close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2337374

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 337 374
(13)
C2
(51) МПК
G01S 7/292 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006119635/09, 23.01.2004
(72) Автор(ы):
ФАЛЬК Кент Олоф (SE)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
23.01.2004
(73) Патентообладатель(и):
ТЕЛЕФОНАКТИЕБОЛАГЕТ ЛМ ЭРИКССОН
(ПАБЛ) (SE)
(43) Дата публикации за вки: 20.12.2007
R U
(45) Опубликовано: 27.10.2008 Бюл. № 30
2 3 3 7 3 7 4
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: НЕБАБИН В.Г., СЕРГЕЕВ В.В. Методы и
техника радиолокационного распознавани . - М.:
Радио и св зь, 1984, с.103-135. RU 2101717
C1, 10.01.1998. RU 2166769 С1, 10.01.2001. US
4042928 А, 16.08.1977. US 6075479 А,
13.06.2000. US 6014099 А, 11.01.2000.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
05.06.2006
2 3 3 7 3 7 4
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 2005/071433 (04.08.2005)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
SE 2004/000077 (23.01.2004)
Адрес дл переписки:
129090, Москва, ул. Б.Спасска , 25, стр. 3,
ООО "Юридическа фирма Городисский и
Партнеры", пат.пов. Ю.Д.Кузнецову, рег.№ 595
(54) СПОСОБ И РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ МЕШАЮЩИХ
ОТРАЖЕНИЙ В ШИРОКОПОЛОСНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛАХ
(57) Реферат:
Предложен способ обеспечени фильтрации
мешающих
отражений
в
широкополосных
радиолокационных сигналах путем получени меры
импеданса
эхо-сигнала
цели.
Сущность
изобретени заключаетс в том, что выбирают
разрешение
по
дальности
и
вычисл ют
энергетический
спектр
дл необходимого
излучаемого сигнала. Оценивают профиль (?(?))
площади цели с использованием коррел ции
между излученным сигналом и прин тым
отраженным
сигналом
в
форме
свертки.
Вычисл ют импеданс цели и отфильтровывают
цель с использованием полученного импеданса
цели. Достигаемым техническим результатом
вл етс повышение точности фильтрации
мешающих
отражений
в
широкополосных
радиолокационных сигналах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы.
Страница: 1
RU
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 337 374
(13)
C2
(51) Int. Cl.
G01S 7/292 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006119635/09, 23.01.2004
(72) Inventor(s):
FAL'K Kent Olof (SE)
(24) Effective date for property rights: 23.01.2004
(73) Proprietor(s):
TELEFONAKTIEBOLAGET LM EhRIKSSON
(PABL) (SE)
(43) Application published: 20.12.2007
R U
(45) Date of publication: 27.10.2008 Bull. 30
(85) Commencement of national phase: 05.06.2006
(87) PCT publication:
WO 2005/071433 (04.08.2005)
Mail address:
129090, Moskva, ul. B.Spasskaja, 25, str. 3,
OOO "Juridicheskaja firma Gorodisskij i
Partnery", pat.pov. Ju.D.Kuznetsovu, reg.№ 595
target is estimated using correlation of emitted
signal and received echo signal in the form of
convolution. Target impedance is calculated, and
target is filtered using obtained target impedance.
EFFECT:
increased
accuracy
of
clutter
filtration in broadband radar signals.
5 cl
R U
2 3 3 7 3 7 4
SIGNALS
(57) Abstract:
FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention claims method of clutter
filtration
in
broadband
radar
signals
by
obtaining impedance value for target echo signal.
Object
of
invention
involves
selection
of
distance resolution and calculation of energy
spectre for given emitted signal. Profile (?(?)) of
Страница: 2
EN
C 2
C 2
(54) METHOD AND RADAR SYSTEM FOR CLUTTER FILTRATION IN BROADBAND RADAR
2 3 3 7 3 7 4
(86) PCT application:
SE 2004/000077 (23.01.2004)
RU 2 337 374 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Область техники
Насто щее изобретение относитс к способу различени эхо-сигналов от истинных
радиолокационных целей, представл ющих интерес, от целей, не представл ющих
интереса, а также помех, рассматриваемых как мешающие отражени .
Предшествующий уровень техники
Стремление обеспечить селекцию целей на фоне мешающих отражений всегда было
целью радиолокационных датчиков. Традиционно это было основано на том, что скорость
движущейс цели отличаетс от помех фона, таких как присутствующие мешающие
отражени . Эхо-сигналы мешающих отражений могут, например, быть обусловлены
малыми градиентами в окружающей среде, такой как воздушна среда или окружающа водна поверхность. Поэтому различные доплеровские фильтры разработаны дл решени этой задачи.
Таким образом, все современные решени в основном представл ютс основанными на
доплеровской сигнальной информации, выдел емой из прин тых эхо-сигналов. Однако
типичные решени в насто щее врем используют кодированные в полном диапазоне
длинные импульсы, например, использующие двоичные фазовые коды или сигналы
расширенного спектра, работа в таких случа х при больших значени х ширины полосы
приемника. Некоторые из этих сигналов будут напоминать шумовые сигналы или сигналы
мешающих отражений, или сигнал источника активных помех.
Такие широкополосные радиолокационные сигналы в общем случае не про вл ют
какой-либо вно выраженной несущей, что, в свою очередь, приводит к тому, что
общеприн та фильтраци по скорости не может осуществл тьс с использованием
обычных доплеровских методов. Однако в новых широкополосных радиолокационных
системах будут иметьс дополнительные возможности измерени также иных параметров
эхо-сигналов и построени фильтров, которые, например, могут непосредственно
отфильтровывать отражени от объектов, имеющих металлические поверхности, и
селектировать их, например, от целей, в типовом случае с неметаллическими
поверхност ми.
Сущность изобретени За влен способ создани инструмента дл фильтрации мешающих отражений в
широкополосных радиолокационных сигналах дл получени меры импеданса отражающей
цели. Затем выбираетс разрешение по дальности и вычисл етс энергетический спектр
дл необходимого передаваемого сигнала. Кроме того, профиль ?(?) площади цели
оцениваетс с использованием коррел ции между излученным сигналом и прин тым
сигналом в форме свертки. Затем вычисл етс импеданс цели как функци времени с
использованием соотношени :
где Z0 - импеданс свободного пространства. Затем посредством полученного импеданса,
характеризующего эхо-сигнал цели, цель может быть отфильтрована.
За вленный способ изложен в независимом пункте 1 формулы изобретени , а
дополнительные аспекты определены зависимыми пунктами 2-4. Радиолокационна система, использующа за вленный способ, охарактеризована в независимом пункте 5
формулы изобретени .
Детальное описание
Как указано, новые широкополосные радиолокационные системы открывают
возможности дл измерени также других параметров, например, индикации импеданса
целей и затем построени фильтров, которые отфильтровывают, например, отражени от
металлических объектов (Z=0).
Дл упрощени вычислений предположим, что используетс ограниченный по ширине
полосы широкополосный шумовой сигнал, имеющий среднее значение, равное нулю,
согласно выражению:
Страница: 3
DE
RU 2 337 374 C2
(1)
5
где sI(t) и sQ(t) два гауссовых шумовых процесса и f0 - центральна частота.
Гауссовский шум имеет относительно большие амплитудные изменени , следствием чего
вл етс то, что передатчик с ограничением по амплитуде будет использоватьс неэффективно. Поэтому модулированный по фазе шум типа s(t)=cos[? 0t + ?(t)], имеющий
подход щее статистическое распределение, может быть более предпочтительным на
практике. Уравнение (1) может быть тогда альтернативно записано следующим образом:
(2)
10
Функци огибающей А(t) имеет рэлеевское распределение и определ етс в следующем
виде:
(3)
15
Функци фазы
следующим образом:
равномерно распределена на интервале
и определ етс (4)
20
Можно также представить сигнал в комплексной аналитической форме согласно
выражению:
(5)
25
30
35
Предположим, что радиолокационна станци вл етс стационарной и передает
эргодическое колебание s(t) со средним значением, равным нулю. Эргодическа теори может быть наилучшим образом описана как статистическое и качественное поведение
измер емого действи групп или полугрупп в измер емом пространстве, обладающем
неотрицательной метрикой. (Эргодическа теори изложена в работах Больцмана в
области проблем статистической механики, где усреднени временного и
пространственного распределени равны.) Это предположение упрощает вычислени , но
пока еще не накладывает ограничени . Подвижна радиолокационна станци , имеюща скорость v, означает, что врем масштабировано в соответствии с выражением
Принимаемый сигнал от отражающего профил дл рассто ни от 0 до Rmax может быть записан в виде:
40
45
50
где с0 - скорость света и n(t) представл ет аддитивный шум и возможные искажени .
Отражающий профиль
лежит внутри единичной окружности в комплексной плоскости
и представл ет сумму всех подмножеств отражений в элементе разрешени . Например,
дл элемента разрешени , включающего в себ воздушное пространство и объекты из
металла, отражающий профиль
будет суммой вкладов с коэффициентами отражени 0 и -1, соответственно. Таким образом, результирующий коэффициент отражени может
находитьс на линии между 0 и -1.
В соответствии с теорией эргодических процессов, r(t) также становитс стационарным
и эргодическим. Поэтому временна коррел ци может быть использована дл аппроксимации взаимной коррел ции между задержанной по времени копией сопр женной
и принимаемого сигнала r(t) в соответствии
величины передаваемого сигнала
с выражением:
Страница: 4
RU 2 337 374 C2
5
где Т представл ет интервал интегрировани коррел ции. Дл большого Т второй член в
уравнении (7) стремитс к нулю, поскольку шум n(t) не коррелирован с передаваемым
сигналом s(t). В результате может быть получено следующее выражение:
10
где символ ? обозначает свертку. Кроме того, справедливо равенство:
15
20
25
где p
- автокоррел ционна функци излученного шумового сигнала s(t). Из
уравнени (8) вно следует, что принимаемый сигнал представл ет собой свертку
отражающего профил с автокоррел ционной функцией излученного сигнала. Таким
образом, разрешение по дальности определ етс автокоррел ционной функцией
передаваемого сигнала, котора зависит от ширины полосы передаваемого сигнала и
формы его энергетического спектра P(?). Легко показать, что имеетс простое
соотношение
между автокоррел ционной функцией
сигнала и его энергетическим
спектром P(?), поскольку эти два выражени образуют пару преобразований Фурье:
30
35
Следовательно, можно выбрать разрешение по дальности, определ емое посредством
, и вычислить энергетический спектр P(?) дл необходимого передаваемого сигнала.
Свертка во временной области тогда соответствует умножению в частотной области.
Поэтому профиль
площади цели может быть оценен в соответствии с выражением:
40
и импеданс как функци времени (рассто ни ) может быть вычислен соответственно
выражению:
45
где
есть импеданс свободного пространства (
или ? 377 Ом).
Врем ? может быть пересчитано в рассто ние R согласно выражению:
50
Например, известно, что металлические объекты характеризуютс значением ?=-1 и Z=
Страница: 5
RU 2 337 374 C2
5
10
0. Таким образом, цель, имеюща другой типовой коэффициент отражени и импеданс,
может быть отфильтрована тем же путем, что и в примере с металлическими объектами.
Однако следует отметить, что коэффициент отражени каждого отдельного элемента
разрешени представл ет сумму всех парциальных отражений в элементе разрешени . На
практике, пороговое значение, представл ющее некоторое рассто ние от начала
координат, должно быть превышено, чтобы обеспечить определение импеданса эхосигнала. Угол в комплексной плоскости дл рассматриваемого определени означает фазу
суммы парциальных отражений внутри элемента разрешени . Например, преобладающий
вклад отражений от металлических объектов приведет к определению угла близкого к -?.
В общем случае справедливо, что импеданс объекта определ етс его проводимостью ?
диэлектрической посто нной ? и магнитной проницаемостью µ в соответствии с
выражением:
15
20
25
30
35
40
Обнаружение металлических объектов вл етс чрезвычайно простым, так как
частотна зависимость согласно выражению (14)
пропадает по мере того как
lim Z(?, ?, ?r, µr)=0
???
Иными словами, фильтраци импеданса в соответствии с насто щим изобретени позволит выделить эхо-сигналы от металлической цели в ситуации, когда имеетс стационарна цель даже на фоне стационарных мешающих отражений, когда обычное
доплеровское обнаружение не позволит различить цель на фоне мешающих отражений.
Дл дальнейшего повышени возможностей различени полученного импеданса цели от
другого обнаруженного импеданса, может быть использован любой обычный метод
фильтрации, хорошо известный специалистам в данной области техники.
Также специалистам в данной области техники должно быть пон тно, что различные
модификации и изменени могут быть внесены в способ, соответствующий изобретению,
без отклонени от его сущности и объема, который определен формулой изобретени .
Формула изобретени 1. Способ обеспечени фильтрации мешающих отражений в широкополосных
радиолокационных сигналах путем получени меры импеданса цели, отличающийс тем,
что содержит этапы, на которых выбирают разрешение по дальности, которое
определ етс посредством автокоррел ционной функции (р(?)) излученного шумового
сигнала и вычисл ют энергетический спектр (Р(? )) дл необходимого излученного
шумового сигнала, оценивают отражающий профиль (?(?)) площади цели с использованием
коррел ции (g(?)) между излученным шумовым сигналом и прин тым отраженным
сигналом, вычисл ют импеданс Z(?) цели как функцию времени с использованием
соотношени 45
50
где Z0 - импеданс свободного пространства,
и отфильтровывают с помощью фильтра сигнал, отраженный от цели, с использованием
вычисленного импеданса цели.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что дополнительно содержит этап вычислени коррел ции (g(?)) между излученным шумовым сигналом и прин тым отраженным сигналом
как свертку сигнала отражающего профил (?(?)) площади цели и автокоррел ционной
функции излученного шумового сигнала (?(?)).
Страница: 6
CL
RU 2 337 374 C2
5
10
3. Способ по п.1, отличающийс тем, что дополнительно содержит этап пересчета
времени (?) в рассто ние (R) до отражающего профил площади цели с использованием
того факта, что R=c0???1/2, где с0 - скорость света.
4. Способ по п.1, отличающийс тем, что упом нута фильтраци посредством фильтра
дополнительно содержит этап использовани фазы импеданса цели как суммы
парциальных отражений внутри элемента разрешени с использованием плоскости
комплексного представлени , причем преобладающий вклад металлических объектов в
определ емом отраженном сигнале цели приводит к получению фазы, близкой к -?.
5. Радиолокационна система, отличающа с тем, что упом нута радиолокационна система содержит средства дл выполнени способа, согласно предыдущим пп.1-4.
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
153 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа