Статья

Название статьи ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИЛЬТРА ПОДАВЛЕНИЯ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ ПРИ СОГЛАСОВАННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ БАРКЕРА
Автор Е. Е. Завтур, И. И. Маркович, А. И. Панычев
Рубрика РАЗДЕЛ III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Месяц, год 08, 2018
Индекс УДК 621.396
DOI 10.23683/2311-3103-2018-8-163-173
Аннотация Целью исследования является синтез дополнительного фильтра подавления боковых лепестков, обеспечивающего компромисс между ухудшением отношения сигнал-шум и уменьшением уровня боковых лепестков на выходе фильтра, согласованного с сигналами на основе кодов Баркера. Для достижения поставленной цели находятся коэффициенты фильтра подавления боковых лепестков и оценивается его эффективность. Цифровой фильтр подавления боковых лепестков синтезирован на основе решения оптимизационной задачи поиска условного максимума относительного значения главного лепестка выходного сигнала неоптимального фильтра при условии ограничения величины его боковых лепестков. Исследованы фильтры подавления боковых лепестков при согласованной фильтрации сигналов, сформированных на основе последовательностей Баркера различной длины. Получены количественные оценки величины подавления боковых лепестков и ухудшения отношения сигнал-шум на выходе синтезированного фильтра. Установлено, что максимальное подавление боковых лепестков достигается в случае пятиэлементного (11,65 дБ) и 13-элементного (11,7 дБ) кодов Баркера. Величина боковых лепестков в выходном сигнале при этом составляют минус 25,63 дБ и минус 33,98 дБ соответственно. Минимальный проигрыш в отношении сигнал-шум получен для сигналов на основе 11-элементного (1,56 дБ) и 13-элементного (0,73 дБ) кодов Баркера. Для сигнала с пятиэлементым кодом Баркера этот показатель составляет 1,75 дБ. Таким образом, оптимальное соотношение между степенью подавления боковых лепестков и ухудшением отношения сигнал-шум при обработке выходного сигнала согласованного фильтра дополнительным несогласованным фильтром достигается для сигналов 13-элементного кода Баркера. В тех случаях, когда наложены существенные ограничения на длительность выходного сигнала, предпочтительным является использование пятиэлементного кода Баркера.

Скачать в PDF

Ключевые слова Радиолокация; согласованный фильтр; код Баркера; подавление боковых лепестков.
Библиографический список 1. Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т. 1. РЛС – информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов / под ред. А.И. Канащенкова, В.И. Меркулова. – М.: Радиотехника, 2006. – 656 с.
2. Дудник П.И., Кондратенков Г.С., Татарский Б.Г., Ильчук А.Р., Герасимов А.А. Авиационные радиолокационные комплексы и системы: учебник для слушателей и курсантов ВУЗов ВВС / под ред. П.И. Дудника. – М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006. – 1112 с.
3. Enrique Garcia, José A. Paredes, Fernando J. Álvarez. Spreading sequences in active sensing // Signal Processing. – 2015. – Vol. 106. – P. 88-105.
4. Carroll J. Nunn, Gregory E. Coxson. Best-Known Autocorrelation Peak Sidelobe Levels for Binary Codes of Length 71 to 105 // International Workshop on Coding and Cryptography. 2013. April 15–19.
5. Matthew A. Ferrara, Near-Optimal Peak Sidelobe Binary Codes // IEEE Department of Mathematical Sciences Rensselaer Polytechnic Institute Troy, New York 12180. 2006. – P. 400-403.
6. Leukhin A.N., Potehin E.N. Binary Sequences with Minimum Peak Side-lobe Level up to Length 68 // International Workshop on Coding and Cryptography. 2013. April 15–19.
7. NagaJyothi A., Raja Rajeswari K. Cross-correlation of Barker code and Long binary signals // International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST). – 2011. – Vol. 3.
8. Li, Lihua, Coon, Michael, McLinden, Matthew, Radar Range Sidelobe Reduction Using Adaptive Pulse Compression Technique // NASA Tech Briefs. 2013. October.
9. Кравченков Д.Н. Методы повышения разрешающей способности по дальности вертолетной РЛС // Радиолокационные системы специального и гражданского назначения. 2010–2012 / под. ред. Ю.И. Белого. – М.: Радиотехника, 2011. – С. 395-402.
10. Jaber Ismail M. Sidelobe-Suppression Technique Applied To Binary Phase Barker Codes // Journal of Engineering and Development. – Vol. 16, No. 4. – P. 330-336.
11. Kiranmai B., Rajesh Kumar P. Performance Evaluation of Barker Codes using New Pulse Compression Technique // International Journal of Computer Applications. – Vol. 107, No. 20. – P. 24-27.
12. Nuthalapati R.M. Design of mismatched filters for long binary codes // RadarCon 2008 May 26–30, 2008, Rome Italy. 2008 IEEE Proc. – P. 54-59.
13. Бабур Г.П., Хлусов В.А. Подавление боковых лепестков отклика согласованного матричного фильтра РЛС, производящей «моноимпульсную» совместную оценку координат и матрицы рассеяния объектов // Научный вестник МГТУ ГА. Сер.: Радиофизика и радиотехника. – 2005. – № 93. – С. 131-140.
14. Мальцев Г.Н., Сакулин Е.А. Ускоренный поиск широкополосных фазоманипулированных сигналов по задержке с использованием фильтра подавления боковых лепестков автокорреляционной функции // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике: Материалы IV Всероссийской научной конференции. – 2013. – С. 114-118.
15. Пат. 2335782 Российская Федерация, МПК G01S 7/36. Способ подавления боковых лепестков автокорреляционной функции широкополосного сигнала / Компаниец Ю.И., Кривченков Д.Н.; заявитель и патентообладатель Государственный Рязанский приборный завод. – № 2007106099/09, заявл. 20.02.2007; опубл. 10.10.2008. Бюл. 28. – 11 с.
16. Пат. 2 503 971 Российская Федерация, МПК G01S 7/36. Способ подавления боковых лепестков автокорреляционной функции широкополосного сигнала / Кривченков Д.Н., Компаниец Ю.И., Костромичев В.Д., Вакарева З.И.; заявитель и патентообладатель Государственный Рязанский приборный завод. – № 2012123183/07, заявл. 05.06.2012; опубл. 10.01.2014. Бюл. № 1. – 10 с.
17. Калениченко С.П., Сокольников В.А. Обработка радиолокационных сигналов в цифровых фильтрах с подавлением боковых лепестков функции отклика // Известия вузов России. Радиоэлектроника. – 2009. – Вып. 2. – С. 69-75.
18. Полезная модель к пат. 110502 Российская Федерация, МПК G01S 7/292. Фильтр подавления боковых лепестков сложного радиолокационного сигнала / Калениченко С.П., Сокольников В.А.; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).
– № 2011113797/07, заявл. 08.04.2011; опубл. 20.11.2011. Бюл. № 32. – 13 с.
19. Yılmaz KAYA, Murat UYAR, Ramazan TEKDN. A Novel Crossover Operator for Genetic Algorithms: Ring Crossover // Computing Research Repository Journal. – 2011. – Vol. abs/1105.0.
20. Abuiziah I., Shakarneh N., A Review of Genetic Algorithm Optimization: Operations and Applications to Water Pipeline Systems // International Journal of Mathematical, Computational, Physical and Quantum Engineering. – 2013. – Vol. 7, No. 12. – P. 1262-1268.
21. Hesam G., Mohammad M. P., Optimization of Matched and Mismatched Filters in Short Range Pulse Radars using Genetic Algorithm // International Journal Image. Graphic and Signal processing (IJIGSP). – 2016. – Vol. 8, No. 5.
22. Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи – М.: Сов. радио, 1971. – 416 с.

Comments are closed.