УДК 621.396.96 Предмет и цель работы: Анализ структуры выходного сигнала оптимального фильтра сжатия ЛЧМ-импульсов с целью выяснения причин несоответствия уровня боковых лепестков, получаемого при использовании стандартных сглаживающих окон, литературным данным. Методы и методология: Для расчета структуры отклика оптимального фильтра со сглаживающим окном общего вида используются стандартные методы математической физики и статистической теории обработки сигналов. Результаты: Приведены выражения для оценки максимального количества нулей и максимумов реакции оптимального фильтра сжатия ЛЧМ-импульсов, а также разноса между соседними и “одноименными” (с одинаковыми номерами) нулями и максимумами в зависимости от базы сигнала. Получены формулы для оценки потерь в отношении сигнал/шум из-за применения сглаживающих функций. Подробно рассмотрен случай применения оконных функций в виде набора косинусных гармоник ряда Фурье, которым описывается достаточно большое количество стандартных окон. Получено аналитическое выражение для выходного сигнала фильтра сжатия ЛЧМ-импульсов с использованием таких окон, приведена формула для оценки потерь в отношении сигнал/шум. Проведен сравнительный анализ эффективности применения окон Хэмминга и Блэкмана в зависимости от базы сигнала B. Показано, что при значениях B ≤ 80 более эффективным является использование окна Хэмминга. При больших значениях B более эффективным становится окно Блэкмана. С ростом B эффективность обоих окон возрастает, асимптотически приближаясь к приводимым в литературе показателям. Эмпирическим путем подобраны коэффициенты оконных функций, состоящих из трех косинусных гармоник ряда Фурье, что позволило уменьшить уровень боковых лепестков, по сравнению с применением окна Хэмминга, приблизительно на 0.34 дБ при B = 21 и на более чем 1 дБ при B = 7. Заключение: Полученные результаты позволяют сделать вывод, что при небольших базах сигнала задачу оптимизации параметров оконной функции нужно решать отдельно для каждого конкретного значения B . Добиться предельно низкого уровня боковых лепестков при этом, скорее всего, не удастся, но определенное улучшение характеристик фильтра сжатия ЛЧМ-импульсов вполне возможно. Ключевые слова: ЛЧМ-импульс, фильтр сжатия импульсов, оконная функция, уровень боковых лепестков Статья поступила в редакцию 11.09.2019 Radio phys. radio astron. 2019, 24(4): 300-313 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Cook C. E. and Bernfeld M. Radar Signals : An Introduction to Theory and Application . New York, London: Academic Press, 1967. 550 p. 2. Barton D. K. Radar System Analysis and Modeling . Boston, London: Artech House Publishers, 2004. 566 p. 3. Ducoff M. R. and Tietjen B. W. Pulse Compression Radar. In: M. I. Skolnik, ed. Radar Handbook . New York, Chicago, San Francisco et al.: McGraw-Hill Companies, 2008. P. 8.1–8.44. 4. Levanon N. and Mozeson E. Radar Signals . Hoboken, New Jersey: John Wiley&Sons, Inc., 2004. 432 p. 5. Трухачев А. А. Радиолокационные сигналы и их применения . Москва: Воениздат, 2005. 320 с. 6. Кочемасов В. Н., Белов Л. А., Оконешников, В. С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией . Москва: Радио и связь, 1983. 192 с. 7. Doerry A. W. Catalog of Window Taper Functions for Sidelobe Control . Technical Report SAND2017-4042, Sandia National Labs., Albuquerque, New Mexico and Livermore, California, USA, 2017. 208 p. DOI: 10.2172/1365510 URL: https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-control.cgi/2017/174042.pdf (дата обращения: 20.06.2019) 8. Heinzel G., Rudiger A. and Schilling R. Spectrum and spectral density estimation by the Discrete Fourier transform (DFT), including a comprehensive list of window functions and some new flat-top windows . Technical Report, Albert-Einstein-Institut, Hannover, Germany, 2002. 84 p. URL: https://pure.mpg.de/rest/items/item_152164_1/component/file_152163/content (дата обращения: 20.06.2019) 9. Дворкович В. П., Дворкович А. В. Оконные функции для гармонического анализа сигналов . Москва: Техносфера, 2016. 208 с. 10. Петьков А. А. Выбор рациональных вариантов весовых функций для цифровой фильтрации сигналов с линейной частотной модуляцией. 8-я Международная научная конференция по военно-техническим проблемам, проблемам обороны и безопасности, использованию технологий двойного применения “ MILEX INNOVATIONS -2019” Сборник научных статей, Часть 2 (16-17 мая 2019, Минск, Беларусь). Минск, Беларусь: “Лаборатория интеллекта”, 2019. С. 75–79. 11. Tiwari D . and Bhadauria S . S . Reduction in sidelobe and SNR improves by using Digital Pulse Compression Technique. Int. J. Adv. Res. Sci. Eng . 2017. Vol. 6, No. 7. P. 1056–1063. 12. Kowatsch M. and Stocker H. R. Effect of Fresnel ripples on sidelobe suppression in low time-bandwidth product linear FM pulse compression. IEE Proc. – F . 1982. Vol. 129, No. 1. P. 41–44. DOI: 10.1049/ip-f-1.1982.0007 13. Оконешников В. С., Кочемасов В. Н. Сжатие частотно-модулированных сигналов с небольшим произведением девиации частоты на длительность импульса. Зарубежная радиоэлектроника . 1987. № 1. С. 82–94. 14. Патент 20011125875 Российская Федерация, МПК G01S 13/00. Родионов В. В., Рукавишников В. М., Филонов Ю. В., Никитин Е. А., Шильман М. А., Чеснов В. Н., Белясов А. Н. 20.09.2001. 15. Мартыненко В. С. Операционное исчисление . Киев: Выща школа, 1990. 359 с. 16. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники . Книга 1 . Москва: Советское радио, 1969. 752 с. 17. Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М. Методы оптимизации . Москва: Наука, 1978. 352 с. 18. Дегтярев Ю. М. Методы оптимизации . Москва: Советское радио, 1980. 272 с. 19. Reklaitis G. V., Ravindranand A., and Ragsdell K. M. Engineering Optimization . Methods and Applications . New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 1983. 684 p. 20. Tan Y. Particle Swarm Optimization Algorithms Inspired by Immunity-Clonal Mechanism and Their Applications to Spam Detection. Int. J. Swarm Intell. Res . 2010. Vol. 1, No. 1, P. 64–86. DOI: 10.4018/jsir.2010010104.