Search

The article deals with the estimation of radial velocity when using a coherent packet of radio pulses regarding the case of the presence of correlated fluctuations of the initial phases in the reflected from the aerodynamic object pulses. The subject of the research is the accuracy of measuring the frequency of the received packet for the case of concerted processing without taking into account the phase fluctuations of its radio pulses. The purpose is a numerical analysis of the influence of the statistical characteristics of the fluctuations of the received pack’s initial phases on the decrease in the accuracy of measuring the radial velocity of the aerodynamic object. The task: to estimate the possible values of fluctuation constituent middling quadratic error of measuring of radial speed of aerodynamic object. Consideration is given to the assumption that an additive mixture of deflected signal and uncorrelated Gaussian noise is input to the radar receiver. It is considered that the phase fluctuations of the received packet are distributed according to the normal law with zero mean, and the correlation of phase fluctuations with the increase of the interval between the packet radio pulses decreases according to the alternating law. Methods used: methods of probability theory and mathematical statistics. The following results are obtained: the accuracy of frequency measurement of the pack had been estimated in the presence of correlated phase fluctuations of its radio pulses. Conclusions. The results indicate that for modern radars in the conditions of regular measurement the accuracy of estimating the frequency of the packet of radio pulses is much more influenced by the statistical characteristics of the phase fluctuation than the signal-to-noise ratio. Due to the phase fluctuations of the radio pulses of the received packet, the mean-square error (MSE) of radial velocity measurement of the aerodynamic object is able to exceed the values determined by the requirements for coherent pulse radar., В статье рассматриваются вопросы оценивания радиальной скорости при использовании когерентной пачки радиоимпульсов применительно к случаю наличия в отраженных от аэродинамического объекта радиоимпульсах коррелированных флуктуаций начальных фаз. Предметом изучения является точность измерения частоты пачки для случая согласованной обработки без учета фазовых флуктуаций ее радиоимпульсов. Целью является численный анализ влияния статистических характеристик флуктуаций начальных фаз радиоимпульсов принятой пачки на снижение точности измерения радиальной скорости аэродинамического объекта. Задача: оценить возможные значения флуктуационной составляющей среднеквадратической ошибки измерения радиальной скорости аэродинамического объекта. Рассмотрение проводится в предположении, что на вход приемного устройства радиолокационной станции (РЛС) поступает аддитивная смесь отраженных от аэродинамических объектов сигналов и некоррелированного гауссово шума. Предполагается, что фазовые флуктуации радиоимпульсов принятой пачки распределены по нормальному закону с нулевым средним, а корреляция фазовых флуктуаций с увеличением интервала между радиоимпульсами пачки убывает по знакопеременному закону. Используемые методы: теории вероятности и математической статистики. Получены следующие результаты. Проведено оценивание точности измерения частоты пачки при наличии коррелированных фазовых флуктуаций ее радиоимпульсов. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что для современных РЛС, в условиях регулярного измерения, на точность оценивания частоты пачки радиоимпульсов в значительно большей степени влияют статистические характеристики флуктуаций фаз, чем отношение сигнал-шум. Вследствие фазовых флуктуаций радиоимпульсов принятой пачки, среднеквадратическая ошибка измерения радиальной скорости аэродинамического объекта способна превышать значения, которые определяются требованиями к когерентно-импульсным РЛС. Дальнейшее направление исследований лежит в оценивании влияния случайных фазовых искажений рвдиолокационного сигнала на качество сопровождения аэродинамического объекта., В статті розглядаються питання оцінювання радіальної швидкості при використанні когерентної пачки радіоімпульсів стосовно випадку наявності у відбитих від аеродинамічного об'єкту радіоімпульсах корельованих флуктуацій початкових фаз. Предметом вивчення є точність вимірювання частоти пачки для випадку погодженої обробки без урахування фазових флуктуацій її радіоімпульсів. Метою є чисельний аналіз впливу статистичних характеристик флуктуацій початкових фаз радіоімпульсів прийнятої пачки на зниження точності вимірювання радіальної швидкості аеродинамічного об'єкту. Завдання: оцінити можливі значення флуктуаційної складової середньоквадратичної похибки вимірювання радіальної швидкості аеродинамічного об'єкту. Розгляд проводиться в припущенні, що на вхід приймального пристрою радіолокаційної станції (РЛС) надходить адитивна суміш відбитих від аеродинамічних об'єктів сигналів і некорельованого гаусового шуму. Передбачається, що фазові флуктуації радіоімпульсів прийнятої пачки розподілені за нормальним законом з нульовим середнім, а кореляція фазових флуктуацій зі збільшенням інтервалу між радіоімпульсами пачки убуває за знакозмінним законом. Використовувані методи: теорії ймовірності та математичної статистики. Отримані наступні результати. Проведено оцінювання точності вимірювання частоти пачки при наявності корельованих фазових флуктуацій її радіоімпульсів. Висновки. Отримані результати свідчать про те, що для сучасних РЛС, в умовах регулярного вимірювання, на точність оцінювання частоти пачки радіоімпульсів в значно більшому ступені впливають статистичні характеристики флуктуацій фаз, чим відношення сигнал-шум. Внаслідок фазових флуктуацій радіоімпульсів прийнятої пачки, середньоквадратична похибка вимірювання радіальної швидкості аеродинамічного об'єкту здатна перевищувати значення, які визначаються вимогами до когерентно-імпульсних РЛС. Подальший напрямок досліджень полягає у оцінюванні впливу випадкових фазових спотворень радіолокаційного сигналу на якість супроводження аеродинамічного об'єкту.

Modern Phased-Array Antenna (PAA) radars are an effective mean of aerial reconnaissance and provide radar information on aerial objects in a complex environment. The subject of the article is the influence of the inhomogeneities of the troposphere and the earth’s surface on the decrease in the accuracy of measurement of angular coordinates and altitude of air objects in radars with PAA. The purpose of the article is to numerically estimate the possible values of the root mean square error of measuring the angular coordinates and the height of air objects due to the influence of fluctuations of the phase edge of the radar wave. Task: analysis of possible mechanisms of origin and statistical characteristics of correlated phase fluctuations of a radio signal for a model of a signal with random amplitude and initial phase. Methods used: methods of probability theory and mathematical statistics. The following results were obtained. The estimation technique is developed and possible values of the mean-square errors of measurement of angular coordinates and altitude of air objects are obtained, which are caused by the influence of radar signal phase wave front fluctuations for the three-coordinate PAA radar of centimeter range. The above calculation method allows to carry out the numerical estimation of errors of measurement of angular coordinates and object height. Conclusions. This technique can be practically used in assessing the effect of real conditions of propagation and reflection of radar signal on the reduction of the capabilities of modern radars with PAA to perform tasks on purpose., Современные радиолокаторы с фазированной антенной решеткой (ФАР) являются эффективным средством воздушной разведки и обеспечивают получение радиолокационной информации об воздушных объектах в сложной обстановке. Предметом изучения в статье является влияние неоднородностей тропосферы и земной поверхности на снижение точности измерения угловых координат и высоты воздушных объектов в радиолокационных станциях (РЛС) с ФАР. Целью является численное оценивание возможных значений среднеквадратических ошибок измерения угловых координат и высоты воздушных объектов, которые обусловлены влиянием флуктуаций фазового фронта волны радиолокационного сигнала. Задача: анализ возможных механизмов возникновения и статистических характеристик коррелированных фазовых флуктуаций радиосигнала для модели сигнала со случайной амплитудой и начальной фазой. Используемые методы: теории вероятности и математической статистики. Получены следующие результаты. Разработана методика оценивания и получены возможные значения среднеквадратических ошибок измерения угловых координат и высоты воздушных объектов, которые обусловлены влиянием флуктуаций фазового фронта волны радиолокационного сигнала для трехкоординатной РЛС сантиметрового диапазона с ФАР. Выводы. Приведенная методика может быть практически использована при оценивании влияния реальных условий распространения и отражения радиолокационного сигнала на снижение возможностей современных РЛС с ФАР по выполнению задач по назначению., Сучасні радіолокатори з фазованою антенною решіткою (ФАР) є ефективним засобом повітряної розвідки та забезпечують отримання радіолокаційної інформації про повітряні об’єкти у складній обстановці. Предметом вивчення в статті є вплив неоднорідностей тропосфери та земної поверхні на зниження точності вимірювання кутових координат та висоти повітряних об’єктів в радіолокаційних станціях (РЛС) з ФАР. Метою є чисельне оцінювання можливих значень середньоквадратичних похибок вимірювання кутових координат та висоти повітряних об’єктів, які обумовлені впливом флуктуацій фазового фронту хвилі радіолокаційного сигналу. Завдання: аналіз можливих механізмів виникнення та статистичних характеристики корельованих фазових флуктуацій радіосигналу для моделі сигналу з випадковою амплітудою та початковою фазою. Використані методи: теорії ймовірності та математичної статистики. Отримані наступні результати. Розроблено методику оцінювання та отримано можливі значення середньоквадратичних похибок вимірювання кутових координат та висоти повітряних об’єктів, які обумовлені впливом флуктуацій фазового фронту хвилі радіолокаційного сигналу для трьохкоординатної РЛС сантиметрового діапазону з ФАР. Висновки. Наведена методика може бути практично використана при оцінюванні впливу реальних умов поширення і відбиття радіолокаційного сигналу на зниження можливостей сучасних РЛС з ФАР щодо виконання завдань за призначенням.

A multithreshold procedure for estimating parameters of meteorological objects (MO) against the background of interferences from local objects in pulsed Doppler weather radars has been proposed. It is based on using the operation results of introduced detector of local objects for making a decision on estimating the parameters of meteorological objects before or after the nonadaptive MO suppression filter. The task of detection in this detector is solved by the threshold processing of correlation coefficients of reflections carrying the information on both the composition of analyzed mixture and MO parameters. This feature of the proposed detector compares favorably with a large variety of the known detectors. It is shown that the proposed detector makes it possible to take a correct decision about the composition of the mixture with probability D > 0.9 already at MO radial velocities Vr > 2 m/s. The possibility and expediency of practical use of the proposed procedure in the system of estimating the MO parameters under the real conditions of limited sample sizes of processed inputs were confirmed by mathematical experiment. In this case, the accuracy of estimates is shown to be more than twice as high as that of the known procedures.