Методи захисту від імпульсної DRFM завади

Abstract

UK: Актуальність. Відповідні імпульсні завади типу DRFM (Digital Radio Frequency Memory ‒ (укр. цифрова радіочастотна пам’ять) для імпульсних РЛС, зокрема, з лінійною частотною модуляцією (ЛЧМ) зондувальних сигналів, дуже ускладнюють радіолокаційну обстановку. На екранах індикаторів радіолокаційних засобів, крім відміток від існуючих (істинних) цілей, з’являться інші, що імітують аналогічні їм хибні цілі. Відомі методи боротьби з багаторазовими імпульсними відповідними завадами для завад типу DRFM малоефективні, що обумовлено специфікою формування завади. Створення методів, алгоритмів і систем боротьби з такими завадами є досі актуальним завданням. Мета. Оцінити можливості відомих методів завадозахисту щодо зниження негативного впливу імпульсних завад типу DRFM на ефективність обробки корисних сигналів та запропонувати новий метод обробки ЛЧМ сигналу на фоні DRFM завади. Метод. Ефективність методів визначається експериментально за результатами імітаційного моделювання та їхнього порівняння з відомими результатами, викладеними у відкритій літературі. Результати. Обґрунтовано неефективність відомих способів захисту від відповідної імпульсної завади для зниження негативного впливу DRFM завади на обробку сигналу, відбитого від цілі. Визначено характер негативного впливу DRFM завад на обробку відбитого від цілі сигналу. Завадою може створюватись як імітація відміток від неіснуючих (хибних) цілей, так і маскувальний ефект. Показано, що пристрій з двостороннім обмежником амплітуди на вході фільтру стиску, що зазвичай використовується для заглушення імпульсної завади, неефективний для заглушення DRFM завади. Продемонстровано, що для малобазових ЛЧМ сигналів як фільтр стиску може використовуватись фільтр, узгоджений з ЛЧМ сигналом з великою базою, хоча такі узгоджені фільтри не призначені для обробки ЛЧМ сигналів з малими базами. Визначені умови узгодженої фільтрації малобазових імпульсних ЛЧМ в фільтрах, узгоджених з сигналами з великими базами. Достатньою умовою узгодженої фільтрації малобазових сигналів є збіг їхнього фазочастотного спектру з відповідною ділянкою фазочастотного спектру великобазового сигналу. Дана обставина пояснює ефект формування максимумів на виході фільтра стиску по імпульсах DRFM завади і формування хибних відміток від цілей. Показано, що обмеження рівня сигналів перед їхньою обробкою в фільтрі стиску усуває енергетичну перевагу завади над корисним сигналом, але не впливає на форму фазочастотного спектра завади. Ця особливість амплітудних обмежувачів є причиною неефективної обробки корисного сигналу на фоні DRFM завади в пристроях типу амплітудний обмежувач – узгоджений фільтр. Запропоновано метод заглушення відповідної імпульсної завади, в основі якого лежить природне припущення про належність до відліків завади потужних відліків вхідної суміші. В ході цифрової обробки реалізується обнулінням відліків, що перевищують заданий рівень обмеження. Показано, що пристрої обробки, які використовують таке обмеження, забезпечують ефективну обробку корисного сигналу на фоні DRFM завади. Висновки. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що набула подальшого розвитку практика завадозахисту РЛС з імпульсними ЛЧМ зондуючими сигналами, а саме запропоновано пристрій, що виявляє відбитий сигнал на фоні імпульсної завади у відповідь такому сигналу. Набула подальшого розвитку практика узгодженої фільтрації складних сигналів, а саме визначені умови узгодженої фільтрації малобазових імпульсних ЛЧМ сигналів у фільтрах, узгоджених з сигналами з великими базами. Достатньою умовою є збіг фазочастотного спектру малобазового сигналу з відповідною ділянкою фазочастотного спектру великобазового сигналу. Практична цінність досліджень полягає в тому, що запропонований пристрій обробки, в переважній більшості практичних випадків забезпечує приблизно в двічі більше значення ймовірності правильного виявлення сигналу, відбитого від цілі, у порівнянні з відомими пристроями обробки. EN: Context. The repeater reusable pulse jamming like DRFM (Digital Radio Frequency Memory) significantly complex the radar situation for radar with LFM probing signals. Besides of the marks from the existing targets the other marks are arising on the radar PPI-screen that simulate analogous to them false targets. The known methods of struggle with the repeater reusable pulse jamming like DRFM are inefficient that caused by specificity of the jamming. The synthesis of the methods of the struggle with such jamming is the actual problem Objective. The estimation of possibilities of the known methods of noise immunity for reduction of the negative influence of pulse jamming like DFRM on the processing of the useful signals and suggestion of the alternative method of LFM signal processing on the DFRM jamming background. Method. The efficiency of the methods is defined experimentally on the results of simulation and comparison of them with the known results presented in the literature The results. The inefficiency of the known methods of protection from repeater pulse jamming for reduction of the negative influence of DRFM jamming on the processing of the signal reflected from the target is justified. The character of negative influence of DRFM jamming on the processing of the signal reflected from the target is defined. These jammings can create as masking effect as imitate the marks from the non-existing targets. It is shown, that device with two-side amplitude limitation on the input of compression filter which traditionally used for suppression of repeater pulse jamming is inefficient for suppression of DRFM jamming. It is shown, that as compression filter for LFM signals with small base the filter matched with big base LFM signal can be used. However, these matched filters are not designed for LFM signal with small bases. The conditions of matched filtration of small base pulse LFM signals in the filters matched with big base signal are defined. The sufficient condition of the matched filtration of small base signal is coinciding of their phase frequency characteristic with corresponding area of the phase frequency characteristic of the big base signal. This fact explains the effect of forming of the maximums on the output of compression filter for pulsed of DRFM jamming and the effect of forming of false marks from targets It is shown that limitation of the level of signals before their processing in the compression filter remove the energetic advantage of lamming above useful signal, however, do not influences in the form of phase frequency characteristic of jamming. This detail of the amplitude limiter is the reason of ineffective processing of the useful signal on the background of DRFM jamming in the devices like amplitude limiter-compression filter. The method of suppression of repeater pulse jamming is proposed. The natural assumption about correspondence of powerful samples of the input mixture to jamming samples is on the base of this method In the case of digital processing this can be realised by nullifying the samples which are above the defined level of limiter. It is shown that processing devices, which uses such limitation, provides the effective processing of the useful signal on the background of DRFM jamming. Conclusions. The scientific novelty of the obtained results is in the further development of practice of noise immunity of the radar with LFM probing signal, specifically the device that detects the reflected signal on the background of the repeater pulse jamming is proposed. The practice of matched filtration of complex signals obtains the further development, namely, the conditions of matched filtration of LFM signals with small base in the filters matched with the signals with big bases are determined. The sufficient condition is the coincidence of phase frequency spectrum of the small base signal with corresponding area of phase frequency spectrum of the big base signal. The practical importance of investigation is that the processing device is proposed. This device provides the value of correct detection of the signal reflected from the target approximately twice as much to the known processing devices in the most cases.