. Способ усреднения рассогласования в цифровых следящих измерителях дальности, позволяющий преодолеть противоречие между требованием обеспечения узкой эквивалентной полосы пропускания системы и ограниченной разрядностью, с которой в измерителе дальности представляются данные, и обеспечивающий тем самым снижение ошибки измерения дальности, в зависимости от порядка астатизма системы, в 2.5- 8 раз; методика расчета детерминированной и случайной составляющих ошибки измерения дальности в радиодальномерах с усреднением, способы повышения точности измерения дальности путем уменьшения влияния смещения объекта за время усреднения.

5. Алгоритмы работы цифровых следящих измерителей дальности со стробоскопической дискретизацией сигналов, позволяющие уменьшить инструментальную ошибку измерения дальности и за счет этого более чем в два раза уменьшить случайную составляющую ошибки слежения; методика расчета детерминированной и случайной составляющих ошибки измерения дальности с учетом временной дискретизации сигналов и квантования весовых коэффициентов; способы улучшения качества СДЦ в радиодальномерах со стробоскопической дискретизацией сигналов.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и обсуждены на 13 научно-технических конференциях: Всесоюзной конференции «Методы и микроэлектронные устройства цифрового преобразования и обработки информации» (Москва, 1985); Всесоюзной научно-технической конференции «Методы и микроэлектронные средства цифрового преобразования и обработки сигналов» (Рига, Латвия, 1986); 12-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применения ф8РА-2010)» (Москва, 2010); Международной научно-практической конференции «Информационные технологии, электронные приборы и системы» (1ТЕ08-2010) (Минск, Беларусь, 2010); Всероссийской научно-технической конференции «Общество, наука, инновации» (Киров, 2010); 16-й Международной конференции «Радиолокация, навигация,

связь (КЬЫС-2010)» (Воронеж, 2010); ЬХУ научной сессии, посвященной Дню Радио (Москва, 2010); Второй Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 35-летию отдела новых разработок Муромского завода радиоизмерительных приборов (Муром, 2010); IX Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (Челябинск, 2010); 16-й международной научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (Рязань, 2010); 18-й Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» (Москва, 2010); 13-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применения (08РА-2011)» (Москва, 2011); Всероссийской научно-технической конференции «Общество, наука, инновации» (Киров, 2011).

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 22 работах. Из них 6 статей в журналах из перечня ВАК: «Радиотехника», «Вопросы радиоэлектроники», «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», «Нелинейный мир»; 2 статьи в журналах, не входящих в перечень ВАК: «Электронная техника» серия 10: «Микроэлектронные устройства», «Архитектура, схемотехника и математическое обеспечение микропроцессорных систем управления» (Межвузовский сборник, изд. МИЭТ); 14 статей в трудах перечисленных выше российских и международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и приложения. Она содержит 206 страниц текста, включая 90 рисунков, 4 таблицы, 12 страниц списка используемой литературы из 119 наименований, 5 приложений, включая 2 акта о внедрении ее результатов.

Во введении приведены данные об актуальности работы, определены цели и задачи диссертационной работы, показана научная новизна и практическое значение полученных результатов, а также приведена общая характеристика диссертационной работы.

В главе 1 (ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ) приводится аналитический обзор литературы, посвященной рассматриваемым в настоящей диссертации вопросам.

В главе 2 (ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ) с целью повышения эффективности программируемых цифровых обнаружителей сигналов рассматриваются вопросы их построения, а также влияние временной дискретизации сигналов на характеристики обнаружения.

В главе 3 (ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ СЛЕДЯЩИХ ДАЛЬНОМЕРОВ) исследуются свойства цифровых временных дискриминаторов и следящих радиодальномеров с астатизмом первого и второго порядков с учетом временной дискретизации и амплитудного квантования сигналов, а также с учетом влияния нелинейности дискриминационной характеристики временного дискриминатора, вызванной амплитудным квантованием сигналов.

В главе 4 (ДАЛЬНОМЕР С УСРЕДНЕНИЕМ РАССОГЛАСОВАНИЯ) рассмотрено применение усреднения рассогласования при построении цифровых следящих радиодальномеров, позволяющее повысить точность измерения дальности при ограниченной разрядности представления данных в следящем дальномере.

В главе 5 (ДАЛЬНОМЕР СО СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ ДИСКРЕТИЗАЦИЕЙ) рассматривается применение стробоскопической дискретизации для повышения точности измерения дальности в цифровых следящих радиодальномерах, проанализирована ошибка измерения дальности и для ее составляющих получены математические выражения, учитывающие влияние временного квантования сигналов.

В заключении подведены итоги работы и сформулированы основные выводы.

В приложениях приведены основные сокращения, используемые в работе, примеры моделирующих программ на языках Fortran и MATLAB, акты внедрения результатов диссертационной работы.

1. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ

ДАЛЬНОСТИ

В настоящей главе на основе анализа литературных источников рассматриваются квазиоптимальные алгоритмы обнаружения и измерения дальности до объектов, обеспечивающие улучшение характеристик обнаружения сигналов а также повышенную, по сравнению с традиционными алгоритмами, точность измерения дальности без роста требований к быстродействию используемой элементной базы и к аппаратным затратам, а также методы учета влияния временной дискретизации и амплитудного квантования сигналов на характеристики обнаружителей и радиодальномеров. Материалы главы 1, относящиеся к обзору алгоритмов, ориентированных на программную реализацию в ЦСП, были представлены в соавторстве в работе [116].

1.1. Введение

Развитие современной радиолокационной науки и техники тесно связано с совершенствованием цифровых методов обработки информации и компьютеров. Это обусловлено в первую очередь тем, что радиолокационные системы должны автоматически реагировать на постоянно изменяющуюся обстановку, а возможные сценарии развития событий желательно смоделировать заранее и зафиксировать в памяти радиолокационных станций.

Сегодня программируемые цифровые устройства уже широко используются для обработки радиолокационной информации [1, 2]. Например, такие устройства используются в РЛС, решающих задачи обнаружения и измерения дальности до объектов [3, 4]. Недостаточно высокое быстродействие ЦСП долгие годы служило ограничением на применение ЦОС в радиолокации. Однако сегодня уже существует огромный рынок ЦСП различного быстродействия [5, 6, 7], что способствует широкому использованию ЦОС в радиолокационных устройствах и системах. Поэтому разработка и исследование алгоритмов ЦОС

для радиолокации, ориентированных на программную реализацию в ЦСП, является актуальной задачей.

Вопросам построения РЛС с цифровыми устройствами обнаружения и измерения дальности до объектов в литературе уделяется постоянное внимание. За последние годы были достаточно подробно исследованы алгоритмы работы цифровых обнаружителей сигналов и следящих измерителей дальности до объектов [3, 8-10]. Для реализации высокой разрешающей способности по дальности и точности ее измерения в современных РЛС необходимо использовать сигналы с широкими спектрами, то есть с короткими пиками автокорреляционной функции (АКФ). Реализация оптимальных алгоритмов обработки коротких сигналов предоставляет определенные трудности, связанные с ограниченным быстродействием существующей элементной базы. Поэтому для улучшения характеристик обнаружения сигналов, а также повышения точности измерения дальности без роста требований к быстродействию используемой элементной базы и аппаратным затратам, применяются квазиоптимальные алгоритмы обнаружения и измерения дальности до объектов. Обзор таких алгоритмов приведен в настоящей главе.

При программно-аппаратной реализации устройств обнаружения и измерения дальности на ЦСП большое значение имеет оценка влияния периода дискретизации и эффектов квантования обрабатываемых сигналов на характеристики обнаружения, что позволяет определять оптимальное соотношение между требуемыми характеристиками обнаружения и аппаратными затратами. Обзор приведенных в литературе методов учета влияния эффектов цифровой обработки сигналов на характеристики обнаружителей и радиодальномеров также представлен в данной главе.

1.2. Цифровые устройства обнаружения

Обнаружение объектов является одной из основных задач радиолокации. Обнаружением называется процесс принятия решения о наличии или

отсутствии радиолокационных сигналов путём анализа выходного напряжения приёмника РЛС. Отраженные от объекта сигналы обнаруживаются на выходе приемника устройством обнаружения. Проблема обнаружения возникает в тех случаях, когда сигналы принимаются в присутствии помех. Так как отраженные сигналы маскируются собственными шумами приемного устройства, внешними помехами и искажаются приемным трактом, обнаружение сигналов базируется на теории статистических решений.

Рис. 1.1. Структура устройства обработки радиолокационных сигналов

Современные РЛС сопровождения в большинстве случаев построены как импульсные РЛС [9, 10]. Достоинством импульсного метода измерения дальности является возможность обнаружения и измерения дальности нескольких целей. Информация о дальности Я до объекта заключена во времени задержки отраженного сигнала тз -2Я/с, где с - скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве. Обобщенная структура устройства обработки радиолокационных сигналов приведена на рис. 1.1 [11, 12, 13]. Задача измерения дальности включает операции обнаружения сигнала, оценивания времени задержки отраженного от объекта сигнала по отношению к зондирующему импульсу РЛС и контроля достоверности измерительного процесса. В результате выполнения последней из указанных операций принимается

решение о том, является наблюдаемый процесс шумом или смесью полезного сигнала с шумом. Эти операции выполняются, соответственно, цифровым устройством обнаружения полезного сигнала, цифровым следящим измерителем дальности, цифровым устройством контроля достоверности. В случае принятия решения о срыве слежения за объектом, устройство контроля достоверности вырабатывает сигнал, запрещающий вывод результатов измерения на оконечное устройство, т.е. размыкает ключ Кл2, и переводит систему в режим повторного поиска и обнаружения сигнала, т.е. замыкает ключ Кл1.

Для определения требований к быстродействию элементной базы в случае обзорной PJIC, применяемой для обнаружения и измерения координат всех объектов в заданной области пространства, рассмотрим алгоритм функционирования и способы построения устройства обнаружения импульсного сигнала в обзорной PJIC. Из общей теории обнаружения [12] известно, что оптимальный алгоритм обнаружения сводится к сравнению с порогом С корреляционного интеграла от принятого на интервале наблюдения Тн отраженного от объекта сигнала u(t), представляющего собой аддитивную смесь полезного сигнала s(t) и помехи s(t):

В импульсной РЛС ^(7) представляет собой пачку из N импульсов, следующих с периодом Тг, с неизвестным временем задержки отраженных сигналов и неизвестным временным положением начала пачки (азимутальным положением объекта). В данном случае алгоритм обнаружения сигнала (1.1) сводятся к следующему [13]. Весь интервал обнаружения Т0 разбивается на известное число т элементарных интервалов (каналов дальности) длительностью т0. Затем для каждого у -го канала в / -м периоде повторения зондирующих импульсов вычисляется величина

т 1h

(1.1)

о

(1.2)

k=i-N+\

где ак_1+АГ - весовые коэффициенты,

Чк] = ~ кТг - Л о) Ж »

(1.3)

о

- корреляционный интеграл, 50(/) - функция, описывающая огибающую импульсного сигнала в одном периоде повторения зондирующих импульсов. Значение б у сравнивается с порогом С для принятия решения об обнаружении

объекта. Вследствие вращения антенны РЛС, ее луч смещается от периода к периоду следования зондирующих импульсов. Поэтому число / характеризует азимут объекта, а число ] характеризует временную задержку импульсов с

точностью т0 (канал дальности). На рис. 1.2 показан принцип образования каналов обнаружения по дальности и азимуту. Здесь диапазон, в котором производится обнаружение, ограничен расстояниями Ятт и Ятах, у/ - сектор обзора,

а ©д - ширина луча антенны по уровню минус 3 дБ (рабочая зона антенны по половинной мощности).

¿-1

т

О

Рис. 1.2. Образование каналов обнаружения по дальности и азимуту

Внутрипериодная обработка сигналов, т.е. вычисление корреляционного интеграла (1.3), в наиболее распространенном случае осуществляется аналоговыми устройствами в приемном тракте (согласованными фильтрами для оди-

ночных импульсов пачки) [13], а цифровые устройства осуществляют межпе-риодную обработку, т.е. вычисление [14].

Структурная схема обнаружителя пачечного сигнала для одного канала дальности приведена на рис. 1.3. Устройство состоит из регистров, осуществляющих задержку входных величин, умножителей на коэффициенты а1, сумматора, формирующего величину Яу, и порогового устройства. Однако построение многоканальных по дальности устройств обнаружения по приведенной схеме на базе устройств с жесткой логикой потребует больших аппаратных затрат [13]. Такого недостатка лишены обнаружители на базе программируемых цифровых устройств. Поэтому оценка возможности реализации обнаружителей на базе ЦСП представляет практический интерес. Такой анализ приведен во второй главе настоящей диссертации.

Рис. 1.3. Структурная схема обнаружителя: РГ - регистры

При большом числе каналов обнаружения требования к быстродействию элементной базы получаются весьма высокими [15], поэтому часть операций может выполняться устройствами с жесткой логикой работы [16] . В работе [17] предлагается использовать для задач обнаружения сигналов устройства с параллельной обработкой входных данных или матричные процессоры, что реализовано, например, в [18]. В настоящее время уделяется большое внимание вопросам построения быстродействующих процессоров обработки сигналов

[19, 20, 21], в том числе на основе специализированных ЦСП [22, 23]. Тем не менее, ряд вопросов, связанных с практической реализацией алгоритмов обнаружения на базе серийно выпускаемых ЦСП, в литературе исследован недостаточно. Поэтому во второй главе настоящей диссертации проанализированы требования к быстродействию оптимального обнаружителя импульсных сигналов, а также его возможные упрощения и способы построения на основе ЦСП.

Чтобы снизить требования к быстродействию обнаружителя, можно учитывать априорную информацию о количестве и распределении объектов (их обычно гораздо меньше, чем ячеек обнаружения) [24]. Действительно, даже если число ячеек измерения составляет миллионы, то слежение все равно ведется за единицами-десятками объектов.

/ / ✓ — N N Ч N / / / ч ч ч \

л I4- > м К

/ / у / *** — ч ч ч \

аг А У )ч 1

а)

/ / / ✓ ч ч ч \

л 1»

в)

аг | | | 1 г

Заключение диссертации по теме «Радиолокация и радионавигация», Быстров, Александр Николаевич

5.4. Выводы по главе 5

Глава 5 посвящена рассмотрению применения стробоскопической дискретизации в цифровых радиодальномерах. Из полученных результатов следует, что стробоскопическая дискретизация позволяет уменьшить инструментальную ошибку измерения дальности без повышения требований к быстродействию цифровых радиодальномеров.

1. Из анализа различных способов стробоскопической дискретизации следует, что применение второго способа стробоскопической дискретизации с равномерным распределением выборок на длительности сигнала в каждом периоде дискретизации обеспечивает выигрыш в ОСШ на выходе временного дискриминатора в среднем на 4 - 6 дБ по сравнению с первым способом, когда выборки берутся пачками.

2. Ошибка слежения, возникающая при стробоскопической дискретизации вследствие амплитудных флуктуаций сигналов, может превышать шумовую ошибку системы. Уменьшение влияния амплитудных флуктуаций достигается применением предложенного способа стробоскопической дискретизации, алгоритм и параметры которого рассмотрены в разделе 5.1.3.

3. Вследствие декорреляции пассивной помехи при стробоскопической дискретизации может ухудшаться качество СДЦ. Предложенные рекомендации позволяют минимизировать этот эффект и обеспечить реализацию заданного значения коэффициента подавления пассивной помехи. Показано, что при числе выборок на длительности импульса свыше 26 ухудшением качества СДЦ можно пренебречь.

4. Искажение формы сигнала при стробоскопической дискретизации оказывает влияние на точность измерения дальности. В наиболее неблагоприятном случае это приводит к уменьшению на 25% крутизны дискриминационной характеристики и к появлению дополнительной случайной составляющей ошибки слежения, убывающей с ростом числа циклов стробоскопической дискретизации.

5. Полученные результаты позволяют выбрать оптимальные с точки зрения обеспечения максимальной точности слежения параметры дальномера со стробоскопической дискретизацией сигналов. Разработанные алгоритмы и предлагаемые рекомендации позволяют осуществлять реализацию радиодальномеров со стробоскопической дискретизацией сигналов на базе ЦСП.

168

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе приведено решение научной задачи, заключающейся в улучшении характеристик обнаружения сигналов, а также повышении точности измерения дальности до объектов в радиолокации без увеличения требований к быстродействию используемых устройств обработки сигналов и аппаратным затратам. Указанная задача решается за счет применения квазиоптимальных алгоритмов цифровой обработки сигналов при построении радиолокационных обнаружителей и радиодальномеров. В процессе исследований и разработок получены следующие новые научные результаты:

1. Результаты анализа алгоритмов работы цифровых устройств обнаружения сигналов, позволяющие снизить требования к быстродействию их элементной базы. Рассчитаны энергетические потери вследствие временной дискретизации сигналов, которые увеличиваются с ростом шага дискретизации и вероятности правильного обнаружения. Если вероятность правильного обнаружения лежит в диапазоне от 0.5 до 0.8, то при двух выборках на сигнал эти потери составляют в среднем 3.5 дБ, а при одной выборке возрастают до 11 дБ.

С целью обеспечения энергетического выигрыша по сравнению с традиционной дискретизацией в случае малого числа выборок на длительности импульса (две и менее) предложено использовать стробоскопическую дискретизацию сигналов. При одной выборке на сигнал применение стробоскопической дискретизации дает выигрыш примерно 3.5 дБ в требуемом ОСШ. Показано, что преимущество использования стробоскопической дискретизации возрастает с ростом ОСШ.

2. Получена оценка влияния параметров дискретизации сигналов на характеристики временного дискриминатора, входящего в состав цифровых следящих измерителей дальности. Показано, что временная дискретизация приводит к увеличению шума на выходе дискриминатора, однако при числе выборок на длительности импульса свыше 8, потери по сравнению с аналоговым устройством не превышают 0.5 дБ.

Из проведенного сравнения бинарного и многоуровневого квантования сигналов следует, что при малых значениях ОСШ многоуровневое квантование не приводит к существенному выигрышу по сравнению с бинарным квантованием. С ростом ОСШ энергетический выигрыш от применения многоуровневого квантования возрастает от 1.5 - 2 дБ (при ОСШ, равном единице) до 10 дБ (при ОСШ, равном четырем).

Исследована область устойчивости и характер переходных процессов в цифровых следящих радиодальномерах с учетом временной дискретизации обрабатываемых сигналов, рассчитаны коэффициенты передачи ЦФНЧ следящей системы, минимизирующие суммарную ошибку измерения дальности в установившемся режиме.

3. С помощью статистической линеаризации были получены математические зависимости, на основании которых можно рассчитать точность цифровой следящей системы в установившемся режиме при различных видах дискриминационной характеристики. Проведенный расчет показывает, что при построении радиодальномеров предпочтительной является процедура вычисления результирующей дискриминационной характеристики с округлением, так как при ней влияние нелинейности сказывается в меньшей степени, чем при процедурах вычисления дискриминационной характеристики с усечением дополнительного кода или с усечением прямого и обратного кодов.

4. Исследована эффективность применения усреднения рассогласования при построении цифровых следящих радиодальномеров, что позволяет обеспечить заданную точность измерения дальности при ограниченной разрядности представления данных в следящем дальномере. Показано, что усреднение рассогласования приводит к сужению эквивалентной полосы пропускания замкнутой следящей системы, в результате чего уменьшается случайная составляющая ошибки измерения дальности и возрастает средняя динамическая ошибка. Поэтому оптимальную длительность усреднения предложено определять исходя из компромисса между заданным соотношением между динамической и случайной составляющими ошибки слежения. В рассмотренных примерах усреднение рассогласования позволило снизить суммарную ошибку измерения дальности от 2.5 раз (радиодальномер с астатизмом первого порядка) до 8 раз (аста-тизм второго порядка).

Предложены способы уменьшения динамической ошибки, позволяющие уменьшить влияние смещения объекта за время усреднения рассогласования на точность определения дальности.

5. В случае, когда основной вклад в ошибку измерения дальности вносит инструментальная погрешность, предложено применять стробоскопическую дискретизацию сигналов. Показано, что при малом числе отсчетов сигнала в одном периоде следования зондирующих импульсов стробоскопическая дискретизация обеспечивает меньшую случайную составляющую ошибки слежения, чем традиционные способы дискретизации, без увеличения требований к быстродействию элементной базы радиодальномеров. Применение стробоскопической дискретизации позволило уменьшить случайную составляющую ошибки слежения в 1.4 раза в системе с астатизмом первого порядка и более чем в 2 раза в системе с астатизмом второго порядка.

Разработана методика расчета детерминированной и случайной составляющих ошибок измерения дальности при стробоскопической дискретизации сигналов с учетом их временной дискретизации и квантования весовых коэффициентов, приведены рекомендации по рациональному выбору схем и параметров стробоскопической дискретизации. Разработаны структуры и схемы радиодальномеров и описана их программная реализация.

Исследован способ стробоскопической дискретизации, уменьшающий влияние амплитудных флуктуаций сигнала на ошибку слежения. Предложены рекомендации по построению радиодальномеров, которые позволяют минимизировать эффект ухудшения качества СДЦ вследствие декорреляции пассивной помехи при стробоскопической дискретизации.

Обозначенные выше выводы подтверждены результатами математического моделирования, а также результатами экспериментальной проверки устройств обнаружения и измерения дальности до объектов, реализованных на базе учебной лабораторной установки. Эти результаты применимы к решению задач, возникающих при создании цифровых обнаружителей сигналов и цифровых следящих радиодальномеров, входящих в состав современных радиолокационных систем.

Примером такого применения является реализация разработанных алгоритмов обнаружения радиолокационного сигнала и измерения дальности до объекта в сверхширокополосном импульсном радаре, разрабатываемом ЗАО «Геозондас» (г. Вильнюс, Литовская Республика) по проекту ПЧ-БЮНТ «Система обнаружения пострадавших в результате катастроф для служб спасения МЧС» в рамках программы «Еигс^аге», позволяющая увеличить вероятность обнаружения объектов, а также снизить погрешность определения расстояния до них.

172

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Быстров, Александр Николаевич, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Skolnik М. Opportunities in radar - 2002 // Electronics & Communication Engineering Journal. - December 2002. - P. 263-272.

2. Оппенгейм А., Шафер P. Цифровая обработка сигналов. Пер. с англ. - М.: Техносфера, 2006. - 856 с.

3. Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч. 1. / Под. ред. Канащенкова А.И. и Меркулова В.И. - М.: Радиотехника, 2004. -312 с.

4. Immoreev I.I., Taylor J.D. Future of radars // Proc. of the IEEE Conference on Ultra Wideband Systems and Technologies. - 2002. - P. 197-200.

5. Eyre J., Bier J. The evolution of DSP processor // IEEE Signal Processing Magazine. - March 2000. - Vol. 17. - P. 43-51.

6. Солохина T.B., Беляев А.А. Архитектура высокопроизводительных сигнальных контроллеров МС-0428 семейства «МУЛЬТИКОР // Вопросы радиоэлектроники. Серия: «Общетехническая». - Вып. 1. - 2011. - С. 25-34.

7. Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Цифровые процессоры обработки сигналов фирмы Motorola. - СПб.: БХВ-Петербург, 2000. - 511с.

8. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Радио и связь, 1986. - 348 с.

9. Daniels D. Application of impulse radar technology // Radar 97 (Conference Publication № 449). - 1997. - P. 667-672.

10. Variv D.M., Volkov V.A., Sosnitskiy S.V. and others. Development of surveillance and tracking radar // Proc. of the Third International Conference on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals. - 2006. - P. 26-31.

11. Skolnik M.I. Radar Handbook: Third Edition. - Mc. Graw Hill, 2008. -1352 p.

12. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. - М.: Сов. радио, 1973.-456 с.

13. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем / Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др. Под ред. Ка-заринова Ю.М. - М.: Высшая школа, 1985. - 320 с.

14. Алексеев Ю.Я., Герасимов А.А., Самарин О.Ф. и др. Эффективность алгоритмов обнаружения воздушных маневрирующих целей в радиолокационных системах на максимальной дальности // Радиотехника. - 2004. -№8. - С. 80-83.

15. KurniawanZ., McLane Р.J. Parameter optimisation for an integrated radar detection and tracking system // IEE Proceedings on Communications, Radar and Signal Processing. 1985. - Vol. 132. - №1. - P. 36-44.

16. Polise A.T., Moskovitz G. A real-time application of microprocessor to a radar system // IEEE Southeastcon Proc. 1981. - P. 26-31.

17. Sumney L.W. VLSI with a vengeance // IEEE Spectrum. - 1980. - №4. -P. 24.

18. Armstrong C.V.W., Ahmed H.M., Brans N. A., FathiE. An adaptive multiprocessor array computing structure for radar signal processing applications // Proc. of the 6-th IEEE Annual Symp. on Computer Architecture. - 1980. - P.110-115.

19. Куприянов M.C., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов. Процессоры, алгоритмы, средства проектирования. Изд. 2-е, перераб., доп. -СПб.: Политехника, 2002. - 592 с.

20. Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев JI.A. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 454 с.

21. Kuo S.M., Lee В.Н. Real-time dgital signal processing. - John Wiley & Sons, Ltd, 2001.-495 p.

22. Programmable digital signal processors: architecture, programming, and applications. Edited by Yu Hen Ни. - NY.: Marcel Dekker, Inc. 2002. - 430 p.

23. Лайонс P. Цифровая обработка сигналов: Второе издание. Пер. с англ. -М.: ООО «Бином-Пресс», 2006. - 656 с.

24. Ebert H. Radar data processing using minicomputers // Proc. Of the Int. Conf. Radar-77. - London, 1977. - P. 90-96.

25. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981. -416 с.

26. Bar-Shalom О., Weiss A.J. DOA Estimation using one-bit quantized measurements // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. -2002. - Vol. 38. - №3 - P. 868-884.

27. Горбунов Ю.Н. - Цифровая обработка радиолокационных сигналов в условиях использования грубого (малоразрядного) квантования - М.: ФГУП ЦНИРТИ им. академика А. И. Берга, 2007. - 87 с.

28. Knowles P.N.G The use of a multi-level quantizer input extraction // Proc. of the Int. Conf. radar - 82. - 1982. - P. 501-504.

29. Трухин М.П., Тимошенко С.И. Анализ и оптимизация параметров цифрового обнаружителя групповых целей при многоуровневом квантовании // Радиотехника и электроника. - 1984. - №2. - С. 364-387.

30. Слока В.К. Вопросы обработки радиолокационных сигналов. - М.: Сов. радио, 1970.-256 с.

31. KarklinshV., KruminshK. - Comparison of signal detection methods under condition of discrete stroboscopic transformation // Automatic Control and Computer Sciences. - 2010. - Vol. 43. - №5. - P. 5-13.

32. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1983. -

320 с.

33. Обработка сигналов в многоканальных PJIC / Лукошкин А.П., Коринский С.С., Шаталов А.А.и др.; Под ред. Лукошкина А.П. -М.: Радио в связь, 1983. - 328 с.

34. Первачев С.В., Валуев А.А., Чиликин В.М. Статистическая динамика радиотехнических следящих систем. - М.: Сов. радио, 1973. - 488 с.

35. Первачев С.В. Радиоавтоматика. - М.: Радио и связь, 1982. - 296 с.

36. Радиоавтоматика / Бесекерский В.А., Елисеев A.A., Небылов A.B. и др. Под ред. Бесекерского В.А. - М.: Высшая школа, 1985. - 272 с.

37. Динамика цифровых следящих систем / Николаев Ю.А., Петухов В.П., Феликсов Г.И., Чемоданов Б.К. - М.: Энергия, 1970. - 496 с.

38. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. - М.: Наука, 1976. - 576 с.

39. Иванов В.А., Ющенко A.C. Теория дискретных систем автоматического управления. - М.: Наука, 1983. - 336 с.

40. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. / Под ред. Попова П.И. - М.: Машиностроение, 1986. - 448 с.

41. Самсоненко C.B. Цифровые методы оптимальной обработки радиолокационных сигналов. - М.: Воениздат, 1968. - 320 с.

42. Фалькович С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных радиосистем. - М.: Радио и связь, 1981. - 288 с.

43. Коростелев A.A. Пространственно-временная теория радиосистем. -М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.

44. Бартон Д., Бард Г. Справочник до радиолокационным измерениям: Пер. с англ. / Под ред. Вейсбейна М.М.. - М.: Сов.радио, 1976. - 392 с.

45. Hall В.A., Longley F.J., Wefald К.О. Computer design requirements for digital air missiles // Proc. of the AIAA Guidance and Control Conf. - San Diego, California, 1986.-P. 514-533.

46. Максимов M.B., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения. - М.: Радио к связь, 1982. - 304 с.

47. Теоретические основы радиолокации / Коростелев A.A., Клюев И.Ф., Мельник Ю.Л. и др. Под ред. ДулевичаВ.Е. - М.: Сов. радио, 1978. -350 с.

48. Меркулов В.И., Бирюков П.А. Алгоритмы вторичной обработки радиолокационных сигналов в информационно-вычислительных системах. -М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1998. - 240 с.

49. Findlay A.M., Ornstein E. Sampling wideband, non-repetitive radar signals // Proc. of the IEEE Int. Radar Conf. - 1975. - P. 288-293.

50. Howard D.D. High range-resolution monopulse tracking radar // IEEE Trans, on AES. - 1975. №5. - P. 749-755.

51. KoeckP.J.B. Quantization errors in averaged digitized data // IEEE Transactions on Signal Processing. - 2001. - Vol. 81. - №2. - P. 345-356.

52. Поиск, обнаружение и измерение параметров сигналов в радионавигационных системах / Ипатов В.П., Казаринов Ю.М., Коломенский Ю.А. и др.. Под ред. КазариноваЮ.М.. - М.: Сов. радио, 1975. -296 с.

53. ФаринаА., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1993. - 320 с.

54. Незлин Д.В., Черняков М.С. Характеристики цифрового дальномера со стробоскопической дискретизацией // Радиотехника. - 1984. - №8. -С. 44-46.

55. Казаринов Ю.М., Сыромятников Г.Ф. Влияние алгоритма дискримини-

рована на характеристики цифрового фильтра // Межвузовский сборник / ЛКАП. - Л, 1975. - Вып. 95. - С. 41^5.

56. Митяшов Б.Н. Определение временного положения импульсов при наличии помех. - М.: Сов. радио, 1962. - 200 с.

57. Зингер Р.А., Бенке К.В. Оценка характеристик и выбор фильтров сопровождения в реальном масштабе времени для тактических систем вооружения // Зарубежная радиоэлектроника. - 1972. - №1. - С. 44-60.

58. Nuo Zhou, Wei Chen. - Improving high range resolution ATR performance with average absolute error metric // Proc. of the IEEE Conference on Digital Object Identifier. 2009. - P. 3859-3863.

59. Symons M. The automatic track while scan system used within the search water airborne maritime surveillance radar // Proc. of the Int. Conf. Radar-82. -1982.-P. 254-257.

60. Микропроцессорная реализация бортового измерителя дальности РСБП / Адамчук A.B., Ефимов Б.А., Катиков В.М. и др. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОТ. - 1981. -№. 9. - С. 124-129.

61. ЦыпкинЯ.З. Теория линейных импульсных систем. - Физматгиз, 1963. -

968 с.

62. Мел ежик В. А. Анализ воздействия шума на дискретные следящие системы по дальности // Радиотехника. - 1977. - №5. - С. 14-19.

63. Дрогунов В.Л., Зайченко К.В., Небылов А.Б. Использование цифровых интеграторов в контуре следящего радиолокационного измерителя // Межвузовский сб./ ЛИАП. - Л., 1975. - Вып. 95. - С. 30-92.

64. Пугачев B.C., Казаков И.Е., Евланов Л.Г. Основы статистической теории автоматических систем. - М.: Машиностроение, 1979. - 400 с.

65. Аграновский A.B., Покровский А.Б. Микропроцессорный измеритель радиальной скорости // Межвузовский сборник / ЛИАП. - Л., 1986. - Вып. 183. -С. 3-6.

66. Шкирятов В.В. Цифровые следящие измерители. - М.: Минрадиопром. 1986.-384 с.

67. Koivo A.J. Quanization error and design of digital control systems // IEEE Trans, on AC. - 1969, Feb. - P. 55-58.

68. Zelniker G., Taylor F.J. Advanced digital signal processing: theory and applications. - New York: Marcel Dekker, Inc., 1994. - 666 p.

69. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем. - M.: Радиотехника, 2003. - 400 с.

70. Казаков И.Е., Доступов Б.Г. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем. - М.: Физматгиз, 1962. - 332 с.

71. Curry G.R. Radar system performance modelling. Second editon. - Artech House, 2004. - 394 p.

72. Борисов Ю.П., Цветное B.B. Математическое моделирование радиотехнических систем и устройств. - М.: Радио и связь, 1985. - 176 с.

73. Болнокин В.Е. Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. Алгоритмы и программы. - М.: Радио и связь, 1986. - 248 с.

74. Дрогин Е. Проектирование цифровых систем автосопровождения по дальности // Электроника. - 1972. - № 7. - С. 45-14.

75. Kalisz J. Review of methods for time interval measurements with picosecond resolution // Institute of Physics Publishing, Metrologia 41, 2004. - P. 17-32.

76. Валитов P.A., Сретенский B.H. Радиотехнические измерения. - M.: Сов. радио, 1970.-712 с.

77. Измерения в электронике. Справочник / Кузнецов В.А., Долгов В.А., Ко-невских В.М. и др. Под ред. Кузнецова В. А. - М.: Энергоатомиздат, 1987. -512 с.

78. Шишлов Ю.А., Ворошилов В.А. Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов. -М.: Радио и связь, 1987. - 144 с.

79. Yiyin W., Leus G., Delie H. - TOA estimation using UWB with low sampling rate and clock drift calibration // Proc. of the IEEE International Conference on Digital Object Identifier. - 2009. - P. 612-617.

80. Hetling K.J. - Multirate subharmonic sampling // Proc. of the IEEE International Conference on Communications. - 2000. - Vol. 2. - P. 763-767.

81. Клочко B.K., Мойбенко В.И., Ермаков A.A. - Повышение разрешающей способности PJIC по дальности путем обработки синтезированных измерений в стробах дальности // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 2007. -Т. 49,-№7.-С. 70-75.

82. Hamran S.-E. Radar performance of ultra wideband waveforms //Radar Technology, Intech, 2010. - Available from: http://www.intechopen.com/articles/show/title/radar-performance-of-ultra-wideband-waveforms

83. McEwan Т.Е. Direct digital synthesis radar timing system // US Patent №. US 2007/0192391A1. - 2007.

84. Крампульс А.Ю., Чубинский Н.П. Оптимизация числа накоплений данных в приемнике георадара со стробоскопическим преобразователем // Радиотехника и электроника. - 1998. - №11. - С. 1131-1135.

85. Fleischer D., Aronhime P. Microprocessor realizations of range and range-rate filters in radar systems // Int. J. Electronics. - 1980. - №1. - P. 37^2.

86. Berman A., Hammer A. False alarm effects on estimation in multitarget tracers // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 1991. -Vol. 27, №4. - P. 675-682.

87. Сыромятников Р.Ф. Применение управляющих ЦВМ для измерения координат // Межвузовский сборник / ЛИАП. - Л., 1975. - Вьп.95. -С. 38-40.

88. Небылов А.В. Анализ цифровой системы автоматического регулирования с предварительным аналоговом сглаживанием сигнала датчика рассогласования // Межвузовский сборник / ЛИАП. - Л., 1975. - Вьп.95. - С. 2427.

89. Vojnovic В. - Error minimization of sensor pulse signal delay-time measurements // Proc. of the MIEL International Conference on Microelectronics. -

2002.-Vol. l.-P. 265.

90. Котиков B.M. Оптимизация импульсных следящих измерителей при регулярных перерывах в принимаемом сигнале // Изв. вузов: Радиоэлектроника. - 1976. - № 7. - С. 26-30.

91. Катиков В.М., Соколов А.И. Устойчивость дискретных следящих систем в пачечном режиме // Межвузовский сборник / ЛИАП. - Л., 1977. - Вып. 116.-С. 78-80.

92. Бакулев П. А. Радиолокационные системы. - М.: Радиотехника, 2003. -320 с.

93. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика (учебник для вузов). М.: Радиотехника,

2003. - 456 с.

94. Айфинчер Э., Джервис Б. Цифровая обработка сигналов: практический подход, 2-е издание. Пер. с английского. М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. - 992 с.

95. Echard J.D. Quantization Noise Spectrum and Radar MTI Processing // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 1992. - Vol. 28. - №2. -P. 588-596.

96. Макаров И.М., Минский Б.М. Таблица обратного преобразования Лапласа и обратных z-преобразований. - М.: Высшая школа, 1978. - 254 с.

97. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. -М.: Радио и связь, 1989. - Т. 1. - 656 с.

98. Быстрое А.Н., Тишин Г.В. Микропроцессорный импульсный радиодальномер // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Методы и микроэлектронные устройства цифрового преобразования и обработки информации» (Московский институт электронной техники, 19-21 ноября 1985 г.). - Москва, 1985. - Т. 2. - С. 131.

99. Быстрое А.Н., Гудзинский П.А. Микропроцессорное устройство обнаружения пачек импульсных сигналов // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Методы и микроэлектронные устройства цифрового преобразования и обработки информации» (Московский институт электронной техники, 19-21 ноября 1985 г.). - Москва, 1985. - Т. 2. - С. 132.

100. Быстров А.Н., Гудзинский П.А., Тишин Т.В. Микропроцессорное устройство обработки радиосигналов // Архитектура, схемотехника и математическое обеспечение микропроцессорных систем управления (Межвузовский сборник). - М: Изд. МИЭТ, 1986. - С. 137-141.

101. Быстров А.Н., НезлинД.В. Воздействие амплитудных флуктуаций на цифровой дальномер со стробоскопической дискретизацией сигнала // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции «Методы и микроэлектронные средства цифрового преобразования и обработки сигналов» (ИЭ и ВТ АН Латв. ССР). - Рига, Латвия, 1986. - Т. 3. - С. 710712.

102. Быстров А.Н., Незлин Д.В. Обнаружитель пачек импульсных сигналов на базе МПК К589 // Радиотехника. - 1987. - №4. - С. 16-18.

103. Незлин Д.В., Быстров А.Н. Характеристики временного дискриминатора при стробоскопической дискретизации радиосигнала // Радиотехника. -1987,- №7. -С. 16-18.

104. Быстров А.Н., Незлин Д.В. Цифровой радиодальномер с усреднением ошибки слежения // Электронная техника. Серия 10: Микроэлектронные устройства. - 1987. - №4. - С. 23-26.

105. Быстров А.Н. Уменьшение влияния амплитудных флуктуаций на точность дальномеров со стробоскопической дискретизацией сигналов // Доклады 12-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применения (DSPA-2010)» (Российская академия наук: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова, 31 марта - 2 апреля 2010 г.). - Москва, 2010. - Т. 2. - С. 36-39.

106. Быстров А.Н. Влияние дискретизации сигналов на характеристики временных дискриминаторов // Материалы Международной научно-практической конференции «Информационные технологии, электронные приборы и системы» (ITEDS-2010) (Белорусский государственный университет, 6-7 апреля 2010 г.). - Минск, Беларусь, 2010. - Т. 1. - С. 13-15.

107. Быстров А.Н. Применение стробоскопической дискретизации для улучшения характеристик обнаружения сигналов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Общество, наука, инновации» (Вятский государственный университет, 12-23 апреля 2010 г.). - Киров, 2010. -Т. 2.-С. 165-167.

108. Быстров А.Н. Характеристики цифрового радиодальномера с усреднением ошибки слежения // Труды 16-й Международной конференции «Радиолокация, навигация, связь (RLNC-2010)» (Воронежский государственный университет, 13 - 15 апреля 2010 г.). - Воронеж, 2010. - Т. 1. - С. 2276-2282.

109. Быстров А.Н. Расчет точности измерителей дальности со стробоскопической дискретизацией радиосигнала // Труды LXV научной сессии, посвященной Дню Радио (Московский технический университет связи и информатики, 19 - 20 мая 2010 г.). - Москва, 2010. - С. 74-77.

110. Быстров А.Н. Качество селекции движущихся целей в радиодальномерах со стробоскопической дискретизацией сигнала // Материалы Второй Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 35-летию отдела новых разработок Муромского завода радиоизмерительных приборов «Радиолокационная техника: Устройства, станции, системы (PJIC-2010)» (Муромский завод радиоизмерительных приборов, 9-10 июня 2010 г.). - Муром, 2010. - С. 43^4.

111. Быстров А.Н. Влияние амплитудного квантования на характеристики временного дискриминатора // Материалы IX Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (Челябинский государственный университет, 13-17 сентября 2010 г.). - Челябинск, 2010. - С. 36- 37.

112. Быстров А.Н. Анализ переходных режимов в цифровых радиодальномерах // Материалы 16-й международной научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (Рязанский государственный радиотехнический университет, 4-6 октября 2010 г.). - Рязань, 2010. - С. 35-37.

113. Быстров А.Н. Оценка влияния параметров дискретизации на характеристики временных дискриминаторов // Труды 18-й Международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» (Московский энергетический институт - технический университет, 19 -21 октября 2010 г.). - Москва, 2010. - Т. 2. - С. 36^41.

114. Быстров А.Н., Джиган В.И. Оценка влияния временной дискретизации и амплитудного квантования сигналов на характеристики радиодальномеров // Нелинейный мир. - 2010. - № 12. - С. 764-777.

115. БыстровА.Н. Радиодальномер eo стробоскопической дискретизацией сигнала на базе СБИС серии «Мультикор» // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Общетехническая. - Вып. 1. - 2011. - С. 107-114.

116. Джиган В.И., БыстровА.Н. Экономичные алгоритмы радиолокационного обнаружения и измерения дальности // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Общетехническая. - Вып. 1. - 2011. - С. 114-124.

117. БыстровА.Н., Джиган В.И. Влияние временной дискретизации радиолокационных сигналов на характеристики обнаружителей // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2011. - № 1. -С. 55-58.

118. БыстровА.Н. Повышение точности цифровых радиодальномеров путем усреднения сигнала рассогласования // Доклады 13-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применения (DSPA-2011)» (Российская академия наук: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова, 30 марта - 1 апреля 2011 г.). - Москва, 2011. -Т. 2. - С. 7-9.

119. БыстровА.Н. Построение устройств обнаружения импульсных сигналов на основе цифровых сигнальных процессоров // «Общество, наука, инновации (НТК-2011)»: ежегодная открытая Всероссийская научно-техническая конференция, 18-29 апреля 2011 г. - Киров, 2011.-3 стр. -Электронный оптический диск (CD-ROM).

184