4.4 Цифровые адаптивные системы пространственно–временной обработки сигналов на фоне помех

ОБЛАСТЬ (СФЕРА), К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ РАЗРАБОТКА: Разработка относится к области радиолокации (разработка и производство радиолокационной техники): защита РЛС различных диапазонов волн и назначения (РЛС обнаружения, сопровождения, распознавания, наведения, посадки, трассовые, аэродромные, метеорологические) от пассивных, активных и комбинированных помех; пеленгация источников излучения различного происхождения; «сверхразделяющий» пространственно-временной спектральный анализ; измерения параметров метеорадиолокационных сигналов в доплеровских метеорадиолокаторах.

Потенциальными потребителями разработки являются предприятия и организации Министерства промышленной политики, Министерства инфраструктуры Украины, Министерства обороны Украины, Государственной службы Украины по чрезвычайным ситуациям, зарубежные потребители радиолокационной и метеорадиолокационной информации.

ЦЕЛЬ (ПРОБЛЕМА) РАЗРАБОТКИ: Повышение помехозащищенности РЛС и качества пространственно-временного спектрального анализа. Радиолокационные системы наблюдения играют главную роль при решении задач обнаружения, измерения координат, опознавания и воздушных объектов. Важнейшим требованием к ним является высокая помехозащищенность. В существующих РЛС системы защиты от помех недостаточно эффективны из-за низкой способность адаптироваться к внешним помеховым условиях.

 

 

Рис. 1. Элементарный решетчатый фильтр

 

 

Рис. 2. Вид экрана кругового обзора радиолокатора при выключенном (а) и включенном (б) АРФ

 

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТКИ: Цифровые адаптивные системы пространственно – временной обработки сигналов на фоне помех строятся на основе многоступенчатых обращающих и обеляющих адаптивных решетчатых фильтров (АРФ) с импульсными (частотными) характеристиками, зависящими от параметров внешних воздействий. АРФ формируют требуемые функции их корреляционных матриц, заданных в факторизованной форме. Они строятся из набора элементарных решетчатых фильтров – двухвходовых весовых сумматоров с перекрестными связями (рис. 1). Использование в АРФ априорной информации о специфике структуры реально неизвестной корреляционной матрицы обеспечивает высокую эффективность адаптивной обработки сигналов на фоне помех (рис. 2) и пространственно-временного спектрального анализа.

ИННОВАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРАБОТКИ: Инновация решения состоит в применении разработанных авторами, исследованных и экспериментально проверенных адаптивных решетчатых фильтров, существенно повышающих помехозащищенность РЛС, точность пространственно-временного спектрального анализа, качество пеленгации источников излучений различного происхождения и измерения параметров метеорадиолокационных сигналов в доплеровских метеорадиолокаторах. Технико-экономические показатели АРФ увеличивают конкурентоспособность оснащенных ими РЛС на мировом рынке. Права интеллектуальной собственности авторов защищены патентами.

Перспектива и потенциал внедрения инновации высоки в связи с бурным развитием цифровой элементной базы, универсальности и возможности эффективно решать на ее основе широкий круг задач пространственно – временной обработки сигналов на фоне помех в радиотехнических системах различного назначения.

ПРЕИМУЩЕСТВА РАЗРАБОТКИ: Важным достоинством АРФ является их универсальность. Она заключается, во-первых, в использовании унифицированной структурно-алгоритмической основы, во-вторых, в возможности настройки АРФ по различным алгоритмам, учитывающим априорную информацию о параметрах входных воздействий и обеспечивающим высокое качество обработки, и, в-третьих, в возможности практического применения АРФ в различных областях.

Использование универсальных АРФ позволяет решать широкий круг задач адаптивной пространственно — временной обработки сигналов на фоне помех с близкими к потенциально возможным показателям качества за счет специальной структуры АРФ и высокоэффективных алгоритмов оценивания параметров входных воздействий.

На рис. 3 иллюстрируется повышение разрешающей способности РЛС по угловым координатам при пеленгации источников излучений на основе АРФ (рис. 3, а – наблюдаются сигналы от 3-х источников) по сравнению с применяемым ныне в современных РЛС алгоритмом быстрого преобразование Фурье (БПФ) (рис. 3, б – наблюдается сигнал только от 1-го источника).

 

 

Рис. 3 — «Сверхразрешение» источников излучений на основе АРФ (а) в сравнении с алгоритмом БПФ (б)

АНАЛИЗ РЫНКА: Цифровые адаптивные системы пространственно – временной обработки сигналов на фоне помех на основе АРФ отвечают мировому уровню развития теории и техники адаптивной обработки сигналов на фоне помех, а в вопросах, связанных с практической реализацией на современной элементной базе, опережают мировые (отечественные и зарубежные) аналоги.

ОЦЕНКА ТРАНСФЕРА РАЗРАБОТКИ: Заключение хозяйственных договоров.

СТАДИЯ РАЗРАБОТКИ: Теоретически обоснованы и исследованы цифровые адаптивные системы пространственно – временной обработки сигналов на фоне помех на основе АРФ, проведены полунатурные эксперименты, подтвердившие высокую эффективность АРФ.

ФИНАНСОВЫЕ РАСХОДЫ НА РАЗРАБОТКУ: Стоимость разработки макета, опытного и промышленного образцов составляет $100000 (без НДС и отчислений), потенциальный срок окупаемости разработки — 2 года.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ ИЛИ АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ: Леховицький Давид Исаакович; д.т.н., проф.; Дохов Александр Иванович, к.т.н., проф.; Рябуха Вячеслав Петрович, к.т.н., с.н.с.; Зарицкий Валерий Иванович, к.т.н., с.н.с.; Жуга Геннадий Александрович, к.т.н.; Рачков Дмитрий Сергеевич; Семеняка Андрей Викторович.

cохранить эту страницу в PDF